鐵路隧道施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)研究

周 信（中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 濟(jì)南 250002）

1 鐵路明挖技術(shù)的特點(diǎn)

所謂明挖施工技術(shù)，是鐵路區(qū)間施工中常用的一種方法。通常情況下，在人口稀少、交通流量小的環(huán)境下適合采用明挖施工技術(shù)。明挖施工技術(shù)會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生較大影響，所以該技術(shù)在實(shí)際操作中并沒(méi)有得到十分廣泛的應(yīng)用，但是只要條件允許，明挖施工技術(shù)仍然可以發(fā)揮重要的價(jià)值。明挖施工通常按照如下步驟完成：首先，明確開(kāi)挖地點(diǎn)，開(kāi)始路面開(kāi)挖工作，按照從上到下的順序完成土石方開(kāi)挖作業(yè)，施工中注意按照設(shè)計(jì)限度范圍做好開(kāi)挖深度控制。然后從底端向上開(kāi)始進(jìn)行基坑支護(hù)作業(yè)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求初步完成鐵路隧道結(jié)構(gòu)的建設(shè)。最后回填土方，盡快完成土方回填以及地面復(fù)原，盡量降低對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響。

通過(guò)研究國(guó)內(nèi)外鐵路施工建設(shè)工程能夠發(fā)現(xiàn)，明挖基坑施工技術(shù)有著嚴(yán)苛的施工要求，但是當(dāng)前鐵路工程建設(shè)中還常常應(yīng)用該技術(shù)，可見(jiàn)其有著較為成熟的技術(shù)和一定的使用價(jià)值，其有著傳統(tǒng)方法不可比擬的施工優(yōu)勢(shì)。通常在深基坑施工中采用明挖施工技術(shù)，而現(xiàn)如今很多鐵路隧道工程建設(shè)都涉及深基坑作業(yè)，所以該技術(shù)憑借著可靠性和安全性高備受青睞。深基坑施工技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)已經(jīng)在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐過(guò)程中得到了總結(jié)，主要的優(yōu)勢(shì)為：施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性高，而缺點(diǎn)為：施工噪音大、對(duì)周邊環(huán)境會(huì)造成較大的破壞。此外，明挖基坑施工技術(shù)對(duì)開(kāi)挖區(qū)域周邊地面狀況有著嚴(yán)格要求，必須在回填之前保持原狀，否則會(huì)出現(xiàn)地表沉降等不良現(xiàn)象。

2 鐵路車(chē)站明挖施工的方法

鐵路明挖施工技術(shù)有著較為悠久的應(yīng)用歷史，近些年隨著現(xiàn)代科技信息技術(shù)的發(fā)展該技術(shù)也得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。到目前為止，鐵路車(chē)站主要包括懸臂支護(hù)法開(kāi)挖、放坡開(kāi)挖法以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)加支撐明挖法三種明挖施工工藝。三種施工方法有著各自的應(yīng)用特點(diǎn)和范圍，本文重點(diǎn)討論圍護(hù)結(jié)構(gòu)加支撐明挖法。圍護(hù)結(jié)構(gòu)加支撐明挖法主要是工作人員綜合性明挖較深基坑施工方法，如果工程具有較大的基坑深度那么土體側(cè)壓力會(huì)產(chǎn)生較高的樹(shù)脂，為了確保土體的穩(wěn)定性，降低發(fā)生土體坍塌的問(wèn)題，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)采用支護(hù)方法、設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)等方式進(jìn)行處理。技術(shù)人員在具體制定操作工序過(guò)程中需要對(duì)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行深入的研究，其中主要包括強(qiáng)度、層數(shù)、間距、剛度等指標(biāo)還要精準(zhǔn)地計(jì)算水平支撐維護(hù)結(jié)構(gòu)作用、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化等力學(xué)問(wèn)題，從而確保開(kāi)挖工作的安全穩(wěn)定。通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)，在埋設(shè)位置較深、邊坡土體穩(wěn)定性不高并且外側(cè)壓力較大的地下工程施工中比較適合采用維護(hù)結(jié)構(gòu)加支撐明挖法。同時(shí)，施工技術(shù)人員要對(duì)支撐狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。水平支撐比其他支撐方法有著更多的優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是安全性、可靠性都比較高，不容易出現(xiàn)墻體位移的情況，不會(huì)受到開(kāi)挖深度的限制。通常水平支撐主要包括是橫撐、角撐和環(huán)梁支撐三種形式。其中在平面矩形維護(hù)結(jié)構(gòu)基坑拐角或者斷面變化位置適合采用角撐，橫撐適合應(yīng)用于矩形中長(zhǎng)度較短的一側(cè)。在平面環(huán)形同護(hù)結(jié)構(gòu)中適合采用環(huán)形支撐方式。如果基坑的橫向距離較大那么可以在中間添加支柱，從而將基坑和土體的穩(wěn)定性提升。

