小凈距鐵路隧道施工技術(shù)探討

摘 要:介紹小凈距鐵路隧道施工技術(shù)，探討中夾巖體加固技術(shù)及特殊地質(zhì)段的處理措施。

關(guān)鍵詞:鐵路隧道小凈距施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào):U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)09(c)-0061-01

隨著交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，在鐵路立體交叉口進(jìn)行新線小凈距隧道施工是今后增建鐵路二線常遇到的技術(shù)問(wèn)題，小凈距鐵路隧道兩洞的中巖柱寬度在連拱隧道和分離隧道之間，一般<1.5倍隧道開(kāi)挖斷面的寬度。小凈距鐵路隧道在受地形的限制路線分幅展線十分困難時(shí)，體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，隧道兩端接線的長(zhǎng)度比分離式隧道型式大大縮短，與雙連拱隧道相比，施工工序更為簡(jiǎn)單，工期縮短、造價(jià)降低。本文根據(jù)小凈距隧道的特點(diǎn)，介紹小凈距鐵路隧道施工技術(shù)，并探討中夾巖體加固技術(shù)及特殊地質(zhì)段的處理措施。

1工藝原理

鐵路施工中小凈距雙洞隧道施工的難點(diǎn)及重點(diǎn)是控制爆破作業(yè)，因?yàn)橐_保隧道開(kāi)挖過(guò)程中周?chē)鷰r層的穩(wěn)定性，減小由于距離相對(duì)較小引起的周?chē)鷰r層的變形和爆破引起的震動(dòng)等不利因素。小凈距鐵路雙洞隧道施工的控制點(diǎn)是中間巖柱的加固及保證其穩(wěn)定性，由于周?chē)鷰r層的穩(wěn)定性及支護(hù)的結(jié)構(gòu)受力狀況比普通隧道更加復(fù)雜，因此須要主動(dòng)利用隧道周?chē)鷰r層的自我承載，自我穩(wěn)定的能力，然后對(duì)周?chē)鷰r層采取加固，使隧道合理經(jīng)濟(jì)的建設(shè)。

2工工藝流程及操作要點(diǎn)

為減小兩隧道凈距小而造成的周?chē)鷰r層變形或因爆破震動(dòng)導(dǎo)致開(kāi)挖進(jìn)程中周?chē)鷰r層的不穩(wěn)定，因此對(duì)小凈距隧道各種圍巖類(lèi)別段選擇不同的施工方法來(lái)達(dá)到小凈距隧道中夾巖的加固需求:

2.1 Ⅱ、Ⅲ類(lèi)圍巖施施工方法

該類(lèi)圍巖開(kāi)挖應(yīng)該在中夾巖在內(nèi)的圍巖預(yù)支護(hù)即超前注漿小導(dǎo)管或超前錨桿完成而且滿足強(qiáng)度要求后才能施工。例如施工時(shí)開(kāi)挖其中一個(gè)隧道(洞1)的上半斷面。采用弧形導(dǎo)坑法，導(dǎo)坑超前4～8m，并在拱頂進(jìn)行超前支護(hù);交錯(cuò)開(kāi)挖該隧道的下半斷面的兩側(cè)，進(jìn)行邊墻的初次支護(hù)，然后挖除該隧道的中部土方和仰拱，接著進(jìn)行該隧道仰拱初期支護(hù)和二襯。才開(kāi)始開(kāi)挖另一個(gè)隧道(洞2)的內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑，此時(shí)的爆破施工應(yīng)使用預(yù)裂爆破，接著施工該隧道的內(nèi)側(cè)初期支護(hù)，預(yù)應(yīng)力拉桿與側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)等，然后在第一個(gè)隧道施工兩隧道間的預(yù)應(yīng)力拉桿，并開(kāi)挖洞2的外側(cè)土體，然后進(jìn)行洞外側(cè)初期支護(hù)及仰拱初支與二次襯砌，最后進(jìn)行二次襯砌施工。

