高铁双线隧道施工工艺及质量控制措施

2015-10-31尤楠

建材与装饰 2015年22期

关键词：管棚网片锚杆

尤楠

（中铁二十局集团第四工程有限公司　山东　青岛　266061）

高铁双线隧道施工工艺及质量控制措施

尤楠

（中铁二十局集团第四工程有限公司山东青岛266061）

本文结合青荣城际铁路车山隧道工程实例，从施工角度分析了高铁双线隧道工程施工中的施工工艺、质量控制方法、保证措施等做法。

隧道工程；施工工艺；质量控制

高速铁路隧道是国家基础设施的重要组成部分，因此我们必须加强工程质量管理的隧道施工现场。本文以青荣城际铁路车山隧道为例，结合现场实际施工作业流程，从施工工艺、质量控制方法等方面，简要分析了高速铁路双线隧道施工中的具体做法。

1　工程概况

车山隧道位于山东省烟台市芝罘区南里村东约1km处，隧道全长900m，最大埋深84.5m。该隧道为双线隧道，设计速度：250km/h，线间距为4.6m，地处耕地和林地交接地带，岩体破碎，稳定性差，Ⅳ、Ⅴ级围岩占隧道总长度的80％，浅埋地段地表汇水丰富，地理环境复杂，施工难度大，是全线的重点工程及高风险工点。

2　施工工艺及质量控制

该隧道按新奥法原理组织施工，光面爆破，暗挖隧道采用复合式衬砌。按照图纸要求，车山隧道采用台阶法开挖Ⅲ级围岩地段，采用弧形导坑预留核心土法开挖Ⅳ级围岩地段，采用三台阶临时仰拱法开挖Ⅴ级围岩加强段。出碴采用无轨运输方案。

2.1车山隧道总体施工工艺流程

洞口边仰坡施工→管棚施工→暗洞施工[开挖掘进→初期支护→二次衬砌]→明洞施工→洞门施作。

2.2洞口段开挖及边仰坡防护

2.2.1洞口段开挖

根据图纸数据放出边、仰坡开挖边线，按要求施做截水天沟，边仰坡分层逐级开挖，开挖一级防护一级。

2.2.2边仰坡防护措施

隧道洞口临时边仰坡采用锚杆+钢筋网片+喷射混凝土的方法来加固，锚杆采用直径22mm的砂浆锚杆，锚杆长度为4m，间距1.5m×1.5m，梅花形布置，喷射混凝土采用10cm厚C25网喷混凝土，钢筋网采用直径8mm的圆钢，钢筋网片网格尺寸为25cm×25cm。

2.3洞口管棚施工

隧道边仰坡按要求施工到位后，根据设计位置施做导向墙、打设管棚。导向墙截面尺寸为1m×1m，导向墙内设I18工字钢架2榀，钢架外缘入口、出口设置导向钢管，导向钢管直径为140mm，壁厚5mm。本隧道入、出口管棚设计长度均为30m，管棚材料采用直径为108mm，壁厚为6mm的钢管；管棚钻进施工时，采用测斜仪对钻进的角度进行实时检查，如果发现钻孔角度偏差超出设计要求，则立即停止钻进、退出钻头，注浆填孔后重新钻进。

洞口大管棚超前支护如图1所示。

图1　大管棚支护示意图

2.4暗洞施工及质量控制措施

2.4.1洞身开挖

洞身每一循环的开挖掘进都应在超前管棚（或小导管）施做完成后进行。本隧道Ⅴ级加强围岩地段采用三台阶临时仰拱法开挖、Ⅳ级围岩采用弧形导坑预留核心土法开挖、Ⅲ级围岩采用台阶法开挖。

光面爆破：

隧道开挖全部采用光面爆破。施工时，炮眼位置由测量人员用红油漆在掌子面准确标出，掏槽眼和周边眼开眼误差要控制在5cm以内。按照自上而下的顺序进行装药，起爆形式采用复式网起爆路，从而起到确保起爆的可靠性和准确性的作用。

（1）爆破瞎炮处理措施

发现瞎炮，应首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管起爆即可；如造成瞎炮的原因为孔内导爆管损坏或导爆管本身存在问题，则应由现场爆破员按照《铁路隧道爆破安全规程》的有关规定进行排险处理，确认排除险情后方可进入下一道工序。

（2）隧道欠挖处理措施

由于爆破效果受炮眼间距、炮眼角度、深度、药量等因素的影响，所以隧道开挖过程中会出现超欠挖等现象，当欠挖量不大时，则根据现场实际采用人工或机械进行修整处理，将欠挖部分清除掉；当欠挖量较大时，要重新打设炮眼后进行补炮处理，确保开挖断面尺寸。

（3）隧道超挖处理措施

出现超挖，当超挖量不大时，采用喷射混凝土进行喷实，并进行回填注浆。当超挖量较大，超挖尺寸较大时，则根据实际情况对超挖部分采用分层挂网喷射混凝土的方式进行回填，同时预留回填注浆孔，进行注浆处理。

