贾宝林

摘 要：黄土无水时具有一定的强度和自稳性，遇水具湿陷性，极易失稳产生坍塌，防坍塌是黄土隧道施工安全控制的重点。同时，渗水浸泡、扰动隧道仰拱基底，对重载铁路后期运营亦会形成隐患。本文结合干阳沟隧道工程实例，采取临时仰拱、集水抽排、基底换填等措施，对重载铁路渗水黄土隧道施工进行小结，以期对以后的施工有所借鉴。

关键词：铁路；黄土；隧道；技术

中图分类号：U39.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）12-0141-02

1 工程概况

山西中南部铁路通道工程全部完工后，预计车速可达到每小时120公里，其属于重载铁路，开行电力牵引为104吨列车。其中干阳沟隧道是整个工程的关键区域，整体长度为8463m，单洞双线，埋深10～200m，最大开挖宽度14.04m，高度12.13m，开挖面积135.03m2。挖掘洞身时，渗水呈线状流出，渗水量达500～800m3/d。

2 隧道施工

黄土是一种具有很大强度且稳定性较好的无水土层，其还具有湿陷性，一旦其遇到水，那么土层的结构就会瓦解，进而容易产生坍塌。由于施工路段采用了重载铁路，其产生的重力作用更显著，影响深度更深。运营时，冲击力长时间反复作用，可能会在基底形成病害，影响正常运营。因此，在黄土隧道施工中的支撑工程与基底处置是该隧道的难点。

隧道的拱形部位用Φ42小导管超前支护，应用仰拱法来开展施工挖掘。初期支护采用了网喷C25混凝土、系统锚杆、临时仰拱以及I20钢拱架，并及时封闭成环，以改变原有的应力方向，从而达到维持围岩结构的作用。对于围岩渗水采取分段集中，然后将其抽出隧道。对于软化的仰拱基底，采取换填水泥处置碎石，预留注浆管，后期压浆密实。

2.1 开挖支护

上台阶施工开始时，应该在其拱形120°区域位置内安置Φ42超前小导管，其与纵向塔之间的距离要超过一米，同时要加固前方的土体。按照三台阶法，合理划分开挖高度。与此同时还要留一部分核心土，以便于设备使用，每次挖掘控制在1榀钢拱架距离，挖掘开始要喷洒4cm左右的C25混凝土，防止开挖面暴露在外，以免孔隙水从断面处渗出。另外在施工过程中注意钢拱架、锁脚锚管、钢筋网片的安装，每次安装完成后都要喷洒一定厚度的C25混凝土。

中台阶施工开始时，当挖到核心土，随即安设临时仰拱钢架，随后要立即喷洒C25混凝土。挖掘过程应该左右交叉，而挖掘的间距要小于2榀钢架的距离。开挖工作开始，就要喷射4CM左右厚度的C25混凝土，以保证其端面不暴露出来，与此同时还要做好钢拱架、锁脚锚管、钢筋网片的安装，安装结束后要立即喷洒规定后的的混凝土。

下台阶开挖时，应该要左右交叉的方法，而挖掘的间距要小于2榀钢架的距离。开挖开始，就要喷射4CM左右厚度的C25混凝土，另外还要做好钢拱架、锁脚锚管、钢筋网片的安装，随即喷射混凝土至设计厚度。

2.2 防沉降措施

安设钢拱架时，钢拱架底脚一定安置在坚实土体上，可采用支垫钢板、方木，扩大受力面积。拱架的下端两边都要放置一根Φ42锁脚锚管，钢拱架和兩根“L”形的钢筋连接为一个整体。

为了避免双侧拱脚出现架空，中下台阶拱腿开挖时，应该左右两边交叉的方式开工，每次开挖落地的距离为2榀钢架，两边交叉的距离3～5m。

2.3 施工排水

2.3.1 渗水汇集

拱脚和上、中台阶之间的挖出一个临时的汇水坑，其距离应超过1.5米，以便于汇集渗水。而这些临时性的汇水坑内部都要喷洒混凝土，以避免其出现渗水，与此同时还要及时将汇水坑中的水排除。

