浅埋黄土双线铁路地道工法

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。主要施工机械视施工项级目垫机械名喂称陷规格、雾型号听主要性烧能笨挖、装桶、运园上台阶蔑装载机语CA吗T绳—剪95载3盼（美国信）链内燃、族履带式施、斗容往1.4漫M卡3血挖、装炸

硬中、下熔台阶，疾仰拱头装载机挎CAT闪--9钻66D暂(器美智国脾)唐内燃、池轮胎式碌、斗容接2.8环M辛3逮反铲挖张掘机丰W樱Y余—演6誓0吵（国产员）效内燃、刊履带式煎、斗容然0.6偷M古3睁运输早无轨纺自卸汽凡车箱12掩1叛—讨2建T乘（意大缠利）者载重效15t碰有轨克电瓶车欠X春K锤—论8本（国产周）蔑8t领倾斜式序矿车音隧道工嚷程车盖车容赌6M网3崭管棚、艘锚杆凿乱孔蛛风动凿毛岩机锡Y友T况—架2能8爷（国产恐）烛

层注蔬蚕斜浆慧注浆机捧牛角泵暂（自制央）烛风压尸喷射混饿凝土颂喷浆机环转判子槐Ⅱ雁型（国翅产）朋

（三）开挖劳力组织炭劳力组针织根据牢采用的叔机械设爪备而定制。采用如上述机丘械时，湾开挖及亏装运全桃部由机阳械完成统，其余池施工人辣员负责榆配合机冒械施工做、机械就挖土后著人工修贞整和初磁期支护菊。劳力数组织采排用综合唐作业。疯上、中枣台阶开钉挖每小同班所须节劳力：摩装载机两2顶台司杏机岩4更人、洞等外拌喷滨料完6壶人、上恐台竟阶姑1贞5为人、中捷台添阶宇6窃人乖共射3涂1缺人。下斥台阶、辫仰拱开奸挖时停性止上、逼中台阶疼开挖，占所需劳麻力基本洒同上：浪装载机薄、反铲详挖掘机算司机羊各扭2蜡人，开峰挖中台菜阶智的难6计人转为们开挖下检台阶，贯开挖下持台阶唉的苗1致5灭人负责棕仰拱的帽开挖、币初期支胀护、二华次衬砌叙和充填柄，洞外弟拌喷寒料很6崇人不变毅。运输饿人员根谁据运输终工具和想运距远获近而定悄。仰拱门二次衬丧砌及充身填所需其混凝土朵的拌和读、运输仆由拱墙煮二次衬紧砌人员垫负责。豆（四）五工艺要堡点及注菊意事项瞒在施工酸时除应语符合国库家和铁睡道部现皇行的有品关标准痕、规范劝及工艺抵要求外江，工艺夫要点及拼应注意籍事项如啄下：惑１、开迁挖拜（１）笼每次开妥挖长度协应经量恭测结果友决定，论一般情对况不得丽大于以糟下长度扭：上台隔阶为一怀榀钢架坊间距；险中、下据台阶为版两榀钢揪架间距逮；仰拱愤为刘6嘴m竟。裙（２）瞎上台阶毫采用环污形开挖层留核心芬的开挖姜方法，据核心长岭1.5御~2.寇0颂m旨，核林心的大石小以工花人在环樱形上操净作方便隙为度。尺（３）虎开挖断帅面应较赏设计外含扩以下饲尺寸：少考虑施矩工误差家衬砌内糠轮廓线警外扩太(三一般亿为蔬5cm寸)远；予留与围岩变炭形井量度(扎一般侨为愈8~1虏2c仿m衰，可根狱据量测秀结果进鼠行调援整立)恋。守（４）遍每层台固阶每闪辣开挖前抄均应进份行测量赚放线，杰上一层旬台阶的养初期支够护未完纱成（如竿未打锚粒杆）不郑能进行股下一层叮台阶的瘦开挖。颜（５）元中、下程台阶均绒分左、廉右侧开呈挖，开界挖完一堪侧后再芽挖另一植侧，开训挖面应贿前后错林开末7~8冻m撞。墓（６）椒上台阶高长度一挎般为售20~否25住m颤。中台脑阶迅长溪L迷在无轨秧运输时脏为骨30~道90猎m蚀，在有倘轨运输冷时为减星少拆铺晒轨道的翻麻烦，轧可尽量臣加长其唉长度，降如量测日允许可鸟将黄土饮段的中促台全部打挖完后润再开挖摆下台阶昨。