不良地質及特殊地段鐵路雙線隧道施工技術

朱小海

（中鐵十二局集團第一工程有限公司陜西西安　710038）

不良地質及特殊地段鐵路雙線隧道施工技術

朱小海

（中鐵十二局集團第一工程有限公司陜西西安710038）

隨著我國鐵路事業的高速發展，為實現在縮短鐵路里程的同時增加運力，雙線隧道施工也愈來愈被廣泛地應用起來。本文就結合工程實例，對三種不良地質及特殊地段情形下鐵路雙線隧道的施工技術進行研究，分別為對鐵路雙線隧道塌方處理施工技術、下穿高速公路施工技術以及穿越破碎段的施工技術，以期為同類工程提供可參考借鑒。

鐵路；雙線隧道；施工技術

引言

近些年來，基于我國鐵路建設的高速發展，鐵路等級也在逐漸提高，為了滿足相關規范以及技術標準提出的要求，在鐵路建設中，隧道工程也得到了普遍應用。繼而，各種各樣問題的出現也給鐵路隧道施工提出了新的挑戰，本文就結合幾個工程案例，分別對鐵路雙線隧道施工中不良地質及特殊地段幾種情況相應采用的施工技術進行分析，以供借鑒。

1　鐵路雙線隧道塌方處理的施工技術

1.1工程實例

某鐵路雙線隧道時速設計為160km/h，全長3160m。該隧道設計開挖的最大半徑、高度、寬度分別為6.9m、12.15m、14.16m，開挖斷面約在139m2，屬鐵路特大斷面長隧道。該隧道所在位置屬高原丘坡區，地勢較為平坦，總體呈中間高、兩側低，覆蓋層厚度較小。隧道的進出口在風積砂層中，洞身巖體的巖質較為脆弱，有較嚴重的風化問題。某日下午在現場勘察中，發現隧道DK160+045附近拱頂下沉量達到6cm，隔日變形逐步增大，已經超過10cm，當晚，DK160+038～DK160+075段發生塌方，塌方量大約在3000m3左右，屬大型塌方。

1.2塌方處理的施工技術

（1）為避免塌方的加重、穩定塌方段的自穩結構，對主塌方區中的石渣要避免擾動，從洞外將土運來進行回填工作，穩固并未塌段但接近塌腔的支護。

（2）塌方得到基本的穩定之后，首先要對塌腔拱頂與邊墻進行初次素噴C25混凝土，在處理的整個過程中應做到反復、多次素噴，確保混凝土噴的厚度超過8cm，以此起到對塌腔圍巖的預支護作用。

（3）為避免塌方事故擴大，做好對塌方端頭并未坍塌位置的初期支護工作，進行10榀I20工字鋼鋼架的安裝，將鋼架之間的間距保持在60cm左右，逐漸向臨近塌方段加密。

（4）對于塌腔段的處理來說，依據1m一段的推進原則，支護使用I20工字鋼架支護，將間距設置在50cm，與鋼架間做牢固焊接。每榀拱腳與拱肩處設置4根長4m的鎖腳錨管。與鋼架相互對應，沿著邊墻未塌方的高度打設系統中空錨桿，確保其環向及縱向間距分別在1.0m、0.5m。為避免由于受到掉塊沖擊而導致剛剛噴護形成的防護棚發生變形、破壞問題，應使用鋼管形成對工字鋼拱頂部位的支撐，增強其初期承載力。

（5）為了保證已形成段的安全，在每完成防護棚6～12m左右，都應該進行塌碴清理工作，并及時做好二次襯砌。當澆筑完二襯混凝土并達到50%的強度之后，應在不拆鋼模臺車的基礎上盡快做好上部C20回填混凝土工作，加大拱結構的承載力。

（6）嚴格依據分段形成防護棚、緊抓澆筑二襯與回填混凝土的施工原則，做好塌方段的處理。

（7）當完成全部二襯及回填混凝土的施工之后，且其強度達到了100%，應盡快安排做好注漿等工作，以此形成緩沖層。至此，塌方處理完成。

2　鐵路雙線隧道下穿高速公路的施工技術

2.1工程實例

某隧道下穿高速公路，該隧道全長2461km，屬單洞雙線隧道，該隧道所處位置地形起伏較大。該隧道DK161+345～DK161+ 415段下穿高速公路，其長度為70m。該隧道下穿高速公路的地段覆蓋層較薄，為淺埋段，洞身地層弱風化，若處于雨季施工，會有較大水量。

