浅埋黄土双线铁路隧道工法

浅埋黄土双线铁路隧道工法为解决浅埋、双线黄土隧道的施工技术，大秦铁路的军都山隧道曾进行多项专题研究，其成果获铁道部1989年科技进步二等奖。本工法是研究成果的一部分的具体在施工中应用。一、工法机理及适用范围本工法采用非爆破的大断面开挖、复合式衬砌。拱部在开挖前采用超前管栅（必要时注浆）加固地层，以减少尚未形成初期支护前的地层压力；用钢架、钢筋网喷混凝土和锚杆形成联合初期支护体系，为围岩提供主动抗力、抑制围岩有害变形，使围岩充分发挥自承能力，是主要的受力结构；第二次衬砌仅承受部分地层压力；在整个施工过程中通过对围岩的量测、监挖来指导设计和施工。本工法适用于开挖洞径在12m以内，拱顶复土厚大于0.3倍洞径的黄土、粘土、砂、砾石等四系地层的双线铁路隧道及相应的地下工程。有进下水时应另行采以有效的排、降水措施。二、工法特点（一）采取非爆破的大断面开挖、喷锚支护，不仅节约了木料，同时也为使用大型机械创造了条件，提高了施工进度，使用劳力少。（二）拱部开挖前采用超前管栅、自上而下的分层开挖和用量测结果指导施工，能有效地控制塌方，施工较安全。（三）全断面开挖完成后，拱墙模筑混凝土一次完成。（四）本工法适应性强，可使用大型机械，也可以使用小型机械，可使用有轨运输，也可以使用无轨运输。三、施工工艺（一）施工顺序断面分为上、中、下三导台阶，自上而下地开挖。施工顺序如图1所示。上、中层台阶开挖时可并行操作。上台阶挖下的土经水平运输后从上而下地倒在中台阶上，连同中台阶挖下的土在中台阶上装车运出洞外。下台阶的开挖和上、中台阶开挖采用交替作业。即在开挖下台阶时停止上、中台阶开挖，待下台阶开挖至一定长度后才停止开挖，作临时顺坡段L2再开挖上、中台阶。下台阶和仰拱开挖并行操作。（二）施工机械可根据施工进度要求和现有设备选定。军都山隧道使用的机械如下表，供作参考。主要施工机械棚施工项目厘机械名称拐规格、型麦号书主要性能树挖、装、定运箩上台阶塞装载机惭CA腥T殖—样95饰3缎（美国）菠内燃、履君带式、斗存容惕1.4M肾3扯挖、装衣

电中、下台资阶，仰拱棕装载机液CAT-侄-966屡D别(阀美际国宪)讽内燃、轮理胎式、斗霸容袄2.8M省3篮反铲挖掘振机纱W食Y康—乳6错0妈（国产）料内燃、履替带式、斗张容归0.6M值3忌运输席无轨制自卸汽车疫12洽1场—舒2峰T映（意大利誉）熔载重加15t陪有轨孔电瓶车腾X县K对—粉8昨（国产）古8t充倾斜式矿延车册隧道工程传车指车容普6M等3裁管棚、锚存杆凿孔厚风动凿岩杀机彼Y商T突—圆2蛋8干（国产）蚕

扒注勤变术浆日注浆机禾牛角泵（栋自制）熊风压通喷射混凝唱土屯喷浆机梅转泥子湾Ⅱ泉型（国产宰）骨

（三）开挖劳力组织飘劳力组织婚根据采用鼠的机械设仅备而定。耀采用上述峡机械时，泻开挖及装蓝运全部由什机械完成醒，其余施绵工人员负颠责配合机鱼械施工、重机械挖土谦后人工修妇整和初期禁支护。劳笨力组织采板用综合作料业。馋上、中台由阶开挖每踪小班所须另劳力：装躺载机手2跟台司迁机乓4旁人、洞外厨拌喷锁料宁6竿人、上台奋阶冬1敢5他人、中台扁阶待6葡人蝇共孕3壶1浑人。下台期阶、仰拱崭开挖时停将止上、中返台阶开挖茂，所需劳针力基本同秘上：装载妹机、反铲钩挖掘机司庸机坛各拘2房人，开挖杨中台阶义的耽6潮人转为开上挖下台阶播，开挖下践台阶翁的考1它5仙人负责仰蝇拱的开挖异、初期支袍护、二次雨衬砌和充恰填，洞外抓拌喷给料启6辛人不变。俊运输人员收根据运输凤工具和运柄距远近而扩定。仰拱伙二次衬砌唇及充填所校需混凝土经的拌和、花运输由拱晕墙二次衬奏砌人员负天责。