2.4.2初期支护

（1）型钢（格栅）钢架施工及质量控制措施

型钢（格栅）拱架根据设计图按1：1比例在隧道洞外钢筋加工厂放样加工，试拼合格后，再运进洞内安装。相邻两排钢架间按设计要求用钢筋纵向连接，使拱架形成纵向稳定的连接体系。钢架安装完成后，打设锁脚锚杆使之成为整体结构。钢拱架安装平面必须与隧道纵向轴线垂直，钢架间距允许误差为±10cm；横向位置与高程允许误差为±5cm，垂直度允许偏差为±20cm，连接筋、锁脚锚杆等连接处不得出现假焊、漏焊等现象。

（2）钢筋网施工

钢筋网片在隧道洞外钢筋加工厂加工制作，钢筋网片材料采用直径8mm的圆钢，网片网格间距为20cm×20cm，加工成片后运至隧道洞内安装。钢筋网片加工后的表面应光滑，不得出现削弱钢筋截面的疤痕。网片焊接固定于先期施工的系统锚杆之上，依次搭接焊接成网，搭接长度为1～2个网格。

（3）小导管施工

导管加工在洞外钢筋加工场地进行，管壁上每隔10～15cm钻设直径为10mm的孔，钻孔按梅花形布置，尾管应预留长度不小于30cm的钻孔注浆段。小导管安装完成后使用水灰比为1：1的水泥浆按照由下向上进行注浆。

（4）砂浆锚杆和中空锚杆施工

砂浆锚杆用于隧道侧壁，中空锚杆用于隧道拱部。各个锚杆孔位间距、深度、角度均应符合设计要求，其中深度误差应控制在±50mm范围内。注浆按照自下而上顺序进行，浆液采用水泥砂浆，注浆压力控制在0.5～1.0MPa。

（5）喷射混凝土施工

本隧道初期支护采用C25湿喷混凝土喷射封闭。混凝土喷射要求表面平整，无空鼓、裂缝，表面平整度偏差控制在100mm以内。侧壁喷射混凝土回弹率不超过15％，拱顶喷射混凝土回弹率不超过25％。

（6）仰拱施工

仰拱开挖完成后先把仰拱底部的虚碴、杂物及积水清理排除干净，然后将仰拱栈桥安防就位，人工绑扎钢筋、支设模板，最后浇筑混凝土。混凝土由罐车运送至现场直接进行浇筑，使用插入式振捣棒振捣。

2.4.3隧道防排水

（1）洞身防水及质量控制

根据隧道排水“防、排、堵、截相结合，因地制宜、综合治理”的原则，本隧道设计防水等级为一级防水标准（参照GB50158），本隧道防水层采用无钉铺设的复合式衬砌防水层，表面无湿渍。通过在初支和二衬之间设置防水板、底部设置纵向盲沟，变形缝和纵横向施工缝设置橡胶止水带、遇水膨胀止水胶，衬砌外侧盲沟与隧底中心排水沟连接在外围形成一个立体的网状排水系统。

（2）施工接缝处理

本隧道内主要存在施工缝及变形缝，施工缝分为环向施工缝及纵向施工缝两种形式。

变形缝结构如图2所示。

二次衬砌拱墙环向施工缝采用全环中埋式橡胶止水带和背贴止水带施做，环向施工缝间距为12m，纵向施工缝设中埋式遇水膨胀橡胶止水条并涂刷混凝土界面剂施做防水。

施工缝防水结构如图3所示。

图2　变形缝防水施工示意图

图3　施工缝防水施工示意图

2.4.4二次衬砌

隧道衬砌模板采用液压衬砌台车，长度为12m，搭接10cm。拱、墙二衬混凝土整体灌注。隧道顶部每隔3m预留一处回填注浆孔，在二衬混凝土强度达到设计值后进行注浆。

衬砌钢筋在洞外钢筋场地加工完成后运至洞内施做，钢筋绑扎时注意预留纵向、环向接地钢筋。

二衬台车采用五点定位法进行定位，平面坐标系以衬砌圆心为原点建立，通过控制台车顶部模板中心点、拱部模板同边墙模板的两个铰接点、两边墙模板的底脚点来精确控制台车位置。

混凝土浇筑严格控制灌注、捣固、养生等各个作业环节，确保混凝土质量符合要求。

2.5明洞施工

隧道缓冲结构、明洞施工应遵循仰拱、填充先行的原则，待填充强度达到100％后二衬衬砌台车就位、绑扎钢筋，检验合格后支设外侧模板；外侧模板采用组合钢模板，用脚手架配合型钢进行支撑加固，模板检验合格后浇筑混凝土。混凝土采用泵送浇筑，插入式振捣棒配合附着式振捣器进行过程振捣。混凝土浇筑12h后开始洒水养护，强度达8MPa后，拆除外模，强度达100％后及时进行明洞防水层及墙背回填施工。