铁路浅埋隧道施工技术

铁路浅埋隧道施工技术

作者：许文采

来源：《城市建设理论研究》2012年第29期

摘要:论述了铁路浅埋隧道施工工艺及各工艺施工质量控制要点,产从多角度论述了施工中关键施工技术。

关键词:铁路;浅埋;隧道

Abstract: This paper discusses the shallow railway tunnel construction technology and key points for construction quality control of production process, from much angle discusses the construction of key construction technology.

Key words: railway tunnel; shallow;

中图分类号：U216文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

引言

随着人们对隧道围岩和支护间相互作用的认识的深入,对隧道开挖与支护尤其是浅埋、软弱地质条件下的开挖与支护及时得到了长足发展,但在铁路浅埋隧道开挖与支护施工中尚未有一套完整的施工工艺及措施,同时隧道的开挖与支护对整个隧道的质量安全具有关键性的作用,因而严格控制其施工技术及施工质量对隧道施工具有重要意义。

一、施工工艺及质量控制要点

1.1 地表注浆加固其主要目的是为了防止在开挖过程中地表出现坍塌等现象而采取的措施,为了防止在注浆过程中出现冒浆现象一般在经过处理的地表设置20-30cm厚的钢筋混凝土层以作为注浆的止浆层并作为后期施工的防水面;注浆需设置孔口管,其一般采用钢花管,管身钻孔呈梅花型布置,孔径一般在8～10mm范围内,间距一般为1.5cm,全部注浆管安设完成后方可开始注浆以保证注浆不间断,开始时用1.5倍注浆终压对系统进行吸水试验检查是否正常,试运转时间一般为20min;浆料配置按照填料先轻后重的顺序添加,注浆过程中应先注最外侧两排孔,之后依次向里推进,每排孔施工时应先进行两端孔之后间隔交错灌注。

1.2超前支护一般隧道施工仅在洞口施作大管棚,洞内则一般采用小导管代替以防止隧道拱部坍塌及抑制地表沉降,小导管一般采用现场加工后用来喷射混凝土封闭岩面,其采用凿岩机钻孔后将小导管打入岩层,之后采用注浆泵压注水泥浆,施工中钻孔深度、角度及密度等均应符合设计要求;该阶段注浆是在地表加固注浆后的岩体内注浆,以进一步增强隧道围岩的抗渗性、完整性和承载强度,浆液为水泥浆液。施工中采取浆液由稀到浓逐步变换,在土层内注浆压力不小于

2.0Mpa,其余地段注浆压力不小于1.0Mpa。注浆过程中位避免发生串浆现象一般在有多台注

浆机同时施工的条件可采取多台同时注浆,若注浆机较少则可将注浆孔及时堵塞,待轮到该管注浆时再拔下堵塞物。并先用铁素或细钢筋将管内杂物清除干净并用高压风或水冲洗干净后再进行注浆;若发生进浆量很大但系统压力不升高则应调整浆液工作性能,缩短胶凝时间,采取小泵量低压力注浆或间歇式注浆以使浆液在裂隙中有相对停留的时间便于凝胶。

1.3三台阶法施工上台阶施工。用钻机将小导管从钢架腹部顶人后与钢架焊接在一起,其外插角一般为 10～150,待上循环初期之后完毕后加注单液水泥浆,待其强度达到设计要求后方可进行开挖;开挖一般采取人工风镐配合挖掘机同时开挖以减少对围岩的扰动,开挖应严格遵守“短进尺、强支护”的原则,每循环进尺应控制在0.6m范围内,开挖完毕后应立即喷射混凝土进行封闭,喷射厚度一般为4cm,然后进行钢架架立、挂钢筋网施工,最后分层分片进行混凝土喷射至设计厚度;在退后掌子面2榀拱架处开始施作临时仰拱及扇形支撑,而挂网喷射混凝土只在竖撑和临时仰拱进行,竖撑采用一面关模喷混凝土,斜撑则只施作连接钢筋内外较差布置; 中下台阶施工。该段施工一般采用挖掘机和装载机作业,一般先对开挖面前3-5m范围内围岩做超前坍孔以及时发现不良地质地段并采取加强措施防止工作面坍塌;对管式注浆锚杆、超前钢插管注浆时应控制好水灰比及注浆压力,以确保注浆饱满,工作中一般拱顶的注浆压力不超过2Mpa,拱脚注浆压力不低于1.5Mpa。

1.4中间支护系统的拆除拆除时间应结合其对后续工序的影响并同股沟围岩监控量测确定,应保证其变形处于允许范围内方可进行,其中临时支撑可在仰拱混凝土浇筑前一次性拆除,具体拆除长度应依据仰拱浇注长度确定,对中隔壁混凝土拆除时应防止其对初期支护形成的振动和扰动,一般采用风镐自上而下逐榀拆除钢支撑之间的喷射混凝土和临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的,贺射混凝土,最后将钢构件采用气焊割断。

1.5明挖段施工压顶梁施工。其为条形承台基础,其施工工艺一般为测量放线一基坑开挖船头剔凿一混凝土垫层浇筑一钢筋绑扎及模板支护,混凝土浇筑及养护等;因其作为初期支护的一部分因此内侧模板必须定位准确,井严格控制其道隧道轴线距离,以防止距离过小入侵二衬,距离过大导致护拱拱架无法与其正常连接; 护拱施工。一般用工字钢作为主架,拱架间距辅以钢筋网,拱架内侧全部挂模,外钡0N0从压梁顶到]/3弧长范围内挂模,为避免施工时发生漏浆现象模板安设时必须紧密,对过大的缝隙必须提前用锚固剂或水泥砂浆封堵; 混凝土浇筑。浇筑前应在拱圈内采取必要的支撑措施以增加拱架的稳定性,施工用混凝土应严格控制水灰比、坍落度,避免混凝土离析,大量浆液从模板缝渗漏,浇筑应采用对称浇筑的方式以免单侧混凝土压力过大导致拱架失稳;片石混凝土回填。护拱施工完成后并达到一定强度后即可进行片石混凝土回填,回填也应采取对称回填,应控制拱圈两侧高差在0.5-0.8m范围内,单层回填厚度不超过1.0m,回填一般采用人工与机械配合回填,片石间应留有空隙以便让混凝土将片石完全包裹以保证回填段施工质量。

二、关键施工技术

2.1降排水施工施工降排水的原则为排堵结合、分段截留、综合治理,为防止夯管施工中导致地层液化及地下水土流失而在夯管施工前在隧道两侧地面布置两排深井降水,在三部台阶施