鐵路長大隧道施工

【摘 要】隨著我國交通事業的蓬勃發展，交通隧道的優越性正逐漸得到交通土建工程界的認可與接受，鐵路隧道也得到了巨大的發展。在長大鐵路隧道施工過程中，技術要求較高，本文以河北李家營隧道為例，介紹了工程概況，分析了施工過程內容及并指出了容易出現的問題，對施工技術在鐵路長大隧道施工中的運用進行了探討。

【關鍵詞】長大鐵路；隧道；施工

1 工程概況

李家營隧道位于河北省承德市境內，設計為雙線隧道。進口里程為DK312+800，出口里程為DK322+239，隧道全長9453m（其中包括明洞及棚洞19m），最大埋深583m。隧道進口段位于左偏曲線上，左線半徑R=1600m，右線半徑R=1604m，曲線段長504m；隧道出口段位于左偏曲線上，左線半徑R=1600m，右線半徑R=1596m，曲線段長275m。隧道其余地段均位于直線上。隧道內縱坡為單面坡。從隧道進口DK312+791至DK313+650為-4‰的坡，長859m；DK313+650至DK321+050為-9.0‰的坡，長7400m；DK321+050至DK322+243為-3.0‰的坡，長1193m。

其中隧道進口至斜井長5250m，起訖里程DK312+800～DK318+050，該段隧道多為Ⅱ、Ⅲ級圍巖，其中Ⅴ級加強、Ⅴ、Ⅳ級圍巖地質條件差；隧道出口至斜井4189m，起訖里程DK318+050~DK322+239，該段除洞口段圍巖較差外，其余地段多為Ⅱ、Ⅲ級圍巖。隧道支護采用Φ42小導管超前支護、Φ25中空注漿錨桿、Φ22砂漿錨桿、型鋼及格柵鋼架支護、鋼筋網、C25噴射砼，模注砼、鋼筋砼襯砌。洞口段采用Φ108大管棚注漿超前支護進洞。

隧道斜井長850m，設置里程DK318~+050，除洞口段約100m圍巖較差外，其余地段多為Ⅱ、Ⅲ級圍巖。

2 施工過程

2.1 洞口工程施工

首先開挖并施工洞口邊仰坡截水溝，以截排地表水，截水天溝距邊仰坡開挖邊緣不小于5m，溝底縱坡不小于3‰。排水溝與路基排水系統銜接。

開挖洞口頂部及明挖部分土石方，開挖土石方均自上而下進行，能用機械直接作業的，均選用機械開挖，人工配合。仰坡面采用光面爆破成形。開挖形成的坡面按設計要求及時進行封閉防護。明洞采用先墻后拱法。混凝土達到設計要求時拆模，施做明洞防水層，兩側對稱回填。

2.2 正洞洞身開挖

嚴格按照Ⅱ、Ⅲ類圍巖施工方法與施工步驟，洞口段約100m圍巖較差，在鉆爆施工時要確保安全。

2.3 支護施工

2.3.1 超前小導管

采用單液注漿泵，注漿前先噴混凝土封閉掌子面以防漏液，對于強行打入的鋼管先沖清管內積物，然后再注漿。注漿按從下到上的順序，兩側對稱施工，局部有涌水的注漿孔先注漿止水。漿液由稀到濃逐級變換，即先注稀漿，然后逐步變濃。考慮到注漿后需盡快開挖，注漿用普通水泥或早強水泥，拌漿時可摻入減水劑。

2.3.2 噴射混凝土

采用泵送式混凝土濕噴機，進行噴射混凝土作業。在噴射混凝土之前要按照規范和標準對開挖斷面進行檢驗，按濕噴工藝施工。噴射混凝土嚴格按設計配合比拌合。噴射前檢查隧道斷面尺寸，清除浮石和墻角虛碴，并用高壓水或風沖洗巖面。噴頭垂直受噴面，噴射路線先邊墻后拱部，分區、分段“S”形運動。隧道噴射混凝土厚度＞5cm時分兩層作業。第二次噴射混凝土如在第一層混凝土終凝1小時后進行，沖洗第一層混凝土面，初次噴射先找平巖面。噴射混凝土終凝2小時后，進行噴水養護，養護時間不少于7天。