2.2 Ⅲ、Ⅳ類(lèi)圍巖施工方法

“Ⅲ類(lèi)圍巖地段采用短臺(tái)階法開(kāi)挖，上半斷面超前10～15m，并先期施作超前支護(hù)，洞1先行洞仰拱施作面必須超前洞2后行洞開(kāi)挖面5m以上。兩洞室二次襯砌距離下半斷面開(kāi)挖面均保持在20～30m”“Ⅳ類(lèi)圍巖采用臺(tái)階法開(kāi)挖，上半斷面超前15～20m。兩洞室內(nèi)側(cè)均采用預(yù)裂爆破，拱部及外側(cè)采用光面爆破。兩洞室二次襯砌距離下半斷面開(kāi)挖面宜為35～40m。”遇此類(lèi)圍巖時(shí)，須重點(diǎn)控制爆破對(duì)巖層的影響，確保圍堰的穩(wěn)定。

2.3 中夾巖柱加固

(1)超前小導(dǎo)管預(yù)注漿技術(shù)(該技術(shù)適用于I～Ⅲ類(lèi)圍巖段)。

小導(dǎo)管制作:小導(dǎo)管采用某種規(guī)格的鋼管制做，沿管體梅花狀布孔，前面一端須封閉而且要制作成尖角，當(dāng)周?chē)鷰r層軟弱時(shí)，用錘直接打進(jìn)巖層。

注漿:嚴(yán)格控制注漿口的壓力，注漿時(shí)要防止壓裂工作面。并且控制注漿的速度，計(jì)算每根導(dǎo)管內(nèi)注漿量，當(dāng)注漿量沒(méi)有達(dá)到計(jì)算值，但孔口壓力已達(dá)到0.5Mpa，停止注漿。

(2)預(yù)應(yīng)力錨桿加固(適用于硬巖段和軟弱段)

預(yù)應(yīng)力錨桿工作機(jī)理:增加圍巖的抗拉及抗剪強(qiáng)度。限制約束圍堰水平向的變形，從而時(shí)中夾巖體的極限強(qiáng)度增大。施工時(shí)注意錨桿材料的選用和張拉力的控制。

(3)極軟弱巖體的加固

隧道圍巖遇到破碎帶及強(qiáng)風(fēng)化帶、破碎帶交匯部位即稱(chēng)為極軟弱巖體。小凈距隧道中夾巖體若遇到此類(lèi)圍巖，僅依靠水平的預(yù)應(yīng)力錨桿及預(yù)加固措施不能保證其穩(wěn)定。還須采取以下措施:在兩洞相接的拱部設(shè)置格柵拱架或者型鋼架下，槽鋼縱向托架，并且要及時(shí)施工噴射混凝土層，利用這種加強(qiáng)的支護(hù)，提高中夾巖處隧道拱腳支承荷載，轉(zhuǎn)移和減小其應(yīng)力。

3特殊地質(zhì)段小凈距施工的處理措施

當(dāng)小凈距隧道通過(guò)膨脹性圍巖、含水未固結(jié)圍巖、溶洞、松散地層時(shí)，應(yīng)用輔助方法施工，保證圍巖穩(wěn)定，減小對(duì)中夾巖體的破壞，施工中應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)情況的超前預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)工作，對(duì)圍巖進(jìn)行預(yù)加固、超前支護(hù)或止水。施工中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)圍巖和支護(hù)體系的監(jiān)控量測(cè)。以保護(hù)中夾巖體的穩(wěn)定性及整體性為前提，并先處理水，分段開(kāi)挖，爆破強(qiáng)度不宜過(guò)大，采取加強(qiáng)支護(hù)，盡早施工襯砌，過(guò)程中多排查，保證施工穩(wěn)步前進(jìn)選擇施工方法時(shí)，先考慮安全，再考慮隧道圍巖條件。“小凈距隧道斷面型式、尺寸、埋深、施工機(jī)械設(shè)備、工期和經(jīng)濟(jì)的可行性等因素而定。”同時(shí)施工時(shí)根據(jù)圍巖變化選擇相應(yīng)的施工方法，以免造成工程事故及經(jīng)濟(jì)事故。

4結(jié)語(yǔ)

在地形條件受制約、地質(zhì)條件良好時(shí)，小凈距雙洞隧道是一種較好的隧道結(jié)構(gòu)形式。小凈距雙洞隧道施工難度、工期和造價(jià)略高于普通雙線雙洞隧道，但是低于雙洞連拱隧道，施工工藝相對(duì)連拱隧道也要簡(jiǎn)單得多，投資也相對(duì)較少，可在鐵路增線施工中推廣運(yùn)用。施工中應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇相應(yīng)的施工技術(shù)以確保工程質(zhì)量及進(jìn)度同時(shí)節(jié)約投資。

參考文獻(xiàn)

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