铁路隧道施工技术及质量控制要点研究

周 信（中铁十四局集团第四工程有限公司，山东 济南 250002）

1 铁路明挖技术的特点

所谓明挖施工技术，是铁路区间施工中常用的一种方法。通常情况下，在人口稀少、交通流量小的环境下适合采用明挖施工技术。明挖施工技术会对周围环境产生较大影响，所以该技术在实际操作中并没有得到十分广泛的应用，但是只要条件允许，明挖施工技术仍然可以发挥重要的价值。明挖施工通常按照如下步骤完成：首先，明确开挖地点，开始路面开挖工作，按照从上到下的顺序完成土石方开挖作业，施工中注意按照设计限度范围做好开挖深度控制。然后从底端向上开始进行基坑支护作业，根据设计要求初步完成铁路隧道结构的建设。最后回填土方，尽快完成土方回填以及地面复原，尽量降低对当地环境的影响。

通过研究国内外铁路施工建设工程能够发现，明挖基坑施工技术有着严苛的施工要求，但是当前铁路工程建设中还常常应用该技术，可见其有着较为成熟的技术和一定的使用价值，其有着传统方法不可比拟的施工优势。通常在深基坑施工中采用明挖施工技术，而现如今很多铁路隧道工程建设都涉及深基坑作业，所以该技术凭借着可靠性和安全性高备受青睐。深基坑施工技术所具有的优势和缺点已经在长时间的实践过程中得到了总结，主要的优势为：施工简单、经济性高，而缺点为：施工噪音大、对周边环境会造成较大的破坏。此外，明挖基坑施工技术对开挖区域周边地面状况有着严格要求，必须在回填之前保持原状，否则会出现地表沉降等不良现象。

2 铁路车站明挖施工的方法

铁路明挖施工技术有着较为悠久的应用历史，近些年随着现代科技信息技术的发展该技术也得到了进一步的优化。到目前为止，铁路车站主要包括悬臂支护法开挖、放坡开挖法以及围护结构加支撑明挖法三种明挖施工工艺。三种施工方法有着各自的应用特点和范围，本文重点讨论围护结构加支撑明挖法。围护结构加支撑明挖法主要是工作人员综合性明挖较深基坑施工方法，如果工程具有较大的基坑深度那么土体侧压力会产生较高的树脂，为了确保土体的稳定性，降低发生土体坍塌的问题，技术人员应当采用支护方法、设置支护结构等方式进行处理。技术人员在具体制定操作工序过程中需要对相关技术指标进行深入的研究，其中主要包括强度、层数、间距、刚度等指标还要精准地计算水平支撑维护结构作用、结构体系转化等力学问题，从而确保开挖工作的安全稳定。通过实践经验能够发现，在埋设位置较深、边坡土体稳定性不高并且外侧压力较大的地下工程施工中比较适合采用维护结构加支撑明挖法。同时，施工技术人员要对支撑状态进行实时监测。水平支撑比其他支撑方法有着更多的优势，无论是安全性、可靠性都比较高，不容易出现墙体位移的情况，不会受到开挖深度的限制。通常水平支撑主要包括是横撑、角撑和环梁支撑三种形式。其中在平面矩形维护结构基坑拐角或者断面变化位置适合采用角撑，横撑适合应用于矩形中长度较短的一侧。在平面环形同护结构中适合采用环形支撑方式。如果基坑的横向距离较大那么可以在中间添加支柱，从而将基坑和土体的稳定性提升。

3 铁路隧道施工技术

某工程全线共设置6对主辅进出口（其中C1匝道不在本次设计范围内），其中2对为高架出入匝道、2对为隧道式出入匝道、2对为地面出入口。同时在百吉巷北侧设置一处人行天桥，方便百吉巷沿线居民过街。全线桥梁长度1.1km，隧道段长度2.58km。

隧道西侧主要为商业、教育、行政办公、居住用地，条件较为复杂，且距离隧道结构较近。施工条件复杂，尤其是基坑施工期间应注意对周边建构筑物的保护。为确保施工期间交通顺畅，局部匝道及附属设施分期施工。由北至南，扬州职业大学行政办公楼距离隧道在两倍基坑深度以外。国泰大厦距离隧道变电所结构距离约15m。国泰大厦地下车库距离隧道废水泵房结构距离22m。

现有润扬路下穿文昌路隧道，该隧道建设于2005年，暗埋段总长71m，敞口段总长255m，设置两个泵房。隧道底板最大埋深8.1m。扶壁段宽24.8m，标准段宽19.9m，泵房段宽25.2m。隧道围护结构采用φ700水泥土搅拌桩+钢绞线锚索，其中锚索段总长286m，最大深度约8m。

3.1 总体方案

本工程车行隧道采用双向6车道，主线采用单箱双室箱体结构。

隧道为长距离地下道路，属二类隧道。东西两孔车行隧道之间设5条人行横通道和2条车行横通道；人行横通道间距约250m~300m（可借用车行横通道），车行横通道与隧道洞口间距约500m。

