高铁隧道施工技术中正洞施工工艺；【摘要】：隧道正洞施工工艺一直在高铁隧道施工中发；【关键词】：高铁隧道施工技术正洞施工前言；桐子岭隧道起讫里程DK836 228～DK837；1工程概况；桐子岭隧道位于湖南省醴陵市王仙镇境内106国道西；2工程分析2.1地质概况；桐子岭隧道进口表层为粉质粘土，土黄～褐黄色，硬塑；所经区域气象灾害四季都有可能发生，春季倒春寒。
高铁隧道施工技术中正洞施工工艺
【摘要】：隧道正洞施工工艺一直在高铁隧道施工中发挥着重要的作用，本文以桐子岭隧道施工为背景，研究了该技术的施工和工艺技术要点。
【关键词】：高铁隧道 施工技术 正洞施工 前言
桐子岭隧道起讫里程DK836 228～DK837 003，全长775m，本次工程设计标准高，沉降控制要求严，隧道地质差，Ⅳ、Ⅴ级围岩占隧道累计长度的67.7%，且存在断层、浅埋、煤层等地段，给本次隧道施工带来了一定的施工风险和工期风险。隧道正洞施工中，针对不同的地层特点，采用相应的施工方法和工序工艺措施，是确保安全、质量达到先进合理进度水平的关键。
1工程概况
桐子岭隧道位于湖南省醴陵市王仙镇境内106国道西侧，隧道长度775m，中心里程DK836 615.5。隧道进口埋深30m，出口埋深25m，中部最高埋深90m。为单洞双线隧道，线间距5.0m，设计行车速度为350km/h。隧道内纵坡采用单面上坡，坡度为14.33‰。隧道出口段位于左偏曲线上，左、右线曲线半径分别为12000m，12005m，隧道内左、右线曲线段长均为267.89m，其余为直线段。洞内设置双侧水沟和中心水沟，双侧电缆槽，电力电缆槽位于边墙侧，通信信号电缆槽位于道床侧。隧道内设综合洞室3处，左、右两侧综合洞室内预留余长电缆腔。洞室间距为500m，沿隧道两侧交错布置。
2工程分析 2.1地质概况
桐子岭隧道进口表层为粉质粘土，土黄～褐黄色，硬塑，含少量碎石，下伏基岩为全风化紫红色砂岩，粉砂岩，含砾砂岩，砂质结构，厚层状构造。出口表层为粉质粘土，褐黄色，硬塑，含少量碎石，下伏基岩为全风化紫红色砂岩，粉砂岩，含砾砂岩，砂质结构，块状构造，胶结较密实。进口段属偏压段，加强洞口边仰坡防护，必要时增设抗滑桩。出口段DK836 800～810段为断层破碎带。
所经区域气象灾害四季都有可能发生，春季倒春寒，梅雨期洪涝，盛夏高温，伏秋干旱，冬季冻害与大雪、冰雹、大风等灾害性天气出现比较频繁。
2.2施工总体方案
本工程隧道变形和刚度要求标准高。主体结构设计使用寿命100年，工期紧
张。
基础设施总体施工方案为：以保证基础设施350km/h速度目标值为纲，以线下各项工程保证无碴轨道稳定性和高平顺性为核心，我项目部将统筹安排、精心组织，全面贯彻设计和验收标准，实现杭长客运专线要求的各项目标。
隧道为双线隧道，断面较大，由于本隧道长度为775m，工期紧，故采用由进出口双向进洞。根据工程地质，把监控量测、信息反馈和地质预报纳入工序管理，软弱围岩坚持行之有效的“先预报、多分部、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测”的原则。特别注意隧道的防水工程质量，重视供电、洞内运输，努力改善洞内施工环境，提高机械化施工效率[1]。
3正洞施工工艺分析
3.1明洞及洞口工程施工要点分析 （1）洞口明挖段开挖
桐子岭隧道洞口基岩为粉质粘土和泥质板岩，强风化，岩性较软。隧道洞口埋深浅，为保证洞口的施工安全，洞口开挖前，首先作好地表防排水，按设计图纸和实际地形，修筑洞顶截水沟，将地表水排至路基范围以外。根据工期要求我项目部计划从进出口双向进洞施工，先进行进出口明洞开挖及边仰坡施工。
