防沙明洞施工工艺探索

防沙明洞施工工艺探索

摘要：防沙明洞工程是我国铁路穿越沙漠地段的首例，本文将对整个防沙明洞的施工工艺进行探讨分析，并针对在沙漠环境中施工必将遇到的问题提出一些具体的预防、处理措施。

关键词：防沙明洞沙漠施工工艺预防处理

1 工程概况

1#防沙明洞起迄里程为：gdk585+720～gdk592+

380，全长6660m；2#防沙明洞起迄里程为：gdk597+460

～gdk598+880防沙明洞全长1420m。防沙明洞采用隧道明洞结构，衬砌内轮廓采用曲墙式，边墙外侧大跨线以下部分，采用直墙形式。

工程内容主要包括：地基处理，仰拱，拱墙及仰拱、隧底填充、水沟及电缆槽、大小避车洞、洞门、竖井等。

明洞位于沙漠边缘，风沙地段，工程地质条件较差，地表覆盖流动沙丘，地质构造不发育。

2 施工工艺

2.1 整体施工方案安排2个明洞作业队负责施工。下设拌合站工班、混凝土工班、钢筋工班、模板安装工班、振捣工班、土方作业工班，形成专业化流水作业。1#明洞分4个作业面配合8台衬砌台车（4组）进行流水作业，2#明洞组织一个作业面配合2台台车（1组）进行流水作业。

先安排路基作业队进行路堤填筑，达到设计标高后，进行基底

10#水泥沙浆垫层施工，完成后按照顺序进行仰拱浇筑和侧墙浇筑、拱墙浇筑、水沟及避车洞施工。拱墙内外侧采用整体钢模，混凝土采用混凝土输送泵进行灌筑，插入式振捣器振捣。

2.2 分项工程施工工艺

2.2.1 路基施工工艺

2.2.1.1 基底处理 1#、2#明洞沿线地表多为风积沙，稳定性极差且承载力无法满足设计要求，须进行专项基底处理后才能进行填筑。基底处理方案如下：①将1#、2#明洞沿线路基表面的风积沙、草根、树枝清除干净。②挖方地段：按照设计要求挖至隧道仰拱以下1.3m，经实验检测，若该处土层承载力小于150kpa且在1.3～

3.3m范围内土层承载力仍然小于150kpa，那么就将1.3～3.3m范围内的土体清除干净，以粉质黏土压实回填。如该范围内土层承载力均大于150kpa，基底可不予处理。③填方地段：路堤底面与冲击层交界面以下2m范围内有承载力不足150kpa的土层，该范围内的土体必须清除，以粉质黏土压实回填。如该范围内土层承载力均大于150kpa，基底可不予处理。

2.2.1.2 路堑开挖 1#、2#明洞路堑绝大部分为土体，局部存在强风化岩石。开挖时采取“先防护，后开挖；边开挖，边防护；开挖后，即防护”的措施，保证施工安全。表层土及局部强风化软石，采用反铲挖掘机开挖，配合推土机裂土（石）、集土；弱风化软石及次坚石采用爆破法开挖，配合人工、风镐整修，装载机或反铲挖掘机装碴，自卸汽车运输。开挖按先外后内、自上而下、分梯段分

阶层进行，后期开挖侧沟。对风化破碎岩体，为保证施工安全，开挖中要随时注意处理孤石，并及时施工作防护。

路堑开挖施工工艺流程图如md-1。

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2.2.1.3 路堤填筑路堤填筑采用大型机械作业，实施“挖、装、运、填、压”流水作业线，挖掘机开挖装车、自卸车运输、推土机配合平地机整平、重型振动压路机分层碾压，按照“三阶段、四区段、八流程”方式，横断面全宽、纵向分段、分层填筑的施工方式进行填筑。路堤填筑施工工艺流程详见md-2。

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路堤填筑具体施工工艺如下：①施工准备：测量路基中线，放出边桩，将各坡脚桩点用石灰线连接起来，做好三通一平，机械设备检修、调试等工作。②分层填筑：采用按横断面全宽纵向水平分层填筑压实方法。填筑虚铺厚度不得大于0.35m，采用自卸车卸土，土堆的间距按汽车装土量和填层厚度计算确定，以便平整时控制层厚度均匀性。为了保证边坡压实质量，填筑时路基两侧应各加宽

