鐵路工程隧道洞身黃土圍巖施工及質(zhì)量控制分析

吳亮

【摘 要】鐵路工程建設隧道施工越來越多，在隧道施工中，黃土節(jié)理較發(fā)育，質(zhì)軟破碎，循環(huán)多，進尺少，不僅影響工期，而且稍有不慎，便會引起坍塌等事故的發(fā)生，已成為隧道施工中控制的重點和難點。所以隧道從開挖、支護、防水、襯砌等方面施工時，要遵守相關規(guī)定和操作規(guī)程，嚴格按設計和制定的方案及工藝要求進行施工，本文結合某隧道施工實際，詳細分析了鐵路工程隧道洞身黃土圍巖的施工工藝、方法和質(zhì)量控制措施，目的是總結鐵路工程隧道黃土圍巖的施工技術、施工方法和相關標準，熟悉和掌握鐵路工程隧道黃土圍巖的施工內(nèi)容和質(zhì)量控制要點，在后續(xù)施工中，嚴格遵守相關規(guī)定，嚴格按工藝標準去施工，預防鐵路工程隧道施工坍塌等事故的發(fā)生，確保鐵路工程隧道施工穩(wěn)步推進，確保工程進度和施工質(zhì)量安全。

【關鍵詞】隧道洞身；黃土圍巖；質(zhì)量控制

1 工程概況

某隧道為雙線隧道。圍巖類型有Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級，其中Ⅲ級40%，Ⅳ級32%，Ⅴ級28%。隧道最小埋深10m，最大埋深為145m。隧道出口工作面部分圍巖為Ⅴ級加強黃土圍巖。

2 開挖支護方式及主要步驟

2.1 拱部小導管超前支護

2.2 上部弧形導坑環(huán)向開挖，施作拱部初期支護和臨時橫撐

2.3 中、下臺階左右錯開開挖，施作墻部初期支護

2.4 中心預留核心土開挖，隧底開挖，施作隧底初期支護

3 圍巖開挖及支護

3.1 小導管加工

小導管采用Φ42×3.5mm無縫鋼管，L=3.5m，前端呈尖錐狀（20cm長），尾部焊Φ12鋼筋加勁箍，小導管在現(xiàn)場加工成型。方向角：2°；孔口距：±50mm；孔深：+50mm。

3.2 開挖及臨時橫撐

開挖要以襯砌輪廓線為基準，考慮預留變形量，測量貫通誤差及施工誤差適當加大，由于黃土圍巖質(zhì)地較柔軟且破碎，所以開挖多采用機械輔助人工開挖，掘進進尺上臺階每循環(huán)開挖長度為1榀（0.6m）鋼架間距，邊墻每循環(huán)開挖長度為2榀（1.2m）鋼架間距。上臺階拱架架設完成，及時施做鎖腳和臨時橫撐。臨時橫撐每2榀設置一道。允許超挖值：拱部：平均線性100mm，最大150mm；邊墻：平均100mm；隧底：最大平均超挖100mm；不允許欠挖。

3.3 初期支護系統(tǒng)錨桿施工

初期支護采用型鋼鋼架并掛網(wǎng)噴護。施工順序為初噴→系統(tǒng)錨桿→掛網(wǎng)→組拼架立鋼架→復噴C25混凝土至設計厚度。拱部、中、下臺階鋼架連接采用鋼板和螺栓連接，拱腳設置鎖腳錨管。

3.4 鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)縱向采用Φ6、環(huán)向采用Φ8光圓鋼筋加工而成，網(wǎng)眼尺寸為20×20（cm），采用在鋼筋加工場加工成型，按網(wǎng)格間距制成1.5m左右大小的網(wǎng)片，縱橫鋼筋相交處可點焊成型，也可用鐵絲綁扎成一體。運到現(xiàn)場后，點焊固定在錨桿頭或鋼架上，網(wǎng)片間搭接長度不小于1～2個網(wǎng)格。

4 仰拱施工

4.1 仰拱鋼筋

采用鋼管做托架，架起洞身主筋，并固定鋼筋位置，下部與仰拱鋼筋搭接焊，然后從下至上對稱綁扎鋼筋。按設計，仰拱二襯與拱墻二襯鋼筋連接，連接方式為接駁器，在施工中要注意拱墻豎直主筋的預留長度，相鄰主筋預留鋼筋不要放在同一水平面上。

4.2 模板

仰拱及填充模板采用鋼模板，鋼模板分上、下兩部分，上下兩部分中間設置止水帶。

4.3 混凝土施工

采用全幅整體澆筑至拱墻腳基座標高。施工縫和變形縫處做好防水處理。混凝土自中間向兩側對稱澆筑，插入式振搗器進行振搗密實。仰拱混凝土終凝后才可進行填充混凝土的施工。

5 防水、排水施工

5.1 防水層鋪設

5.1.1 平整基面

使噴射混凝土表面無明顯的凸凹及起伏，噴混凝土基面有鋼筋、錨桿等突出物時，予以切除、再用手持砂輪機磨平。對隧道凈空進行量測檢查，對欠挖地段、凸凹不平等處基面進行處理，確保表面平順，跨深比h/b≤1/6，以滿足凈空及基面要求。有局部滲水處，進行處理。

5.1.2 土工布鋪設

首先在噴射混凝土的隧道頂部正確標出隧道縱向中線，再使裁剪好的土工布襯墊中心與噴射混凝土上的中線標志重合，用專用錨釘將無紡布固定在噴射混凝土表面上，從拱頂開始起向下對稱鋪設。

