鐵路雙連拱隧道施工技術總結摘要：雙連拱隧道在目前鐵路建設中不很常見，本文對鐵路雙連拱車站隧道的施工過程中不同于普通隧道的關鍵部位總結出幾點施工經驗，以供參考。關鍵詞：雙連拱隧道優化施工方案 中隔墻保護 臨時支護初期支護防排水處理二次襯砌1、 前言：宜萬鐵路白云山隧道全長6827米，我公司承建進口段工程。隧道進口段1253米屬車溪車站段，車站設置在隧道內，其中705米為四線雙連拱隧道，182米為雙線大跨隧道，366米為分岔燕尾段隧道。本文主要介紹四線雙連拱隧道的施工經驗，雙連拱隧道是相對于分離式隧道而言的，是上行線路與下行線路用中隔墻分開的并體連拱隧道。它占用土地少，在鐵路建設中適用于地形變化較大和土地資源匱乏的山嶺地區修建小型車站，由于施工工序復雜，所需建設工期相對較長，故除必要時設置隧道內車站，在中長隧道中極少采用，由我單位承建的宜（昌）-萬（州）鐵路二期工程第六合同段內白云山隧道，是全線控制工期的關鍵工程，1253米車站隧道占我公司施工任務70%的工程量，如何安全、優質、高效地完成705米雙連拱隧道的施工任務是確保我公司工期任務的首要問題。2、 工程概況：白云山隧道位于宜昌至萬州線第二批內資土建工程六標段，是全線十三座重點隧道之一，屬關鍵控制性工程。隧道進口位于車溪車站內，隧道進口DK40+550?DK41+803全長1253米為四線雙連拱隧道和燕尾式隧道，DK41+803?DK47+377段為單線隧道。正洞右側40m處設有一貫通平導，進口里程為DK40+557，全長6854m，采用與隧道一致的坡度。由于地質情況復雜為此在鐵路施工中歷史性地將綜合地質超前預測預報納入施工循環中，本隧道采用的有紅外探水、TSP、隱伏巖溶地質雷達、超前地質鉆孔等。圍巖級別超前支護初期支護二次襯砌開挖斷面積錨桿噴砼鋼拱架拱圈仰拱m ①25中空注漿錨桿@120*120L=30015cmC25鋼纖維砼 40cm鋼筋混凝土255.23m3W 必要時超前錨桿及超前小導管注漿 ①25中空注漿錨桿@100*120L=35025cmC25鋼纖維砼 I16工字鋼拱架100cm一棉50cm鋼筋混凝土 50cm鋼筋混凝土298.69m3連拱隧道段洞內一般斷面襯砌支護參數表3、 地質情況隧道區屬構造剝蝕、侵蝕、溶蝕深切割中低山區，基本地形配置為臺原山地和深切峽谷。受區域內NE向和EW向構造影響，山脈一般沿NE向和EW向延伸。地形條件對區內巖溶發育起明顯的控制作用，巖溶發育總體呈深切峽谷型特征。隧道區位于淮陽山字型構造西翼反射弧構造的東半部之南部，主要發育北西西向和北西向的褶皺和斷層。受地形、地質及構造等各種條件的影響，區內巖溶發育強烈，溶洞、暗河、落水洞、漏斗及巖溶洼地等巖溶現象多見。影響隧道施工的地下河發育規模大、水量大，正常涌水量為167354t/d，最大涌水量427315t/d,對隧道會造成極大的危害，極易產生突水、突泥等地質災害。另外，距望洲坪1#暗河進口約500?600m處，發育一巖溶大廳，長100m、寬80m、高80m，在隧道洞身附近可能發育有較大的巖溶大廳。4、 施工方案4.1確定開挖及支護步驟原設計施工圖按照常規施工方法給定的施工方案為超前導洞法，通過對地質資料和實際中導洞開挖后圍巖情況的判斷，我們經與監理、設計部門協商對施工方案進行了優化，實際施工中采用如下施工方案。4.1.1施工步驟：中導洞超前開挖(含臨時支護)。中導洞采用靠右洞超寬開挖，中隔墻設置在中導洞左半側，在中導洞開挖100米后開始澆注中隔墻，中隔墻右側可正常通行機械，不影響中導洞施工。中隔墻砼達到設計強度后，左洞開挖，及時施作初期支護。左正洞的開挖超前80米后施工二次襯砌。因中導洞肩負雙線大跨、燕尾段施工主要通道任務，左洞貫通后進行風水電由中導洞改移至左洞。