不良地质及特殊地段铁路双线隧道施工技术

朱小海

（中铁十二局集团第一工程有限公司陕西西安　710038）

不良地质及特殊地段铁路双线隧道施工技术

朱小海

（中铁十二局集团第一工程有限公司陕西西安710038）

随着我国铁路事业的高速发展，为实现在缩短铁路里程的同时增加运力，双线隧道施工也愈来愈被广泛地应用起来。本文就结合工程实例，对三种不良地质及特殊地段情形下铁路双线隧道的施工技术进行研究，分别为对铁路双线隧道塌方处理施工技术、下穿高速公路施工技术以及穿越破碎段的施工技术，以期为同类工程提供可参考借鉴。

铁路；双线隧道；施工技术

引言

近些年来，基于我国铁路建设的高速发展，铁路等级也在逐渐提高，为了满足相关规范以及技术标准提出的要求，在铁路建设中，隧道工程也得到了普遍应用。继而，各种各样问题的出现也给铁路隧道施工提出了新的挑战，本文就结合几个工程案例，分别对铁路双线隧道施工中不良地质及特殊地段几种情况相应采用的施工技术进行分析，以供借鉴。

1　铁路双线隧道塌方处理的施工技术

1.1工程实例

某铁路双线隧道时速设计为160km/h，全长3160m。该隧道设计开挖的最大半径、高度、宽度分别为6.9m、12.15m、14.16m，开挖断面约在139m2，属铁路特大断面长隧道。该隧道所在位置属高原丘坡区，地势较为平坦，总体呈中间高、两侧低，覆盖层厚度较小。隧道的进出口在风积砂层中，洞身岩体的岩质较为脆弱，有较严重的风化问题。某日下午在现场勘察中，发现隧道DK160+045附近拱顶下沉量达到6cm，隔日变形逐步增大，已经超过10cm，当晚，DK160+038～DK160+075段发生塌方，塌方量大约在3000m3左右，属大型塌方。

1.2塌方处理的施工技术

（1）为避免塌方的加重、稳定塌方段的自稳结构，对主塌方区中的石渣要避免扰动，从洞外将土运来进行回填工作，稳固并未塌段但接近塌腔的支护。

（2）塌方得到基本的稳定之后，首先要对塌腔拱顶与边墙进行初次素喷C25混凝土，在处理的整个过程中应做到反复、多次素喷，确保混凝土喷的厚度超过8cm，以此起到对塌腔围岩的预支护作用。

（3）为避免塌方事故扩大，做好对塌方端头并未坍塌位置的初期支护工作，进行10榀I20工字钢钢架的安装，将钢架之间的间距保持在60cm左右，逐渐向临近塌方段加密。

（4）对于塌腔段的处理来说，依据1m一段的推进原则，支护使用I20工字钢架支护，将间距设置在50cm，与钢架间做牢固焊接。每榀拱脚与拱肩处设置4根长4m的锁脚锚管。与钢架相互对应，沿着边墙未塌方的高度打设系统中空锚杆，确保其环向及纵向间距分别在1.0m、0.5m。为避免由于受到掉块冲击而导致刚刚喷护形成的防护棚发生变形、破坏问题，应使用钢管形成对工字钢拱顶部位的支撑，增强其初期承载力。

（5）为了保证已形成段的安全，在每完成防护棚6～12m左右，都应该进行塌碴清理工作，并及时做好二次衬砌。当浇筑完二衬混凝土并达到50%的强度之后，应在不拆钢模台车的基础上尽快做好上部C20回填混凝土工作，加大拱结构的承载力。

（6）严格依据分段形成防护棚、紧抓浇筑二衬与回填混凝土的施工原则，做好塌方段的处理。

（7）当完成全部二衬及回填混凝土的施工之后，且其强度达到了100%，应尽快安排做好注浆等工作，以此形成缓冲层。至此，塌方处理完成。

2　铁路双线隧道下穿高速公路的施工技术

2.1工程实例

某隧道下穿高速公路，该隧道全长2461km，属单洞双线隧道，该隧道所处位置地形起伏较大。该隧道DK161+345～DK161+ 415段下穿高速公路，其长度为70m。该隧道下穿高速公路的地段覆盖层较薄，为浅埋段，洞身地层弱风化，若处于雨季施工，会有较大水量。

