淺談鐵路隧道板巖施工技術(shù)

【摘 要】我公司在各類隧道施工上已有了不少成功經(jīng)驗，我們也有信心在不遠(yuǎn)的將來涉及到地質(zhì)更復(fù)雜施工技術(shù)難度、科技含量更高的隧道領(lǐng)域。本文作者主要對鐵路施工過程中的隧道板巖施工技術(shù)入手，闡述了鐵路隧道板巖技術(shù)以及隧道的防排水技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】隧道施工;施工技術(shù);鐵路

一、工程概況

隧道進(jìn)口位于岷縣寺溝鄉(xiāng)巴仁村山坡，近臨迭藏河及其河漫灘，洞前地形開闊，迭藏河河內(nèi)常年流水，但水量不大，洞口前約100m與G212國道斜交，洞口設(shè)計軌面較G212國道路面高約5m；洞身為穿越長江、黃河的分水嶺——麻子川梁山，最小埋深約30m；出口位與宕昌縣哈達(dá)鋪鎮(zhèn)臺子村，與G212國道基本平行相距約300m，與碎石路村道斜交且相距約100m，洞口密集村民區(qū)；進(jìn)出口交通均方便，洞口均為緩山坡，場地條件較好。

5座斜井均基本位于谷底，距G212國道較近500m以內(nèi)，洞前坡面較緩，交通條件和場地條件均較好。該隧道洞身經(jīng)過地層主要有第四系全新統(tǒng)沖洪積淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉土、砂質(zhì)黃土、中砂，洪積（粗）角礫土；下第三系砂巖、礫巖、泥巖及三疊系中統(tǒng)砂巖、板巖局部夾雜灰?guī)r等。隧道及輔助坑道穿越山體特殊不良地質(zhì)主要有濕陷性黃土、滑坡、泥石流及巖堆等；隧道通過范圍基巖節(jié)理、裂隙發(fā)育，多“Ｘ”型，特殊地質(zhì)構(gòu)造主要有1條斷層破碎帶（帶寬均為100m），屬高地應(yīng)力區(qū)；其中特殊巖土板巖夾灰?guī)r、板巖夾砂巖占隧50.03%。

二、隧道開挖分析

開挖方法分為明挖法和暗挖法。明挖法多用于淺埋隧道或城市鐵路隧道，而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開挖斷面大小、位置分，有分部開挖法和全斷面開挖法。在石質(zhì)巖層中采用鉆爆法最為廣泛，采用掘進(jìn)機(jī)直接開挖也逐漸推廣。在松軟地質(zhì)中采用盾構(gòu)法開挖較多。

針對板巖特點，施工應(yīng)遵循“短開挖、少擾動、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、嚴(yán)治水、勤量測”的原則，單線隧道采用上、下臺階、仰拱三步開挖法。

板巖采用臺階法開挖，采用超前小導(dǎo)管支護(hù)（φ42，L-3.0 m）。循環(huán)進(jìn)尺0.75～1.25m(1～1.5榀格柵間距)，平均1m，錨噴鋼架聯(lián)合支護(hù)。

開挖采用PC120型挖掘機(jī)、人工風(fēng)鎬配合修整輪廓，減少圍巖擾動。自卸汽車出碴，每月進(jìn)尺75m。

①開挖方法

開挖時將整個斷面分解成上、下、仰拱三部分進(jìn)行開挖、支護(hù)。初期支護(hù)采用I16型鋼鋼架。上、下臺階均采用機(jī)械開挖人工風(fēng)鎬開挖配合修理整形。

②開挖順序

根據(jù)斷面尺寸及各分部導(dǎo)坑開挖斷面尺寸，使用2臺PC120型挖掘機(jī)同時進(jìn)行上、下臺階平行作業(yè)。先開挖上臺階，后開挖下臺階，下臺階滯后上臺階15m左右平行掘進(jìn)。仰拱落后下臺階臺階15m。

第一步：施作拱部超前支護(hù)，開挖上臺階1部，每循環(huán)進(jìn)尺軟巖控制在75cm(1榀格柵間距)、開挖成形后及時施作Ⅱ部初期支護(hù)（初噴厚3cm，I16型鋼），打設(shè)拱腳鎖腳錨管（φ42，L-4.0m），終噴至設(shè)計厚度22cm；開挖時在洞口20m、斷層帶以及松軟地段范圍考慮留核心“土”，以確保施工安全，待支護(hù)結(jié)束后下一循環(huán)開挖。

