鐵路隧道施工技術及質量控制要點研究

周 信（中鐵十四局集團第四工程有限公司，山東 濟南 250002）

1 鐵路明挖技術的特點

所謂明挖施工技術，是鐵路區間施工中常用的一種方法。通常情況下，在人口稀少、交通流量小的環境下適合采用明挖施工技術。明挖施工技術會對周圍環境產生較大影響，所以該技術在實際操作中并沒有得到十分廣泛的應用，但是只要條件允許，明挖施工技術仍然可以發揮重要的價值。明挖施工通常按照如下步驟完成：首先，明確開挖地點，開始路面開挖工作，按照從上到下的順序完成土石方開挖作業，施工中注意按照設計限度范圍做好開挖深度控制。然后從底端向上開始進行基坑支護作業，根據設計要求初步完成鐵路隧道結構的建設。最后回填土方，盡快完成土方回填以及地面復原，盡量降低對當地環境的影響。

通過研究國內外鐵路施工建設工程能夠發現，明挖基坑施工技術有著嚴苛的施工要求，但是當前鐵路工程建設中還常常應用該技術，可見其有著較為成熟的技術和一定的使用價值，其有著傳統方法不可比擬的施工優勢。通常在深基坑施工中采用明挖施工技術，而現如今很多鐵路隧道工程建設都涉及深基坑作業，所以該技術憑借著可靠性和安全性高備受青睞。深基坑施工技術所具有的優勢和缺點已經在長時間的實踐過程中得到了總結，主要的優勢為：施工簡單、經濟性高，而缺點為：施工噪音大、對周邊環境會造成較大的破壞。此外，明挖基坑施工技術對開挖區域周邊地面狀況有著嚴格要求，必須在回填之前保持原狀，否則會出現地表沉降等不良現象。

2 鐵路車站明挖施工的方法

鐵路明挖施工技術有著較為悠久的應用歷史，近些年隨著現代科技信息技術的發展該技術也得到了進一步的優化。到目前為止，鐵路車站主要包括懸臂支護法開挖、放坡開挖法以及圍護結構加支撐明挖法三種明挖施工工藝。三種施工方法有著各自的應用特點和范圍，本文重點討論圍護結構加支撐明挖法。圍護結構加支撐明挖法主要是工作人員綜合性明挖較深基坑施工方法，如果工程具有較大的基坑深度那么土體側壓力會產生較高的樹脂，為了確保土體的穩定性，降低發生土體坍塌的問題，技術人員應當采用支護方法、設置支護結構等方式進行處理。技術人員在具體制定操作工序過程中需要對相關技術指標進行深入的研究，其中主要包括強度、層數、間距、剛度等指標還要精準地計算水平支撐維護結構作用、結構體系轉化等力學問題，從而確保開挖工作的安全穩定。通過實踐經驗能夠發現，在埋設位置較深、邊坡土體穩定性不高并且外側壓力較大的地下工程施工中比較適合采用維護結構加支撐明挖法。同時，施工技術人員要對支撐狀態進行實時監測。水平支撐比其他支撐方法有著更多的優勢，無論是安全性、可靠性都比較高，不容易出現墻體位移的情況，不會受到開挖深度的限制。通常水平支撐主要包括是橫撐、角撐和環梁支撐三種形式。其中在平面矩形維護結構基坑拐角或者斷面變化位置適合采用角撐，橫撐適合應用于矩形中長度較短的一側。在平面環形同護結構中適合采用環形支撐方式。如果基坑的橫向距離較大那么可以在中間添加支柱，從而將基坑和土體的穩定性提升。

3 鐵路隧道施工技術

某工程全線共設置6對主輔進出口（其中C1匝道不在本次設計范圍內），其中2對為高架出入匝道、2對為隧道式出入匝道、2對為地面出入口。同時在百吉巷北側設置一處人行天橋，方便百吉巷沿線居民過街。全線橋梁長度1.1km，隧道段長度2.58km。

隧道西側主要為商業、教育、行政辦公、居住用地，條件較為復雜，且距離隧道結構較近。施工條件復雜，尤其是基坑施工期間應注意對周邊建構筑物的保護。為確保施工期間交通順暢，局部匝道及附屬設施分期施工。由北至南，揚州職業大學行政辦公樓距離隧道在兩倍基坑深度以外。國泰大廈距離隧道變電所結構距離約15m。國泰大廈地下車庫距離隧道廢水泵房結構距離22m。

現有潤揚路下穿文昌路隧道，該隧道建設于2005年，暗埋段總長71m，敞口段總長255m，設置兩個泵房。隧道底板最大埋深8.1m。扶壁段寬24.8m，標準段寬19.9m，泵房段寬25.2m。隧道圍護結構采用φ700水泥土攪拌樁+鋼絞線錨索，其中錨索段總長286m，最大深度約8m。

3.1 總體方案

本工程車行隧道采用雙向6車道，主線采用單箱雙室箱體結構。

隧道為長距離地下道路，屬二類隧道。東西兩孔車行隧道之間設5條人行橫通道和2條車行橫通道；人行橫通道間距約250m~300m（可借用車行橫通道），車行橫通道與隧道洞口間距約500m。

