高鐵雙線隧道施工工藝及質(zhì)量控制措施

尤楠

（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司　山東　青島　266061）

高鐵雙線隧道施工工藝及質(zhì)量控制措施

尤楠

（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司山東青島266061）

本文結(jié)合青榮城際鐵路車山隧道工程實(shí)例，從施工角度分析了高鐵雙線隧道工程施工中的施工工藝、質(zhì)量控制方法、保證措施等做法。

隧道工程；施工工藝；質(zhì)量控制

高速鐵路隧道是國家基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，因此我們必須加強(qiáng)工程質(zhì)量管理的隧道施工現(xiàn)場。本文以青榮城際鐵路車山隧道為例，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工作業(yè)流程，從施工工藝、質(zhì)量控制方法等方面，簡要分析了高速鐵路雙線隧道施工中的具體做法。

1　工程概況

車山隧道位于山東省煙臺市芝罘區(qū)南里村東約1km處，隧道全長900m，最大埋深84.5m。該隧道為雙線隧道，設(shè)計(jì)速度：250km/h，線間距為4.6m，地處耕地和林地交接地帶，巖體破碎，穩(wěn)定性差，Ⅳ、Ⅴ級圍巖占隧道總長度的80％，淺埋地段地表匯水豐富，地理環(huán)境復(fù)雜，施工難度大，是全線的重點(diǎn)工程及高風(fēng)險(xiǎn)工點(diǎn)。

2　施工工藝及質(zhì)量控制

該隧道按新奧法原理組織施工，光面爆破，暗挖隧道采用復(fù)合式襯砌。按照圖紙要求，車山隧道采用臺階法開挖Ⅲ級圍巖地段，采用弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法開挖Ⅳ級圍巖地段，采用三臺階臨時(shí)仰拱法開挖Ⅴ級圍巖加強(qiáng)段。出碴采用無軌運(yùn)輸方案。

2.1車山隧道總體施工工藝流程

洞口邊仰坡施工→管棚施工→暗洞施工[開挖掘進(jìn)→初期支護(hù)→二次襯砌]→明洞施工→洞門施作。

2.2洞口段開挖及邊仰坡防護(hù)

2.2.1洞口段開挖

根據(jù)圖紙數(shù)據(jù)放出邊、仰坡開挖邊線，按要求施做截水天溝，邊仰坡分層逐級開挖，開挖一級防護(hù)一級。

2.2.2邊仰坡防護(hù)措施

隧道洞口臨時(shí)邊仰坡采用錨桿+鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土的方法來加固，錨桿采用直徑22mm的砂漿錨桿，錨桿長度為4m，間距1.5m×1.5m，梅花形布置，噴射混凝土采用10cm厚C25網(wǎng)噴混凝土，鋼筋網(wǎng)采用直徑8mm的圓鋼，鋼筋網(wǎng)片網(wǎng)格尺寸為25cm×25cm。

2.3洞口管棚施工

隧道邊仰坡按要求施工到位后，根據(jù)設(shè)計(jì)位置施做導(dǎo)向墻、打設(shè)管棚。導(dǎo)向墻截面尺寸為1m×1m，導(dǎo)向墻內(nèi)設(shè)I18工字鋼架2榀，鋼架外緣入口、出口設(shè)置導(dǎo)向鋼管，導(dǎo)向鋼管直徑為140mm，壁厚5mm。本隧道入、出口管棚設(shè)計(jì)長度均為30m，管棚材料采用直徑為108mm，壁厚為6mm的鋼管；管棚鉆進(jìn)施工時(shí)，采用測斜儀對鉆進(jìn)的角度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，如果發(fā)現(xiàn)鉆孔角度偏差超出設(shè)計(jì)要求，則立即停止鉆進(jìn)、退出鉆頭，注漿填孔后重新鉆進(jìn)。

洞口大管棚超前支護(hù)如圖1所示。

圖1　大管棚支護(hù)示意圖

2.4暗洞施工及質(zhì)量控制措施

2.4.1洞身開挖

洞身每一循環(huán)的開挖掘進(jìn)都應(yīng)在超前管棚（或小導(dǎo)管）施做完成后進(jìn)行。本隧道Ⅴ級加強(qiáng)圍巖地段采用三臺階臨時(shí)仰拱法開挖、Ⅳ級圍巖采用弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法開挖、Ⅲ級圍巖采用臺階法開挖。

光面爆破：

隧道開挖全部采用光面爆破。施工時(shí)，炮眼位置由測量人員用紅油漆在掌子面準(zhǔn)確標(biāo)出，掏槽眼和周邊眼開眼誤差要控制在5cm以內(nèi)。按照自上而下的順序進(jìn)行裝藥，起爆形式采用復(fù)式網(wǎng)起爆路，從而起到確保起爆的可靠性和準(zhǔn)確性的作用。

