高速铁路隧道施工技术与质量控制措施

2023-01-11张春中铁十一局集团第五工程有限公司重庆400037

中国房地产业 2022年9期

文／张春中铁十一局集团第五工程有限公司重庆 400037

引言：

当下高速铁路隧道施工实况技术中，务必严格遵照规范流程贯彻执行，毕竟从大量实践施工中发现了诸多不足之处，以至于造成整个高速铁路隧道品质严重下滑，且影响到其正常使用期限。针对上述问题如何利用创新的施工技术与高质量管控措施，进一步降低潜在风险产生的几率，从而确保高速铁路隧道工程全线正常运转。

1、案例工程状况与特性阐述

1.1 项目基本情况介绍

新建铁路重庆至昆明高速铁路中梁山隧道地处重庆市九龙坡区与大渡口区域内，蜿蜒里程大约4973 米的双线高速铁路隧道，其中囊括了1022 米Ⅴ级围岩、2255 米Ⅳ级围岩、1645 米Ⅲ级围岩，31 米进口明洞，20 米出口明洞。双耳端墙式明洞设置于洞口，高速铁路隧道最大埋深处大约234 米，东槽谷埋深大约100 米，西槽谷埋深大约83 米。

此外，项目区域隶属于嘉陵江、长江侵蚀河谷形成的低山丘陵地貌，山势遭受架构与岩性把控，以至于在观音峡背斜两翼产生了一山二槽三岭的形貌。随即形成一条背斜与2个断层的洞身，且观音峡背斜于DK12+408 和线路交叉，形成了二个断层，即为西风岭逆断层，随即跟DK12+627 和线路交叉；西风岭次生逆断层跟DK13+096 位置线路交叉。

1.2 案例项目工程特性

1.2.1 地理环境不理想

高速铁路隧道的进口与出口分开设置于重庆市九龙区跳蹬镇与高新区石板镇区间段，由华福抵达进洞口整体路径非常长，且施工便道修建较为频繁，整体工程修建有一定难度；况且进洞口临时建筑物地形地貌凹凸不平，新建施工有一定难度，况且森林浓密，拆迁时间紧凑。

1.2.2 地理环境复杂提高施工难度

隧道突出的地形地貌为岩堆与熔岩，煤矿挖空区域，隧道出口，横洞进口仰坡顺层，隧道进口边坡顺层，极为少见的岩土呈现为石膏、岩溶角砾岩、膨胀岩。

1.2.3 设计技术规范与品质要求高

隧道工程架构设计应用年限层级是一级，设计应用年限是100年；且隧道设计指标DK9+129 至DK10+050 段时速可达250km/h，而DK10+050 至DK14+102 段设计时速可达300km/h；对于验收竣工后的沉降与架构形变品质要求极高。

1.2.4 横跨地质敏感区域与环保标准要求严

中梁山隧道横跨了重庆白市驿城市花卉市级森林公园与重庆大渡口市级森林公园2 处自然生态环境敏感区域。且整体线路完全通过全遂方式施工，已获得相关政府职能部门的审批与施工许可，况且整条线路地处于水土保持生态保护红线区域。并且此次隧道横跨区域的水土保持生态保护红线区域和大渡口森林公园、白市驿城市花卉森林公园的地质环境敏感区域有重合部分，因此环境标准保护要求极为严格，务必积极采取有效措施加以重点把控。

2、高速铁路隧道施工技术筹备期规划

2.1 施工程序精准布控

现阶段，在高速铁路隧道施工实况中，绝大部分情况下都在利用中导洞施工技术，具体指以中导洞为圆心蔓延至四周实施协助设备建造。尤其在操作实况中，需要注意向前挖掘45 米，严禁过多挖掘，防止中导洞坍塌，需在中导洞内设立中墙结构，并且其原料混凝土凝固强度要大于65%。另外，在中墙竣备之后，直接开始辅助施工中导洞左侧区域，随即针对四周岩层变化实况通过地质测绘设备来测量，掌握地质地貌内部受力变动与划分情况，之后依据实践状况做加固处置，紧接着针对右侧区域实施二次模筑衬砌。假设在中导洞施工中出现意外状况，致使岩层无法承受地面重点发生了变形，则要尽快采取支护措施，且尽快完成加厚混凝土喷筑方法，来进一步加固墙体承重，与此同时再次通过相关检测设备来测量应力改变数值，从而确保中导洞稳固性万无一失，尤其重点关注的是二次模筑衬砌施工实践中，相互距离务必保持在30 米上下。