为避这免顺坡资的麻烦胆，也可背采用啊图句2漏的施工桐顺序。撤（７）域中、下题台阶间鸦的临时麦顺坡长欣L看2脱根据运符输设备荒的性能惯选定。黄（８）矮仰拱开兴挖亦分煮左、右汉侧进行畜。仰拱阿开挖和血下台阶朴开挖面旱距离屡L晴3鹅为葛30~瞒90擦m傲，如量面测允许戴可适当餐加大。仰（９）库机械开茫挖时，来防止机惠械扰动粱钢架和就碰伤初盘期支护粘。违0.3项m塔（１０财）机械挤开挖时剃，防止料机械扰坑动钢架醋上碰伤屡初期支悔护。繁（１１剪）在开呆挖时如琴发现向胞下掉块翼或流砂可，应立疗即用木春板封口条支挡，粥空隙用弦砂袋填眉塞，初拘期支护独完成后门在该部糟位进行然壁后注窄浆。杀２、超号前栅饼（１）畅材料及恢规格登采用公刺称直径丧为片32m貌m茂的普通冒钢点管圾(紧外创径查42.雁25m单m栋)拾制作，鼓长索2.5锯~3.裙5交m饲，一端岸壁成尖肯形，另待一端，坏端部的脚外管壁投上焊一秩圈直犬径纠8m竭m拦的钢筋都加强。嚼如果要田注浆，坏每隔一闲榀上还框要钻上掉小孔。永（２）聋布置碌一般布棕置在拱轿顶般3/趋5始长的拱颤弧范围遗内，间剧距庆20~吓40锁m馅，外插炭角炮5~度7客度，每韵隔一榀躺钢架设瞒一次管奔栅。退如在拱腥部出现皱砂、砾恰石层，麻则应在虽其范围语内布管乡，此时夕外插角厘为间20~夜3淘0吐度，并誉应在钢庭管内注绿浆。井如在拱呀脚或中托层墙脚践有砂、惧砾石层队，则应奏在其拱荷、墙脚呈布置一聚排注浆钉管，管笛长为捎2.5秤m腐，纵向洒间喉距宏0.4雕m悲，向下垮倾融角何4愁5摘度。惠（３）偷施工锻管栅给脖钢架的势腰部向韵前穿出类，当钢患架用工铜字钢制抢作时，津在其腰岸部应按伯管栅间滴距用电救焊落孔鸭。偷安装时樱先用吹亡风电钻维（由煤发电钻改跑制）或道手封风阶动凿岩蝴机引孔牲，然后素用风动完凿岩机陈（此时垮应摘去瑞回转爪到）将钢榆管击顶熊入土中搏。龙若钢管捏和管壁龟间有空榆隙，应殊采用注欣浆填满上。寸（４）肾注浆张将浆液按装放特西制的牛纲角泵内咱（比安冷装砂浆伞锚杆的数牛角泵估大），摆用风压塑注浆，页风压一略般小于秀0.6妻MP朋a客。晚３、钢伙架淡（１）尾制作应叹符合设惹计，尺葛寸正确套，质量目符合标伸准（要误重点检偏查焊缝唉尺寸及凳质量）急，每批播部品必虑须抽样诞试拼。定（２）研架设钢扔架前应阁仔细检项查工挖葵断面，矛要保证律钢架和作围岩间滨至少有梯2~3拜c虚m早的保护刘层。先（３）甘钢架架定设误差昌不得超廊过以下物允许值加：在拱胖墙脚以很上枣1呀m股内钢架籍安装误愧差不得罚有负值近。其它议部位，追个别突欠出部断分阻(帆每平方新米内不年大泳于秆0.1徒m案2景)蚁侵入衬收砌断面向不大仰于底5c挺m枪；钢架亮的正误久差不得陷大鸭于际10c醉m统，并满充足钢架访的保护饱层厚；丝间距误袜差不得斯大于间座距哥的瞧10酒%炊；垂直盟度允许柴意味泄着腐2知0泊.潮。壁（４）惜两段钢化架间的出连接必慨须符合讯设计要殖求，上钞齐并拧步紧螺栓贵。沈（５）餐按设计搬要求，酸安装两揉榀钢架盲间的连唉接拉杆摄，拉杆别和钢架溜连接若肌设计为费焊接，络则应保烦证焊缝性长度的沃焊接质什量。乱４、钢昼筋网侄按钢架孤间距预露制并点银焊成网绞，安装信时两片蛮钢筋网壤之间在然横向要竟搭拉一方个钢筋浆间距。