鐵路工程大斷面隧道開挖技術(shù)探討

韓亞龍

中鐵十局集團(tuán)第五工程有限公司 江蘇蘇州 215000

一、隧道開洞和洞體施工過程

（一）進(jìn)洞施工

對(duì)于隧道洞口施工，雨季應(yīng)盡可能避免施工，施工前應(yīng)完善洞口的排水系統(tǒng)。洞室施工方案通常采用上下寫作施工作業(yè)方式，分層開挖支護(hù)，為加快施工進(jìn)度，同時(shí)開挖明洞，陽坡，大門和明洞一體化施工。進(jìn)洞時(shí)，可通過事先對(duì)管棚進(jìn)行灌漿加固的方式進(jìn)行作業(yè)，并利用鋼支架在洞內(nèi)施工時(shí)關(guān)閉隧道開挖段，豎設(shè)現(xiàn)場鉆孔鋼拱，進(jìn)入先進(jìn)的鋼管和注漿操作。

（二）明洞施工

在明洞施工前，應(yīng)在洞穴旁邊設(shè)置攔截溝，并將攔截溝連接到路基排水系統(tǒng)。明洞和斜坡的挖掘通常采取從外到內(nèi)，從上到下，從分層部分挖掘的形式。在開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)對(duì)隧道基礎(chǔ)進(jìn)行處理，以確保基礎(chǔ)得到滿足。在項(xiàng)目施工要求后，立即支撐模板并扶強(qiáng)筋，豎設(shè)明洞外模，澆注混凝土?；炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，拱圈外應(yīng)平整，鋪設(shè)防水板。明洞的回填可以回填土石層，與隧道入口上坡形成良好的重疊。

（三）開挖大型隧道

由于隧道橫截面面積較大，因此大斷面隧道不利于隧道開挖后的應(yīng)力再分配，而且，隧道底部的應(yīng)力集中過大，拱頂不穩(wěn)定。這使得容易在隧道周圍造成土壤松散現(xiàn)象。為避免施工過程中發(fā)生安全事故，有必要合理確定隧道施工方案。在這一階段，在大斷面隧道開挖施工中，有多種開挖方式，主要有臺(tái)階法，圓弧引導(dǎo)法，CD法，CRD法，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等，當(dāng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際地質(zhì)情況選擇最合理的開挖方式。一般來說，對(duì)于巖性較好的地層，采用臺(tái)階法。在開挖巖性很差的地層時(shí)，通常采用分段開挖方法。

二、隧道防水施工

（一）環(huán)向透氣盲管密度不當(dāng)

成因：隧道內(nèi)地下水的分布通常不均勻，設(shè)計(jì)時(shí)間間隔相等。防治措施：根據(jù)現(xiàn)場開挖地下水的分布情況，根據(jù)循環(huán)透氣盲管的布置距離，在地下水豐富的地方加密盲管和干燥處適當(dāng)增大間距。

（二）側(cè)壁下的水平排水管堵塞

原因：①預(yù)埋管道長度不夠，有包覆噴嘴；②立式，臥式排水管安裝位置不準(zhǔn)確，管口處無明顯溝壁；③暫時(shí)堵塞沒有適當(dāng)?shù)牟牧?，噴嘴，泥漿等?；羁凇ｎA(yù)防和控制措施：①側(cè)向排水管的長度應(yīng)超過溝槽的長度；②垂直和水平排水管應(yīng)精確安裝，噴嘴應(yīng)露出溝壁；③在施工期間，管道的噴嘴應(yīng)暫時(shí)用編織袋塞住。

（三）隧道內(nèi)路面切口處的水

形成原因：①地點(diǎn)有豐富的地下水，但沒有盲溝安裝在引水溝的地方。②雖然在路面平整層設(shè)置了水平排水盲溝，但盲溝被透水層包圍，水泥被破壞。泥漿的滲透阻塞了排水通道并阻止排水。③盲道兩端未連接隧道縱向排水道，導(dǎo)致盲疏排水功能無效。防治措施：①施工應(yīng)根據(jù)地下水的發(fā)展情況，盲溝的數(shù)量應(yīng)足以安裝；②使用質(zhì)量好的盲溝材料時(shí)，施工應(yīng)嚴(yán)肅認(rèn)真，注意防止損壞，堵塞，切斷；③發(fā)現(xiàn)道路施工時(shí)要從適當(dāng)?shù)乃鄯秶鷥?nèi)，準(zhǔn)確查明漏水原因；④根據(jù)泄漏原因，采取控制措施。

（四）隧道洞口頂部截水溝未及時(shí)施工，砌體厚度不足，砂漿未滿，導(dǎo)致隧道頂部的穩(wěn)定性受到影響

造成原因：①施工單位的工作程序安排不妥，洞內(nèi)頂部排水不夠重視；②施工隊(duì)伍以次充好、偷工減料。防治措施：①隧道頂部的攔截溝必須先施工，保證質(zhì)量；②主隧道工程施工前，隧道頂部的截水溝必須經(jīng)過監(jiān)理驗(yàn)收合格。

三、初期支護(hù)施工

（一）混凝土的噴射

為提高混凝土的噴出質(zhì)量，應(yīng)采用濕噴法進(jìn)行隧道初始支護(hù)，利用32.5普通硅酸鹽水泥，為了提高混凝土的凝結(jié)效果，應(yīng)適當(dāng)加入加速促進(jìn)劑。施工過程是通過噴射機(jī)將混凝土直接噴灑在隧道內(nèi)的巖石表面上。

（二）錨桿施工

錨桿可以有效地起到支撐圍巖的作用，提高各層間的摩擦阻力。在隧道開挖和初步噴射混凝土完工后，應(yīng)及時(shí)安裝錨桿。螺栓通常采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的高張力無縫鋼管制造。在隧道施工作業(yè)的這個(gè)階段，螺栓的安裝方法通常選自自鉆式螺栓。通過在螺栓的前部安裝合金鋼鉆頭，連續(xù)鉆出錨桿作為鉆桿。鉆完成螺栓安裝后，應(yīng)從錨桿底部澆注水泥漿，并及時(shí)用快干水泥漿密封鉆孔。

（三）鋼拱架支撐的施工

鋼拱架應(yīng)在加工場制作完成。為保證鋼拱架安裝質(zhì)量，應(yīng)保證鋼拱架沿隧道周邊的偏差在30mm以內(nèi)，翹曲偏差應(yīng)在20mm以內(nèi)。鋼拱單元應(yīng)在開挖面裝配成一個(gè)完整的鋼拱，并用連接螺栓固定。安裝鋼拱后，應(yīng)在每個(gè)接頭處加入砂漿螺栓，以充當(dāng)鎖定錨以確保鋼。拱門的安裝非常牢固。

（四）鋼筋網(wǎng)安裝

對(duì)于鋼筋支撐的情況，鋼筋網(wǎng)可以直接焊接到2個(gè)鋼支撐的外弧上。如果沒有鋼支撐，鋼網(wǎng)和錨桿可以焊接并固定在隧道開挖的圍巖表面上。

參考文獻(xiàn)：

[1]王雪琴,張春鋼.超大斷面隧道分部開挖施工技術(shù)[J].鐵道建筑,2009(8):58-60.