嚴寒地區隧道深埋水溝施工技術

都 強

(中鐵十二局集團二公司，山西太原 030032)

嚴寒地區隧道深埋水溝施工技術

都 強

(中鐵十二局集團二公司，山西太原 030032)

后安山隧道位于吉林省東北部，地處嚴寒地帶。為預防凍脹，隧道洞口1 km范圍內設置深埋水溝，水溝開挖深度至仰拱面下3.44 m，施工難度大。加快深埋水溝施工速度，減少對隧道拱墻初期支護的影響，確保施工安全是該工程的難題。本文結合現場施工實踐，系統總結了該隧道深埋水溝施工工序及施工控制技術。

寒區 隧道 深埋水溝 施工 安全 進度

1 工程概況

圖1 后安山隧道縱斷面示意

后安山隧道位于吉林省圖們市東嘎呀河東岸，為雙線隧道，起訖里程 GDK306+029—GDK312+580，全長6 551 m，隧道縱斷面如圖1所示。隧道穿越的主要地層為二疊系柯島組(P1k)，表層為殘坡積粗角礫土，下伏強～弱風化凝灰質砂巖，巖質堅硬，具變質性，節理、裂隙發育;巖漿活動較為頻繁，隧址區發育多處侵入花崗巖。其中進口段為殘坡積的粉質黏土和粗角礫土，下伏砂巖、砂質泥巖，全～強風化呈硬土狀及半巖半土狀，該類巖土具有中～弱膨脹性，遇水易軟化坍塌，邊坡穩定性差。

隧址區年平均氣溫為5.9℃，極端最高氣溫37.7℃，極端最低氣溫－29.2℃，最冷月1月份平均氣溫－12.5℃。年平均降水量為547.4 mm，年最大降水量883.0 mm，年最小降水量325.3 mm。年平均降水日數為81 d，年平均雷暴天數21 d，土壤最大凍結深度181 cm，年平均蒸發量為1 249.3 mm。

2 中心深埋水溝設計情況

根據本隧址區氣候情況，后安山隧道進口1 000 m范圍內設中心深埋水溝(圖2)，中心水溝結構包括管座、涵管、碎石反濾層、保溫層、砂漿保護層等，其中涵管采用φ600鋼筋混凝土預制管(壁厚12 cm)，管身布設直徑2 cm的泄水孔，泄水孔間距40 cm，梅花形布置。

3 中心深埋水溝施工工序

1)測量放樣。在已施工仰拱上放出隧道中線及該處標高，同時在下次仰拱施工端頭部位的兩側邊墻上放出參照點，施工過程中根據設計資料計算出中心水溝開挖深度。

2)開挖。因本隧道洞口段主要以軟巖為主，所以主要介紹軟巖開挖方法。根據設計，中心涵管單節長200 cm，連接如圖3所示。結合本隧道地質情況，中心深埋水溝及仰拱1次開挖長度以4 m為宜。中心深埋水溝從仰拱面往下需要開挖深度為344 cm，開挖最窄處為100 cm，主要以機械開挖為主，輔以弱爆破。開挖時要注意保護拱墻初支結構，所以先開挖部位Ⅰ(見圖4)，然后開挖部位Ⅱ，最后開挖部位Ⅲ。如開挖過程中地下水位高于開挖底面的標高，地下水位應降至開挖底面以下0.3～0.5 m。

圖3 中心涵管連接示意(單位：mm)

圖4 深埋水溝開挖示意(單位：cm)

3)出渣及清底。出渣工序與開挖工序平行作業，既采用挖機裝渣，開挖后隨即裝車運至渣場。

4)清底、復測。出渣完畢后及時對Ⅱ，Ⅲ部位進行清底作業并同步及時進行復測。根據復測結果，如欠挖及時進行處理，如不欠挖則調整底板坡度并夯實。

5)施工管座。管座最好采用預支管座，這樣可以節省混凝土凝固時間，加快施工進度，減小對初支結構的影響。管座必須平穩、牢靠。周邊采用同級混凝土回填。同時進行Ⅲ部位的拱架安裝及噴射混凝土施工。

