铁路工程技术浅埋隧道施工

【摘要】在铁路工程中，浅埋隧道施工是很重要的一个环节，能不能够做好浅埋隧道施工的各个关键要点，决定了整个铁路工程的质量。因此，我们在研究铁路工程的时候要重点研究浅埋隧道施工要点。本文将从以下几个方面来分析铁路工程技术浅埋隧道施工。

【关键词】铁路工程；技术；浅埋隧道；施工

一、前言

在目前国内的铁路工程技术中，浅埋隧道施工的技术难度是最大的，由此，我们更加需要把握施工的技术和环节，严格控制浅埋隧道施工的质量，保证铁路施工的质量。

二、隧道施工测量

施工测量在隧道工程中起着相当重要的作用，一般可分为两个部分:一是保证隧道开挖按规定的精度要求贯通；二是严格控制超欠挖使衬砌结构符合设计要求。其中贯通测量尤为重要，这主要由于高速铁路要求的线路平顺度高，道床要求精度高，特别是无碴道床，因此线路采用的曲线半径大。而贯通误差过大，在普速铁路中，由于线路曲线半径小，标准低，贯通后，通过线路拟合能较为容易的调整贯通误差引起的线路平顺度，一般也不会造成土建工程的报废；而在高速铁路中，贯通误差过大，线路很难拟合，往往会造成土建工程的报废，以顺应线路的平顺度。为做好隧道施工测量，一般按“先总体、后局部”的控制的原则开展工作。

“先总体”即洞外总体控制，作为指导隧道施工的测量工作，在隧道施工前要建立具有必要精度的、独立的隧道洞外施工控制网，宜优先采用GPS测量，洞口不能少于三个平面控制点作为引测进洞导线点的依据。

“后局部”即洞内分级控制。洞内平面控制洞内控制点控制正式中线点,也是洞内二次衬砌和洞内其他建筑物施工放样的必要依据，正式中线点控制临时中线点；临时中线点控制掘进方向。洞内高程控制与平面控制方法一样，即采用临时水准点控制开挖面的高低，正式水准点控制洞内衬砌和洞内建筑物的高程位置。一般选取两条进洞联系边向洞内同时传递方向和坐标，以代替过去洞内与洞外导线单一连接方式。这种传递方式可以使洞外与洞内的导线闭合进行检核，也可以提高洞内导线贯通精度。

三、施工工艺及质量控制要点

1、地表注浆加固

其主要目的是为了防止在开挖过程中地表出现坍塌等现象而采取的措施，为了防止在注浆过程中出现冒浆现象一般在经过处理的地表设置20-30cm厚的钢筋混凝土层以作为注浆的止浆层并作为后期施工的防水面；注浆需设置孔口管，其一般采用钢花管，管身钻孔呈梅花型布置，孔径一般在8—10mm范围内，间距一般为1.5cm，全部注浆管安设完成后方可开始注浆以保证注浆不间断，开始时用1.5倍注浆终压对系统进行吸水试验检查是否正常，试运转时间一般为20min；浆料配置按照填料先轻后重的顺序添加，注浆过程中应先注最外侧两排孔，之后依次向里推进，每排孔施工时应先进行两端孔之后间隔交错灌注。

2、超前支护

一般隧道施工仅在洞口施作大管棚，洞内则一般采用小导管代替以防止隧道拱部坍塌及抑制地表沉降，小导管一般采用现场加工后用来喷射混凝土封闭岩面，其采用凿岩机钻孔后将小导管打入岩层，之后采用注浆泵压注水泥浆，施工中钻孔深度、角度及密度等均应符合设计要求；该阶段注浆是在地表加固注浆后的岩体内注浆，以进一步增强隧道围岩的抗渗性、完整性和承载强度，浆液为水泥浆液，施工中采取浆液由稀到浓逐步变换，在土层内注浆压力不小于2.0Mpa，其余地段注浆压力不小于1.0Mpa。注浆过程中位避免发生串浆现象一般在有多台注浆机同时施工的条件可采取多台同时注浆，若注浆机较少则可将注浆孔及时堵塞，待轮到该管注浆时再拔下堵塞物，并先用铁素或细钢筋将管内杂物清除干净并用高压风或水冲洗干净后再进行注浆；若发生进浆量很大但系统压力不升高则应调整浆液工作性能，缩短胶凝时间，采取小泵量低压力注浆或间歇式注浆以使浆液在裂隙中有相对停留的时间便于凝胶。