2.2工程施工难点

由于受到该隧道开挖宽度及高度的限制，存在成洞的困难；隧道埋深浅，为超浅埋大跨隧道，施工时极易发生冒顶坍塌；隧道下穿高速公路，为确保行车安全，对沉降控制提出了极高的要求；隧道本身地质条件较差，成洞时易发生坍塌；工序复杂，对工艺的要求极高；地面及洞内的测量工作较复杂。

2.3主要施工技术的选用

2.3.1超前预支护

（1）准108大管棚超前支护。在隧道下穿既有铁路的拱部，设置准108大管棚超前支护，以丝扣交错连接。于钢花管上钻注孔径在10～16mm的浆孔，以此来促进岩土体密实度的提高、保证下穿段围岩的稳定性。使用水泥浆液进行长管棚注浆工作，并依据施工实际情况相应地调整注浆参数。使用两台注浆泵依据从两侧向拱中的顺序进行低压注浆，并逐渐升压、稳压，注浆后，采用M5水泥砂浆进行钢管的重填，以此来提高管棚的强度。

（2）超前小导管。于拱部140毅的范围设准42小导管与准108管棚相互配合，同时注入水泥浆做超前支护。使用钻孔打入法进行小导管的安设，使小导管穿过钢架，借助钻机顶入。

2.3.2下穿段施工

使用机械铣挖的施工方法，以此来确保公路路基的稳定性，尽量避免由于爆破而产生的对隧道周边围岩的扰动，同时使用三台阶临时仰拱上台阶加竖撑法的施工。各部每一次开挖的支护长度尽量保证在0.5m以内，于拱脚、墙角处的钢架底部分别设置2根锁脚锚管，一方面确保钢架基础的稳定性，另一方面限制拱顶发生变形。

2.3.3二次衬砌

对公路现状加以考量，其荷载超过了既定规范，因此设计做V级围岩加强复合式衬砌，二次衬砌厚度在65cm，选用准35钢筋作为主筋，设置间距为20cm。

3　铁路双线隧道穿越破碎段的施工技术

3.1工程实例

某隧道为软弱围岩双曲线隧道，曲线长度为110m半径为3000m，其洞口位于全风化带，稳定性不高，地质不良。

3.2施工技术

3.2.1断层的超前预报

（1）地质超前预报

借助TGP206型隧道地质超前预报系统，通过对接收到的信号进行数字采集与处理，及时掌握前方断层破碎带的详细情况及围岩情况。

（2）工程地质法

结合当地实际地质，并依据相关地质资料，做初步的地质分析，基于在隧道中断层带有一定的延伸长度，应细致对待隧道局部又出现石质较差、围岩破碎的情况，根据岩层走向等内容对前方可能出现的断层破碎带进行预测。

（3）超前地质挖孔

在开挖掌子面之前，先使用超长钻杆对前方围岩进行钻孔，并依据钻进时对钻速、水质情况等的认知，判断前方的地质、水文条件。

3.2.2地表深孔预注浆

该隧道在施工的过程中较易出现涌水突泥，因此需要使用地表深孔预注浆的堵水加固举措。借助导线控制点，对堵水加固的里程范围进行测量，并于出孔的位置做好标记，使用潜孔钻机钻孔出设计标高。

3.2.3超前小管棚施工

在拱部布设准42mm小导管，分布为均匀的梅花型。若遇岩体松软的情况，则使用YT-28型风动凿岩机直接推送，若岩体较硬，则先进行钻孔，之后再推送。注浆时避免连续注浆，应相邻孔眼间隔开来，以此保证固结的效果。

4　结论

在现阶段国家大力推进铁路基础设施发展的情况下，隧道建设工程也愈来愈多，而伴随出现的情况也就越来越多，针对不同的发生情况，都不能有一个固有的处理方案，应多管齐下，结合诸多技术举措不断进行优化、完善，促进铁路双线隧道施工的顺利完成。

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[3]毛朝.铁路双线隧道穿越破碎段施工技术[J].科学时代，2015（11）：86，87.

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U455.49

A

1673-0038（2015）49-0269-02

2015-11-2

朱小海（1977-），男，四川成都人，助理工程师，大专，从事工程技术、管理工作。