串５、喷喇混凝土匠（１）瘦管栅安匪装后在牵喷混凝归土前完退成，以赤免安装伪管栅时药扰动已统喷好的集混凝土眉。管栅蓄的注浆仪则在嚅忆混凝土纪后进行沫。威（２）陆先检查膊钢架设皮尺寸无惠误后方给可喷混费凝土。紧（３）丙在喷混型凝土以魔前应用姓高压风锦将钢架蛛、钢筋甜和受喷秆面上的帆粉尘和锈杂物评虾理干净馋。拱、溜墙脚和查隧底的螺浮碴、允积水必艇须清理诚干净。滚（４）星喷混凝匠土应保凡证设计筐厚度，暗超挖部赖分全部葱用喷混瓣凝土回冈填，严情禁在超拼挖部分缺回填片捆石。币（５）斩钢架和绝钢筋必托须全部帐被喷混百凝土包塌住，四乐周至少膜2c剪m旋的保护枪层。钢娃架和围它岩间的普空隙要矩用喷混气凝土充陷填密实殊。之（６）遇喷混凝袜土顺序樱由下而见上，拱验部喷混蹦凝土应五先喷完右左、右劈侧拱腰摄以下部猫分再喷苹拱顶。熟（７）铁粘附在胜拱、墙周脚的回进弹物必寿须及时税清理干廉净。匙（８）断为便于朵钢架上当、下两他片的连窄接，钢吩架的拱宿、墙脚秤连接板拳在喷混此凝土时滴可临时奥用纸袋眼包缠，龄以防喷豆上混凝反土。耐６、二熟次衬砌斗（１）毫初期支反护变形箩稳定后仇方可进戏行第二蔽次衬砌缩，否则厉应对第肢二欠衬哀砌采取妹加强措愤施。颗（２）尽宜先作乡仰拱及盏充填，偿且作拱冬、墙第竟二次衬谨砌。此绪时应保跌证其横缓向工作逆缝均在恢同一横插断面上仍，以免届仰拱及很充填部耐分的混离凝土收惧缩时拉颗裂拱墙页混凝土宗，否则阴应待仰承拱及充互填部分魂的混凝四土收缩财至一定近程度后燃方可在重上作拱汽、墙第北二次衬粗砌。摊四、监已控量测非本工法轮量测工律作是施问工管理羞中不可隐缺少的津环节。额它不仅夕监视围纳岩在开恨挖过程威中的动券态，确草保施工蹦安全。毯而且调浸整初期忙支护参仔数，确店定二次霜衬砌和欣仰拱施铜作时间挂等提供颈信息依预据。摊（一）纽量测项寇目：崖１、隧正道初期眼支护拱僵脚、曲酱边墙、殿大跨处找水平收坟敛量测亦；劣２、拱棍顶下沉读量测；师３、地宾表下沉帮量测；弟４、洞誓内状态槽观察。橡（二）并量测断崖面间距犬(m每)桶：求１、隧电道水平李收敛和犬拱顶下岭沉量测腐间距恐10~比20外m虹；党２、轩哄表下沉敢量测沿挂隧道纵柔向间距叹20~柴30帮m个。享（三）州量测频垄率：未１、隧珍道水平娃收敛和片拱顶下壁沉量测拥频率。芝开挖后裹1~1量5姑天，量伶测频见率鸦1羡次订/忆天。猴开挖后旺16~野3涉0妈天，量予测频费率脊1/妻2有天。月开挖后期1~史3塔个月，愤量测频辽率姻1皇次体/脸周。柜开挖后放3宫个月以浅后，量厅测频刘率僵2僚次彼/洲月。造当下半奸断面开林挖总指茂挥量测扣断面时茄，量测桨频率应累适当增吼加，以或便掌握脆位移（食下沉）绵的变化悦情况。夏当日变键形值增乡大时，厕或变形科突破，奸位移速味度加速岛时，应姨增加量晶测频率枪。使２、地陪表下沉诞量测频宿率。徐在地表清下沉量责测区间窝内妇(污距开挖再面前方是为斧2般倍洞径表开始进产行，到戏开挖面做后涂方惧2~压5芝倍洞径蓬处走止睡)惯，量测艘频后率刃1努次司/晶2中天；例３、进指行洞内决状态观犬察时，坟对每个拉开挖面灵都要进你行观察冈，一般港每天观根察一次牛。竿（四）队围岩变捷形控制反标准：鉴１、当霸隧道水负平位移顺速度为抬0.1草~0.雹2mm斥犬/颂天。拱渴顶下沉芝速度抖为缘0.1庄mm写/蜘天以下袜时，一绝般可认糠为围岩月已基本半稳定，捉模筑混胁凝土衬血砌待围图岩达到殊基本稳岩定后浇可筑。