铁路隧道超浅埋漏顶段施工技术研究.docVIP

精品论文 参考文献 铁路隧道超浅埋漏顶段施工技术研究 滕立 　　中铁十二局集团第四工程有限公司 西安 710021 　　摘要：结合沪昆铁路龙海屯隧道浅埋漏顶段施工，分析浅埋隧道浅埋段地质情况，运用拱部明挖拱下暗挖，拱部采用护拱封闭保护隧道，拱下采用三台阶七步开挖法快速穿过隧道浅埋段。综合比较本方法与原设计在施工进度、质量安全、成本控制等方面，得出施工后成功的技术结论与经验，为相类似的工程提供借鉴。 　　关键词：浅埋；护拱；胎膜；地表加固 　　前言 　　铁路隧道由于选线的制约，为满足高速列车在平曲线与竖曲线线路上的安全行驶与爬坡能力等条件，这就使得浅埋及超浅埋隧道的可能被设计应用。我单位承建的沪昆铁路龙海屯隧道位于云贵高原中部，地势起伏较大，沟壑切割强烈，隧道穿越地层局部埋深浅，有的段落甚至出现拱部漏顶，隧道开挖断面在150m2以上。浅埋段隧道一般大部分带有偏压，围岩岩体不均匀，岩质突变较快，地表水发育等因素，施工难度较大，很容易造成隧道塌方等事故。 　　1、工程概况 　　沪昆高速铁路客运专线云南段龙海屯隧道起迄里程为DK1099+207～DK1109+747，全长540m，暗洞523m，为单洞双线隧道。本隧道按速度目标350km/h客运专线双线隧道设计。洞内采用CRTS-Ⅰ双块式无渣轨道，内轨顶面至道床底面高度为515mm。洞内支护采用复合式衬砌，全隧围岩级别为Ⅴ级，初期支护辅以超前支护、临时支护；除明洞段外，暗挖段全环Ⅰ22a型钢钢架加强支护。隧区地形起伏较大，最大埋深约55m，其中DK1099+505～DK1109+515段原始地貌为山谷，上游山体水系自然冲刷河谷，成“V”字型，与隧道走向正交。河谷谷底侵入隧道建筑界限。岩质主要为页岩，风化剥落程度强，表皮分布有1~3m透镜状松软土。龙海屯隧道浅埋漏顶段纵断面如图1所示。 　　 　　图1 浅埋漏顶段纵断面 　　2、施工工艺原理及工艺流程 　　龙海屯隧道浅埋段漏顶段采用明暗相结合进行掘进施工，拱部明挖拱下暗挖。其工艺原理是：三台阶上弧导采用明挖法，沿隧道衬砌外轮廓修筑土胎膜，利用土体做内模，清楚多余部分土体，补齐缺少部分。两测拱脚采用扩大基础，提高承载力。按照初期支护材料要求进行整体模筑。隧道内中台阶弧导，下台阶弧导采用三台阶七步作业法依序开挖。 　　工艺流程图如图2： 　　 　　图2 工艺流程 　　3、隧道通过漏顶段施工方法 　　3.1防排水： 　　根据洞内暗挖进度，选择旱季进行浅埋漏顶段开挖，确保洞内正常掘进与护拱明挖段互不影响。施工前，做好临时防排水结构，在不破坏主体结构环境情况下，尽量使得上游水系绕过开挖段。根据最大流水量及流速在河水上游采取土围堰截水，水管架空利用两侧山体较高处固定，绕过施工作业面排出水，保证水体不通过开挖工作面岩体进入隧道。临时排水系统如图：3 　　 　　图3 临时排水示意图 　　3.2边坡开挖及山体加固防护： 　　根据测量放样后，进行放坡，放坡坡度1：0.75~1：0.5。开挖完成后，大里程方向DK1099+515边坡土体为粘土，不侵水的情况下自稳能力较好，护拱拱脚处为微风化灰岩，岩质整体性好，较坚硬。而DK1099+505向小里程方向地表覆土较薄，覆土厚度不足1m，土层下面为强风化页岩，较破碎，中间夹泥，稳定性较差。为保证护拱质量且按要求工期顺利施工，对边坡及地表进行加固防护。 　　根据开挖两侧不同地质情况：对大里程端进行挂网喷锚支护，施工参数为垂直开挖面打设2~3m长?22钢筋作为锚杆，挂设?6.5间距20times;20cm/2.16平方的网片，喷射C25混凝土。密封开挖面，避免因雨水进入土层破坏原始土体结构，使土体抗剪能力减小导致边坡滑塌，影响作业面正常施工。DK1099+505端头，由于覆土下岩体风化程度高，破碎较为强烈，故采取打设小导管注浆加固。小导管间距50cm，注浆小导管施工参数如图4。 　　 　　图4 小导管注浆加固示意图 　　 　　图5 梅花型布置小导管注浆扩散示意图 　　通过注浆加固后，水泥浆液在岩体内扩散并迅速凝固，浆液扩散如图5。注浆浆液对破碎松散岩体及地表覆土（粘土）进行了结构改良，粘土层抗剪力得到增强；松散岩体在注浆作用下，整体性得到了加强。减小了因隧道爆破震动及雨水冲刷等外界因素引起的地表开裂或边坡滑塌。 　　3.3护拱施工 　　3.3.1土胎膜开挖，对开挖后的边坡防护完成后，进行护拱胎膜开挖。预留拱顶以上50cm厚待人工开挖，对侵入胎膜内水沟用片石回填并压实。采用机械开挖，人工修整，土胎膜要求圆顺，胎膜轮廓比设计轮廓加大20cm以上，两侧拱脚加大到200cm以上，形成扩大基础，提高护拱承载力。胎膜完成后，用塑料布包裹整个胎膜，防止在混凝土浇筑时冲垮胎膜导致护拱侵陷，防止拱圈混凝土与胎膜土石粘结导致