第二步：當(dāng)1部開挖約15m后，繼續(xù)向下開挖下臺階土體2部，每循環(huán)進(jìn)尺控制在75～150cm，及時施作Ⅳ部初期支護(hù)（I16型鋼），打設(shè)墻腳鎖腳錨管（φ42，L-3.5m）或錨桿，及時噴護(hù)。

第三步：施作仰拱開挖3部，每次開挖控制在6m，開挖成形后及時施作Ⅵ部初期支護(hù)（I16型鋼）封閉成環(huán)，及時噴護(hù)，并施做仰拱砼及填充。

③Ⅳ級圍巖地段

采用臺階法開挖，錨噴鋼架聯(lián)合支護(hù)。開挖循環(huán)進(jìn)尺1.5m為宜。開挖完成后立即施作初期支護(hù)，上臺階領(lǐng)先。為加強(qiáng)初期支護(hù)的整體性和穩(wěn)定性，將錨桿與格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)焊在一起，并在拱腳施打兩根4m長Φ42的鎖腳錨管。上述工序完成后噴射混凝土至設(shè)計厚度。

上下臺階開挖面相距5～6m。施工時加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)控量測，根據(jù)量測反饋信息，了解圍巖變形情況及支護(hù)工作狀態(tài)，為襯砌施作及特殊情況下調(diào)整支護(hù)方案提供依據(jù)。

1施工方法：上臺階光面爆破一次開挖成型，隧道開挖后及時施作初期支護(hù)，拱腳打設(shè)鎖腳錨桿，完成后噴射混凝土至設(shè)計厚度。上下臺階開挖面相距5～6m，開挖下臺階，光面爆破后挖裝機(jī)裝碴，自卸汽車運(yùn)輸。

鉆爆設(shè)計：初步設(shè)計上臺階循環(huán)進(jìn)尺不低于1.5m，下臺階不低于2m，故上臺階周邊孔L=1.6m，掘進(jìn)主炮孔L=1.6m，掏槽孔底板眼采用L＝1.6m，下臺階周邊孔L=2.1m，掘進(jìn)主炮孔L=2.1m，掏槽孔底板眼采用L＝2.1m。

周邊孔采用小直徑間隔裝藥，孔外網(wǎng)路采用復(fù)式網(wǎng)路聯(lián)接。

鉆孔注意事項：先由測量班在掌子面畫出各炮孔位置及在隧道掌子面畫出中線十字線，然后按照先后順序進(jìn)行鉆孔。

開口慢慢推進(jìn)，并注意鉆臂方向與隧道中線夾角是否符合設(shè)計外插角。

找準(zhǔn)中線腰線，標(biāo)出孔位；鉆正頂孔；預(yù)量鉆桿長度做好標(biāo)記，保證孔深符合設(shè)計深度。

小導(dǎo)管注漿

2初期支護(hù)完成后，即可進(jìn)行邊墻小導(dǎo)管的注漿，導(dǎo)管間距1.2X1.2梅花型布設(shè)，注漿選用DYB090型注漿泵注漿，采用漿液攪拌桶制漿。為防止?jié){液從其他孔眼溢出，注漿前對所有孔眼安裝止?jié){塞，注漿順序從兩側(cè)拱腳向拱頂。達(dá)到固結(jié)破碎松散巖體的目的，起到穩(wěn)定圍巖的作用，特別要控制好漿液濃度和注漿壓力。

三、施工要點

（1）嚴(yán)格按設(shè)計要求控制好開挖進(jìn)尺，保證開挖輪廓圓順，減少對圍巖的擾動。

（2）及時封閉圍巖，防止圍巖暴露時間過長產(chǎn)生應(yīng)變。

（3）加大預(yù)留變形量，允許圍巖有可控制的變形。

（4）做好監(jiān)控量測工作，為施工中調(diào)整圍巖級別，修改支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計和變更施工方法提供依據(jù)。

四、結(jié)束語

針對隧道板巖施工，我們采用控制進(jìn)尺，邊墻注漿，取得比較好的效果。不論是安全上還是質(zhì)量上都得到很好的控制，在以后的工程上用。

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