膨２、隧村道水平轿位移日裁收敛值涉控制在量2m杠m捆，累计坝最大收祥敛值控午制尘在秒30m雕m皆以下，细拱顶下隙沉控制榜在每回日顾4m下m裳，累计识最大悦值盗70m狂m瞧以下；猪地表下义沉控制烘在每柿日的3m偏m蚁，累计朴最大值萝控制术在雄50m枪m帐以下。屡（五）权加固措票施：霞当变形帆量超过志上述控疲制值时嫩，又无详收敛趋兰势或初冻期支护爆发生明岗显变形她时，则谅需对超移标准段监除加强讨监视外译并及时称采取加污固措施谁。城１、一终般情况悲增加喷丧砼厚度耽。个２、当瞎变形段普较长时杜，每隔萍8瞒m壶作一网篇喷钢筋殃混凝土牧加固圈妹，每圈韵长睡2众m堡，如果宴变形仍吵得不到妙控制，耐则妙在翠8示m末的未加躺固段中俱，再设军加固圈修。膨３、按慕上条办蛙法加固旨变形仍宿不能控跳制，则叙应分段昼加设临崇时仰拱童。竖４、当拉围岩仍薪达不到刚稳定，白初期支亩护难以火控制围舒岩变形序发展，危可考虑遇提前施税工作模黄注混凝纳土或钢列筋混凝罢土衬砌惨。股（五）保修改初窃期支护槐参数绵当初期能支护支榴围岩位踪移很小秆，而且畜很快达缝到稳定供时，可遗在下一慕段同类烈围岩初发期支护斗结构适讯当减弱存。浩五、效取益分析百（一）垦施工安孔全，速数度比常尘规施工鼠快；庆（二）例节省投蛛资。在嚼军都山慈隧道：匆和明挖迅路堑相田比，每竿延米可值节省唇42宜4秃元；与纲明洞相闲比，每陡延米可活节盲省候394费7影元；戒（三）昨运营安多全可靠抽，无病掀害；加（四）茅扩大了般在浅埋循软弱地彻层中用将暗挖法醒修建大耗断面隧冬道施工默技术领桃域，为择铁路隧哨道，城郑市地铁镜的修建牌开创了爆新路。拌六、施觉工实例起军都山裙隧道在婆进口端凝625馆m金长的黄圾土段为脏冲积，避洪积的疫黄土质互沙粘土低，部分筛地段夹携有碎石茄、角砾牵石和细娇沙层。拦有地下蝇水。拱指顶覆土苏厚免3.6瞎~23色m体。地表满有民房园和通雄行柳25邮t希的汽车丑公路。婆隧道设五计采用示复合式领衬砌、估蛋形横干断面。伐开挖断彻面慢120套.2逆6茄平方米蛮，开挖乡断面的泡高、宽古分别匙为伟11.汗2昂m情，察11.房46缎m敬。袍初期支童护参数伴为：辅１、喷奶混凝土姓厚疗25c舟m槐；息２、直农径尼6m戚m吊钢筋网训、间锁距贪15×逃15c致m草；糖３、拱暂墙用直浑径穷22×疮300烂0m罚m访锚杆，狐间棉距六1.0纺m裕，按梅哥花形布甜置，起悲拱雁2顿m诊以上范传围不设俭；寄４、钢赢支撑用洋1告6豆号工字堂钢和用朗直怪径巨22m破m部钢筋制卷作的格损栅支撑法。钢支颂撑由分挨段组成拖，拱安部孕3~程4净段，每服侧边墙肝两段，窜仰拱两珠段。每侨段用螺平栓连接可（仰拱洪中间用写钢筋搭困焊）。单钢支撑鉴间的连笑接杆用结直搏径凤22m柿m怒园钢，另间裹距锦1场m叠。挥第二次蠢衬砌的往模注混撒凝土厚繁50c摔m玻、夹在两次购支护之燕间设有寺1m咳m商厚的聚症氯乙烯划软塑料把板以作价防水层抢。婶在隧道临开挖时仇采有了先前述的报主要机哑械。会由于有磁地下水惭，机械傻碾压形拍成的泥沿浆使施论工无法桌进行。谁开始在住洞内挖周井降水画、井深邪1.5梳m疼，左右题交叉设煌置，间故距素10见m亭，效果时不佳。那后来对妥地下水疲较大地榆段采彡灯地表深植井降水虚，共秀钻穷2胳8摩口井，父最大时韵的抽水孙量吉共谢43m护3施/市h