3 鐵路隧道施工技術(shù)

某工程全線(xiàn)共設(shè)置6對(duì)主輔進(jìn)出口（其中C1匝道不在本次設(shè)計(jì)范圍內(nèi)），其中2對(duì)為高架出入匝道、2對(duì)為隧道式出入匝道、2對(duì)為地面出入口。同時(shí)在百吉巷北側(cè)設(shè)置一處人行天橋，方便百吉巷沿線(xiàn)居民過(guò)街。全線(xiàn)橋梁長(zhǎng)度1.1km，隧道段長(zhǎng)度2.58km。

隧道西側(cè)主要為商業(yè)、教育、行政辦公、居住用地，條件較為復(fù)雜，且距離隧道結(jié)構(gòu)較近。施工條件復(fù)雜，尤其是基坑施工期間應(yīng)注意對(duì)周邊建構(gòu)筑物的保護(hù)。為確保施工期間交通順暢，局部匝道及附屬設(shè)施分期施工。由北至南，揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)行政辦公樓距離隧道在兩倍基坑深度以外。國(guó)泰大廈距離隧道變電所結(jié)構(gòu)距離約15m。國(guó)泰大廈地下車(chē)庫(kù)距離隧道廢水泵房結(jié)構(gòu)距離22m。

現(xiàn)有潤(rùn)揚(yáng)路下穿文昌路隧道，該隧道建設(shè)于2005年，暗埋段總長(zhǎng)71m，敞口段總長(zhǎng)255m，設(shè)置兩個(gè)泵房。隧道底板最大埋深8.1m。扶壁段寬24.8m，標(biāo)準(zhǔn)段寬19.9m，泵房段寬25.2m。隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ700水泥土攪拌樁+鋼絞線(xiàn)錨索，其中錨索段總長(zhǎng)286m，最大深度約8m。

3.1 總體方案

本工程車(chē)行隧道采用雙向6車(chē)道，主線(xiàn)采用單箱雙室箱體結(jié)構(gòu)。

隧道為長(zhǎng)距離地下道路，屬二類(lèi)隧道。東西兩孔車(chē)行隧道之間設(shè)5條人行橫通道和2條車(chē)行橫通道；人行橫通道間距約250m~300m（可借用車(chē)行橫通道），車(chē)行橫通道與隧道洞口間距約500m。

本隧道單獨(dú)設(shè)置隧道管理站，設(shè)置于翠崗路、潤(rùn)揚(yáng)路路口西南角，地上三層，建筑面積為2755.50m2。應(yīng)急救援車(chē)輛停放在該地塊內(nèi)。

隧道北端洞口設(shè)置主變變電所，與消防泵房、1#雨水泵房合建，面積約1058m2；隧道南端洞口設(shè)置跟隨變電所一處，面積約640m2。

隧道東1匝道暗埋段起點(diǎn)設(shè)置2#雨水泵房，東2匝道暗埋段起點(diǎn)設(shè)置3#雨水泵房，主線(xiàn)暗埋段南端設(shè)置4#雨水泵房。隧道暗埋段三處低點(diǎn)設(shè)置1~3#廢水泵房。

本隧道及其地下附屬設(shè)施耐火等級(jí)為一級(jí)，屋面防水等級(jí)為二級(jí)。

3.2 開(kāi)挖技術(shù)

鐵路明挖基坑施工是一個(gè)漫長(zhǎng)而又復(fù)雜的過(guò)程，由于各方面因素的影響，所以施工進(jìn)度會(huì)在實(shí)際情況中發(fā)生較為明顯的變化。在施工過(guò)程中，施工單位盲目追趕進(jìn)度，私自省略重要工序，或運(yùn)用與實(shí)際情況不相符合的施工工藝，這樣可能會(huì)造成地面沉降、房屋開(kāi)裂等一系列嚴(yán)重后果。還有一些施工單位在開(kāi)始開(kāi)挖工作以后才發(fā)覺(jué)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告與實(shí)際情況存在一定差異，但由于施工已經(jīng)開(kāi)始，再進(jìn)行整改和設(shè)計(jì)都為時(shí)已晚，在諸多因素的影響下，可能會(huì)發(fā)生坍塌事故。從技術(shù)層面講，支護(hù)是鐵路明挖基坑施工的主體和關(guān)鍵，而支撐架則是支護(hù)的根本，所以在施工的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)支撐架的設(shè)計(jì)引起高度的重視。但在實(shí)際情況中，支撐架的圍檁封閉存在疏漏的現(xiàn)象十分常見(jiàn)，使得支架的支撐點(diǎn)與立柱的位置之間存在較大偏差，最終降低支護(hù)體的安全性能。

