严寒地区隧道底部中心深埋水管施工技术

严寒地区隧道底部中心深埋水管施工技术

作者：程文强

来源：《中国高新科技·上半月》2020年第01期

摘要：从水沟的基槽开挖、底座细石混凝土浇筑、陶粒混凝土浇筑、排水管安装等工序进行详细的论述，并对中心深埋水管存在的问题及避免措施做了进一步分析，为以后类似施工提供借鉴。

关键词：严寒地区;隧道施工;中心深埋水管文献标识码：A 中图分类号：U455

文章编号：2096-4137（2020）02-77-02 DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2020.02.25

Construction technology for deeply buried water pipes in the center of the bottom of tunnels in servere cold region

CHENG Wenqiang

（The 2nd Engineering Co.， Ltd of China Railway 17 Bureau Group Corporation，Xi’an 710043， China）

Abstract： The article discusses the process of excavating the foundation trench of the ditch，pouring fine stone concrete at the base， placing ceramsite concrete， and installing drainage pipes，further analyzes the problems and avoidance measures of the deep buried water pipes， and provides reference for similar construction in the future.

Keywords： servere cold region; tunnel construction; central deep buried water pipe

1 工程概况

新建张家口至呼和浩特铁路ZHZQ-2标，正线全长44.157km，其中隧道工程长度

5040m，占线路长度的12%，隧道工程位于内蒙与河北交界大尖山山岭地段，海拔高程1120～1265m，隧道越岭地段山势陡峻，基岩裸露，从张家口向呼和浩特方向穿越大尖山群，经过地段地形复杂，隧道最短794m，最长1950m，最大埋深80m，共有3处下穿古长城烽火台遗址。

标段隧道围岩整体较破碎，部分段落为断层破碎带，围岩整体性差，易发生涌水。隧道洞身范围主要地层为强风化～弱风化麻粒岩，隧道涌水主要来源于基岩裂隙水，补给来源为大气降水的入渗，计算正常涌水量8350m3/d，最大涌水量21375m3/d。隧道防排水以环境保护要求为主导，既要保证施工安全与结构防水，又要减少隧道施工对当地居民水源的影响，对隧道施工过程中的技术管控要求较高。

2 隧道中心排水沟设计

张呼铁路隧道通长采用中心深埋水管，设置于线路中心仰拱底部，水管距离钢轨顶面为3.25m，距离仰拱混凝土填充面为1.35m。排水管为C40钢筋混凝土预制管，采用承插式连接，水管外径为0.7m，壁厚7cm。中心水管底座采用C20细石混凝土浇筑而成，水管周围至仰拱底采用LC5.0级陶粒混凝土回填。

隧道衬砌背后设置全断面防水板，根据隧道围岩实际涌水量，防水板后设置5m或10m间距不等的环向盲管，环向盲管将水汇集至贯通隧道两侧的纵向盲管，纵向盲管导流至横向泄水管及双侧保温侧沟直至中心深埋水管排出洞外流入地方水系，使洞内外形成一个畅通完整的排水系统。

3 施工方法及工艺

3.1 水沟基槽开挖

中心水管基槽采用预裂爆破开挖，施工过程中按照不同围岩等级调整单孔装药量及炮孔之间的布置情况，防止爆破对隧道底部基槽周围围岩的扰动，保护围岩的整体性以及自承能力，有效控制基槽超挖。

根据规范要求，仰拱开挖安全步距不得大于3m，隧底开挖完成后，沿线路纵向测量放樣出水沟基槽上口开挖线，基槽开挖面为一个倒梯形形状，打设钻眼时应沿开挖基槽侧壁成同一角度，这样左右炮孔成楔形状，有利于爆破成型。爆破采用预裂爆破，炮孔分成预裂孔和开挖主炮孔两类，预裂孔紧密排布在开挖线上，炮孔间距为40cm，炮孔倾斜角同基槽侧壁倾斜角，炮孔长度距离基槽底部10cm，预裂孔沿线路纵向开挖线成两排布置。主炮孔沿开挖线内缩43.5cm布置，炮孔间距为70cm，炮孔倾斜角同预留孔倾斜角，炮孔长度距离基槽底部

20cm。爆破时先起爆预裂孔，后起爆主炮孔，先通过预裂孔爆破将基岩沿基槽侧壁位置处切割成一道缝隙，再通过主炮孔爆破进行掏槽，使其成型。预裂爆破炮孔布置示如图1所示。

爆破完成后采用人工配合挖机的方式进行矿渣清理，为了保证基槽清理质量，挖机预留20cm进行人工清理，对爆破欠挖的部位通过风镐凿除，使其满足设计要求。

预裂孔：每孔装药量为0.5卷（0.15kg）;主炮孔：每孔装药量为1卷（0.30kg）。

3.2 喷射混凝土封闭

深埋水沟基槽开挖是在一个拱形的完整的基岩上开了个缺口，基槽位置成为了应力集中点，水沟埋设过程较长，基岩长时间裸露在外面有一定的安全隐患，对基槽侧壁和底部采用同初期支护标号的喷射混凝土进行封闭，即使整个初期支护得到了封闭，形成了一个完整的受力体，又使基槽开挖处的岩石封闭，阻止了岩石的进一步风化。

3.3 细石混凝土底座浇筑

细石混凝土底座浇筑时，采用自制可三维调整的定型弧形模板，自制底座定位弧形模板的弧度和模板端头凹槽与排水管的形状完全吻合，通过调整定位弧形模板的位置来确定混凝土底座的平面及高程，以提高控制中心排水管的按照精度。

根据中心水管设计标高和平面位置，利用全站仪测量定位弧形模板的位置，确保弧形模板位置准确，弧形模板靠仰拱端与已施工的底座进行搭接，靠隧道开挖端采用高程调节支架进行定位。为防止浇筑混凝土时模板上浮，弧形模板要有一定的配重。