脸（四）工辽艺要点及够注意事项字在施工时号除应符合焰国家和铁抗道部现行仪的有关标垄准、规范享及工艺要都求外，工涨艺要点及赖应注意事治项如下：１、开挖候（１）每草次开挖长税度应经量陵测结果决疾定，一般民情况不得负大于以下牺长度：上就台阶为一俯榀钢架间乳距；中、连下台阶为碍两榀钢架声间距；仰宵拱为贞6战m灭。饥（２）上插台阶采用赴环形开挖腹留核心的捧开挖方法堡，核心长狗1.5~欠2.0册m互，核灭心的大小稀以工人在素环形上操移作方便为隆度。甩（３）开森挖断面应博较设计外威扩以下尺涝寸：考虑掉施工误差迈衬砌内轮鞠廓线外扩遗(晃一般离为派5cm偏)精；予留围祖岩变形菌量喉(滥一般怎为奇8~12样c赤m毫，可根据孟量测结果番进行调捕整幅)膝。独（４）每筋层台阶每鼠闪开挖前五均应进行糟测量放线头，上一层游台阶的初虫期支护未处完成（如跑未打锚杆伶）不能进群行下一层舱台阶的开邪挖。代（５）中丸、下台阶膛均分左、灭右侧开挖块，开挖完往一侧后再滑挖另一侧数，开挖面妇应前后错跟开榨7~8溪m眼。笛（６）上拐台阶长度川一般为逼20~2初5尊m郑。中台阶颈长伯L舅在无轨运振输时桐为痕30~9棋0贯m冒，在有轨缴运输时为银减少拆铺称轨道的麻语烦，可尽值量加长其务长度，如闸量测允许逐可将黄土寸段的中台疼全部挖完校后再开挖偶下台阶。挖为避免顺扣坡的麻烦蔬，也可采润用鸣图歌2动的施工顺猾序。况（７）中责、下台阶藏间的临时刊顺坡长械L熔2和根据运输脆设备的性江能选定。蒙（８）仰刊拱开挖亦叨分左、右惹侧进行。羊仰拱开挖构和下台阶鱼开挖面距笔离犬L别3要为球30~9骑0康m段，如量测钳允许可适盟当加大。受（９）机目械开挖时株，防止机攻械扰动钢码架和碰伤谎初期支护拣。控0.3m革（１０）泥机械开挖忧时，防止联机械扰动呆钢架上碰模伤初期支线护。征（１１）鲜在开挖时饱如发现向隐下掉块或仅流砂，应和立即用木假板封口支魔挡，空隙叛用砂袋填狐塞，初期箱支护完成唱后在该部枯位进行壁殃后注浆。肆２、超前才栅暖（１）材间料及规格示采用公称姑直径为与32m屿m军的普通钢查管尾(贫外柴径职42.2杯5mm弱)扩制作，扒长脸2.5~鉴3.5寨m约，一端壁旋成尖形，畏另一端，攻端部的外绸管壁上焊茂一圈直些径宗8m无m涌的钢筋加竭强。如果骄要注浆，被每隔一榀依上还要钻渣上小孔。滨（２）布黎置棍一般布置饮在拱顶食3/糠5兴长的拱弧王范围内，顽间先距蝴20~4祥0各m器，外插演角凤5~亲7殿度，每隔森一榀钢架日设一次管柄栅。慎如在拱部垄出现砂、余砾石层，曾则应在其妇范围内布恋管，此时色外插角为本20~3据0修度，并应妈在钢管内优注浆。修如在拱脚优或中层墙才脚有砂、玻砾石层，痒则应在其杆拱、墙脚病布置一排井注浆管，伤管长为救2.5灯m己，纵向间巡距膝0.4休m伞，向下倾辛角捐4乱5爽度。应（３）施则工跃管栅给钢礼架的腰部肆向前穿出鼠，当钢架猫用工字钢圈制作时，垄在其腰部嘱应按管栅辅间距用电喂焊落孔。板安装时先盾用吹风电嘴钻（由煤堤电钻改制世）或手封宫风动凿岩焰机引孔，女然后用风盖动凿岩机翻（此时应煌摘去回转何爪）将钢绿管击顶入就土中。绸若钢管和滔管壁间有缩空隙，应驶采用注浆袍填满。训（４）注童浆茎将浆液装糟放特制的业牛角泵内伪（比安装坦砂浆锚杆更的牛角泵垫大），用腔风压注浆拆，风压一睬般小于故0.6M诞P惨a嫂。３、钢架收（１）制就作应符合独设计，尺号寸正确，踢质量符合招标准（要藏重点检查救焊缝尺寸粘及质量）直，每批部往品必须抽每样试拼。拾（２）架割设钢架前丸应仔细检磨查工挖断鸭面，要保库证钢架和禾围岩间至霞少有棕2~3c应m捧的保护层健。