本隧道單獨設置隧道管理站，設置于翠崗路、潤揚路路口西南角，地上三層，建筑面積為2755.50m2。應急救援車輛停放在該地塊內。

隧道北端洞口設置主變變電所，與消防泵房、1#雨水泵房合建，面積約1058m2；隧道南端洞口設置跟隨變電所一處，面積約640m2。

隧道東1匝道暗埋段起點設置2#雨水泵房，東2匝道暗埋段起點設置3#雨水泵房，主線暗埋段南端設置4#雨水泵房。隧道暗埋段三處低點設置1~3#廢水泵房。

本隧道及其地下附屬設施耐火等級為一級，屋面防水等級為二級。

3.2 開挖技術

鐵路明挖基坑施工是一個漫長而又復雜的過程，由于各方面因素的影響，所以施工進度會在實際情況中發生較為明顯的變化。在施工過程中，施工單位盲目追趕進度，私自省略重要工序，或運用與實際情況不相符合的施工工藝，這樣可能會造成地面沉降、房屋開裂等一系列嚴重后果。還有一些施工單位在開始開挖工作以后才發覺地質勘測報告與實際情況存在一定差異，但由于施工已經開始，再進行整改和設計都為時已晚，在諸多因素的影響下，可能會發生坍塌事故。從技術層面講，支護是鐵路明挖基坑施工的主體和關鍵，而支撐架則是支護的根本，所以在施工的過程中，應對支撐架的設計引起高度的重視。但在實際情況中，支撐架的圍檁封閉存在疏漏的現象十分常見，使得支架的支撐點與立柱的位置之間存在較大偏差，最終降低支護體的安全性能。

3.3 混凝土噴射施工技術

濕法和干法是混凝土噴射主要兩種施工技術。濕法噴射主要是在材料攪拌時添加水泥、水、骨料，按照設計比例完成原材料的配合后進行攪拌，攪拌均勻后送入噴頭，用速凝劑涂抹噴射機從而避免產生太大的粉塵噪聲施工現場污染，然后開始混凝土噴射。此方法需要應用到諸多設備，有著較高的施工效率，但是需要工作人員定期維護設備。干法噴射主要是攪拌好速凝劑、骨料、水泥等性能良好的材料后用空氣壓縮法處理軟管，確保呈現懸浮效果，然后用噴槍進行混合料的輸送，之后在相關位置進行高壓水同時噴射。

3.4 管道附屬構筑物設計

3.4.1 檢查井

雨水管道采用雨水檢查井（一般采用流槽式，有支管接入處采用落底式）。污水管道一般采用流槽式污水檢查井。省標檢查井鋼筋混凝土底板襟邊300mm，配筋及底板厚度等參照省標圖集施工，其中D1000圓井底板厚度更改為250mm。

車行道下檢查井井蓋采用連體式防盜防沉降球墨鑄鐵井蓋，檢查井蓋等級D400，綠化帶及道路外支管井蓋采用連體式防盜球墨鑄鐵井蓋，檢查井蓋等級C250，成品質量需符合《鑄鐵檢查井蓋》CJ/T511-2017的要求，檢查井支座采用重型鑄鐵井座。用“雨水”“污水”等字樣進行雨污水檢查井井蓋的標識。用防墜落井箅確保檢查井蓋安全，要求檢查井井蓋的承重力至少為100kg，同時對其過水能力進行嚴格控制，避免在暴雨天氣沖走井蓋。

為保證道路質量,避免檢查井的損壞,位于道路行車道及交叉口內雨污水檢查井設置卸荷板。

3.4.2 檢查井與管道連接

鋼筋混凝土管道與檢查井采用半截管連接。

塑料管與檢查井連接采用遇水膨脹橡膠密封圈連接。球墨鑄鐵管道與檢查井連接處，檢查井洞口位置應敷設一節50cm長承口短管，以減小地基不均勻沉降對管道的影響。

3.4.3 出水口

雨水管道出水口采用八字式管道出水口（漿砌塊石）。

3.5 管道回填

道路下鋼筋混凝土管回填采用6%灰土回填至道路路床底，回填應滿足密實度要求。

綠化帶下鋼筋混凝土管回填采用6%灰土回填至管頂以上500mm,管頂500mm以上采用良質土回填至地面下500mm，其上再回填素土至地面，回填應滿足密實度要求。

道路下方塑料管及金屬管回填采用中粗砂回填至管頂以上500mm，管頂500mm以上至道路路床底采用6%灰土回填(綠化帶下管頂500mm以上采用良質土回填至地面下500mm,其上再回填素土至地面），回填應滿足密實度要求。

所有過路管線采用6%灰土回填至路床頂，其上鋪玻纖格柵，寬度超出溝槽兩側各50cm，格柵最大負荷延伸率小于4%，抗拉強度大于60000N/m。

檢查井周圍600mm范圍內用6%灰土回填至道路路床底。

4 結語

鐵路工程是社會經濟發展中的必要設施，通過鐵路隧道工程建設施工能夠有效提高地區經濟發展和人民出行的便捷。為此，相關工作人員應當加強對鐵路施工技術的研究，做好施工過程質量安全控制，全面提升鐵路工程建設水平。