2.2 排水程序精准布控

在高速铁路隧道项目建造中，其关键步骤为排水施工。由于隧道施工本身地质地貌的其特性，势必要重视隧道渗漏的状况，因此，要想确保整体隧道项目高品质，则需着重考量施工废弃水与地下水顺利的流出施工场地。然而，在高速隧道防排水设备施工实践中，务必综合借鉴地形地貌的特性，在核心位置开设直径较深的排水沟渠，同时保证排水沟渠无语冻结水平之下，防止气温过低造成水流冻冰，进而严重影响地下水流动。

2.3 风水电程序精准布控

2.3.1 供电体系精准布控

在高速铁路隧道建造中，施工企业用电需求务必跟四周供电单位协商解决，通过已建成的四周供电途径来架设施工企业需要的用电网络，然而，少数区域只有日常生活供电路径，此电网通常电压较小，不能符合工程建造用电标准，以至于需在隧道进出口处设立起标准为315KVA 变压器设备，且将220KV 的发电机组组装到位，最终方才可为隧道施工带来稳定的电压储备与输出。此外，高速铁路隧道施工实践中，基础照明设施电压标准要求需达到220KV，相反施工机械设施电压负荷则要符合380KV 标准，毕竟此两类电压完全超出了人体所承载的安全电压范围，所以务必确保施工实践中的供电安全性，务必在供电线路上设置漏电保护装置，防止发生意外状况。

2.3.2 排风体系精准布控

毕竟隧道自身就是不透风的空间，尤其在没有贯通的情况下，隧道气体流动不可产生对流，以至于隧道施工尾端的空气品质不断下滑，对于施工技术员的身体健康存在潜在安全风险，所以有必要在隧道施工进出口设立大功率空气压缩机设备，进一步确保隧道施工中洞内的空气顺畅流动起来。

2.3.3 供水体系精准布控

供水体系建设位置大多处于隧道穹顶上方大致30 米方位，通过蓄水池方式呈现出来，且日常存水量可达100m3之上为宜。供水管网络施工安排需在进出口位置的右侧山脚完成，且蓄水池一并建造在山脚下，不仅能从隧道排出水流，且也可实现水的存储，便于施工进程中的水的良性循环再利用。此外，当大山水体内部产生较多沉着物，直接造成混凝土凝固品质降低，以至于实践应用中发生干燥不匀称与裂缝等问题，所以检验技术员务必针对水质问题展开化验分析，方才可确保使用水体品质。

3、高速铁路隧道施工技术与把控关键点

3.1 隧洞施工技术关键点

在高速铁路隧道项目施工实况中主要步骤为隧道洞口，其品质好与坏直接关联着整体项目施工进程，同时与安全性有着千丝万缕的联系。首先，整体隧道项目起点与完工主要流程为隧道洞口施工，且务必贯彻执行好前期筹备任务，随即针对隧道地区内部的水文地质状况实施全面的筛查检测，且高效整体收集回馈的数据采取解析与处置，并且针对高速铁路隧道施工中潜在的安全风险实施全方位评价，随后依据评判结论，拟定出真实可执行处置策略与应急备案。其次，隧道洞口施工的先决条件为做好放线数据处置，且科学设立截水沟的方位，合理设立明洞边坡，且利用改进的挖掘机设施，再加上人工的同力施工操控，要想保证明洞的安全性，务必将支护规划与施工贯彻执行到位，况且针对在岩体与外界两重影响力下，隧道洞口一旦挖掘极易形成坍塌意外事件，如何防止不断产生此问题，施工技术员务必对岩土体实时支护，进一步提升隧道施工架构的平稳性。再次，如何正确组装导管，需要把插入岩石的端口改造成锥形，假设钢管插入岩石有一定难度，随即在一端插入推进设施，随后利用风枪植入，并且要想让灌入岩体内部浆液转向四周岩石高效发散，需在导管管壁开设四周钻花眼，之间距离把控在15cm 上下，且通过错综繁杂的方法来分布设置。最后，如何规避浆液渗透，造成尾端50cm 之内不钻花眼，且把止浆阀安装到管端，注浆操作筹备之前，需针对开挖工作面喷射混凝土，大致厚度把控在50-1000mm，进而高效避免孔口跑浆状况产生。另外，注浆压力务必把控在0.5 至1.0MPa，遵照由下至上的工序实施注浆作业，注浆数量需从大到小，在注浆严厉表显示在0.7 至1.0MPa 情况下，继续逐渐15min 方可停止。

