1、淺埋黃土雙線鐵路隧道工法secret淺埋黃土雙線鐵路隧道工法為解決淺埋、雙線黃土隧道的施工技術(shù)，大秦鐵路的軍都山隧道曾進(jìn)行多項(xiàng)專題研究，其成果獲鐵道部1989年科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。本工法是研究成果的一部分的具體在施工中應(yīng)用。一、工法機(jī)理及適用范圍本工法采用非爆破的大斷面開挖、復(fù)合式襯砌。拱部在開挖前采用超前管柵（必要時(shí)注漿）加固地層，以減少尚未形成初期支護(hù)前的地層壓力；用鋼架、鋼筋網(wǎng)噴混凝土和錨桿形成聯(lián)合初期支護(hù)體系，為圍巖提供主動(dòng)抗力、抑制圍巖有害變形，使圍巖充分發(fā)揮自承能力，是主要的受力結(jié)構(gòu)；第二次襯砌僅承受部分地層壓力；在整個(gè)施工過程中通過對(duì)圍巖的量測、監(jiān)挖來指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。本工法適用于開挖

2、洞徑在12m以內(nèi)，拱頂復(fù)土厚大于0.3倍洞徑的黃土、粘土、砂、礫石等四系地層的雙線鐵路隧道及相應(yīng)的地下工程。有進(jìn)下水時(shí)應(yīng)另行采以有效的排、降水措施。二、工法特點(diǎn)（-）采取非爆破的大斷面開挖、噴錨支護(hù)，不僅節(jié)約了木料，同時(shí)也為使用大型機(jī)械創(chuàng)造了條件,提高了施工進(jìn)度，使用勞力少。（二）拱部開挖前采用超前管柵、自上而下的分層開挖和用量測結(jié)果指導(dǎo)施工，能有效地控制塌方,施工較安全。（三）全斷面開挖完成后，拱墻模筑混凝土一次完成。（四）本工法適應(yīng)性強(qiáng)，可使用大型機(jī)械，也可以使用小型機(jī)械，可使用有軌運(yùn)輸，也可以使用無軌運(yùn)輸。三、施工工藝（一）施工順序斷面分為上、中、下三導(dǎo)臺(tái)階，自上而下地開挖。施工順序如圖

3、1所示。上、中層臺(tái)階開挖時(shí)可并行操作。上臺(tái)階挖下的土經(jīng)水平運(yùn)輸后從上而下地倒在中臺(tái)階上，連同中臺(tái)階挖下的士在中臺(tái)階上裝車運(yùn)出洞外。下臺(tái)階的開挖和上、中臺(tái)階開挖采用交替作業(yè)。即在開挖下臺(tái)階時(shí)停止上、中臺(tái)階開挖,待下臺(tái)階開挖至一定長度后才停止開挖，作臨時(shí)順坡段L再開挖上、中臺(tái)階。下臺(tái)階和仰拱開挖并行操作。（二）施工機(jī)械可根據(jù)施工進(jìn)度要求和現(xiàn)有設(shè)備選定。軍都山隧道使用的機(jī)械如下表，供作參考。主要施工機(jī)械施工項(xiàng)目機(jī)械名稱規(guī)格、型號(hào)主要性能挖、裝、運(yùn)上臺(tái)階裝載機(jī)CAT953（美國）內(nèi)燃、履帶式、斗容L4M3挖、裝中、下臺(tái)階，仰拱裝教機(jī)CAT-966D（美國）內(nèi)燃、輪胎式、斗容2.8M3反鏟挖掘機(jī)WY60

