铁路隧道工程总体施工方法

铁路隧道工程总体施工方法

本线隧道明洞段均采用明挖法，暗挖隧道段均采用矿山法施工。

隧道施工方法应根据工程地质和水文地质条件，开挖断面大小、衬砌类型、隧道埋深、隧道长度、工法转换的难易、机械设备的配置、工期要求及环境制约等因素综合研究确定。对地质条件变化较大的隧道，选用的施工方法应有较大的适应性，当需要变更施工方法时，以工序转换简单和较少影响施工进度为原则，一般不宜选用多种施工方法。

隧道软弱围岩段按照“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、及时衬砌”的原则组织施工。施工中严格做到“三超前、四到位和一强化”，即超前预报、超前加固和超前支护，工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌跟进到位，强化量测，组织隧道开挖、衬砌作业队平行施工，先施工洞口顶截水沟及洞口加固工程，再施工洞口边仰坡等，进洞后形成“开挖、初支、仰拱、填充、防排水、衬砌”平行流水作业线；电缆沟槽及附属施工适时展开，以保证施工工期要求。

施工中积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺，投入大型隧道施工专用机械设备，组成开挖、装运、锚喷、二衬等机械化作业线，实现机械化快速、安全施工，以装备的技术进步促进施工的技术进步。根据施工组织设计合理安排施工作业面施工，满足架梁通道及铺轨工期要求。

各工作面按设计要求采用机械化配套，开挖采用多功能作业台架或凿岩台车，初期支护采用混凝土湿喷机械手，仰拱混凝土施工采用仰拱栈桥及配套小型工装，衬砌采用液压衬砌台车及配套小型工装，衬砌混凝土养护采用养护作业台架，水沟电缆槽采用自行式水沟电缆槽移动框架。

形成超前地质预报、开挖支护、仰拱（底板）、填充、防水二衬、附属工程均衡生产整体推进的施工格局。工程实体质量缺陷排查、检测、整治工作与施工同步进行。

根据本线实际情况，主要针对超大断面软弱围岩地段进行工法设计，Ⅳ围岩隧道地段采用三台阶法或三台阶临时仰拱法施工；Ⅴ级围岩隧道可采用三台阶法或三台阶临时仰法主施工，部分Ⅴ级浅埋、偏压地段可采用六步CD法施工。

隧道开挖采用光面爆破，严格控制超欠挖，初期支护喷射混凝土应采用湿喷工艺。

（1）超前地质预测预报

将超前地质预报纳入工序进行管理，各标段应综合采用地质素描、TSP203、地质雷达、红外探水、直流电法等物探方法，结合超前水平地质钻探、超前加深炮孔及有害气体监测、

相关水文（环境）监测等工作建立超前地质预报体系，确保人员和设备数量满足预报工作需要。

超前地质预报的结果应及时分析、判识、处理并反馈相关各方，设计单位应及时根据超前地质预报成果确定是否修正隧道设计措施，施工单位应及时利用超前地质预报成果指导施工，减少施工盲目性和安全风险。

（2）控制测量及监控量测

①控制测量

由设计单位布设GPS点、导线控制点以及水准基点，并形成洞外控制精测网络。施工单位在交接桩和施工前要对所交的桩点进行复核确认，施工时还要进行加密控制。在隧道施工过程中，建立洞内外控制系统，洞内按要求布设主副导线。测量精度要符合《高速铁路工程测量规范》的要求。

隧道平面控制测量结合隧道长度、平面形状、辅助导坑位置及线路通过地区的地形和环境等条件，采用GPS测量、导线网测量、三角形网测量及其他综合测量方法。高程控制测量可采用水准测量、光电测距三角高程测量。测量精度要符合《高速铁路工程测量规范》的要求。

②监控量测

监控量测应作为关健工序纳入隧道施工组织。施工单位应根据监控量测设计及工程特点编制监控量测实施细则、作业指导书，并落实到工艺控制过程中，根据铁路总公司要求建立监控量测信息化管理系统，及时埋点进行监控量测并上传数据，接到预警提示后及时采取相应措施。

隧道监控量测工作执行《铁路隧道监控量测技术规程》（Q/CR 9218-2015）、《关于开展铁路隧道监控量测信息系统推广应用的通知》（工管办函【2014】98号）等文件的规定。施工监测后及时根据监测数据绘制拱顶下沉、水平位移等随时间及工作面距离变化的时态曲线，了解其变化趋势，并对初期的时态曲线进行回归分析，初步判断围岩和支护结构的稳定性。收集可反映施工过程中围岩动态变化的信息，据以判定隧道围岩的稳定增长状态，以及所定支护结构参数和施工的合理性，根据收集信息指导隧道安全施工。

（3）洞口工程施工

明洞一般采用明挖法施工，首先应对洞口上方陡峭山坡或破碎的危岩落石进行清除，后按设计要求施作洞顶截水沟、天沟以及排水沟，然后按照设计坡度刷坡。仰坡开挖应逐级进行边，做到开挖一级，防护一级。

按设计施作洞口大管棚后按设计工法进行隧道暗挖施工，初期支护随开挖同步进行，使初期支护及早封闭，形成较好的支护状态以减少围岩的沉降。二次衬砌紧跟开挖同步施工。

隧道进洞6个月内完成洞门、永久边仰坡防护及绿化工程施作。

①洞口段结合地形、地质条件和施工方法确定预加固措施，对浅埋、偏压等地形、地质条件较差的隧道洞口、洞身段先预加固围岩后再开挖，视地质条件采用地表砂浆锚杆、地面预注浆、地表旋喷桩等加固围岩。

