铁路隧道施工工艺

铁路隧道施工工艺

铁路隧道的勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作。铁路隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。

1超前大管棚施工隧道拱部采用超前大管棚进行注浆加固。管棚沿隧道开挖线外200mm布设,管棚采用Φ108mm壁厚8mm无缝钢管,外插角小于1°,环向间距为400mm,。

管棚施工的主要施工工序有:(1)南北站厅明挖围护桩施工完成后,开挖基坑,边挖边撑。基坑开挖至适当位置施工管棚导向墙并预埋好管棚导向管。根据钻机型式及工艺设备的需要,在适当位置施工钻机工作平台然后施工大管棚。(2)从管棚导向管按设计钻孔,采用间隔钻孔,先两侧后中间的顺序,利用钻杆的柔性在导向系统的监测下沿设计线路轨迹钻进,到达目的地,卸下钻头换上回扩器进行回扩孔,拖管时将钢管随钻头一起钻入地层内,当达到设计深度后停机。(3)管棚安装完成后,安放钢筋笼,在管棚钢管孔口用法兰盘连结上孔口管(Φ42mm壁厚4mm,长500mm)。(4)向管棚钢管内注浆,注浆顺序先下后上,全孔可采用一次性注浆。注浆浆液采用水泥浆,浆液水灰比:0.6:1～1:1;注浆压力拟采用

0.6～1.0MPa。为使钻孔定位准确,在拱部设置导向墙,导向墙中预埋!133mm、壁厚8mm、长120cm管棚导向管。钢管采用分节安装。管棚的分节长度为:5.4m共5节,每两节之间用丝扣连接,丝扣螺纹段长大于150mm。相邻两根钢花管的接头要错接,其错接长度不小于1.0m。注浆钢管上钻注浆孔,孔径Φ10mm,孔间距200mm,呈梅花型布置。钢管尾部(孔口段)2.0m不钻花孔作为止浆段。为提高钢管的刚度和强度,钢管内增设由4根Φ16mm螺纹钢筋和固定短环组成的钢筋笼,固定环采用外径Φ42mm,壁厚8mm,长60mm的短管环,短管间距1m。本工程管棚施工的关键控制环节为钻孔质量控制,由于地下有管线、人防洞和排污涵等,角度控制稍有差错将铸成事故,此外由于钻进通过砂层容易出现塌孔及涌水现象,因此必须做好泥浆系统、导向系统。

(1)泥浆系统

本工程地层为砂层、土层,自稳能力稍差,导向孔钻进及钢管回拖成功与否泥浆起到关键作用,泥浆采用易钻膨润土,并在膨润土内掺少量的聚合物,粘度在40秒左右,PH值控制在8.5～10,泥浆采用机械搅拌,并进行二次回收利用。

(2)导向系统

本工程钻孔线路沿线有管线、混凝土基础等,对导向系统信号发射有一定干扰,施工中采用美国DCI公司生产的ECLIPSE无线地下定位系统,加强型探棒,探棒发射信号强,探测深度为19.8m,加强型探棒电池采用DCI 公司生产的专用锂电池。导向系统确保了钻孔不破坏人防洞、混凝土

排水涵。

2超前小导管及边墙注浆管施工

超前小导管施工:隧道采用的超前小导管为Φ42无缝钢管,小导管单根长度为 3.0m,壁厚 3.5mm,布设于拱部和边墙上部范围,外插角10°,环向间距0.4m,纵向间距为1.8m超前小导管注浆施工工序包括:封闭掌子面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检查等。小导管采用手持式凿岩机钻孔。插管时采用风动锤振入,注浆采用注浆泵。边墙注浆管施工与超前小导管施工方法基本相同。

3全断面注浆施工

本站站厅联络通道施工时,对<3-2>淤泥质砂、<4-1>冲洪积土层、<5-1>残积土层作全断面注浆加固处理。

全断面注浆加固利用全断面打设超前注浆管进行注浆,注浆前利用喷射砼封闭掌子面,浆液采用水泥-水玻璃浆液,水灰比1∶0.75～1∶1,水玻璃浓度为35°,Be′模数为2.6。注浆范围为隧道开挖轮廓线外1.5m以内的<3-2>、<4-1>、<5-1>地层。浆液扩散半径:R=0.65m,注浆孔孔底间距为1m,梅花型布置。注浆采用长套管护壁后退式注浆工艺,注浆顺序为先隧道周边后中间,隔孔交替注浆。注浆方法为在砂层中采用渗透注浆,在土层中采用劈裂注浆。