2.3.2 积水抽排

通过铺设的管路，用水泵将仰拱前端集水井的积水，抽排至已施做完二衬段设置的抽排水接力井。顺坡地段，可以用排水管来排水。逆坡地段，利用水泵抽将渗水抽出。抽水接力井周边均用钢筋混凝土浇筑，不得渗漏水。

2.3.3 分段截水

逆坡地段，渗水会顺着仰拱和围岩的接触面，向前流向未施工的仰拱，给最前端施工造成很大困难。在隧底仰拱以下，每隔100m设置横向截水盲沟，截断流向掌子面的渗水。用土工布和碎石包裹的方法来制作渗水盲沟，沟内设置通长φ200开孔波纹管。中仰拱中部设置集水井，井壁采用透水的无砂混凝土管，井底封闭不漏水。积水通过水泵，抽排至附近的接力井。如图1所示。

2.3.4 开挖仰拱段抽排水

仰拱开挖后，为避免渗水漫流，还要在隧道底部的横、纵方向布置盲沟；用土工布和碎石包裹的方法来制作渗水盲沟，并设置通长φ50开孔波纹管。容易图2所示：

2.4 隧底处置措施

在施工时，对隧底的原状黄土不可避免有所扰动，加之为确保隧道施工安全而快速封闭，考虑到重载铁路运营的动载作用，需对隧道采取工程措施进行加固处理。施工中，隧道底部则用5%的混凝土和碎石来填充，并留下注浆管的位置，杜绝运营隐患。如图3所示。

2.5 其他工程措施

（1）渗水黄土段施工，要快速施工，及早闭合初期支护结构。为了避免出现各个台阶在施工过程中带来的影响，应该将其进行封闭。同时还要合理的安排施工计划，按照计划来执行各项施工，以此来提高施工的效率，有效避免开挖面长时间的暴露。（2）初期支护仰拱必须按设计做到位，并对钢架进行有效连接，防止扭曲变形。钢架未封闭前，应设置临时垫板等措施确保钢架底部稳定，并严格按照土质隧道要求进行各工序施工。（3）排水工作要合理安排，人员工作分配也要结合实际情况，避免渗水浸蔓，同时还要保证施工区域内无明显的浸水。（4）加强仰拱环、纵向施工缝防水设施的施工质量，严格检查验收，确保防水效果满足设计要求。（5）实时监控岩层的变化，；利用精密的测量仪器对拱顶和拱脚进行检测，一旦发现问题，要在第一时间处置。

3 几点感受

（1）对于黄土隧道，一定要详细掌握地质资料和地质变化情况，综合考虑，合理选择施工方法。时常监测、核对土层的含水量，对开挖面素描观察，若有差异，及时提出，会商确定。（2）有水黄土隧道，要特别注重临时仰拱和锁脚锚管的作用，严控施做质量。（3）渗水的收集和抽排至关重要，一定要系统的考虑集水、排水方案，制定完善的措施，按照1.5倍的渗流量配置抽排水设备。严防浸泡拱脚、墙脚。（4）施工中，应短进尺，快循环，快封闭，严格工艺标准、严格管理，及时监测、及时反馈、及时二衬，采用双控方来确保施工过程的安全，黄土隧道在施工时，要及时喷射混凝土封闭开挖面。（5）在黄土质隧道的施工中，开挖后围岩暴露时间不宜超过4小时，做好初期的防护工作，重点关注拱脚、边墙中部及墙基部位，同时还要加固拱脚，以保证整个支护与围岩的稳定性。

4 结语

干阳沟隧道渗水黄土段施工，关键是开挖支护技术、渗水抽排的控制，通过采用三台阶临时仰拱法开挖等工艺措施，采取分段横向盲沟分段截水、仰拱基底纵横向集水、掌子面临时集水和集水抽排等措施，能够提高施工的质量，确保其安全。此外，采取基底换填的方法，为以后运营安全也提供了保证。

参考文献

[1]TZ204-2008，铁路隧道工程施工技术指南[R].铁道部经济规划研究.

[2]朱永全，宋玉香.隧道工程[M].北京：中国铁道出版社，2005.

[3]贺延西，苏万军.石太铁路客运专线大断面黄土隧道施工技术[J].铁道标准设计，2006（7）：21-24.