单线铁路隧道快速施工技术

赵小明

摘要：以太兴铁路的静兴段隧道为例，介绍隧道在围岩、断面变化频繁的情况下快速、安全的施工技术，为类似地质条件的隧道设计施工积累经验。

关键词：单线；铁路隧道；快速；施工技术

1.工程概况

隧道起止里程为DK93+294～DK95+491.5，为全长2197.5m的单线电气化铁路隧道。隧道DK93+294～DK94+148位于半径R=2000m的曲线上，其余位于直线上。隧道内线路为人字坡，坡率依次为4.5‰、-3.0‰。隧道出口紧邻S217省道，且坡面较陡。

2.超前支护

曲立隧道超前支护主要为φ108大管棚和φ42超前小导管。

2.1大管棚采用φ108（厚度为6mm）的无缝钢管，环向间距40cm，每节长4～6m，拱部120°范围内设置，每环19根。

1）注浆参数：①水泥浆液水灰比1：1；②注浆压力：0.5～2MPa。

2）施工控制要点：①钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。②钻孔外插角1°～3°以为宜。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。③ 严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。④ 经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

2.2小导管采用φ42（厚度为3.5mm）的无缝钢管，单层环向间距40cm，拱部120°范围内设置，每环19根；双层小导管环向间距：单层小导管之间60cm的间距，两层交叉布置，相邻小导管之间的距离30cm， 拱部120°范围内设置，共设置24根。

1）注浆参数：①水泥浆液水灰比0.5～1；②注浆压力：0.5～1MPa。

2）小导管质量控制标准：超前小导管外插角允许偏差2°；孔间距允许偏差±50mm；孔深允许偏差+50，0mm。

3.初期支护

3.1钢筋网

（1） 钢筋网片加工

钢筋网片采用Ⅰ级φ8钢筋焊制，在钢筋加工场内集中加工。先用钢筋调直机把钢筋调直，再截成钢筋条，钢筋网片尺寸根据拱架间距和网片之间搭接长度综合考虑确定。钢筋焊接前要先将钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均清除干净；加工完毕后的钢筋网片应平整，钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。

（2）挂网

按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片，钢筋片随初喷面的起伏铺设，绑扎固定于先期施工的系统锚杆之上，再把钢筋片焊接成网，网片搭接长度为1～2个网格。砂层地段应先加铺钢筋网，沿环向压紧后再喷射混凝土。

（3）钢筋网施工控制要点：a.钢筋网格尺寸应符合设计要求。b.铺设钢筋网按照以下要求执行：① 钢筋网在初喷混凝土4cm以后铺挂，使其与喷混凝土形成一体。② 钢筋网应与锚杆或钢架连接牢固。

3.2拱架

（1）型钢钢架加工

加工场地用砼硬化，精确抹平，按设计放出加工大样。钢架弯制结合隧道开挖方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。各节钢架拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，要求沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，连接底板螺栓孔眼中间误差不超过±5mm；型钢钢架平放时，平面翘曲小于2cm。

（2）钢架的安装

钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。根据测设的位置，各节钢架在掌子面以螺栓连接，连接板应密贴。为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。同时每侧安设2根锁脚锚管将其锁定，底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。Ⅴ级围岩需在拱部钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。

3.3喷混凝土

隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺（图1）。

3.3.1 喷射前准备

⑴ 喷射前应对受喷岩面进行处理。一般岩面宜采用高压风吹净岩面。若为泥、砂质岩面时应挂设细钢筋网，用环向钢筋和锚钉或钢架固定，使其密贴受喷面，以提高喷射混凝土的附着力。喷射混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射混凝土。

（2）选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求；压风进入喷射机前必须进行油水分离；输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并应有良好的耐磨性能；保证作业区内具有良好通风和照明条件；喷射作业的环境温度不得低于5℃。

图1 湿喷混凝土施工工艺流程

3.3.2混凝土搅拌、运输

湿喷砼搅拌采取全自动计量强制式搅拌机，施工配料应严格按配合比进行操作，速凝剂在喷射机喂料时加入。运输采用砼运输罐车，随运随拌。喷射砼时，多台运输车应交替运料，以满足湿喷砼的供应。在运输过程中，要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。

4.隧道防排水

4.1施工准备

（1）洞内准备：铺设台架行走轨道；施工时采用两个作业台架，一个用于基面处理，一个用于挂防水板，基面处理超前防水板两个循环。

（2）断面量测：测量断面，对隧道净空进行量测检查，对个别欠挖部位进行处理，以满足净空要求；同时准确测放拱顶分中线。

（3）基面处理：

①局部漏水采用注浆堵水或埋设排水管直接排水到边。

②钢筋网等凸出部分，先切断后用锤铆平抹砂浆素灰，有凸出的管道時，用砂浆抹平，锚杆有凸出部位时，螺头顶预留5mm切断后，用塑料帽处理（如下图）。

③初期支护应无空鼓、裂缝、松酥，表面应平顺，凹凸量不得超过±5cm。

4.2防水板的铺设

（1） 防水板铺设应采用无钉铺设工艺，应采用从下向上的顺序铺设，松紧应适度并留有余量，检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩。

（2） 复合式防水板铺设采用洞外大幅预制，洞内整卷起吊，无钉铺设工艺。从拱顶向两侧铺设，防水板铺设要有一定松驰量。沿隧道纵向在锚固点上绑扎铁丝，防水板用背带与铁丝绑紧。

（3） 防水板的搭接缝焊接质量检查应按充气法检查，将5号注射针与压力表相接，用打气筒进行充气，当压力表达到0.25MPa时停止充气，保持15min，压力下降在10%以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，说明有未焊好处。用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊，直到不漏气为止。

5.结论

本工程隧道难题多，工期紧，风险高。施工中展开各项研究，制定多种切实可行的措施，精细管理，保证质量优良、安全受控、工期满足、收益良好。

参考文献：

[1]李热李，关于铁路隧道施工技术的几点思考[J].中华民居，2011，09。