②全线大部分洞门采用切式洞门或明洞洞门，对洞口及洞身明挖段，采用网喷混凝土或砂浆锚杆等加固边仰坡。

③对隧道洞身明洞等偏压严重、明挖边坡较高或存在地质顺层的洞口，设置锚固桩防护，确保边仰坡的稳定。

④对隧道进、出口等上方有危岩落石的洞口，采取稳妥的清除、防护措施，结合缓冲结构的设置接长明洞，并设置被动防护网防护措施，确保施工及运营期安全。

⑤隧道进暗洞时根据具体围岩情况设置10m～40m洞口长管棚等超前预支护措施。

（4）超前大管棚

超前大管棚沿隧道周边布设，外插角0～3°，用长管棚钻机钻孔，开孔径向误差不大于5cm。钻进过程经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。管棚接头采用丝扣连接，隧道纵向同一截面内接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少应错开1m。管棚注浆初压力符合规范要求。

（5）洞身开挖施工

①隧道开挖一般采用钻爆法开挖，特殊地质及特殊条件下根据设计要求采用非爆施工技术。隧道Ⅳ围岩采用台阶法开挖、Ⅴ级围岩采用台阶法加临时仰拱施工。

钻爆施工中坚持"弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测"的原则。隧道开挖严格按照设计工法施工，施工前编制作业指导书。

②明挖段开挖严禁一次性大拉槽开挖，开挖前确定边坡坡率，应分段分台阶开挖，开挖完毕后及时进行锚喷网防护，采用仰拱先行，拱、墙一次衬砌。明洞开挖的临时边仰坡采用，喷射混凝土采用网喷混凝土。

（6）初期支护及临时支护

拱部系统锚杆为组合中空注浆锚杆、边墙为砂浆锚杆；钢架主要采用格栅钢架、型钢钢架。初期支护严格按照设计围岩支护参数进行施工，施工前编制作业指导书。

（7）结构防排水

隧道主体结构满足《铁路隧道设计规范》（TB10003-2016）中规定的防水等级标准，隧道拱墙防水等级为一级，隧底结构防水等级为二级。

对于地表有水塘、水田等水体的浅埋隧道段，必要时采取全封闭不排水的设计方案。对于隧道富水断层，围岩节理裂隙发育、地下水水量大、下穿村庄、地表水体及风景名胜区等环境敏感地段，宜采取开挖后径向注浆、超前注浆等堵水加固措施，尽可能减少地下水流失。

隧道防排水采取“防、堵、截、排结合，因地制宜，综合治理”的原则。采取切实可靠的措施,达到“防水可靠,排水顺畅,经济合理.不留后患”的目的。防水板采用多功能作业台架挂设、超声波焊接机焊接固定、热合焊机双缝焊接、充气法检查焊接质量；止水带采用定位卡具定位安装。在铺板前必须对基面进行处理检查，确保基面平整、无凸出铁件等异物。

（8）仰拱、填充施工

仰拱浇筑采用移动栈桥+全环弧形模板同时配备小型工装施工，台车栈桥两侧安装可收缩液压+丝杆连接的仰拱弧形模板，后方填充施工段栈桥下安装可横向移动中心水沟模板，仰拱端模、填充端模均安装在栈桥下方。每次施作12m仰拱、12m填充，仰拱弧形模、中心水沟模板、仰拱及填充端模均与栈桥刚性连接，实现仰拱与填充分开平行快速施工，模板不用搬运及重新组装。

仰拱施工时首先将仰拱模板台车行走至仰拱施工位置，利用手拉葫芦将仰拱弧形模板准确就位，然后安装仰拱端头模板、利用螺旋千斤加固仰拱弧形模板，最后浇筑仰拱混凝土，仰拱混凝土强度达到8Mpa后脱模并将液压栈桥行走12m长度，此时中心水沟模板刚好到达已完成仰拱浇筑的部位，在仰拱边墙上标注填充面标高后即可浇筑填充混凝土，下组仰拱按照以上方法同时施工，形成了仰拱与填充的平行作业。

（9）二次衬砌施工

仰拱、填充（铺底）先行施工，二次衬砌跟进，两工作面间距控制在2～3个循环长度内,营造良好的施工环境。二次衬砌采用全断面钢模整体式液压衬砌台车（配钢端模)，混凝土输送泵泵送作业，由下向上，分仓对称分层，先墙后拱灌筑，入模倾落自由高度不超过2m,机械振捣。拱顶回填注浆采用带模注浆，在衬砌脱模前完成拱顶回填注浆。浅埋地段采用Ⅴb型加强型衬砌结构，偏压地段采用Ⅴc型加强型衬砌结构，不良地质地段根据具体情况计算并结合工程类比确定衬砌结构设计参数，桥隧相连段则需进行特殊设计。

二次衬砌完成后采用人工敲击、地质雷达法、钻孔取芯等方式对二衬质量进行检查，发现问题及时处置。

（10）施工排水

顺坡排水施工地段在洞身两侧挖排水沟，利用自然坡度排水至洞外污水处理池，经处理后达到排放标准后排放。

反坡排水在洞内一侧布置一个集水坑，集水坑之间按设计涌水配制抽水设备，将洞内污水抽排到洞外污水处理池，经处理后达到排放标准后排放。

如隧道内含碳质岩、反射物质，应在洞口加设污水处理设施，经处理后达到排放标准后排放。