（1）爆破瞎炮處理措施

發(fā)現(xiàn)瞎炮，應(yīng)首先查明原因。如果是孔外的導(dǎo)爆管損壞引起的瞎炮，則切去損壞部分重新連接導(dǎo)爆管起爆即可；如造成瞎炮的原因?yàn)榭變?nèi)導(dǎo)爆管損壞或?qū)П鼙旧泶嬖趩栴}，則應(yīng)由現(xiàn)場爆破員按照《鐵路隧道爆破安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行排險(xiǎn)處理，確認(rèn)排除險(xiǎn)情后方可進(jìn)入下一道工序。

（2）隧道欠挖處理措施

由于爆破效果受炮眼間距、炮眼角度、深度、藥量等因素的影響，所以隧道開挖過程中會出現(xiàn)超欠挖等現(xiàn)象，當(dāng)欠挖量不大時(shí)，則根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際采用人工或機(jī)械進(jìn)行修整處理，將欠挖部分清除掉；當(dāng)欠挖量較大時(shí)，要重新打設(shè)炮眼后進(jìn)行補(bǔ)炮處理，確保開挖斷面尺寸。

（3）隧道超挖處理措施

出現(xiàn)超挖，當(dāng)超挖量不大時(shí)，采用噴射混凝土進(jìn)行噴實(shí)，并進(jìn)行回填注漿。當(dāng)超挖量較大，超挖尺寸較大時(shí)，則根據(jù)實(shí)際情況對超挖部分采用分層掛網(wǎng)噴射混凝土的方式進(jìn)行回填，同時(shí)預(yù)留回填注漿孔，進(jìn)行注漿處理。

2.4.2初期支護(hù)

（1）型鋼（格柵）鋼架施工及質(zhì)量控制措施

型鋼（格柵）拱架根據(jù)設(shè)計(jì)圖按1：1比例在隧道洞外鋼筋加工廠放樣加工，試拼合格后，再運(yùn)進(jìn)洞內(nèi)安裝。相鄰兩排鋼架間按設(shè)計(jì)要求用鋼筋縱向連接，使拱架形成縱向穩(wěn)定的連接體系。鋼架安裝完成后，打設(shè)鎖腳錨桿使之成為整體結(jié)構(gòu)。鋼拱架安裝平面必須與隧道縱向軸線垂直，鋼架間距允許誤差為±10cm；橫向位置與高程允許誤差為±5cm，垂直度允許偏差為±20cm，連接筋、鎖腳錨桿等連接處不得出現(xiàn)假焊、漏焊等現(xiàn)象。

（2）鋼筋網(wǎng)施工

鋼筋網(wǎng)片在隧道洞外鋼筋加工廠加工制作，鋼筋網(wǎng)片材料采用直徑8mm的圓鋼，網(wǎng)片網(wǎng)格間距為20cm×20cm，加工成片后運(yùn)至隧道洞內(nèi)安裝。鋼筋網(wǎng)片加工后的表面應(yīng)光滑，不得出現(xiàn)削弱鋼筋截面的疤痕。網(wǎng)片焊接固定于先期施工的系統(tǒng)錨桿之上，依次搭接焊接成網(wǎng)，搭接長度為1～2個(gè)網(wǎng)格。

（3）小導(dǎo)管施工

導(dǎo)管加工在洞外鋼筋加工場地進(jìn)行，管壁上每隔10～15cm鉆設(shè)直徑為10mm的孔，鉆孔按梅花形布置，尾管應(yīng)預(yù)留長度不小于30cm的鉆孔注漿段。小導(dǎo)管安裝完成后使用水灰比為1：1的水泥漿按照由下向上進(jìn)行注漿。

（4）砂漿錨桿和中空錨桿施工

砂漿錨桿用于隧道側(cè)壁，中空錨桿用于隧道拱部。各個(gè)錨桿孔位間距、深度、角度均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，其中深度誤差應(yīng)控制在±50mm范圍內(nèi)。注漿按照自下而上順序進(jìn)行，漿液采用水泥砂漿，注漿壓力控制在0.5～1.0MPa。

（5）噴射混凝土施工

本隧道初期支護(hù)采用C25濕噴混凝土噴射封閉。混凝土噴射要求表面平整，無空鼓、裂縫，表面平整度偏差控制在100mm以內(nèi)。側(cè)壁噴射混凝土回彈率不超過15％，拱頂噴射混凝土回彈率不超過25％。

（6）仰拱施工

仰拱開挖完成后先把仰拱底部的虛碴、雜物及積水清理排除干凈，然后將仰拱棧橋安防就位，人工綁扎鋼筋、支設(shè)模板，最后澆筑混凝土。混凝土由罐車運(yùn)送至現(xiàn)場直接進(jìn)行澆筑，使用插入式振搗棒振搗。

