摘要：文章通过南水北调中线工程总干渠与石太铁路引入线交叉工程浅埋暗挖隧道（K14+824.5）长134米范围内隧道施工措施，探讨暗挖隧道下穿既有铁路线施工技术。实践表明,浅埋暗挖隧道在地形条件复杂多变,铁路行车运营要求高，隧道塌方地表沉降风险大，工期进度要求紧迫的情况下,采用中隔壁交叉CRD法施工是行之有效的方法。
关键词：浅埋暗挖隧道;下穿既有铁路;中隔壁交叉CRD法;施工技术
Through the introduction of the construction measures of a 134 meters long tunnel of the shallow buried and mined tunnel(K14+824.5) used for the cross engineering of the main canal of Mid-route of South-to-North Water Transfer Project and Shi Jiazhuang-Tai Yuan railway line,this article explores the construction technology of the mined tunnels ,which is used to across the railway line from the underground. Practice shows that, the next intersection in CRD law construction is an effective construction method for the the shallow buried and mined tunnel in the condition of complex and changeable terrain conditions,high requirements of the railway operators and high-risk of tunnel collapses and surface subsidence.
1.工程概况
南水北调中线总干渠与石太铁路引入线交叉工程位于河北省石家庄市西郊的石桥村西侧约0.5KM处，地形比较平坦，距国道约10KM，交通便利。石太铁路引入线为双线电化铁路，改京广货左线为电化普速货运铁路，隶属北京铁路局管理，列车最大行车速度不大于120KM/h。
设计范围渠道起讫桩号230+477～桩号230+649，全长172米，均位于直线上。渠道下穿石太铁路引入线采用小净距三孔明、暗挖隧道形式通过，隧道起讫桩号230+482～桩号230+644，长162米。单孔暗挖总长402米，单孔明挖总长84米。暗渠两孔间净土柱8.7米，每孔断面为马蹄形带仰拱形式，每孔内净最大跨度9.1米，净高8.5米，每孔内净空面积62.89m。水面至拱顶内缘的距离为2.5米，过水面积占隧道净断面面积80%。拱顶距地表覆土厚度约6.5米。本工点总水头损失控制值为0.022m。
2.施工方法
2.1夯管帷幕超前预支护
暗渠拱顶至地面厚度约6.5m，为黄土状壤土，自稳能力差，并且暗渠开挖面积大，这些因素会导致拱顶铁路路基松动、下沉。因此，开挖至明暗分界桩号时，沿暗渠拱顶至最大跨范围内夯管，形成钢管混凝土帷幕。在夯管帷幕的保护下再进行开挖。布置夯管时要考虑夯入偏差，夯管采用16Mn热轧无缝钢管。
2.2开挖支护
暗渠为分离式小净距浅埋暗挖隧道，每孔采用CRD法施工，进尺0.5m。以人工挖掘为主，并配备一些小器具。每开挖一部都应及时施作初期支护，并尽早将初期支护封闭成环，以提高支护的稳定性。临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可逐步逐段进行，临时钢架拆除后应立即施做二次衬砌。
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暗挖隧道土方开挖施工必须遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则。采用多台阶法施工，每层台阶分上下两步进行开挖且控制每次开挖进尺，减小一次开挖暴露面，及时支护以确保施工安全。上层洞室土方开挖采用人工+风镐进行，下层洞室结合小型机械设备加快出土，用小推车或小型运输车辆将渣土送到洞口位置，采用运输车将渣土运送至的存渣场，待晚上集中及时运至弃渣场。
