郑西线大断面铁路黄土隧道施工技术

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1、万方数据哭1明郑西线大断面铁路黄土隧道施工技术张建波(青藏铁路公司，青海西宁810000)摘要：黄土具有多孔性、密度低、易发生湿陷等特点，在黄土地区修建隧道常会给施工和通车后的安全运行造成影响。结合郑西铁路客运专线隧道施工实践，介绍了在黄土地区修建大跨度铁路隧道的开挖、支护、防排水等施工关键技术，为解决黄土地区大断面隧道施工问题提供了相应经验。关键词：黄土地区；大跨度隧道；开挖；支护；防排水中图分类号：U455．4文献标识码：B文章编号：1672—3953(2008)01—0067—031工程背景2隧道施工关键技术我国是世界上黄土分布面积最广的国家之一，黄土面积占国

2、土面积的6．5％[1]，主要分布在甘肃、山西、陕西、内蒙古等地区。通过对国内黄土地区近50座既有隧道的调查发现，其中不少隧道在施工及运营期间出现了大量问题，如初期支护失稳、二次衬砌开裂、地基湿陷、施工过程中坍方及涌水等口。]。郑西铁路客运专线潼洛川隧道全长3816m，其中明洞长15m，该隧道为双线隧道，其断面设计最大开挖宽为15．2m，高为13．18m，最大埋深120m。在港口镇设有斜井，和线路交于DK343+100In处，斜井长294m。该隧道位于潼关黄土台塬区前缘，进口位于潼沟河左岸，岸坡地形较陡，冲沟发育，相对高差20～70m；出口端位于黄土塬边，地形起伏，相

3、对高差15～50ITI。黄土台塬区表层为第四系上更新统风积砂质黄土，中部为第四系中更新统风积砂质黄土、下部为第四系下更新统风积砂质黄土、黏质黄土，底部为第四系下更新统冰湖积粉土、卵石土和砾砂等。第四系上更新统风积砂质黄土厚10～33ITI，为自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅲ级(严重)，湿陷性土层厚18．0ITI。隧址区地下水的补给来源主要为大气降水、地表径流及灌溉回归水，地下水的补、径、排条件与塬面的形状、岩土的性质、孔洞、地表陷穴、漏斗的发育程度关系密切。收稿日期：2007—12-10作者简介：张建波(1962一)，男，工程师，2007年毕业于上海交通大学建筑工程学院

4、建筑与土木工程专业，工程硕士由于该隧道工程水文地质情况较差，存在多种黄土隧道特有的不良地质现象。同时客运专线隧道相对于现有一般等级铁路隧道具有一定的特殊性，如断面加大、跨度增大、列车运行速度快、振动大，线路各方面技术要求都提高了很多，因而客运专线大断面黄土隧道的修建难度大大增加。施工中应根据地质情况多种辅助措施联合应用，总的原则是勤预报、管超前、短进尺、强支护、快封闭。2．1洞口边仰坡施工为保持边、仰破稳定性，首先搞好洞El防排水系统，做好截水、排水沟和防护；然后用挖掘机分台阶自上而下进行开挖；需爆破时采用弱爆破，以减小对洞口围岩的扰动；人工清理并修整坡面；最后根据

5、设计要求进行洞口边、仰坡锚、网、喷联合防护。2．2明洞及洞门施工由于隧道洞口地段岩性较差，覆盖较浅，因此在完成洞口开挖及地表处理后，根据设计要求先施工明洞或护拱，以稳定洞口；明洞地段开挖达到设计要求后，尽快浇筑拱墙砼，待隧道进洞后再施作隧底砼。模筑砼时，内模采用9m衬砌钢模台车，外模采用组合钢模。明洞施工完成且进洞50iTI后，开始洞门施工；洞门砼采用大块组合钢模，脚手架支撑，泵送砼入模。洞门完成后，在明洞背部施作防水层，并铺设2cm砂浆保护层，然后按设计要求自下而上分层对称回填浆砌片石和土方，明洞背部回填土达到设计厚度和密实度后，予以植草。2．3洞身开挖施工进洞前

6、先进行超前支护。在洞口处设大管棚进国防交通工程与技术囫2008第l期万方数据·实例分析·郑西线大断面铁路黄土隧道施工技术张建波行预支护，大管棚施工应尽量采用于钻，保证±体的稳定性。’由于隧道进口、出口附近存在湿陷性较为严重的黄土，为控制围岩变形，防止塌方，在进出口附近V级围岩正洞开挖采用CRD法，每循环进尺0．5m，施工开挖过程如图1所示。施工时紧跟初期支护，尽快安排二次衬砌以封闭成环，稳定围岩。隧道出碴采用ZLC50型装载机装碴，15t自卸汽车运碴。盯?辩延幽’9注：1，先行洞上部开挖；2，先行洞下部开挖；3，先行洞锚喷支护钢架支撑等，设置中壁墙临时支撑(含锚喷钢

7、架)；4，后行洞上部开挖；5，后行洞下部开挖：6，后行洞锚喷支护、钢架支撑；7，灌筑仰拱混凝土；8，拆除中壁墙；9，灌筑全周衬砌图1V级围岩开挖步骤图施工中应逐段取样化验地下水，并加强监测；还应时刻注意围岩级别是否与设计相符。若发现不安全因素，应暂停开挖，及时加强初期支护及施工支护。在隧道中段围岩条件相对较好处，为加快施工进度，采用弧形开挖预留核心土的方法进行施工，步骤如图2所示。6注：1，上弧形导坑开挖；2，拱部锚喷支护；3，拱部衬砌；4，中核开挖；5，下部开挖；6，边墙锚喷支护及衬砌；7，灌筑仰拱图2lV级围岩段开挖步骤图为防止隧道底部黄土地基的变形，在施工