4、（國產(chǎn)）內(nèi)燃、履帶式、斗容0.6M9運(yùn)輸無軌自卸汽車1212T（意大利）載重15t有軌電瓶車XK8（國產(chǎn)）8t傾斜式礦車隧道工程車車容6M5管棚、錨桿鑿孔風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)YT28（國產(chǎn)）注漿注漿機(jī)牛角泵（自制）風(fēng)壓噴射混凝土噴漿機(jī)轉(zhuǎn)子n型（國產(chǎn)）淺埋黃土雙線鐵路隧道工法secret建筑資料下我就在筑龍網(wǎng)(三)開挖勞力組織勞力組織根據(jù)采用的機(jī)械設(shè)備而定。采用上述機(jī)械時(shí)，開挖及裝運(yùn)全部由機(jī)械完成，其余施工人員負(fù)責(zé)配合機(jī)械施工、機(jī)械挖土后人工修整和初期支護(hù)。勞力組織采用綜合作業(yè)。上、中臺(tái)階開挖每小班所須勞力：裝載機(jī)2臺(tái)司機(jī)4人、洞外拌噴料6人、上臺(tái)階15人、中臺(tái)階6人共31人。下臺(tái)階、仰拱開挖時(shí)停止上、中

5、臺(tái)階開挖，所需勞力基本同上：裝載機(jī)、反鏟挖掘機(jī)司機(jī)各2人，開挖中臺(tái)階的6人轉(zhuǎn)為開挖下臺(tái)階，開挖下臺(tái)階的15人負(fù)責(zé)仰拱的開挖、初期支護(hù)、二次襯砌和充填，洞外拌噴料6人不變。運(yùn)輸人員根據(jù)運(yùn)輸工具和運(yùn)距遠(yuǎn)近而定。仰拱二次襯砌及充填所需混凝土的拌和、運(yùn)輸由拱墻二次襯砌人員負(fù)責(zé)。(四)工藝要點(diǎn)及注意事項(xiàng)在施工時(shí)除應(yīng)符合國家和鐵道部現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及工藝要求外，工藝要點(diǎn)及應(yīng)注意事項(xiàng)如下：1、開挖(1)每次開挖長度應(yīng)經(jīng)量測結(jié)果決定，一般情況不得大于以下長度：上臺(tái)階為一根鋼架間距;中、下臺(tái)階為兩根鋼架間距；仰拱為6m。(2)上臺(tái)階采用環(huán)形開挖留核心的開挖方法，核心長1.52.0m,核心的大小以工人在環(huán)形上

6、操作方便為度。(3)開挖斷面應(yīng)較設(shè)計(jì)外擴(kuò)以下尺寸：考慮施工誤差襯砌內(nèi)輪廓線外擴(kuò)(一般為5cm)；予留圍巖變形量(一般為812cm,可根據(jù)量測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整)。(4)每層臺(tái)階每閃開挖前均應(yīng)進(jìn)行測量放線，上一層臺(tái)階的初期支護(hù)未完成(如未打錨桿)不能進(jìn)行下一層臺(tái)階的開挖。(5)中、下臺(tái)階均分左、右側(cè)開挖，開挖完一側(cè)后再挖另一側(cè)，開挖面應(yīng)前后錯(cuò)開78m.(6)上臺(tái)階長度一般為2025嘰中臺(tái)階長L在無軌運(yùn)輸時(shí)為3090m,在有軌運(yùn)輸時(shí)為減少拆鋪軌道的麻煩，可盡量加長其長度，如量測允許可將黃土段的中臺(tái)全部挖完后再開挖下臺(tái)階。為避免順坡的麻煩，也可采用圖2的施工順序。(7)中、下臺(tái)階間的臨時(shí)順坡長L根據(jù)運(yùn)輸設(shè)