2.2工程施工難點

由于受到該隧道開挖寬度及高度的限制，存在成洞的困難；隧道埋深淺，為超淺埋大跨隧道，施工時極易發生冒頂坍塌；隧道下穿高速公路，為確保行車安全，對沉降控制提出了極高的要求；隧道本身地質條件較差，成洞時易發生坍塌；工序復雜，對工藝的要求極高；地面及洞內的測量工作較復雜。

2.3主要施工技術的選用

2.3.1超前預支護

（1）準108大管棚超前支護。在隧道下穿既有鐵路的拱部，設置準108大管棚超前支護，以絲扣交錯連接。于鋼花管上鉆注孔徑在10～16mm的漿孔，以此來促進巖土體密實度的提高、保證下穿段圍巖的穩定性。使用水泥漿液進行長管棚注漿工作，并依據施工實際情況相應地調整注漿參數。使用兩臺注漿泵依據從兩側向拱中的順序進行低壓注漿，并逐漸升壓、穩壓，注漿后，采用M5水泥砂漿進行鋼管的重填，以此來提高管棚的強度。

（2）超前小導管。于拱部140毅的范圍設準42小導管與準108管棚相互配合，同時注入水泥漿做超前支護。使用鉆孔打入法進行小導管的安設，使小導管穿過鋼架，借助鉆機頂入。

2.3.2下穿段施工

使用機械銑挖的施工方法，以此來確保公路路基的穩定性，盡量避免由于爆破而產生的對隧道周邊圍巖的擾動，同時使用三臺階臨時仰拱上臺階加豎撐法的施工。各部每一次開挖的支護長度盡量保證在0.5m以內，于拱腳、墻角處的鋼架底部分別設置2根鎖腳錨管，一方面確保鋼架基礎的穩定性，另一方面限制拱頂發生變形。

2.3.3二次襯砌

對公路現狀加以考量，其荷載超過了既定規范，因此設計做V級圍巖加強復合式襯砌，二次襯砌厚度在65cm，選用準35鋼筋作為主筋，設置間距為20cm。

3　鐵路雙線隧道穿越破碎段的施工技術

3.1工程實例

某隧道為軟弱圍巖雙曲線隧道，曲線長度為110m半徑為3000m，其洞口位于全風化帶，穩定性不高，地質不良。

3.2施工技術

3.2.1斷層的超前預報

（1）地質超前預報

借助TGP206型隧道地質超前預報系統，通過對接收到的信號進行數字采集與處理，及時掌握前方斷層破碎帶的詳細情況及圍巖情況。

（2）工程地質法

結合當地實際地質，并依據相關地質資料，做初步的地質分析，基于在隧道中斷層帶有一定的延伸長度，應細致對待隧道局部又出現石質較差、圍巖破碎的情況，根據巖層走向等內容對前方可能出現的斷層破碎帶進行預測。

（3）超前地質挖孔

在開挖掌子面之前，先使用超長鉆桿對前方圍巖進行鉆孔，并依據鉆進時對鉆速、水質情況等的認知，判斷前方的地質、水文條件。

3.2.2地表深孔預注漿

該隧道在施工的過程中較易出現涌水突泥，因此需要使用地表深孔預注漿的堵水加固舉措。借助導線控制點，對堵水加固的里程范圍進行測量，并于出孔的位置做好標記，使用潛孔鉆機鉆孔出設計標高。

3.2.3超前小管棚施工

在拱部布設準42mm小導管，分布為均勻的梅花型。若遇巖體松軟的情況，則使用YT-28型風動鑿巖機直接推送，若巖體較硬，則先進行鉆孔，之后再推送。注漿時避免連續注漿，應相鄰孔眼間隔開來，以此保證固結的效果。

4　結論

在現階段國家大力推進鐵路基礎設施發展的情況下，隧道建設工程也愈來愈多，而伴隨出現的情況也就越來越多，針對不同的發生情況，都不能有一個固有的處理方案，應多管齊下，結合諸多技術舉措不斷進行優化、完善，促進鐵路雙線隧道施工的順利完成。

[1]費瑞振，彭立敏，施成華，等.高速鐵路雙線隧道列車風特性與人員安全性分析[J].鄭州大學學報（工學版），2013（4）：5～9.

[2]張勇，王云波，劉仁智，等.鐵路雙線隧道仰拱快速施工技術及配套設備的研制[J].高速鐵路技術，2014（1）：93～97.

[3]毛朝.鐵路雙線隧道穿越破碎段施工技術[J].科學時代，2015（11）：86，87.

[4]譚信榮，陳壽根，馬輝，等.高速鐵路雙線隧道仰拱機械化快速施工技術[J].筑路機械與施工機械化，2013（11）：92～95.

U455.49

A

1673-0038（2015）49-0269-02

2015-11-2

朱小海（1977-），男，四川成都人，助理工程師，大專，從事工程技術、管理工作。