5.1.3 防水板鋪設

先在隧道拱頂部的無紡布上正確標出隧道縱向中線，再使防水板的橫向中線與這一標志重合，與土工布襯墊一樣從拱頂開始向下兩側對稱鋪設，邊鋪邊與墊片熱溶焊接，中間留檢查孔。鋪設時，防水板與噴射混凝土密貼，并留出搭接余量。整個隧道的防水板為一整體，防水板拼接采用自行式爬焊機焊接，雙道焊縫，焊縫寬度不小于2cm，不得有漏焊點，破損處補焊。要求搭接寬度不小于10cm，控制好熱合機的溫度和速度，避免漏焊或過焊，保證焊縫質(zhì)量。相鄰兩幅防水板的接縫錯開，錯開距離不小于1m。粘接結合部位采用真空加壓檢測，焊縫強度一般不低于材料強度的80%。

5.2 止水帶、止水條施工

5.2.1 中埋式止水帶

縱向止水帶施工采用鋼筋卡定位，環(huán)向止水帶施工采用特制模板定位，確保止水帶埋入二襯及邊墻的位置準確。

5.2.2 止水條施工

止水條施工前，在二襯端頭預留安裝止水條的小槽，然后用鉚釘或粘膠將止水條安裝在小槽內(nèi)。

5.3 隧道排水

盲溝的施工：環(huán)向盲溝φ50mm透水管，縱向盲溝φ80mm透水管?？v向排水管全隧道埋設，設在墻腳，并用土工布半卷縱向排水管?？v環(huán)向盲溝用三通連接，使環(huán)向盲溝內(nèi)水匯集于縱向盲溝，縱向盲溝在拱腳部位直接拉入中心水溝內(nèi)。

6 二次襯砌施工

6.1 鋼筋綁扎

用門式鋼管架做綁扎工作平臺，架起洞身主筋，并固定鋼筋位置，下部與澆筑仰拱時預留的鋼筋采用駁接，然后從下至上對稱綁扎鋼筋。

6.2 襯砌臺車

混凝土二次襯砌施工采用全斷面用全液壓襯砌臺車，鋼模臺車，滿足剛度和強度要求。斷面尺寸準確無誤。臺車就位時，先調(diào)頂模中心標高，然后調(diào)整臺車中線符合要求。最后調(diào)節(jié)邊模張開度，調(diào)整到位后放下翻轉模和底腳斜撐絲杠加固。兩側電纜溝蓋板以下直墻部分，人工立模先行澆筑。臺車控制標準：嚴格控制軌道中心距，允許誤差±1cm；軌面標高比隧道路面中心高15cm，允許誤差±1cm。

6.3 混凝土混凝土由下至上分層、左右交替、對稱灌注。兩側混凝土灌注面高差宜控制在50cm以內(nèi)，同時合理控制混凝土澆注速度?；炷敛坏弥睕_防水板板面流至澆筑位置，垂距控制在1.5m以內(nèi)，以防混凝土離析。隧道襯砌起拱線以下的反弧部位是混凝土澆注作業(yè)的難點部位，對混凝土性能、坍落度及搗固方法進行有效控制，以減少減小反弧段氣泡。當不承受外荷載時，混凝土強度達到8MPa或在拆模時棱角不被損壞并能承受自重時拆模；當襯砌施作時間提前，承受有圍巖壓力時，按規(guī)范要求進行。當圍巖變形量較大，流變特性明顯時，二次襯砌及早施作，以保安全。二次襯砌要滿足安全步距要求，距掌子面距離不得大于70m。

6.4 二次襯砌主要質(zhì)量標準

6.4.1 襯砌臺車

設計制造時考慮施工誤差、貫通測量調(diào)差及預留沉落等因素。襯砌臺車安裝允許偏差：邊墻腳平面位置及高程±15mm；起拱線高程+10mm/0；模板平整度5mm；相鄰澆筑段表面高低差±10mm。

6.4.2 襯砌鋼筋

鋼筋加工允許偏差：受力鋼筋全長：±10mm，彎曲鋼筋彎折位置：20mm，箍筋內(nèi)凈尺寸：±3mm。同一截面內(nèi)接頭數(shù)量不大于50%，軸心受拉構件不得大于25%，同一截面指在鋼筋直徑35倍且不大于50cm范圍內(nèi)。受力鋼筋排距誤差：±5mm，同一排鋼筋間距誤差：邊墻±20 mm；拱部±10mm。保護層厚度誤差-5，+10mm。

6.4.3 襯砌混凝土

襯砌厚度不小于設計厚度。襯砌超挖回填符合設計要求。墻腳以上1m范圍內(nèi)各整個拱部的超挖部分采用同級混凝土回填。襯砌與仰拱接觸面鑿毛及清理干凈。襯砌施工完畢后按時養(yǎng)生，時間為7～14天。襯砌外形尺寸偏差：邊墻平面位置：±10mm；拱部高程：+30mm/0；邊墻、拱部表面平整度：15mm。

7 結語

鐵路工程隧道施工工序繁多、工藝復雜，現(xiàn)場情況變化多樣，本文只是介紹了隧道洞身黃土圍巖主要工序的施工內(nèi)容和質(zhì)量控制要點，其他一些專業(yè)性較強的施工工序和非主要的工程項目未曾介紹，比如：測量控制、監(jiān)控量測、地質(zhì)探測、水害治理、通風防塵、照明和用電等施工內(nèi)容，望大家在施工過程中全面掌握，結合現(xiàn)場圍巖變化情況，制定切實可行的施工方案，嚴格落實隧道施工安全質(zhì)量有關規(guī)定和相關標準。

【參考文獻】

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[責任編輯：王楠]