7、備的性能選定。(8)仰拱開挖亦分左、右側(cè)進(jìn)行。仰拱開挖和下臺(tái)階開挖面距離L為3090m,如量測允許可適當(dāng)加大。(9)機(jī)械開挖時(shí)，防止機(jī)械擾動(dòng)鋼架和碰傷初期支護(hù)。0.3m(10)機(jī)械開挖時(shí)，防止機(jī)械擾動(dòng)鋼架上碰傷初期支護(hù)。(11)在開挖時(shí)如發(fā)現(xiàn)向下掉塊或流砂，應(yīng)立即用木板封口支擋，空隙用砂袋填塞，初期支護(hù)完成后在該部位進(jìn)行壁后注漿。2、超前柵(1)材料及規(guī)格采用公稱直徑為32皿的普通鋼管(外徑42.25mm)制作，長2.53.5m,一端壁成尖形，另一端，端部的外管壁上焊一圈直徑8mm的鋼筋加強(qiáng)。如果要注漿，每隔一桶上還要鉆上小孔。(2)布置一般布置在拱頂3/5長的拱弧范圍內(nèi)，間距2040m,外插

8、角57度，每隔一根鋼架設(shè)一次管柵。如在拱部出現(xiàn)砂、礫石層，則應(yīng)在其范圍內(nèi)布管，此時(shí)外插角為20飛。度，并應(yīng)在鋼管內(nèi)注漿。如在拱腳或中層墻腳有砂、礫石層，則應(yīng)在其拱、墻腳布置一排注漿管，管長為2.5m,縱向間距0.4m,向下傾角45度。(3)施工管柵給鋼架的腰部向前穿出，當(dāng)鋼架用工字鋼制作時(shí)，在其腰部應(yīng)按管柵間距用電焊落孔。安裝時(shí)先用吹風(fēng)電鉆(由煤電鉆改制)或手封風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)引孔，然后用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)(此時(shí)應(yīng)摘去回轉(zhuǎn)爪)將鋼管擊頂入土中。淺埋黃土雙線鐵路隧道口去secret，笑他型建筑資料下我就在筑龍網(wǎng)若鋼管和管壁間有空隙，應(yīng)采用注漿填滿。（4）注漿將漿液裝放特制的牛角泵內(nèi)（比安裝砂漿錨桿的牛角泵大）

9、，用風(fēng)壓注漿，風(fēng)壓一般小于0.6MPa.3、鋼架（1）制作應(yīng)符合設(shè)計(jì)，尺寸正確，質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)（要重點(diǎn)檢查焊縫尺寸及質(zhì)量），每批部品必須抽樣試拼。（2）架設(shè)鋼架前應(yīng)仔細(xì)檢查工挖斷面，要保證鋼架和圍巖間至少有23cm的保護(hù)層。（3）鋼架架設(shè)誤差不得超過以下允許值：在拱墻腳以上1m內(nèi)鋼架安裝誤差不得有負(fù)值。其它部位,個(gè)別突出部分（每平方米內(nèi)不大于0.1m,）侵入襯砌斷面不大于5cm；鋼架的正誤差不得大于10cm,并滿足鋼架的保護(hù)層厚；間距誤差不得大于間距的10%;垂直度允許意味著2°.。（4）兩段鋼架間的連接必須符合設(shè)計(jì)要求，上齊并擰緊螺栓。（5）按設(shè)計(jì)要求，安裝兩棉鋼架間的連接拉桿，拉桿

10、和鋼架連接若設(shè)計(jì)為焊接，則應(yīng)保證焊縫長度的焊接質(zhì)量。4、鋼筋網(wǎng)按鋼架間距預(yù)制并點(diǎn)焊成網(wǎng)，安裝時(shí)兩片鋼筋網(wǎng)之間在橫向要搭拉一個(gè)鋼筋間距。5、噴混凝土（1）管柵安裝后在噴混凝土前完成，以免安裝管柵時(shí)擾動(dòng)已噴好的混凝土。管柵的注漿則在嚅混凝土后進(jìn)行。（2）先檢查鋼架設(shè)尺寸無誤后方可噴混凝土。（3）在噴混凝土以前應(yīng)用高壓風(fēng)將鋼架、鋼筋和受噴面上的粉塵和雜物評(píng)理干凈。拱、墻腳和隧底的浮喳、積水必須清理干凈。（4）噴混凝土應(yīng)保證設(shè)計(jì)厚度，超挖部分全部用噴混凝土回填，嚴(yán)禁在超挖部分回填片石。（5）鋼架和鋼筋必須全部被噴混凝土包住，四周至少2cm的保護(hù)層。鋼架和圍巖間的空隙要用噴混凝土充填密實(shí)。（6）噴混凝土