3、三台阶法施工

上台阶施工。用钻机将小导管从钢架腹部顶入后与钢架焊接在一起，其外插角一般为10-150，待上循环初期之后完毕后加注单液水泥浆，待其强度达到设计要求后方可进行开挖；开挖一般采取人工风镐配合挖掘机同时开挖以减少对围岩的扰动，开挖应严格遵守“短进尺、强支护”的原则，每循环进尺应控制在0.6m范围内，开挖完毕后应立即喷射混凝土进行封闭，喷射厚度一般为4cm，然后进行钢架架立、挂钢筋网施工，最后分层分片进行混凝土喷射至设计厚度；在退后掌子面2榀拱架处开始施作临时仰拱及扇形支撑，而挂网喷射混凝土只在竖撑和临时仰拱进行，竖撑采用一面关模喷混凝土，斜撑则只施作连接钢筋内外较差布置；中下台阶施工。该段施工一般采用挖掘机和装载机作业，一般先对开挖面前3-5m范围内围岩做超前坍孔以及时发现不良地质地段并采取加强措施防止工作面坍塌；对管式注浆锚杆、超前钢插管注浆时应控制好水灰比及注浆压力，以确保注浆饱满，工作中一般拱顶的注浆压力不超过2Mpa，拱脚注浆压力不低于1.5Mpa。

4、中间支护系统的拆除

拆除时间应结合其对后续工序的影响并同股沟围岩监控量测确定，应保证其变形处于允许范围内方可进行，其中临时支撑可在仰拱混凝土浇筑前一次性拆除，具体拆除长度应依据仰拱浇注长度确定，对中隔壁混凝土拆除时应防止其对初期支护形成的振动和扰动，一般采用风镐自上而下逐榀拆除钢支撑之间的喷射混凝土和临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土，最后将钢构件采用气焊割断。

四、关键施工技术

1、降排水施工技术

施工降排水的标准是排堵结合、分段截留、综合治理,要防止夯管施工中导致地层液化和地下水土流失而在夯管施工前在隧道两侧地面布置两排深井降水,在三部台阶施工中则通常采用洞内轻型井点补充降水方式来防止出现涌水流砂现象;排水是在隧道开挖时将底部开挖成人字坡,两边靠近墙侧设置排水沟的方法,隧道下台阶施工则可采取用水泵将积水抽到临时集水井内,集水井一般设置2级水仓,从隧道各处抽来的水先排放到一级水仓内,再经过沉淀后自动流入二级水仓,之后再抽排到洞外排放。

2、夯管支护施工

暗挖断隧道一般采用大管棚超前支护其夯管,一般在隧道拱部一定范围内环向密排,在隧道进口端基坑内破除基坑端头的桩位的钻孔咬合桩成导向孔,之后用夯管锤将钢管锤入地层,长管棚管节分段坡口满焊连接,在夯管到位后在管内灌注细石混凝土以增强其刚度,施工中为防止钢管夯进过程中管口周围砂土流失而在管口部位用橡胶垫密封止水,在夯管夯进过程中如发生土体沉降则利用跟管钻进的方式补充注浆充填地层来补偿土体沉降损失。

五、铁路浅埋隧道技术未来的发展趋势

近半个世纪来，中国铁路浅埋隧道建设技术虽然有了很大进步，但与世界铁路浅埋隧道长度不断增加并向水域方向发展的趋势比较，还有一定的差距。如果要建设出具有高技术、高质量、高效率的浅埋隧道，就必须学习和创新更适合我国铁路浅埋隧道建设的新技术。对于新技术的应用和改进，有两个方面可供参考，其一：运用新奥法技术，考虑围岩自身的承载能力，可在坑道爆破后采用喷锚和单喷作为初期支护，然后要多次量测位移，判断围岩基本稳定时间。再进行第二次支护，这样可以建造较经济的衬砌结构。其二：隧道掘进机开挖方法正在不断研究和改进，生产出各种新型机械设备。液压凿岩机械设备不断更新完善,使隧道建设进度大大提高。激光导向设备和光电测量仪器的使用，使隧道浅埋施工精确程度大幅度提高。目前，遥感技术、航空勘测、物探技术、量测技术和电子计算机技术的广泛应用，使隧道浅埋勘测设计技术水平也有了很大提高。通过各项隧道浅埋新技术和提高隧道建设管理水平，定会把铁路隧道浅埋即得发展推向一个新台阶。

六、结束语

在今后的铁路工程施工中，我们要着重的研究浅埋隧道施工技术，因为浅埋隧道作为铁路施工中的重点环节，需要得到重点的关注，其施工技术的要求也更高，因此，今后要加强对浅埋隧道施工技术的研究。

【参考文献】

[1]夏明耀.地下工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]王大江.论铁路浅埋隧道施工技术[C].中国铁路建设报道.2006(5).

[3]铁路隧道防排水施工技术指南（TZ331-2009）中国铁道出版社.2009年.