1）洞口开挖前，首先搞好线路复测工作，确保施工放样准确。
2）边、仰坡开挖后采取打设锚杆、挂钢筋网、喷射砼、骨架护坡加固的处理措施；边、仰坡自上往下开挖，开挖时严格控制坡面坡率一致，坡率控制在1：1，开挖后及时进行防护工程施工。
3）洞口土石方采用明挖法自上往下分阶段、分层开挖，第一阶段根据围岩情况，结合暗洞开挖方法，预留进洞台阶；第二阶段开挖其余部分，形成永久边仰坡。明挖段采用逐层分级开挖，最后一级高度结合管棚施工确定，明挖段开挖应自上而下逐层分级进行，随开挖随挂网随喷混凝土进行边、仰坡防护。至暗挖段拱顶开挖轮廓线高度时，垂直下挖至设定的上半断面底部。
4）洞口土方直接采用人工配合挖掘机进行，自卸汽车运至弃碴场，靠近边坡处预留30cm左右的保护层，防止超挖，人工清刷、修整，并及时夯实整平成型，保证边坡平顺度、坡率符合设计及新验标的要求。
5）石方采用浅孔小台阶爆破，边、仰坡开挖才采用人工配合挖掘机开挖，不满足要求时采用松动控制爆破拉槽并预留光爆层，再二次光面爆破成型，或预
裂爆破法，以减轻对洞口围岩的扰动，保证边坡平顺度；施工严格重点控制布眼、装药参数，装药量；爆破后，及时清除松动石块[2]。
（2）防护施工
为保证施工顺利进行，在进行暗洞施工前应对洞口衬砌外1-3m范围内的边仰坡进行锚喷（网）加固。采用10公分厚喷射混凝土挂钢筋网支护，钢筋网采用ф6，网格20×20cm。锚杆采用Ф22砂浆锚杆，L=4.0m，间距1.5×1.5m，呈梅花形布置，喷射砼为湿喷。
3.2洞身开挖工艺 （1）测量
测量是控制开挖轮廓精确度的关键，每循环由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓，由开挖和爆破人员画出炮眼位置。
（2）定位开眼
钻眼时要求钻杆与地面平行，对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，钻孔误差要控制在3～5cm以内。
（3）钻孔
采用风钻打眼，炮眼深度在3m以内时，两茬炮衔接处的台阶不得不大于15cm；采用台车打眼，接茬处的台阶高度应按机型而定，但不得大于25cm。
钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要丰富经验。钻孔时严格按照炮孔布置图正确对孔，以确保爆破质量。周边孔外插角1°～2°，炮孔相互平行，周边孔在断面轮廓线上开眼（在Ⅴ级围岩地段，周边眼在断面轮廓线内5～10cm处开眼）。周边眼误差环向不大于5cm，掏槽眼误差不大于3cm，其它眼误差不大于10cm。在钻眼过程中，应根据炮眼位置和掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。
（4）爆破设计及工艺
钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。为了充分
发挥围岩的自承能力，减轻对围岩的振动破坏，桐子岭隧道采用微振控制爆破技术，实施光面爆破，并根据围岩情况及时修正爆破参数，达到最佳爆破效果，形成整齐圆顺的开挖断面，减少超欠挖。
为减轻爆破时对围岩的扰动，周边眼采用φ25小直径光爆药卷，并采用导爆索串装药结构，孔口堵塞长度不小于40cm。Ⅳ级围岩周边间距E=45cm，最小
抵抗线W=56cm，相对距离E/W=0.80，周边眼装药集中度0.30kg/m。爆破参数《Ⅳ级围岩钻爆炸药分配表》、《Ⅳ级围岩台阶法开挖爆破参数表》。钻爆作业还要根据地质条件及时修正爆破参数, 以期达到最佳爆破效果[3]。
