淺埋黃土雙線鐵路隧道工法

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1、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(kāi)挖、復(fù)合式襯砌。拱部在開(kāi)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(guò)程中通過(guò)對(duì)圍巖的量測(cè)、監(jiān)挖來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。本工法適用于開(kāi)挖洞徑在12m以

2、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)（一）采取非爆破的大斷面開(kāi)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(kāi)挖前采用超前管柵、自上而下的分層開(kāi)挖和用量測(cè)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(kāi)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(wú)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(kāi)挖。施工

3、順序如圖1所示。上、中層臺(tái)階開(kāi)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)階挖下的土在中臺(tái)階上裝車運(yùn)出洞外。下臺(tái)階的開(kāi)挖和上、中臺(tái)階開(kāi)挖采用交替作業(yè)。即在開(kāi)挖下臺(tái)階時(shí)停止上、中臺(tái)階開(kāi)挖，待下臺(tái)階開(kāi)挖至一定長(zhǎng)度后才停止開(kāi)挖，作臨時(shí)順坡段L2再開(kāi)挖上、中臺(tái)階。下臺(tái)階和仰拱開(kāi)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)CAT—953（美國(guó)）內(nèi)燃、履帶式、斗容1.4M3挖、裝?中、下臺(tái)階，仰拱裝載機(jī)CAT--966D(美國(guó))內(nèi)燃、輪胎

4、式、斗容2.8M3反鏟挖掘機(jī)WY—60（國(guó)產(chǎn)）內(nèi)燃、履帶式、斗容0.6M3運(yùn)輸無(wú)軌自卸汽車121—2T（意大利）載重15t有軌電瓶車XK—8（國(guó)產(chǎn)）8t傾斜式礦車隧道工程車車容6M3管棚、錨桿鑿孔風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)YT—28（國(guó)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Ⅱ型（國(guó)產(chǎn)）???（三）開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)挖

5、時(shí)停止上、中臺(tái)階開(kāi)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(kāi)挖中臺(tái)階的6人轉(zhuǎn)為開(kāi)挖下臺(tái)階，開(kāi)挖下臺(tái)階的15人負(fù)責(zé)仰拱的開(kāi)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(guó)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(kāi)挖（１）每次開(kāi)挖長(zhǎng)度應(yīng)經(jīng)量測(cè)結(jié)果決定，一般情況不得大于以下長(zhǎng)度：上臺(tái)階為一榀鋼架間距；中、下臺(tái)階為兩榀鋼架間距；仰拱為6m。（２）上臺(tái)階采用環(huán)形開(kāi)挖留核心的開(kāi)挖方法，核心長(zhǎng)1.5~2

6、.0m，核心的大小以工人在環(huán)形上操作方便為度。（３）開(kāi)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8~12cm，可根據(jù)量測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整)。（４）每層臺(tái)階每閃開(kāi)挖前均應(yīng)進(jìn)行測(cè)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(kāi)挖。（５）中、下臺(tái)階均分左、右側(cè)開(kāi)挖，開(kāi)挖完一側(cè)后再挖另一側(cè)，開(kāi)挖面應(yīng)前后錯(cuò)開(kāi)7~8m。（６）上臺(tái)階長(zhǎng)度一般為20~25m。中臺(tái)階長(zhǎng)L在無(wú)軌運(yùn)輸時(shí)為30~90m，在有軌運(yùn)輸時(shí)為減少拆鋪軌道的麻煩，可盡量加長(zhǎng)其長(zhǎng)度，如量測(cè)允許可將黃土段的中臺(tái)全部挖完后再開(kāi)挖下臺(tái)階。為避免順坡的麻煩，也可采

7、用圖2的施工順序。（７）中、下臺(tái)階間的臨時(shí)順坡長(zhǎng)L2根據(jù)運(yùn)輸設(shè)備的性能選定。（８）仰拱開(kāi)挖亦分左、右側(cè)進(jìn)行。仰拱開(kāi)挖和下臺(tái)階開(kāi)挖面距離L3為30~90m，如量測(cè)允許可適當(dāng)加大。（９）機(jī)械開(kāi)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(kāi)挖時(shí)，防止機(jī)械擾動(dòng)鋼架上碰傷初期支護(hù)。（１１）在開(kāi)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32mm的普通鋼管(外徑42.25mm)制作，長(zhǎng)2.5~3.5m，一端