線路改移完成開始右正洞開挖支護。右正洞二次襯砌。優化后的施工方案創造了更多的施工作業面，在工期任務非常緊張的情況下中導洞由封閉狀態變為超前開挖施工的一條主要通道，在少量增加大型機械設備的情況下，只需多配備一套施工人員，最大限度地發揮了機械設備使用率，不僅加快了施工進度，而且也有利于挖潛增效。4.2開挖及運輸方法：采用簡易鉆孔臺車配7655型鑿巖機鉆孔，裝載機配合自卸汽車出渣。簡易鉆孔臺車是我們自己設計加工的工作平臺，且鉆架的高度和寬度可根據開挖面的不同進行調整，鉆架可由裝載機拖動，進出方便，不必拆卸，操作安全可靠。4.3中隔墻防護：在雙連拱隧道正洞開挖前，中隔墻砼已經澆注并達到設計強度，在正洞開挖時必須注意加強對成品中隔墻的防護。由于采用超前導洞法施工，正洞開挖時應充分利用中導洞開挖形成的臨空面進行簡單的防護，并調整爆破順序、裝藥量，避免石渣出向中墻方面，從而避免了對中隔墻的破壞。5、 支護：在新奧法施工體系中“錨噴支護”是十分重要的環節，在雙連拱隧道中，由于采用超前導洞施工，所以支護又分為導洞臨時支護和正洞初期支護。5.1導洞臨時支護：中導洞作為較長時間施工主要通道，臨時支護是確保到施工安全的主要措施，不同圍巖級別導洞臨時支護參數見下表。圍巖級別超前支護系統錨桿鋼筋拱架噴砼III 拱部e22鋼筋砂漿錨@120X120、L=2.0m 5cm厚20#噴砼W拱部必要時超前錨桿，e22、L=5m,@50拱部e22鋼筋砂漿錨@120X100、L=2.5mI14工字鋼拱架100cm一棉 10cm厚20#噴砼導洞開挖后形成的是臨時輪廓線，在擴挖正洞后不再存在，所以導洞內的臨時支護。在施工中應注意以下幾方面：中導洞的拱頂是正洞擴挖時巖體的支承點，是承受集中荷載的位置，故除在開挖過程中嚴格控制拱頂超欠挖外，在臨時支護時要確保格柵拱架頂緊巖面，噴砼要逐層噴實。當導洞內為方便裝渣和會車需開鑿避車洞或連通導洞時，應注意按照開挖斷面增設臨時支護，確保施工安全。5.2正洞初期支護初期支護是為了解決隧道在施工期間的穩定和安全的工程措施，初期支護施作后即成為永久性承載結構的一部分，它與圍巖共同構成了永久的隧道結構承載體系。不同圍巖類別初期支護與設計參數詳見襯砌支護參數表。5.2.1超前小導管施工：小導管設置在洞口和W級圍巖區段。其施作的關鍵在于上仰角度的控制和管尾支撐的穩固，在一排炮出渣完成后先對掌子面噴砼5cm封閉，然后施作下一排小導管，在小導管全部注漿完成掌子面破碎圍巖固結后回頭再做中空錨桿、鋼拱架等后續工作，這樣可以確保有足夠的空間施作上仰15°鉆孔，而且可以把管尾支承在工字綱頂部，確保支承牢固有效。5.2.2中隔墻施工時，在其頂部要用干硬性混凝土回填密實，確保承受圍巖荷載時受力均勻，兩肩部位需預埋初期支護工字鋼拱架的連接支座時，預埋支座的平面位置、標高、一定要精確控制，否則正洞鋼拱架無法按設計尺寸拼裝就位，或勉強拼湊致法蘭連接不緊密，影響拱架整體受力，造成安全質量隱患。5.2.3中空錨桿循環注漿支護在施工中應注意，在使用前應先去除桿體表面油污，以免影響錨固力，安裝錨頭時應仔細檢查桿體和錨頭是否連通，防止影響注漿效果，最后應擰緊桿尾螺栓。5.2.4噴射混凝土表面應大致平整，避免有突出的尖角和硬物，以防刺破防水板，影響防水效果，也防止因凹凸不平，防水板變形能力有限，造成砼背后脫空。6、 防、排水處理：白云山隧道是車站隧道，宜萬鐵路開通時速160km/h，是我國目前修建標準非常高的準高速鐵路線隧道，所以對洞內防水要求非常高，必須做到滴水不滲。該線隧道防水以排為主，防排結合，具體為在二次襯砌與初期支護間鋪設一層背掛式復合防水卷材，施工縫處設E5型橡膠止水帶，沿隧道縱向每5m設一道①50軟式透水管盲溝，匯入中墻和邊墻預埋的縱向排水盲溝，形成完整的排水系統。