2.4.3隧道防排水

（1）洞身防水及質(zhì)量控制

根據(jù)隧道排水“防、排、堵、截相結(jié)合，因地制宜、綜合治理”的原則，本隧道設(shè)計(jì)防水等級為一級防水標(biāo)準(zhǔn)（參照GB50158），本隧道防水層采用無釘鋪設(shè)的復(fù)合式襯砌防水層，表面無濕漬。通過在初支和二襯之間設(shè)置防水板、底部設(shè)置縱向盲溝，變形縫和縱橫向施工縫設(shè)置橡膠止水帶、遇水膨脹止水膠，襯砌外側(cè)盲溝與隧底中心排水溝連接在外圍形成一個(gè)立體的網(wǎng)狀排水系統(tǒng)。

（2）施工接縫處理

本隧道內(nèi)主要存在施工縫及變形縫，施工縫分為環(huán)向施工縫及縱向施工縫兩種形式。

變形縫結(jié)構(gòu)如圖2所示。

二次襯砌拱墻環(huán)向施工縫采用全環(huán)中埋式橡膠止水帶和背貼止水帶施做，環(huán)向施工縫間距為12m，縱向施工縫設(shè)中埋式遇水膨脹橡膠止水條并涂刷混凝土界面劑施做防水。

施工縫防水結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖2　變形縫防水施工示意圖

圖3　施工縫防水施工示意圖

2.4.4二次襯砌

隧道襯砌模板采用液壓襯砌臺車，長度為12m，搭接10cm。拱、墻二襯混凝土整體灌注。隧道頂部每隔3m預(yù)留一處回填注漿孔，在二襯混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后進(jìn)行注漿。

襯砌鋼筋在洞外鋼筋場地加工完成后運(yùn)至洞內(nèi)施做，鋼筋綁扎時(shí)注意預(yù)留縱向、環(huán)向接地鋼筋。

二襯臺車采用五點(diǎn)定位法進(jìn)行定位，平面坐標(biāo)系以襯砌圓心為原點(diǎn)建立，通過控制臺車頂部模板中心點(diǎn)、拱部模板同邊墻模板的兩個(gè)鉸接點(diǎn)、兩邊墻模板的底腳點(diǎn)來精確控制臺車位置。

混凝土澆筑嚴(yán)格控制灌注、搗固、養(yǎng)生等各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，確保混凝土質(zhì)量符合要求。

2.5明洞施工

隧道緩沖結(jié)構(gòu)、明洞施工應(yīng)遵循仰拱、填充先行的原則，待填充強(qiáng)度達(dá)到100％后二襯襯砌臺車就位、綁扎鋼筋，檢驗(yàn)合格后支設(shè)外側(cè)模板；外側(cè)模板采用組合鋼模板，用腳手架配合型鋼進(jìn)行支撐加固，模板檢驗(yàn)合格后澆筑混凝土。混凝土采用泵送澆筑，插入式振搗棒配合附著式振搗器進(jìn)行過程振搗。混凝土澆筑12h后開始灑水養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度達(dá)8MPa后，拆除外模，強(qiáng)度達(dá)100％后及時(shí)進(jìn)行明洞防水層及墻背回填施工。

3　相關(guān)輔助措施

3.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

為保證現(xiàn)場施工安全和隧道結(jié)構(gòu)安全，本隧道進(jìn)行全里程、全段落超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。采用采用TSP-203地質(zhì)雷達(dá)檢測并輔以全斷面地質(zhì)素描進(jìn)行超前預(yù)報(bào)。

3.2隧道監(jiān)控量測

監(jiān)控量測是隧道施工過程中必不可少的一道施工程序。通過對圍巖支護(hù)體系的穩(wěn)定性狀態(tài)的監(jiān)測和評價(jià)，為初期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)，以達(dá)到確保施工及結(jié)構(gòu)安全、加強(qiáng)施工管理的目的。

4　結(jié)束語

本文以實(shí)際隧道施工項(xiàng)目為例，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式對隧道施工中的各項(xiàng)工程控制措施進(jìn)行了初步探討，但對于隧道工程更多、更好、更有效的預(yù)防、改善和控制措施還需要在工程實(shí)踐中多觀察、多比較，對于出現(xiàn)的問題多分析、多總結(jié)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、提煉精華，才能更好的保證和提高隧道施工質(zhì)量。

[1]《車山隧道設(shè)計(jì)圖》（青榮城際施隧24-01～07）.

[2]《施工組織設(shè)計(jì)指南》（鐵建設(shè)[2009]226號）.

[3]《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》（TZ204-2008）.

[4]《鐵路隧道防排水施工技術(shù)指南》（TZ331-2009）.

[5]《鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程》（TB10304-2009，J947-2009）.

[6]新建鐵路青島至榮成城際鐵路Ⅳ標(biāo)指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì).

TU712+.3

A

1673-0038（2015）22-0246-03

2015-2-5

尤楠（1986-），男，助理工程師，本科，任項(xiàng)目技術(shù)主管。