3.2 洞身挖掘技术关键点

当隧道洞身实施挖掘过程中，需要借助钻爆技术方法，从而尽量降低隧道内的围岩干扰状况，通过不断地反复实验与对比，再加上综合了隧道内部各种围岩等级状况，最终确立了爆破技术方式，详尽施工工序为：第一，布眼与放样，在施工筹备期，务必清洁掌子面，随后采取全站仪设施来测量，规划出挖掘具体路线，之后再利用鲜艳的油漆定位出炮眼的具体方位，最好将偏差控制在5cm 之内；实施钻眼过程中，眼底需坐落于相同垂直面，而掏槽眼时的钻孔偏差需把控在3cm 之内，切忌不可将炮眼贯穿或者交错行进，且设计合理的排水措施，同时设置协助眼务必平均分开，孔斜的偏差不可大于轮廓线10cm。此外，打孔炮眼过程中，时刻针对炮眼行进方向实施筛查，且修正偏差，针对严重超标的炮眼要废弃使用。

第二，填装炸药，其主要利用了乳化炸药，此时需要注意的是填装炸药前务必清扫干净孔眼，随后遵照既定流程制作药串一起爆药卷，等到脚线完成后，分开段号储存到箱体内部，且填装炸药时，需完全遵照爆炸设计的炸药数量实施填充，切忌过量或少量，且分组实施填装炸药更有利于提升工作效率，随后需按照规范标准添堵炮泥，最好长度大于30cm。

3.3 爆破施工技术关键点

如何保证爆破施工的安全，通常施工利用了毫秒延时导爆管将其设置洞外关联的方法，借助火雷管作为起爆装置，分布设计遵照复式网络来执行，不仅可以保证精确的起爆，同时也可全面提升起爆的稳定性。第一，导爆管在实际关联中，切忌打结与拉细，防止外表磨损漏气，且设立的炮眼雷管段数需跟钻爆设计完全等同，随后利用黑色胶布缠绕雷管间隔导爆管自由端口10cm 之上方位，一旦爆破体系搭建完成之后，需派遣专业人员二次复查，待检测无误之后才能执行爆破工作。第二，爆破结束后，需借助通风设备来快速吸烟，大致时长把控在20 至60 分钟内，一并派遣专业人员逐一排查险情，最好把流水线上的危石以及潜在安全风险规避掉，待隧道上台阶挖掘完工后，则要尽快灌注混凝土层，从而更好地针对挖掘面实施封闭操作，紧接着安排喷锚支护，具体工序可率先安排上台阶作业，随后进行下台阶的喷锚支护方法，更有利于把上下台阶早期支护工作贯穿起来，进一步加固早期的支护架构系统。第三，当挖掘爆破施工完成后，派遣专业人员随即筛查隧道围岩地质情况，同时将记载汇总成文档储存，随后解析明确围岩等级及其岩层详细走向，综合围岩实况，进一步针对挖掘与支护设计方案实施微调与改进。第四，预判将来某时段内围岩的发展变动曲线，将其作为参照物，拟定科学的防范策略，进一步保证隧道施工安全与流畅贯彻执行下去。