施工中經認真分析總結，可能形成滲漏水的原因主要有以下幾種。防水卷材由于施工原因破損。施工縫止水帶安裝不合格。預埋管道破裂或堵塞均有可能影響匯水無法排除，形成滲漏的水源。針對上述原因，我們對在不同施工階段的隧道防排水工程采取了如下治理措施，效果很好：6.1二次襯前對噴砼表面進行檢測，清除尖銳突起異物，必要時進行補噴要求噴砼表面平順滿足施工要求，避免防水卷材被刺穿。焊接防水卷材時必須認真仔細防止脫焊，搭接寬度不小地10cm，仔細檢查防水卷材焊接效果，確保不破、無漏。綁扎鋼筋中需要焊接作業時要采取墊木板的措施防止防水卷材被燒損。6.2安裝止水帶時為防止止水帶在澆筑混凝土時移位，自行加工鋼筋夾控制止水帶的預埋寬度，鋼筋夾一端與襯砌鋼筋焊接固定。6.3預埋管就位后，應將進出水口用土工布扎口封堵，以免其它異物落入堵塞管道。6.4二次襯砌完成后，當拱部滲水嚴重且地下水及地表水資源充足，水壓較高時，應從地表或洞內對隧道上部的圍巖進行壓漿止水(如采用水泥、水玻璃雙液漿)處理，以切斷補充水源及消除中隔墻上部的長期“水袋”效應。6.5對目前尚無滲漏水的混凝土干裂縫采用灌注膨脹型高彈性、高本體強度、高粘結強度化學漿液（如改性環氧樹脂）。對裂縫不開槽，隔一定間距沿裂設置注漿嘴，用封縫膠及時封閉注漿嘴之間的裂縫，用注漿泵由低處向高處壓注漿液至裂縫飽滿。壓漿完畢漿液固結后，鑿掉注漿嘴及封縫膠，最后進行表面處理。7、襯砌：中隔墻襯砌中隔墻是雙連拱隧道區別于分離式隧道的標志性構造，中隔墻分基礎和墻身按二?三次建筑完成，采用大塊鋼模板，I字鋼橫豎帶穿拉桿支撐，并與圍巖支撐加固，泵送混凝土澆筑。它必須在正洞開挖前澆筑完成。正洞開挖過程中，它是受力體系轉換的關鍵，是整體大跨度隧道的中間支承點，故中隔墻的澆筑質量直接關系到整個隧道施工的成敗。中隔墻澆筑完成后，距中導洞拱頂還會留有高約30?40厘米寬度為100?120厘米的空間（因不同圍巖類別襯砌厚度不同而變化），該部分空隙必須在正洞擴挖前二次澆筑填滿。澆筑時應采用與中隔墻相同等級的干硬性混凝土，立模時預留插搗小窗，仔細振搗，確保這部分混凝土的密實，并且要與中導洞拱頂的臨時支護密貼。如果處理不好這個細部，可能出現砼破壞或圍巖失穩，引發侵限、塌方等安全質量事故。正洞二次襯砌7.2.1由于結構型式的需要中隔墻必須先期完成，為了保證襯砌砼的外觀質量，減少防水板接縫和砼施工縫，剩余的二次襯砌采用液壓大模板襯砌臺車和泵送砼工藝一次性澆筑完成，這時施作中的二次襯砌就是一個不對稱偏壓結構（中隔墻為直墻式）。為保證不對稱偏壓結構的穩定和襯砌質量，我們應取了以下措施：（1） 模板側墻部位增設多道支撐，在側墻下端增設多臺千斤頂支撐側模以平衡拱部和側墻向下的壓力。（2） 嚴格控制泵送襯砌砼的坍落度，防止產生過大側壓力和影響砼外觀質量。（3） 控制砼澆筑速度并均衡布料，使臺車受力均衡。（4） 為防止撐開模板的液壓系統出現松馳情況。在每個液壓均增設了絲杠支撐，并經常檢查絲框有否滑絲、損毀等情況，如有出現及時更換。7.2.2采用背掛式隧道專用復合防水卷材施作防排水層時，由于自重會產生卷材下墜的現象，此時應把卷材長度比照初期支護輪廓線加長10%-15%，防止由下而上澆筑砼時逐漸繃緊卷材，導致拱頂襯砌砼厚度不足和卷材背后與初期支護之間脫空。7.2.3要求隧道的抑拱，填充和鋪底墊層必須超前襯砌完成。這樣不僅保證了施工現場的文明作業，而且避免了為調整臺車高度而在臺車走行軌下面鋪墊過厚松碴或枕木而出現的臺車整體下沉，支撐失穩現象，確保安全、質量。施工效果我單位在白云山進口雙連拱車站隧道施工中由于我們不斷改進優化施工方案，在多次出現大型巖溶時及時調整施工方案，確保安全、質量施工