11、順序由下而上，拱部噴混凝土應(yīng)先噴完左、右側(cè)拱腰以下部分再噴拱頂。（7）粘附在拱、墻腳的回彈物必須及時(shí)清理干凈。（8）為便于鋼架上、下兩片的連接，鋼架的拱、墻腳連接板在噴混凝土?xí)r可臨時(shí)用紙袋包纏，以防噴上混凝土。6、二次襯砌（1）初期支護(hù)變形穩(wěn)定后方可進(jìn)行第二次襯砌，否則應(yīng)對(duì)第二欠襯砌采取加強(qiáng)措施。（2）宜先作仰拱及充填，且作拱、墻第二次襯砌。此時(shí)應(yīng)保證其橫向工作縫均在同一橫斷面上，以免仰拱及充填部分的混凝土收縮時(shí)拉裂拱墻混凝土,否則應(yīng)待仰拱及充填部分的混凝土收縮至一定程度后方可在上作拱、墻第二次襯砌。四、監(jiān)控量測本工法量測工作是施工管理中不可缺少的環(huán)節(jié)。它不僅監(jiān)視圍巖在開挖過程中的動(dòng)態(tài)，確保施

12、工安全。而且調(diào)整初期支護(hù)參數(shù)，確定二次襯砌和仰拱施作時(shí)間等提供信息依據(jù)。（一）量測項(xiàng)目：1、隧道初期支護(hù)拱腳、曲邊墻、大跨處水平收斂量測；2、拱頂下沉量測；3、地表下沉量測；4、洞內(nèi)狀態(tài)觀察。（二）量測斷面間距向）：1、隧道水平收斂和拱頂下沉量測間距1020叫4 / 6淺埋黃土雙線鐵路隧道工法secret2、軒表下沉量測沿隧道縱向間距2030m。建筑資料下羲就在筑龍網(wǎng)（三）量測頻率：1、隧道水平收斂和拱頂下沉量測頻率。開挖后15天，量測頻率1次/天。開挖后163。天，量測頻率1/2天。開挖后13個(gè)月，量測頻率1次/周。開挖后3個(gè)月以后，量測頻率2次/月。當(dāng)下半斷面開挖總指揮量測斷面時(shí)，量測頻率

13、應(yīng)適當(dāng)增加，以便掌握位移（下沉）的變化情況。當(dāng)日變形值增大時(shí)，或變形突破，位移速度加速時(shí)，應(yīng)增加量測頻率。2、地衰下沉量測頻率。在地表下沉量測區(qū)間內(nèi)（距開挖面前方為2倍洞徑開始進(jìn)行，到開挖面后方25倍洞徑處止），量測頻率1次/2天；3、進(jìn)行洞內(nèi)狀態(tài)觀察時(shí)，對(duì)每個(gè)開挖面都要進(jìn)行觀察，一般每天觀察一次。（四）圍巖變形控制標(biāo)準(zhǔn)：1、當(dāng)隧道水平位移速度為0.ro.2nm/天。拱頂下沉速度為0.1皿/天以下時(shí)，一般可認(rèn)為圍巖已基本穩(wěn)定，模筑混凝土襯砌待圍巖達(dá)到基本穩(wěn)定后澆筑。2、隧道水平位移日收斂值控制在2皿，累計(jì)最大收斂值控制在30mm以下，拱頂下沉控制在每日4mm,累計(jì)最大值70mm以下；地表下沉控