帮（３）钢天架架设误馋差不得超各过以下允芽许值：在龟拱墙脚以倘上推1疑m殿内钢架安英装误差不烛得有负值寨。其它部紫位，个别冷突出部俱分躲(恰每平方米围内不大具于周0.1m践2轧)范侵入衬砌甚断面不大似于当5c雪m娘；钢架的拿正误差不缠得大冤于腿10c辜m裤，并满足巧钢架的保件护层厚；敌间距误差方不得大于泡间距才的饶10煎%罢；垂直度惧允许意味努着肿2设0房.吉。笛（４）两垫段钢架间集的连接必馒须符合设卖计要求，四上齐并拧奥紧螺栓。棕（５）按宣设计要求盘，安装两蚀榀钢架间仿的连接拉烘杆，拉杆扫和钢架连外接若设计炸为焊接，衬则应保证蒜焊缝长度抗的焊接质勿量。寒４、钢筋丹网饭按钢架间演距预制并鄙点焊成网电，安装时翼两片钢筋检网之间在土横向要搭松拉一个钢时筋间距。六５、喷混剑凝土依（１）管聚栅安装后紫在喷混凝偶土前完成添，以免安耕装管栅时负扰动已喷术好的混凝铁土。管栅粱的注浆则坐在嚅混凝载土后进行岩。草（２）先圈检查钢架训设尺寸无劈误后方可绒喷混凝土港。趴（３）在摧喷混凝土框以前应用弃高压风将壮钢架、钢桨筋和受喷胡面上的粉考尘和杂物貌评理干净上。拱、墙谦脚和隧底凝的浮碴、肺积水必须丽清理干净弟。巷（４）喷寺混凝土应劲保证设计坊厚度，超知挖部分全酒部用喷混辟凝土回填伯，严禁在舍超挖部分姨回填片石盗。理（５）钢塑架和钢筋居必须全部唇被喷混凝赞土包住，傲四周至少抗2c脾m花的保护层替。钢架和民围岩间的驶空隙要用槐喷混凝土航充填密实届。丈（６）喷句混凝土顺滥序由下而工上，拱部运喷混凝土型应先喷完顽左、右侧膊拱腰以下偶部分再喷鞋拱顶。弓（７）粘遭附在拱、跑墙脚的回销弹物必须隔及时清理配干净。宽（８）为萌便于钢架隆上、下两斗片的连接沸，钢架的阁拱、墙脚天连接板在估喷混凝土忌时可临时框用纸袋包变缠，以防蓝喷上混凝帅土。僻６、二次婶衬砌详（１）初坚期支护变掉形稳定后粗方可进行究第二次衬兼砌，否则雀应对第二芽欠衬砌采岭取加强措蝶施。咬（２）宜脑先作仰拱片及充填，板且作拱、连墙第二次纸衬砌。此草时应保证采其横向工乔作缝均在法同一横断桶面上，以萝免仰拱及的充填部分环的混凝土尤收缩时拉凑裂拱墙混煌凝土，否喝则应待仰忌拱及充填艺部分的混详凝土收缩遭至一定程帝度后方可妹在上作拱越、墙第二彩次衬砌。句四、监控恭量测编本工法量勿测工作是膜施工管理杜中不可缺蒸少的环节墓。它不仅股监视围岩痒在开挖过恋程中的动香态，确保亏施工安全较。而且调牲整初期支热护参数，份确定二次朱衬砌和仰色拱施作时枪间等提供衔信息依据肠。横（一）量夕测项目：艰１、隧道贱初期支护讯拱脚、曲殖边墙、大层跨处水平桃收敛量测毁；经２、拱顶腰下沉量测肢；比３、地表魄下沉量测窝；架４、洞内绘状态观察帅。炉（二）量立测断面间如距蛛(m网)照：驼１、隧道雀水平收敛智和拱顶下昨沉量测间舍距蝇10~2做0惜m容；文２、轩表岭下沉量测跳沿隧道纵寄向间距滋20~3抽0叼m猪。劝（三）量仪测频率：铺１、隧道辉水平收敛丑和拱顶下民沉量测频远率。咱开挖后登1~1税5勿天，量测塑频方率能1尾次辜/国天。于开挖后兴16~3恐0题天，量测汉频州率丙1/费2嗽天。夹开挖后累1~务3狱个月，量理测频锐率呈1圈次裤/辽周。有开挖后多3鸭个月以后盏，量测频境率踢2唉次灾/解月。霞当下半断碎面开挖总究指挥量测拦断面时，粪量测频率旺应适当增尝加，以便删掌握位移捧（下沉）浑的变化情烦况。恢当日变形旅值增大时箱，或变形描突破，位尺移速度加蜡速时，应狸增加量测写频率。宫２、地表壤下沉量测适频率。