50cm。③摊铺整平：采取分段集中，联合协作的形式，采用推土机粗平，平地机精平，填铺面在纵、横向平顺均匀，达到充分的碾压效果，提高路基边缘压实度。④洒水晾晒：粉质黏土填料碾压前最佳含水量为2%至-3%。当填料含水量较低时，应及时采取洒水措施，按加水量公式计算，采用取土坑内提前洒水闷湿和路堤内洒水搅拌两种方法；当填料含水量过大，可采用取土坑挖沟拉槽降低水位和

用推土机松土器拉松晾晒相结合的方法，或将填料运至路堤摊铺晾晒。⑤碾压夯实：确认层厚、平整度、含水量符合要求后采用重型振动压路机碾压。压实顺序按先两侧后中间，先慢后快，先静压后弱振、再强振的操作程序进行碾压。各区段交换处应互相重叠压实，纵向搭接长度2m，沿线路纵向行与行之间压实重叠应为0.5m。⑥质量检验。试验人员在取样或测试前必须检查填料是否符合要求，碾压区段是否压实均匀，填筑层厚是否超过规定厚度。

路堤填土压实的质量检验应随分层填筑碾压施工分层检测。

路堤每层填筑压实质量标准为：压实度系数大于或等于0.94，地基系数k30大于或等于0.94mpa/m，压实满足要求后方可进行下一层填筑施工。

2.2.2 仰拱垫层施工工艺明洞仰拱垫层采用c15沙浆稳定粉质黏土，10cm厚。施工工艺如下：

根据下挖深度采用人工配合挖掘机进行开挖，尽量避免扰动垫层以下填筑土体的稳定性。挖至设计标高后，人工进行整平、夯实然后进行c15沙浆垫层施工，沙浆在拌合站集中拌制，混凝土罐车运抵现场。根据设计要求确定的砂砾土场，作好取土的准备。

2.2.3 仰拱、拱墙及仰拱填充浇筑施工工艺

2.2.

3.1 施工准备仰拱垫层c15沙浆达到一定强度后即可开始进行仰拱和拱墙混凝土的施工。根据明洞上部拱墙结构整体模板施工要求，仰拱、仰拱填充及下部拱墙分三次浇筑到上部拱墙定型模板安装位置，然后一次性将拱墙浇筑完成。施工工艺流程图如md-3。

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2.2.

3.2 钢筋绑扎仰拱钢筋按照规范和设计要求进行加工并安装，下层钢筋采用同标号混凝土垫块垫起，垫块与主筋绑定，均匀分布，呈梅花形布置。拱墙钢筋按照规范和设计要求在钢筋加工场进行下料，运到施工现场后进行组装。拱墙钢筋利用2台简易台车以20m一个工作循环进行现场绑扎、焊接、预弯弧形。钢筋保护层采用同标号的圆形垫块进行控制，垫块半径根据保护层厚度确定，圆形垫块事先预制好，帮扎实固定在主钢筋上，确保混凝土保护层的厚度。

2.2.

3.3 模板安装基础模板采用组合钢模板，模板安装前用绞磨机将表面铁锈、毛刺彻底打磨干净，达到手感如镜面，然后涂刷长效脱模剂。模板板缝采用双面胶条填塞密封。模板外侧采用钢管支架加固，内侧设对拉钢筋加固。

拱墙衬砌台车利用吊车进行安装、调试。台车内外按照台车设计尺寸共铺设四条轨道供台车整体移动。台车安装液压装置，电力系统供给工作动力。台车内模利用液压装置收缩，模板因重力下坠进行脱模。外模和顶模利用台车两端头的液压旋转装置，先将模板向外旋转出来，然后上顶脱模。整体模板依附利用钢轨进行宽度净空控制，利用在拱墙角（第三次浇筑混凝土时纵向等间距的预埋的pvc管）进行高度净空控制并阻止整体钢模板上浮。拱墙尺寸由在模板上均布设置的2～3排对拉丝和整体模板自身的刚度来控制。台车行走的钢轨利用枕木和预埋件进行定位。在第二次浇筑仰拱回