6)涵管安裝。采用挖機吊裝，鋼絲繩綁在涵管兩端輕放至管座上，然后由人工進行連接，避免損壞涵管(參見圖3)。步驟為：①管道接口填塞油麻。②連接后接縫處鋪設一層10 mm厚的1∶2.5水泥砂漿，再鋪設一層20號10×10的鋼絲網，最后鋪設一層15 mm厚的1∶2.5水泥砂漿。③管座周邊及涵管下半部分采用混凝土回填壓實。涵管頭采用5 cm厚木板進行封堵，避免各種雜質堵塞涵管，同時可對后續碎石層施工進行遮擋、控制。

7)施工碎石滲透層。施工前將環向盲管深入涵管，深入長度不小于3 cm，然后采用滲水性好、不易風化、級配良好的骨料回填密實，一般采用直徑2.5～5.0 cm的卵石，并壓密實。

8)施工保溫層。找平碎石層后，在隧道中線兩側各1 m范圍內挖10 cm深的空間放置聚氨酯保溫板，然后在保溫板四周用碎石填滿整平，最后在保溫層上抹5 cm厚的砂漿保護層，該5 cm砂漿可用噴射混凝土代替。

9)施工剩余仰拱初支。鋼架安裝時輕拿輕放，避免破壞保溫板且影響碎石滲水層。

4 中心深埋水溝施工控制要點

根據設計及實際施工過程分析，中心深埋水溝施工控制要點如下：

1)安全控制。開挖過程中一定要注意分步開挖，否則如果深埋水溝部位需要二次或多次開挖則可能造成拱墻初支長時間處于懸空狀態，造成安全風險。

2)超欠挖控制。開挖過程中要不斷復核開挖深度，如需爆破則采用弱爆破方式，炸松巖體，然后用挖機開挖。

3)坡度、方向及標高控制。該項是確保深埋水溝暢通的前提條件，從清底到管座、再到涵管安裝都必須進行測量復核。

4)碎石反濾層及環向盲管控制。必須按設計嚴格施工，否則容易造成仰拱底部積水、襯砌或仰拱滲漏水，嚴重的可能造成隧道整體沉降、運營時線路拱起。

5)時間控制。在保證質量的前提下要盡可能縮減施工時間，仰拱及仰拱以下部位施工時間越短，拱墻初支受到的影響就越小，特別是在軟弱圍巖地段更應該想盡一切辦法節省時間。

5 結語

本文以后安山隧道洞口深埋水溝施工為例，系統總結了該類工程施工工序和施工控制要點，可為同類工程安全、快速施工提供參考。

［1］朱國偉．寒冷及嚴寒地區鐵路隧道防排水設計探討［J］．鐵道工程學報，2013(1)：49-53．

［2］武志萍．高寒地區隧道防排水施工技術［J］．山西建筑，2002(1)：153-154．

［3］宋順德．寒冷地區鐵路隧道防排水設施凍害淺析［J］．鐵道建筑，2011(7)：63-65．

［4］宋福．敖包溝隧道下穿工程爆破振動監測及減振措施研究［J］．鐵道建筑，2013(2)：43-45．

［5］中華人民共和國鐵道部．TB 10003—2005 鐵路隧道設計規范［S］．北京：中國鐵道出版社，2005．

［6］中華人民共和國鐵道部．TB 10204—2002 鐵路隧道施工規范［S］．北京：中國鐵道出版社，2002．

［7］中華人民共和國鐵道部．TB 10119—2000 鐵路隧道防排水技術規范［S］．北京：中國鐵道出版社，2001．

Construction technology of deep-buried ditch in tunnel in frigid region

DU Qiang
(The Second Engineering Co．，Ltd．，China Railway 12th Bureau Group Corporation，Taiyuan Shanxi 030032，China)

Hou'anshan tunnel，located in the Northeast part of Jilin province，suffers from severely cold surrounding．The tunnel takes on deep ditches within a 1 000 m radius as a precaution method against frost-heave hazard，all of which are excavated at a depth of 3.44 m from the inverted surface．The difficult techniques of the project require construction safety，fast construction speed and minimum impact on preliminary supporting of the arch wall all at the same time．With that in mind，the paper looks into the construction process，and comes out with working procedures and control approaches specific for such project．

Frigid region;Deep-buried ditch;Construction;Safety;Progress

(責任審編 李付軍)

U455．4

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2014．10．14

1003-1995(2014)10-0059-03

2014-06-15;

2014-07-20

都強(1981— )，男，山西陽城人，工程師。