鐵路隧道施工技術與質量控制的研究

史國強

（中鐵十七局集團第二工程有限公司 陜西西安 710000）

1 鐵路隧道施工技術的幾個要點分析

1.1 控制爆破技術

控制爆破技術是鐵路隧道安全施工中常見的一種術手段。相關試驗資料表明，不同爆破方法會對圍巖造成不同程度的損傷，比如預裂爆破與光面爆破相比，前者對圍巖造成的損傷程度約是后者的3～4倍。基于這種情況，為了進一步保證隧道施工的安全性，相關學者提出了一種新型的控制爆破模式，即掏槽爆破區預裂+周邊光面爆破的新型控制爆破模式[1]。

1.2 施工機械化配套技術

在鐵路隧道機械化施工過程中，結合隧道的圍巖級別、斷面和施工工藝等提出了3種機械化配置方法：①超前地質預報、開挖、噴錨、仰拱、裝運、防水板和二次襯砌等施工環節中，建議采用臂液壓鑿巖臺車，該設備可用于開挖鉆孔和錨桿鉆孔；②支護施工中的混凝土噴射建議采用噴射機械手；③仰拱施工中可采用帶有行走設施的仰拱棧橋，以提高作業效率。

1.3 不良地質隧道的施工技術

鐵路隧道施工中難免會遇到一些如富水斷層、巖溶、黃土、高地應力段和全風化地層等特殊不良地質，這些地段施工應在結合隧道項目的地理環境和實際基礎上，始終遵循“早預報、管超前、弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測、緊襯砌”的施工原則，根據不同地質情況選擇適宜的施工技術和安全保障措施。

1.4 超前地質預測預報與監控量測技術

鐵路隧道地質超前預報的內容包括重大施工地質災害、地形地貌和不良地質等；常用的預報手段有：地質調查與推斷、超前平行導坑、超前水平鉆孔、地質雷達等。

所謂的監控量測即是指在隧道施工過程中用于采集能夠反映圍巖動態信息的手段，這種信息獲取技術能為工作人員判斷隧道圍巖的穩定性和支護結構的合理性提供依據[2]。

1.5 隧道安全風險管理

在鐵路隧道施工中，應注重安全生產風險的控制，比如不良地質災害、慣性事故、有害氣體等，而針對上述風險問題最關鍵的是做好風險識別和風險控制這兩項工作，具體來說是結合以往工程實踐、施工人員個人經驗先進的科技手段及成熟的技術等，對隧道施工中可能出現的風險進行規避和控制，以降低安全風險的發生率，控制工程成本。

2 實例分析

2.1 項目概況

桂花村隧道起止里程為DK106+480-DK107+095，雙線隧道，全線總長615m，最大埋深為73m，進、出口高程分別為62.985m、59.603m。本項目所在山體規模較小，隧道洞身多位于全-弱風化基巖中，巖體破碎，受降雨入滲影響易軟化，隧道施工過程中出現坍塌的風險較大。