3.3 混凝土噴射施工技術(shù)

濕法和干法是混凝土噴射主要兩種施工技術(shù)。濕法噴射主要是在材料攪拌時(shí)添加水泥、水、骨料，按照設(shè)計(jì)比例完成原材料的配合后進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后送入噴頭，用速凝劑涂抹噴射機(jī)從而避免產(chǎn)生太大的粉塵噪聲施工現(xiàn)場(chǎng)污染，然后開(kāi)始混凝土噴射。此方法需要應(yīng)用到諸多設(shè)備，有著較高的施工效率，但是需要工作人員定期維護(hù)設(shè)備。干法噴射主要是攪拌好速凝劑、骨料、水泥等性能良好的材料后用空氣壓縮法處理軟管，確保呈現(xiàn)懸浮效果，然后用噴槍進(jìn)行混合料的輸送，之后在相關(guān)位置進(jìn)行高壓水同時(shí)噴射。

3.4 管道附屬構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

3.4.1 檢查井

雨水管道采用雨水檢查井（一般采用流槽式，有支管接入處采用落底式）。污水管道一般采用流槽式污水檢查井。省標(biāo)檢查井鋼筋混凝土底板襟邊300mm，配筋及底板厚度等參照省標(biāo)圖集施工，其中D1000圓井底板厚度更改為250mm。

車(chē)行道下檢查井井蓋采用連體式防盜防沉降球墨鑄鐵井蓋，檢查井蓋等級(jí)D400，綠化帶及道路外支管井蓋采用連體式防盜球墨鑄鐵井蓋，檢查井蓋等級(jí)C250，成品質(zhì)量需符合《鑄鐵檢查井蓋》CJ/T511-2017的要求，檢查井支座采用重型鑄鐵井座。用“雨水”“污水”等字樣進(jìn)行雨污水檢查井井蓋的標(biāo)識(shí)。用防墜落井箅確保檢查井蓋安全，要求檢查井井蓋的承重力至少為100kg，同時(shí)對(duì)其過(guò)水能力進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免在暴雨天氣沖走井蓋。

為保證道路質(zhì)量,避免檢查井的損壞,位于道路行車(chē)道及交叉口內(nèi)雨污水檢查井設(shè)置卸荷板。

3.4.2 檢查井與管道連接

鋼筋混凝土管道與檢查井采用半截管連接。

塑料管與檢查井連接采用遇水膨脹橡膠密封圈連接。球墨鑄鐵管道與檢查井連接處，檢查井洞口位置應(yīng)敷設(shè)一節(jié)50cm長(zhǎng)承口短管，以減小地基不均勻沉降對(duì)管道的影響。

3.4.3 出水口

雨水管道出水口采用八字式管道出水口（漿砌塊石）。

3.5 管道回填

道路下鋼筋混凝土管回填采用6%灰土回填至道路路床底，回填應(yīng)滿(mǎn)足密實(shí)度要求。

綠化帶下鋼筋混凝土管回填采用6%灰土回填至管頂以上500mm,管頂500mm以上采用良質(zhì)土回填至地面下500mm，其上再回填素土至地面，回填應(yīng)滿(mǎn)足密實(shí)度要求。

道路下方塑料管及金屬管回填采用中粗砂回填至管頂以上500mm，管頂500mm以上至道路路床底采用6%灰土回填(綠化帶下管頂500mm以上采用良質(zhì)土回填至地面下500mm,其上再回填素土至地面），回填應(yīng)滿(mǎn)足密實(shí)度要求。

所有過(guò)路管線(xiàn)采用6%灰土回填至路床頂，其上鋪玻纖格柵，寬度超出溝槽兩側(cè)各50cm，格柵最大負(fù)荷延伸率小于4%，抗拉強(qiáng)度大于60000N/m。

檢查井周?chē)?00mm范圍內(nèi)用6%灰土回填至道路路床底。

4 結(jié)語(yǔ)

鐵路工程是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的必要設(shè)施，通過(guò)鐵路隧道工程建設(shè)施工能夠有效提高地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民出行的便捷。為此，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)鐵路施工技術(shù)的研究，做好施工過(guò)程質(zhì)量安全控制，全面提升鐵路工程建設(shè)水平。