佣在地表下屯沉量测区衔间内杏(抛距开挖面旺前方衡为催2步倍洞径开载始进行，细到开挖面砌后恼方拴2~葱5待倍洞径处倚止优)顾，量测频拔率宇1瞎次陷/画2遇天；让３、进行列洞内状态掉观察时，劝对每个开蜘挖面都要横进行观察饮，一般每祝天观察一季次。眠（四）围或岩变形控盖制标准：傍１、当隧械道水平位剖移速度为值0.1~耗0.2m顶m剖/蚀天。拱顶涛下沉速度炊为狗0.1m员m殊/受天以下时汤，一般可坡认为围岩咱已基本稳串定，模筑百混凝土衬馆砌待围岩贸达到基本向稳定后浇将筑。粒２、隧道妻水平位移舒日收敛值踩控制在得2m色m棉，累计最复大收敛值合控制泥在疤30m垒m厅以下，拱醋顶下沉控蹈制在每布日晨4m坚m缴，累计最叨大射值耍70m得m鸽以下；地劈表下沉控仔制在每斜日织3m忍m句，累计最挡大值控制械在进50m拣m搜以下。锻（五）加怖固措施：莫当变形量豆超过上述叉控制值时氏，又无收貌敛趋势或继初期支护肃发生明显乒变形时，雹则需对超横标准段除罩加强监视苏外并及时长采取加固姨措施。曾１、一般候情况增加漂喷砼厚度的。雾２、当变田形段较长水时，每隔设8显m她作一网喷驾钢筋混凝伤土加固圈运，每圈盒长佩2粱m门，如果变秆形仍得不说到控制，烤则税在鼻8比m各的未加固烟段中，再牢设加固圈傍。顿３、按上垦条办法加昨固变形仍动不能控制咱，则应分窝段加设临达时仰拱。者４、当围际岩仍达不去到稳定，际初期支护千难以控制所围岩变形饭发展，可吉考虑提前蜻施工作模弯注混凝土妈或钢筋混习凝土衬砌奋。欺（五）修泊改初期支厨护参数居当初期支鹿护支围岩量位移很小限，而且很面快达到稳壮定时，可岂在下一段灭同类围岩毯初期支护垃结构适当险减弱。直五、效益怨分析醋（一）施冬工安全，板速度比常锐规施工快既；暑（二）节膊省投资。击在军都山够隧道：和电明挖路堑绪相比，每麻延米可节地省伞42设4氏元；与明简洞相比，丘每延米可喂节蓄省辆394蹲7扎元；企（三）运挑营安全可哑靠，无病袜害；绵（四）扩刮大了在浅纤埋软弱地馆层中用暗科挖法修建柳大断面隧乏道施工技绳术领域，票为铁路隧江道，城市偷地铁的修揉建开创了姥新路。平六、施工性实例难军都山隧廊道在进口亏端扩625鱼m透长的黄土毕段为冲积箩，洪积的城黄土质沙携粘土，部胆分地段夹舱有碎石、剥角砾石和门细沙层。倡有地下水谷。拱顶覆棵土卧厚蹄3.6~双23改m启。地表有壁民房和通闪行宇25停t阀的汽车公菊路。品隧道设计愧采用复合葱式衬砌、衡蛋形横断易面。开挖坏断面涌120.眨2伸6污平方米，卖开挖断面弟的高、宽慧分别龟为丽11.2燥m责，担11.4狗6炸m饱。耽初期支护予参数为：除１、喷混因凝土厚颠25c叠m献；开２、直径桂6m洞m缠钢筋网、倚间吵距饥15×1未5c若m缝；导３、拱墙数用直径抖22×3曲000m切m炒锚杆，间响距故1.0决m冤，按梅花向形布置，或起彩拱清2受m状以上范围战不设；框４、钢支挽撑用隶1虏6蛾号工字钢酷和用直词径须22m节m营钢筋制作悲的格栅支还撑。钢支梳撑由分段歼组成，拱枝部旋3~药4鬼段，每侧脉边墙两段柜，仰拱两脂段。每段地用螺栓连耕接（仰拱站中间用钢漂筋搭焊）呈。钢支撑坟间的连接称杆用直罗径授22m裕m卖园钢，间沸距烂1蔬m英。爬第二次衬爽砌的模注贯混凝土厚耳50c造m文、桶在两次支搅护之间设明有遥1m恰m猛厚的聚氯蝇乙烯软塑刑料板以作出防水层。躁在隧道开查挖时采有挠了前述的您主要机械座。明由于有地恳下水，机泊械碾压形我成的泥浆陪使施工无约法进行。丰开始在洞笼内挖井降耳水、井深滚1.5奇m译，左右交朗叉设置，予间础距搅10处m教，效果不浩佳。后来钉对地下水薪较大地段收采彡地表筋深井降水粱，共押钻吓2结8堡口井，最量大时的抽音水量兄共汽43m