2.3.3 掛網

按設計要求加工鋼筋網，鋼筋網采用Φ6mm鋼筋網，洞外分塊預制，洞內鋪掛，隨開挖面鋪設，同定位錨桿固定牢固。鋼筋網與受噴面的間隙以3cm左右為宜，混凝土保護層大于2cm。

2.3.4 注漿錨桿施工

采用錨桿鉆機鉆孔，專用注漿泵注漿施工。注漿壓力一般為地下水靜水壓力的2～3倍，同時考慮巖層的裂隙阻力，根據現場情況試驗后確定。瞬間最高壓力值不超過0.5MPa。

2.3.5 型鋼拱架及鋼筋格柵拱架施工

型鋼鋼架和鋼筋格柵拱架現場拼裝加工。采用機械運至安裝現場，人工作業平臺配合裝載機安裝，焊接縱向連接，形成支撐體系。

2.3.6 砂漿錨桿支護施工

砂漿錨桿用于Ⅲ類圍巖地段，以加強拱部軟弱巖體。錨桿采用Φ22mm鋼筋，長3.0m，錨桿間距100×100cm。采用鑿巖機鉆孔，攪拌機拌制普通砂漿，牛角泵灌注。注漿壓力控制在0.5～1.0MPa，并注意隨時排除孔中空氣。

2.4 洞身襯砌

2.4.1 防水層鋪設

防水板按環進行鋪設，鋪設防水板在鋪設臺架上進行。防水板鋪設前，噴混凝土表面處的鋼筋頭和錨桿頭先切除，再用手持砂輪機磨平，對凹凸不平部位修鑿噴補，有局部滲水處，進行處理。

固定防水板采用膠熱焊接，膠墊與膠墊之間防水層不得繃緊，要保證板面與噴射混凝土密貼。

2.4.2 洞身襯砌

隧道采用整體鋼模液壓襯砌臺車襯砌，一次襯砌長度10m，臺車采用激光準直儀導向定位。混凝土采用混凝土拌合站集中拌制，混凝土輸送車運輸，輸送泵泵送入模，插入式振搗器振搗。

3 鐵路隧道施工需要注意的問題及施工技術的運用

3.1 瓦斯安全處置

該隧道地質條件差，巖性復雜多變，多為Ⅱ、Ⅲ級圍巖，可能蘊藏瓦斯有有害氣體，產生巖爆現象。瓦斯在空氣中爆炸條件按瓦斯在空氣中的濃度，下限為5%～6%，上限為14%～16%，在7%～9%時最容易爆炸。

施工人員根據在隧道開挖過程中要密切關注瓦斯燃燒現象，根據《鐵路瓦斯隧道技術規范》（TB10120—2002）規定，利用催化型瓦斯檢測儀AZJ—2000型甲烷檢測報警儀，嚴格規范施工中瓦斯監測制度。另外，還要采取相關措施預防瓦斯爆炸，例如：水封爆破、灑水除塵和防爆設備、注意出渣安全、地質超前鉆孔卸壓，改善通風措施、改善襯砌結構氣密性等來做好瓦斯安全處置工作。

3.2 施工通風

做好隧道通風是可以稀釋、沖淡和排除有害氣體和降低粉塵濃度，確保安全生產，有利于提高生產率。施工人員要采用性能良好的進口通風機，并加大風管節長、改革風管加工工藝等措施做好防風降阻工作。

3.3 施工地質超前預測預報

由于李家營隧道長地形條件復雜，不良地質多，地質災害很容易造成安全事故，導致工期延誤。因此在施工前查明隧道工程巖體的狀態、特性，準確地預測預報隧道施工中可能發生的地質災害的位置、規模和性質。

鑒于李家營隧道工程地質條件的復雜性，可采用采用以TPS202超前地質預測預報系統進行長距離預測預報，以地質雷達、超前地質鉆探、掌子面地質編錄進行短距離預報，二者相互結合，以確保安全施工。

4 總結

在李家營隧道施工中，鑒于復雜的工程特點，要綜合運用多種施工技術，熟練掌握和應用大長隧道施工技術是確保安全施工和施工效率的基礎。

參考文獻

[1]劉新華，張帆，陳秋南，李曉峰，吳多云.長大鐵路隧道施工中瓦斯安全處置技術[J].礦業工程研究，2011，26（3）

[2]韓應明.長大鐵路隧道施工通風技術研究[J].科技信息，2009（21）