维普资讯 http://www.cqvip.com 铁２００７年第９期 道建筑 ２７ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３．１９９５（２００７）０９．００２７．０２ 黄土浅埋富水隧道施工技术研究 侯晓莉 （西安铁路工程职工大学，西安７１００６５） 摘要：在介绍石太客运专线南庄隧道的施工技术的基础上，结合施工的具体情况对黄土浅埋富水地段隧 道施工的注意事项进行了分析与研究。 关键词：黄土隧道 浅埋 富水 施工技术 中图分类号：Ｕ４５３．６文献标识码：Ｂ 石太客运专线是我国较早开工的客运专线之一， 该线运营初期将承担石家庄与太原间的大部分旅客和 部分货物运量，太中银铁路建成后，又将成为连接西部 与华北的快速通道，在我国铁路运输网中起着举足轻 重的作用。 １工程概况 南庄隧道位于太原市阳曲县东凌井乡南庄村处， 线路里程ＤＩＫ１４９＋６００～ＤＩＫ１５２＋９４５，全长３ ３４５ ｍ。 在隧道上方有南庄村，偏北一侧有后烟村。隧道区地 形呈马鞍形，ＤＩＫ１４９＋６００～ＤＩＫ１５０＋２６０以及ＤＩＫ１５１ ＋９７０ ＤＩＫ１５２＋９４５段埋深较深，ＤＩＫ１５０＋２６０～ ＤＩＫ１５１＋９７０之间被黄土覆盖。隧道为双线隧道，隧 道进口段位于直线上，其余段落位于Ｒ＝６ ０００ ｍ的曲 线上，线路纵坡为１１‰～１２％。的下坡。 ２施工方法 鉴于双侧壁导坑法施工在中部弧形导坑开挖时拱 部安全性较差，所以此浅埋地段隧道采用对开挖面进 行竖向、横向分割的交叉中部隔壁法（ＣＲＤ法）施工 （见图１）。ＣＲＤ法隧道施工坚持“短开挖、少扰动、强 支护、及时密贴、实回填、严治水、早封闭、勤量测”的原 则；开挖方式均采用挖掘机掘进和人工开挖相结合。 开挖完毕后钢支撑及时封闭成环并施作喷锚支护，仰 拱及衬砌及时跟进，临时钢架的拆除待洞身主体结构 支护施工完毕并稳定后，方可进行；施工中按有关规范 及标准要求进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结 构的稳定，为支护参数的调整、二次衬砌的施工提供依 据，以便合理确定二次衬砌的施作时间。施工中，加强 收稿日期：２００６．１２．２４；修回日期：２００７—０６．０５ 作者简介：侯晓莉（１９７ｏ＿－），女，陕西西安人，讲师。 图１ ＣＲＤ法工序示意图（单位：ｃｍ） 过程控制，确保工程主体达到内实外美。 ＣＲＤ法是用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割进 行开挖的方法，是在地质条件要求分部开挖及时封闭 条件下采用的，要求用临时仰拱封闭断面。开挖时上 台阶长度２０ ｍ，下台阶为３０～４０ ｉｎ，上、下段交互并进 开挖。上段开挖时，为了分散应力，上段支撑采用扩大 拱脚的形式，以提高承载力，并施设Ｉ２ｚ 工字钢的临时 仰拱，及时封闭成环。中隔壁拆除后构件的应力变化 小，全封闭时中壁应力大，拆除时应力向拱部周边重新 分布，中壁拆除后对隧道的纵向变形影响很小。待隧 道施工围护断面基本稳定之后开始拆除中壁和临时仰 拱，其拆除基准为：７ ｄ拱顶下沉量的增量＜２ ｍｍ；７ ｄ 净空收敛值的增量＜４ ｍｍ。 ３隧道施工观察 ３．１洞内观察 洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察 两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行，观察 维普资讯 http://www.cqvip.com ２８ 铁道建筑 Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２００７ 中发现黄土地质条件恶化时，应立即采取相应处理措 施；观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开 挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定 卡；在节理、裂隙发育的镶嵌状、块状脆性硬岩地段应 重视观察围岩的节理、裂隙走向及发育程度，对易引起 的排水系统排除洞外，分为顺坡排水和反坡排水。 ５施工技术要点 １）黄土隧道浅埋段施工，先根据设计调查的水文地 质情况再结合实际调查，作出评估在隧道地表量测布设 深井降水、排水，使土层固结；在超浅埋地段必要时施工 水泥土搅拌桩，等达到强度时进行隧道开挖，从而改善 隧道拱顶，减小土层中裂隙宽度，降低地表下沉，并结合 坍塌的岩块及时进行锚杆支护或喷射混凝土封闭。对 已施工地段的观察每天至少应进行一次，主要观察喷 射混凝土、锚杆、钢架和二次衬砌等的工作状态。 ３．２洞外观察 洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地 段。其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边仰坡稳 定状态、地表水渗透情况等。净空变化、拱顶下沉和地 表下沉等必须项目应设置在同一断面，其量测断面间 距及测点数量应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法的 规定进行。 ４浅埋段防排水措施 此段隧道本着“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综 合治理”的原则，以防为主，切实做到提高结构自防水 能力，做好防水层、施工缝、变形缝等多道防水层，对于 隧道内的积水本着以最短的流程引排；时时监测地下 水的情况，充分考虑雨季及地表径流对地下水的影响， 对于涌水特殊地段采取地表降水、排水，洞内降水排水 以及注浆堵水等措施。以下主要讨论浅埋涌水地段的 地表降排水、地表径流排水、隧道洞内排水等施工措 施。 ４．１地表降排水 根据需要采用深浅井点降水相结合的方法。 ４．２地表径流排水 本隧道三面环山，中间低洼，形成较大的汇水区， 雨季汇水区对隧道有不利影响，对于井点降水也有不 利影响，所以在井点降水槽之间的宽度基础上，对汇流 进行输导。 ４．３隧道洞内排水 隧道排水本着“预防为主”的原则，应以地表井点 降水为主，洞内降水、排水为辅的方法。隧道洞内排水 措施包括：①淋水区集中地带打眼后连续布置排水管， 引水至集水坑内。②水导管施工时在核心土上和拱脚 处铺设防水材料，将水引至临时集水坑内，及时抽出， 减少水对黄土的侵蚀作用。③当地下水量较大时，在 洞内采用井点降水法，将地下水降至隧道衬砌底部以 下，以改善施工条件，加快施工进度；施工过程中管理 好施工用水，不使废水漫流。④当隧道洞内有大面积 的渗漏水现象，可采取钻孔将水集中汇流，经管、槽排 入水沟。⑤洞内的施工用水及引排的水经由洞内临时 洞内排水，确实保证黄土施工的质量及安全。 ２）采用ＣＲＤ开挖工法，挖掘机与人工相配合的方 式开挖，严格控制超欠挖，减小对黄土土层的扰动，开 挖时缩短掌子面暴露时间，初期支护紧随其后进行（临 时支撑及时架立，封闭成环），超前小导管严格按设计 布设；施工中严格遵循“管超前、短进尺，强支护、早封 闭、勤量测”的原则。 ３）墙脚、拱脚预留３０ ｃｍ人工开挖，严禁超挖，开 挖循环进尺采用０．７５ ｍ或者１．５ ｍ，遇有不利地质，开 挖循环进尺控制在０．７５ ｍ（即１榀）；对于隧道施工时 严格施工用水管理，严禁水浸泡拱（墙）脚，施工拱架 前，消除拱架底的积水和淤泥； ４）开挖后应立即对隧道周边及掌子面进行喷射混 凝土封闭，喷射混凝土可掺加合成纤维，并及时施作锚 杆、钢筋网及钢支撑；喷射混凝土时喷射机的压力一般 不宜超过０．２ ＭＰａ；锚杆施工宜采用煤矿螺旋干钻成 孔；锚杆宜采用药包式或早强砂浆式锚杆，各种锚杆设 置垫板；为了防止钢支撑下降过快，可在钢支撑拱脚下 支垫２５ ｃｍ×２５ ｃｍ×８ ｃｍ的木板，可有效地减少小拱 脚的下沉速率，或者钢架基脚和分部开挖基脚等处设 置注浆锁脚锚管以控制基脚变形；钢支撑施作后每侧 应施作锁脚锚杆≥３根，锁脚锚杆直径应≥２２ ｍｍ，长 度应≥４ ｍ；为确保二次衬砌厚度，预留变形量为 １５ ｃｍ。仰拱应超前，并应一次灌注成型，仰拱距离掌子 面宜控制在３０ ｍ以内；拱墙衬砌应整体灌注，并及早 施作。 ５）坚持隧道的监控量测，时刻注意本地区的雨讯 情况，监控地表汇流和径流，适时做好防护措施；坚持 做好地质超前预报，预测开挖面前方有无较大涌水、陷 穴；注意观察掌子面黄土的节理和状态，定时测得黄土 的含水率，适时对黄土进行定性评价；按照监控量测方 案，做好地表沉降和隧道内的沉降收敛，遇有情况及时 做出应对措施。 参 考 文 献 ［Ｉ］ＴＢＩＯ００３－－２００１，铁路隧道设计规范［ｓ］． （责任审编 自敏华）