2.3超前注浆小导管施工
暗挖隧道主体初支施工中，为保证隧道顶部至管棚间土体稳定，在拱部120°范围内夯管间隔处设置超前小导管，通过注浆加固，使小导管周围土体固结硬化，形成一拱形承载壳，有效地控制拱顶土体坍塌。
超前小导管注浆施工内容主要包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验等工序。
超前小导管打设先采用风钻成孔，钻孔成型后用高压风清孔，然后将导管用风镐顶入土体。小导管注浆前用压缩空气将管内渣土、积物吹净，并在孔口采取暂时封堵措施。注浆施工前，将钢管尾部及孔口周边空隙使用快凝水泥进行封堵，在钢管尾部使用止浆塞和快速接头。
2.4隧道型钢拱架加工与安装
⑴型钢拱架的加工
在施工现场的东西区域各设置一个型钢拱架加工场，根据施工需要运输至洞内安装。暗挖隧道型钢拱架采用I20a型钢,工字钢、角钢、钢板等型材均为Q235b钢，加工用焊条采用E43型。原材进场前首先由项目部相关管理人员做好入场质量检验，并按要求上报监理抽检和送有见证试验，检验合格后方可批量进场。
⑵型钢钢架的安装
暗挖隧道主体结构横断面每导洞土方开挖进尺0.50m,应立即进行初衬型钢的安装支护。每台阶土方开挖时，应考虑将开挖轮廓外放80mm，在初喷混凝土40mm后架设型钢钢架。型钢钢架的安装应紧跟暗挖隧道土方开挖，同一循环步的型钢应架设在同一平面内，步距差不大于10mm。在每导洞断面初期支护未闭合前，应在型钢钢架底脚及时打设长L=3.5m的φ42钢焊管作为锁脚锚管。每步钢架安装时，在拱脚处临时下垫连续槽钢，超挖处型钢钢架垫设混凝土楔块，以保证型钢钢架及时承载、减小拱顶沉降量。
2.5喷射混凝土施工
为了降低喷射机的粉尘，减少回弹量，同时又能进行远距离压送，减少喷嘴脉冲现象，采用潮式喷射方式。暗挖隧道主体结构初衬支护采用C25早强喷射混凝土，结构厚度350mm，临时支撑采用C20混凝土，厚度350mm。
喷射混凝土采用现场拌和，喷射混凝土配比应根据试验确定。喷射混凝土表面应密实、平整、无裂纹、脱落、漏喷、空毂、渗漏水等现象；平整度允许偏差30mm。为了使水泥能充分的水化，减少和防止收缩裂缝，在喷射混凝土终凝2小时后，开始洒水养护；养护时间和喷水次数，取决于水泥品种和空气湿度，一般养护时间不少于14天；当气温低于＋5℃时，不得喷水养护。
3.监控量测
本隧道为浅埋暗挖隧道，为确保洞室的稳定和地面构筑物的安全，必须进行现场监控量测。通过观察及对量测数据的分析和判断后，对围岩-支护体系的稳定状态和地表构筑物的安全度进行预测，并据此确定相应的工程措施，合理安排施工工序，以保证施工安全和隧道稳定。现场监控量测必须贯彻整个施工过程的始终。
4.隧道工程质量保证措施
⑴开挖在超前支护护拱加固的前题下，分步分块开挖，减小开挖断面。
⑵初期支护应缩短循环作业时间，加强注浆，尽早封闭以利安全。
⑶对已成型的支护结构定期检查，发现支护变异或损坏时立即修整加固。
⑷地质较差、自稳能力差的地段采用注浆加固的方法通过。
⑸对地面沉降进行监测，分析数据，发现问题及时处理。
结语
隧道开挖初期支护采用CRD中隔壁施工法，分铁路线路两侧基坑同时开挖，134米隧道仅用了两个月就顺利完成初衬，地表沉降量最终控制在5cm以内,施工期间铁路列车运行安全，为隧道二次衬砌赢取了宝贵时间，为南水北调总工期争取了进度保证。
参考文献:
[1]TZ204—2008铁路隧道工程施工技术指南.
[2]NZZHBT01南水北调中线工程总干渠与石太铁路引入线交叉工程变更设计.
[3]GB50086-201锚杆喷射混凝土支护技术规范.
[4]TB10121-2007 铁路隧道监控量测技术规程.
论文作者:汤晨
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/30
标签：隧道论文; 型钢论文; 钢架论文; 拱顶论文; 铁路论文; 混凝土论文; 导管论文; 《防护工程》2017年第34期论文;