3.4 支护施工技术关键点

一般项目会利用超前小导管作为支护计划，需在钻孔筹备期，施工技术员率先在挖掘面上喷洒混凝土，以便于针对挖掘面积实施封闭处置，进一步防止出现浆液渗透状况。当贯彻执行喷洒混凝土过程中，需预备出拱架，且紧邻岩面，等到混凝土喷洒完成之后，随后钻孔利用台车钻杆贯彻落实，完成之后把小导管引入洞孔中，且孔口预留20cm，方便关联注浆管接入，随即把导管四周完全填充圆满。要想组装导管按时完工，随即把引入岩石的端口改变成锥形形状，假设造成钢管植入岩石层有难度，需借助相应插进设备，比如：借助风枪一并插入。不仅如此，要想使灌注的液体迅速向四周分散，需在导管壁上预备出花眼，相互眼孔之间的距离把持在15cm 上下，且以相互交叉的方式呈现出来，此时需要留意的时，导管末端切忌不可预留花眼，大致为在50cm 位置，也可管末端加装止浆阀，防止液体渗透。

4、高速铁路隧道施工质量控制措施

4.1 组织管控措施

委派实况阅历丰富、技术精湛、专业技能强的团队承担起高速铁路隧道施工项目的品质监控、流程监管等工作职责，共同创建横向到边、纵向到底的品质管理把控系统，且进一步完备品质岗位职责责任机制，更加全方位坚决贯彻落实品质与目标责任管控。此外，进出洞口施工务必强化监督流量检测，超前预警地质情况等监督措施，针对危岩采取全程防范与监测办法。

4.2 相关管理措施

第一，施工筹备期的品质管控需拟定充足的人员安排、设施种类、现场分布、技术交底等筹备任务，紧接着针对软基处置、路基填筑等主要施工流程进行试验制度，历经大量实践解析把不同信息把控在科学范畴内；第二，施工进程中，品质管控协调有关技术员采取场地检测把控，与此同时将检测数据存储留档，更有助于全方位监控施工计划与技艺及其各项数据贯彻执行精确度，之后把工程突出的技术困难点当作管控疑难问题，通过大家共同商讨制定行之有效的解决方法。此外，急需各部门相互间加强交流协作，强化新建与在建项目实时、全方位监测与巡视工作；并且实时预警与保障安全地处置。第三，施工后期品质把控，各项流程品质把控竣备后，需随时针对把控结果实施评判，且需要有关责任人或主管部门对于品质劣质现象位置实施纠错处置。

4.3 技术管控措施

第一，严密遵照高速铁路隧道施工实况与特性拟定不同技艺与品质内控执行规范制度；完备图纸审核与技术交底机制，确立相关专业团队的主人翁精神；第二，在施工实践中，务必遵照设计文件中监测标准针对洞内围岩与支护架构移动、形变、受力状况及其地表水等实施全工序监测，最终汇总真实有效的数据、评判施工阶段围岩与支护架构平稳性与四周自然生态的破坏，预防发生重大安全意外事件、支护架构损坏、第三方损失等潜在危险产生。第三，严格按照IS09000 标准保证不同环境品质记载，且按期组织品质专题会议探索寻找相关问题，尽快找出行之有效的品质管控相关办法，积极投身于工程实践中。

4.4 其他重点与难点管控措施

第一，下穿建（构）筑物区段利用弱爆破来完成，随即把控爆破的装药量，进而确保建筑物架构稳定；上跨既有隧道时段利用机械挖掘施工，严密把控不同循环流程步距，早期支护需尽早封闭成环，且强化监测已完成隧道施工。第二，此项目为微瓦斯隧道，需要设立全封闭瓦斯隔离带，衬砌背后地下水利用水气采集管路流入水汽分离洞室，随后才能被植入洞内测勾排放出去，分离瓦斯气体需设立专门路径流出洞外。施工阶段务必加强持续通风力度，且创建瓦斯通风筛查管控机制，一并强化监测瓦斯实时状况。第三，施工进程中，严格按照“短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的基本准则，且利用超前地质预测与洞内外监测实测结果，进一步对于爆破数据、循环进尺、支护与衬砌参数给予适当微调，确保日常施工与现有建筑的安全性。第四，按照实地勘测与超前地质预测与洞内外动态实测结果详细解析，针对隧道内部或许产生大范围涌水突泥可容岩地段与断层破碎带等地段利用排水降压、超前稳固、注浆计划将施工处置工作落实到位。