施工方案為：進洞前采用超前大管棚加固洞口段圍巖；噴射混凝土采用濕噴工藝，仰拱混凝土施工采用仰拱棧橋作業，襯砌采取液壓襯砌臺車作業。

2.2 隧道施工技術

2.2.1 臺階法分部施工方法

Ⅲ級圍巖采用臺階法開挖；Ⅳ級圍巖采用三臺階法、三臺階臨時仰拱法；Ⅴ級圍巖采用三臺階臨時仰拱法、四步CD法施工。

2.2.2 爆破

（1）掏槽方式：采用直眼掏槽；

（2）鉆眼完成后，根據炮眼布置圖進行檢查和記錄，檢查合格后裝藥爆破；

（3）裝藥及堵塞：周邊眼用小直徑藥卷間隔裝藥，巖石很軟時采用導爆索代替炸藥卷；所有裝藥炮眼用炮泥堵塞，周邊眼堵塞長度≥0.25m；

（4）爆破試驗。根據光面爆破設計，結合現場地質變化情況進行爆破試驗，在試驗過程中不斷修正爆破參數，以達到最優的爆破效果。

2.2.3 超前支護

（1）初期支護。本項目圍巖采用φ42mm、φ50mm注漿小導管對巖體進行預加固；注漿施工堅持先注入稀漿，再逐漸變濃至1.0為止；

（2）系統支護。主要涉及錨桿支護、掛網、網噴微纖維混凝土、格柵鋼架及工字鋼架等支護。

2.2.4 結構防水施工

（1）防水板施工。確保噴射混凝土基面平順；待噴射混凝土達到設計強度后才能鋪設防水板，且鋪設時要注意將其松弛度控制在6～8%左右，避免出現拉裂現象；

（2）透水盲管。安裝透水盲管前，應對開挖巖面的滲漏水情況進行明確；沿著滲漏水節理裂隙布置透水管，并對透水管安裝的準確位置進行標注；利用Ω形扣環固定透水管，并確保扣環緊貼巖面；

（3）止水帶施工（見圖1）。止水帶應設置在施工縫中間；環向施工縫底板和頂部部位的止水帶采用盆式安裝；對止水帶部位的混凝土進行充分振搗，使止水帶與混凝土良好結合。

圖1 施工縫橡膠止水帶布置

2.2.5 二次襯砌施工

本隧道Ⅱ級圍巖段襯砌一般采用曲墻帶鋼筋混凝土底板結構，Ⅲ-Ⅴ級圍巖段的襯砌采用曲墻帶仰拱形式；采取鋪底、仰拱先行，全斷面液壓整體模板襯砌臺車襯砌，仰拱采用防干擾平臺進行超前施工，其施工主要流程如下：測量→開挖→清浮碴→設置安裝仰拱鋼筋、抽排水、接縫處理、設槽形擋頭模→隱檢→灌筑混凝土→搗固→養護。

3 質量控制

3.1 組織措施

選派經驗豐富、技術能力強、專業水平高的人員組建一支高效的項目機構，主要負責隧道項目施工的質量檢查、工序監督等工作，以為項目施工質量提供組織保障；構建“橫向到邊、縱向到底”的質量保證體系；制定完善的質量崗位責任制度，有效實施全面質量管理和目標責任管理。

3.2 管理措施

（1）施工前的質量控制：制定項目質量計劃，充分落實人員配備、設備選型、場地布置、技術交底等準備工作；對軟基處理、路基填筑等關鍵施工工序開展試驗制度，通過分析試驗數據將沉降控制在合理范圍內；

（2）施工中的質量控制：組織相關人員進行現場測量控制，并做好測量原始資料的保存歸檔工作；全面監督施工方案、施工工藝和技術參數等的實際落實情況；積極開展全面質量管理活動，將項目的技術難點問題作為管理重點，集思廣益確定有效的處理措施；

（3）施工后的質量控制。每項工序質量控制完成后，應及時對控制結果進行評價，并要求相關負責人或部門對出現質量問題的部位進行糾正。

3.3 技術管理

（1）嚴格按照隧道施工實際和特點，制定各類工藝、技術和質量內控標準體系；

（2）完善圖紙會審和技術交底制度，明確專業工程師和相關技術隊員的職責；

（3）認真貫徹ISO9000標準，確保每個過程都有質量記錄，定期召開質量專題會，發現問題及時糾正，以推進和改善質量管理工作；

（4）確保技術資料和施工控制資料的真實性；

（5）按規定辦理各類變更設計并做到簽證手續齊全。

4 結束語

綜上所述，在鐵路隧道施工中，明確隧道施工技術要點和落實有效的質量控制措施是兩項重要的工作。基于隧道施工現場實際，一方面有必要結合施工組織安排，制訂詳細的項目質量控制體系，將每一道工序的質量責任明確到個人；另一方面應在工程實踐中不斷完善技術方案，以確保鐵路運營安全。

[1]王聯平.山區軟巖大跨度四線鐵路車站隧道防排水施工關鍵技術研究[J].現代隧道技術，2017（02）：213～217.

[2]林彰銀.雪峰山高速公路路基沉降施工技術及其質量控制研究[J].公路工程，2017（01）：156～159+232.