14、制在每日3mm,累計(jì)最大值控制在5011m以下。（五）加固措施：當(dāng)變形量超過上述控制值時(shí)，又無收斂趨勢或初期支護(hù)發(fā)生明顯變形時(shí)，則需對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)段除加強(qiáng)監(jiān)視外并及時(shí)采取加固措施。1、一般情況增加噴磴厚度。2、當(dāng)變形段較長時(shí)，每隔8m作一網(wǎng)噴鋼筋混凝土加固圈，每圈長2m,如果變形仍得不到控制，則在8m的未加固段中，再設(shè)加固圈。3、按上條辦法加固變形仍不能控制，則應(yīng)分段加設(shè)臨時(shí)仰拱。4、當(dāng)圍巖仍達(dá)不到穩(wěn)定，初期支護(hù)難以控制圍巖變形發(fā)展，可考慮提前施工作模注混凝土或鋼筋混凝土襯砌。（五）修改初期支護(hù)參數(shù)當(dāng)初期支護(hù)支圍巖位移很小，而且很快達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，可在下一段同類圍巖初期支護(hù)結(jié)構(gòu)適當(dāng)減弱。五、效益分析（一

15、）施工安全，速度比常規(guī)施工快；（二）節(jié)省投資。在軍都山隨道：和明挖路塹相比，每延米可節(jié)省424元；與明洞相比，每延米可節(jié)省3947元；（三）運(yùn)營安全可靠，無病害；（四）擴(kuò)大了在淺埋軟弱地層中用暗挖法修建大斷面隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，為鐵路隧道，城市地鐵的修建開創(chuàng)了新路。六、施工實(shí)例軍都山隧道在進(jìn)口端6251n長的黃土段為沖積，洪積的黃土質(zhì)沙粘土，部分地段夾有碎石、角礫石和細(xì)沙層。有地下水。拱頂覆土厚3.623m。地表有民房和通行25t的汽車公路。隧道設(shè)計(jì)采用復(fù)合式襯砌、蛋形橫斷面。開挖斷面120.26平方米，開挖斷面的高、寬分別為11.2m,11.46mo初期支護(hù)參數(shù)為：1、噴混凝土厚25cm；淺埋

16、黃土雙線鐵路隧道工法secret2、直徑6mm鋼筋網(wǎng)、間距15X15cm；建筑資料下羲就在筑龍網(wǎng)3、拱墻用直徑22X3000mm錨桿，間距1.0m,按梅花形布置，起拱2m以上范圍不設(shè)；4、鋼支撐用16號(hào)工字鋼和用直徑22mm鋼筋制作的格柵支撐。鋼支撐由分段組成，拱部34段，每側(cè)邊墻兩段，仰拱兩段。每段用螺栓連接（仰拱中間用鋼筋搭焊）。鋼支撐間的連接桿用直徑22nm園鋼，間距l(xiāng)mo第二次襯砌的模注混凝土厚50cm、在兩次支護(hù)之間設(shè)有1mm厚的聚氯乙烯軟塑料板以作防水層。在隧道開挖時(shí)采有了前述的主要機(jī)械。由于有地下水，機(jī)械碾壓形成的泥漿使施工無法進(jìn)行。開始在洞內(nèi)挖井降水、井深1.5m,左右交叉設(shè)置，間距10m,效果不佳。后來對(duì)地下水較大地段采鄉(xiāng)地表深井降水，共鉆28口井，最大時(shí)的抽水量共43n?/h,取得了較好的效果。降水井的布置是：在每橫斷面上左右中布置一口井，井位距隧道中心各9m；井位縱向間距20m；井深由隧底下1016小。終孔直徑130mm,采用的是100JDX24型深井泵。黃土段的施工由進(jìn)口端和1號(hào)斜井兩端同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)口端采用無軌運(yùn)輸，斜井端采用的是有軌運(yùn)輸。基本上使用的是圖1、圖2的方法按本工法的要求施工。后來，為了減少施工干擾和中、下臺(tái)階間作順坡段的麻煩，而且量測結(jié)果又允許，剩下的下臺(tái)階和仰拱的開挖是在整個(gè)黃土段的上、中臺(tái)階挖完后才進(jìn)行的。此時(shí)下臺(tái)階