浅议铁路隧道开挖施工技术方法

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1、浅议铁路隧道开挖施工技术方法　　摘要：随着交通工具的发展，铁路从面世开始，就是承载最多的交通运输工具，铁路建设的重要性不言而喻。标准高、安全风险高是铁路隧道建设工程施工管理特点。关键词：铁路隧道；开挖施工技术；方法中图分类号：U45文献标识码：A引言随着我国城市快步发展，我国修建的铁路和公路隧道越来越多。虽然目前隧道长度和数量已达世界第一，但由于该领域目前施工仍以钻爆法为主，制约施工安全质量问题在国内隧道普遍存在。1.隧道力学特征和施工特点1.1力学特征较之前的建设单线和双线铁路隧道，客运专线铁路大断面隧道

2、，开挖的跨度较大、高度较高，下面是力学特征。拱顶岩块崩塌的可能会更严重，隧道拱顶不是很稳定，拱顶围岩存在拉应力区；标准有较高的围岩强度或良好的地基承载力，隧道拱脚和边墙脚处的应力集中更严重；辅助施工措施要求更强，松弛压力更大，浅埋隧道的埋深范围较大，产生拱作用要求的埋深较深；开挖之后，围岩自稳的要求标准围岩强度更高一些，隧道周围围岩呈现出更多范围的塑性化和更大的变形。71.2施工特点铁路大断面隧道施工非常的复杂，“勤量测、紧支护”更为关键；应坚持“断面化大为小、强支护、早封闭、短进尺、勤量测，来对待堆积体、

3、破碎地带、浅埋处、洞口处、黄土隧道；对铁路大断面隧道建筑办法的确认、隧道的稳固与安全有很大的干扰的，不仅包括围岩的全面性，还有围岩本身强度性。2.铁路隧道施工技术问题2.1改进开挖技术隧道开挖时，围岩级别优于III级时采用全断面法已成共识，既可保证进度也利于降低成本。问题存在于IV，V级围岩的开挖，当前普遍采用的台阶法开挖工艺有利于人员循环作业，进度和成本控制有保障，但台阶的存在造成仰拱跟进掌子面的距离超过相关规定，形成安全隐患。近年来，国内隧道施工发生众多安全事故的主要原因之一就是隧道开挖台阶长度过长。铁

4、道部越来越严格要求掌子面与仰拱的距离，就是为了确保铁路隧道施工安全，据有关规定：II工级围岩中仰拱与掌子面的距离不得超过90m，V级及以上围岩不得超过40m。对隧道开挖掌子面与仰拱之间的距离，铁道部做出了进一步的强制性规定：IV，V，VI级围岩仰拱封闭位置距离掌子面不得大于357m，隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环。当前铁路隧道施工中，由于上、下台阶不能平行作业，采用短台阶法(长度小于一倍洞径)施工时，工作效率大大降低，进度严重受阻；无论围岩的稳定性如何，采用长台阶法施工都难以满足上述强制性工序间安全

5、距离的要求。各级安全检查结果表明，如果不贯彻落实铁道部的上述要求，改进开挖技术工艺将非常困难。2.2隧道沟槽施工工艺隧道沟槽(侧沟、中心水沟、电缆槽)混凝土施工断而小，单位体积表而积大，轮廓线条多，施工困难。但是，水沟电缆槽既是隧道的“形象工程”，又是信号、通讯、电力等运营设施的直接承载体，其实体质量和表观质量直接影响了隧道工程的整体形象和使用功能。受前期隧道施工重主体、轻附属思想的影响，隧道沟槽施工至今没有开发出理想的配套设备。当前普遍采用的小块组合钢模分段施工法存在整体性差、循环时间长、加固支撑多、施工

6、效率低、工序繁杂、对工人技能要求高等诸多问题。而且外观质量和实体质量达标困难，造成施工成本高，作业文明形象差。2.3机制砂喷射混凝土湿喷工艺7在新奥法施工理论体系下，支护技术、预加固技术和围岩加固成为特殊地质条件下隧道施工成败的关键。锚喷与拱架结合的支护技术已较为成熟，长钢管压浆(大管棚和超前小导管)是超前支护的主要方式，加注浆是围岩加固的主要方式。当前，业界对超前支护作用机理的新定义是：开挖掌子面前方横向具有拱作用，纵向具有梁作用。在此理论的指引下，用于控制地而下沉的刚性预衬砌技术、用于稳定掌子面的柔预衬

7、砌和水平喷射注浆技术等成为预支护技术研究的新方向。喷射混凝土是隧道支护施工中的主要工序，根据《铁建设〔2010]241号铁路隧道工程施工技术指南》从人员劳动健康和保障喷混凝土施工质量的角度出发的规定，喷射混凝土应采用湿喷工艺。在现有技术条件下，利用机制砂，采用湿喷工艺进行喷射混凝土施工需要解决好两个问题:一是机制砂相对于大然砂在技术指标上存在的差异；二是湿喷工艺施工成本比干喷工艺高，这给规范规定的优先采用湿喷工艺标准的贯彻执行和项目成本核算带来巨大的压力。具体来讲，机制砂要满足规范要求的石粉含量限值必须经过

8、水洗工艺，而水洗机制砂的共性问题是级配不好、拌制的混凝土和易性差，泵送效果差，规范规定混凝土坍落度应在80130mm之间，实际施工中坍落度需放大到170mm以上方可泵送。混凝土坍落度增大必然导致混凝土单位用水量增加、匀质性降低，不仅严重影响了混凝土的速凝效果和强度，而且降低了支护能力及外观质量，施工成本加大，混凝土回弹量也大幅增加，这也成为喷射混凝土湿喷工艺得不到贯彻执行的主要原因。3.铁路隧道几个关键技术3.1