本隧道单独设置隧道管理站，设置于翠岗路、润扬路路口西南角，地上三层，建筑面积为2755.50m2。应急救援车辆停放在该地块内。

隧道北端洞口设置主变变电所，与消防泵房、1#雨水泵房合建，面积约1058m2；隧道南端洞口设置跟随变电所一处，面积约640m2。

隧道东1匝道暗埋段起点设置2#雨水泵房，东2匝道暗埋段起点设置3#雨水泵房，主线暗埋段南端设置4#雨水泵房。隧道暗埋段三处低点设置1~3#废水泵房。

本隧道及其地下附属设施耐火等级为一级，屋面防水等级为二级。

3.2 开挖技术

铁路明挖基坑施工是一个漫长而又复杂的过程，由于各方面因素的影响，所以施工进度会在实际情况中发生较为明显的变化。在施工过程中，施工单位盲目追赶进度，私自省略重要工序，或运用与实际情况不相符合的施工工艺，这样可能会造成地面沉降、房屋开裂等一系列严重后果。还有一些施工单位在开始开挖工作以后才发觉地质勘测报告与实际情况存在一定差异，但由于施工已经开始，再进行整改和设计都为时已晚，在诸多因素的影响下，可能会发生坍塌事故。从技术层面讲，支护是铁路明挖基坑施工的主体和关键，而支撑架则是支护的根本，所以在施工的过程中，应对支撑架的设计引起高度的重视。但在实际情况中，支撑架的围檩封闭存在疏漏的现象十分常见，使得支架的支撑点与立柱的位置之间存在较大偏差，最终降低支护体的安全性能。

3.3 混凝土喷射施工技术

湿法和干法是混凝土喷射主要两种施工技术。湿法喷射主要是在材料搅拌时添加水泥、水、骨料，按照设计比例完成原材料的配合后进行搅拌，搅拌均匀后送入喷头，用速凝剂涂抹喷射机从而避免产生太大的粉尘噪声施工现场污染，然后开始混凝土喷射。此方法需要应用到诸多设备，有着较高的施工效率，但是需要工作人员定期维护设备。干法喷射主要是搅拌好速凝剂、骨料、水泥等性能良好的材料后用空气压缩法处理软管，确保呈现悬浮效果，然后用喷枪进行混合料的输送，之后在相关位置进行高压水同时喷射。

3.4 管道附属构筑物设计

3.4.1 检查井

雨水管道采用雨水检查井（一般采用流槽式，有支管接入处采用落底式）。污水管道一般采用流槽式污水检查井。省标检查井钢筋混凝土底板襟边300mm，配筋及底板厚度等参照省标图集施工，其中D1000圆井底板厚度更改为250mm。

车行道下检查井井盖采用连体式防盗防沉降球墨铸铁井盖，检查井盖等级D400，绿化带及道路外支管井盖采用连体式防盗球墨铸铁井盖，检查井盖等级C250，成品质量需符合《铸铁检查井盖》CJ/T511-2017的要求，检查井支座采用重型铸铁井座。用“雨水”“污水”等字样进行雨污水检查井井盖的标识。用防坠落井箅确保检查井盖安全，要求检查井井盖的承重力至少为100kg，同时对其过水能力进行严格控制，避免在暴雨天气冲走井盖。

为保证道路质量,避免检查井的损坏,位于道路行车道及交叉口内雨污水检查井设置卸荷板。

3.4.2 检查井与管道连接

钢筋混凝土管道与检查井采用半截管连接。

塑料管与检查井连接采用遇水膨胀橡胶密封圈连接。球墨铸铁管道与检查井连接处，检查井洞口位置应敷设一节50cm长承口短管，以减小地基不均匀沉降对管道的影响。

3.4.3 出水口

雨水管道出水口采用八字式管道出水口（浆砌块石）。

3.5 管道回填

道路下钢筋混凝土管回填采用6%灰土回填至道路路床底，回填应满足密实度要求。

绿化带下钢筋混凝土管回填采用6%灰土回填至管顶以上500mm,管顶500mm以上采用良质土回填至地面下500mm，其上再回填素土至地面，回填应满足密实度要求。

道路下方塑料管及金属管回填采用中粗砂回填至管顶以上500mm，管顶500mm以上至道路路床底采用6%灰土回填(绿化带下管顶500mm以上采用良质土回填至地面下500mm,其上再回填素土至地面），回填应满足密实度要求。

所有过路管线采用6%灰土回填至路床顶，其上铺玻纤格栅，宽度超出沟槽两侧各50cm，格栅最大负荷延伸率小于4%，抗拉强度大于60000N/m。

检查井周围600mm范围内用6%灰土回填至道路路床底。

4 结语

铁路工程是社会经济发展中的必要设施，通过铁路隧道工程建设施工能够有效提高地区经济发展和人民出行的便捷。为此，相关工作人员应当加强对铁路施工技术的研究，做好施工过程质量安全控制，全面提升铁路工程建设水平。