（5）轨道铺设
轨道四轨两线布置，采用L=12.5m、P50钢轨，轨距900mm，普通木枕，P43轨道岔。另在掌子面100 m范围四轨两线外铺设两根P24轨，作为钻爆台车和喷混凝土台车轨道，轨距4 300mm。
轨道铺设标准位：轨道平整、顺直； 线间距满足错车要求，没10m设一规矩拉杆；轨道枕木按1360根/km布置，道岔处枕木间距适当加密；掌子面150m以内铺设一组单开道岔，共两组，以使掌子面出渣形成循环道，其余地段按600m左右铺设一组道岔。
3.3Ⅳ级围岩的开挖钻爆设计
Ⅳ级围岩采用台阶开挖，如图1所示。初期支护还要紧跟开挖，仰拱超前，全断面浇筑二次衬砌砼。台阶长度以3～5m为宜，作为上断面钻孔、喷、锚、钢架、网作业的工作平台，上、中、下断面时爆破开挖。
Ⅱ1Ⅳ3Ⅳ5Ⅳ级围岩台阶法开挖示意图
图1三台阶开挖法
a.上断面开挖；b.上断面初期支护；c.中断面开挖；d.中断面初期支护；e、下断面开挖；f.下断面初期支护。
开挖时要短进尺、弱爆破，减轻对围岩的破坏，循环进尺设计为0.5～1.0m，月掘进安排60m。洞身开挖后，立即锚喷网拱架初期支护，及时封闭围岩。
4施工方法分析
4.1 CD法施工
CD法施工工序基本与CRD法相同，CRD法开挖每一个断面后，要施工I18的临时仰拱，CD法开挖后，不需要施工临时仰拱，只在开挖面上喷射10cm的砼。施工步序如图2所示。
CD法施工示意图系统径向锚杆⑵ⅧⅧ⑷超前砂浆锚杆围岩在超前注浆锚杆预支护下，按如下顺序开挖。开挖顺序说明：①上部左边开挖及支护；②中部左边开挖及支护；③下部左边开挖及支护；④上部右边开挖及支护；⑤中部右边开挖及支护；⑥下部右边开挖及支护；Ⅶ灌筑边墙基础及部分仰拱及填充；Ⅷ利用台车一次性灌筑拱墙部砼衬砌。φ22砂浆锚杆④①I18临时钢架Ⅷ②隧道中心线⒁Ⅷ⑤③Ⅶ⑥Ⅶ格栅钢架CD法施工工序纵面图L≥30m初期支护二次衬砌3～5m5～6m右上部开挖面3～5m3～5m左上部开挖面掌子面仰拱右中部开挖面右下部开挖面左下部开挖面左中部开挖面图2 CD法施工工序图
4.2台阶法
台阶法的施工要点主要包括以下几个方面：
1）上台阶的高度根据钢架设计结合导坑受力情况综合确定为6～7m；上台阶施工长度以满足机械化施工所需空间为准，通常为60m～80m；下台阶、仰拱、二次衬砌等的间距及长度见图6-5-3。
2）爆破应控制爆破对对地层的扰动，减少超挖。
3）上部掘进进尺应根据地层条件、施工水平及设计钢架支护的间距确定；Ⅳ级围岩每次最大开挖长度不超过3榀钢支撑的间距，Ⅴ 级围岩每次最大开挖长度不大于2榀钢支撑的间距。
4）下部开挖时，必须左右侧交错开挖，每次开挖长度不大于3榀钢支撑间距。
5）仰拱尽量紧跟初期支护，尽快施作仰拱及填充层，实现支护结构的闭合。
仰拱一次开挖长度为4～6m，分段跳槽施工。仰拱施工时，搭设防干扰平台以保证掌子面的正常施工。
4.3三台阶七步法
采用三台阶七步开挖法施工的隧道，一方面应将超前地质预报纳入施工工序，并根据工程水文地质变化情况，及时调整各部台阶长度或施工方法，采取相应的技术措施，及早封闭成环，保证施工安全[4]。
另一方面应根据工程水文地质条件，按设计要求做好超前支护，防止围岩松弛，保证隧道开挖安全。在断层、破碎带、浅埋段等自稳性较差或富水地层中，超前支护应按设计要求进行加强。
结语
本次施工经测试，研究数据表明：
1）该隧道围岩存在长期应力作用，但隧道各部位围岩压力和结构应力趋于均匀分布。
2）二次衬砌平均接触压力小于设计围岩压力；二次衬砌混凝土应力均小于混凝土强度值，断面结构安全稳定。
3）二次衬砌结构外观良好，未发现裂纹、压屈现象。
