婁志峰

（中鐵二十局集團(tuán)市政工程有限公司，甘肅 蘭州730030）

蒙西到華中煤運(yùn)鐵路是國內(nèi)一次建成最大規(guī)模的運(yùn)煤專線，線路北起內(nèi)蒙古浩勒報吉，終點(diǎn)到達(dá)江西省吉安，線路全長1837 公里，規(guī)劃設(shè)計輸送能力為2 億噸/年。跨越蒙、陜、晉、豫、鄂、湘、贛七省區(qū)，本線是一條超長的遠(yuǎn)距離煤運(yùn)專線，也是我國“西煤東運(yùn)”- 大秦線（山西大同至河北秦皇島）修成之后，又一條電氣化煤運(yùn)專線，更是“北煤南運(yùn)”的里程碑式杰作。蒙華鐵路穿越內(nèi)蒙古、陜西段黃土高原分布有面積廣闊的濕陷性黃土地層，隧道穿越黃土地質(zhì)極易發(fā)生坍塌。如何既能保證施工進(jìn)度又能確保施工過程中的安全成為建設(shè)者們面臨的一個課題。

1 工程簡述

青化砭1 號隧道作為一條國鐵Ⅰ級單洞雙線隧道工程，位于陜西省延安市寶塔區(qū)轄區(qū)青化砭鎮(zhèn)范圍內(nèi)，本隧道起訖里程為DK344+251～DK345+609.18m，全長1358.18 米，隧道穿越濕陷性純黃土地層，最大覆土厚度為138 米，隧道即為濕陷性純黃土地質(zhì)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，施做難度大。

2 施工控制要點(diǎn)

2.1 洞頂陷穴處理

為了保證濕陷性黃土隧道安全施工，對洞頂周圍陷穴進(jìn)行處理，目的是防止雨水從陷穴滲入隧道。在隧道開挖前，施做時先清理陷穴里面影響施工及質(zhì)量的垃圾，再人工按照預(yù)先策劃的形狀進(jìn)行修整，至符合施工要求，從陷穴底部采用拌和好的三七灰土，人工配合小型機(jī)具分層回填、夯實，在距地面約1m 處，擴(kuò)大陷穴頂口尺寸，三七灰土回填高于地面二層，且不小于30cm。陷穴四周2m 外人工開挖臨時排水溝，人工采用M7.5 砂漿將水溝底部及兩側(cè)進(jìn)行抹面，排水溝根據(jù)排水要求設(shè)置5%的縱坡，確保排水溝流水暢通。

2.2 零擾動進(jìn)洞，保證洞口段穩(wěn)定

黃土隧道洞口段土體穩(wěn)定性較差，局部存在溜塌、陷穴和滑坡等不良地質(zhì)，施工安全風(fēng)險較高。我們遵循“早進(jìn)晚出”的施工原則，根據(jù)現(xiàn)場自然地形地貌和自然環(huán)境，在黃土隧道洞口段采取不刷坡或少刷坡的方法，盡量減少施工擾動，力爭實現(xiàn)零擾動進(jìn)洞。超前支護(hù)優(yōu)先采用Φ42 小導(dǎo)管。

2.3 選擇微三臺階法，提高施工效率

青化砭1 號隧道為Ⅳ、Ⅴ級圍巖，施工前先對拱部采用Φ42 超前小導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)支護(hù)，然后采用微三臺階法開挖，上、中臺階長度不大于5m，下臺階及初支仰拱與掌子面距離不大于12m。開挖后，先初噴混凝土封閉巖面，及時施做初期支護(hù)。鋼支撐安裝后，要及時打設(shè)鎖腳錨管并噴射混凝土，使隧道斷面形成一個封閉環(huán)，增加隧道的穩(wěn)定性（圖1）。

圖1 微三臺階施工

2.4 嚴(yán)格控制開挖工藝，合理設(shè)置預(yù)留變形量

蒙華鐵路項目推行采用空間立體全斷面微三臺階法施工，初支仰拱與下臺階同步施工，確保安全高效。

開挖采用挖掘機(jī)配合松土器進(jìn)行開挖，進(jìn)尺不超過2 榀，一般預(yù)留10cm 至20cm 人工修整層；土石分界段落，優(yōu)先選用機(jī)械開挖；若遇機(jī)械開挖困難，需爆破松動時，遵循“多打眼，少裝藥”的爆破原則，盡量減少爆破擾動影響。采用先爆破松動，后機(jī)械修整的施工順序。預(yù)留變形量設(shè)置為10cm～30cm，根據(jù)揭示的地質(zhì)條件和監(jiān)控量測數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整，防止發(fā)生初支侵限和過大超挖。

2.5 隧道開挖完成，初期支護(hù)及時跟進(jìn)

為了保證濕陷性黃土地段順利施工，消除濕陷性，開挖后及時施工初期支護(hù)。支護(hù)措施采用格柵鋼拱架、錨噴網(wǎng)混凝土及鎖腳錨管聯(lián)合支護(hù)。初期支護(hù)施工按照鐵道部安全步距要求，及時進(jìn)行施做。格柵鋼拱架按設(shè)計位置用立供機(jī)安設(shè), 安設(shè)過程中出現(xiàn)格柵鋼架與混凝土初噴層之間存在較大縫隙時，加設(shè)墊塊。錨管支護(hù)施工的關(guān)鍵是注漿，結(jié)合工程實際，注漿時封堵孔口，注漿管插至距孔底5 厘米至10 厘米處，水泥漿注入，慢慢勻速拔出注漿管，注漿完成后，迅速把錨管插入，把錨管和格柵鋼拱架焊接牢固，增加穩(wěn)定性和剛度。噴射作業(yè)是初期支護(hù)施做當(dāng)中最關(guān)鍵而緊張的一步工序，要求濕噴機(jī)械手按設(shè)計分層噴射初支混凝土至設(shè)計厚度。

2.6 實施信息化管理，做好地質(zhì)超前預(yù)報和量測監(jiān)控

本隧道地質(zhì)情況復(fù)雜，要求隧道開挖前及時做好地質(zhì)超前預(yù)報工作，施做中量測監(jiān)控緊跟。由集團(tuán)公司檢測公司組建項目超前地質(zhì)預(yù)報專班；由集團(tuán)公司技校和檢測公司聯(lián)合組建監(jiān)控量測專班，共設(shè)5 個量測小組。各方簽訂合同明確責(zé)任，對項目部、工區(qū)和專班的職責(zé)進(jìn)行了界定。將地質(zhì)超前預(yù)報數(shù)據(jù)、量測監(jiān)控數(shù)據(jù)每天現(xiàn)場按時采集，并經(jīng)過專業(yè)工程師分析形成資料后及時發(fā)到項目信息化管理平臺，讓全體技術(shù)工作者及時了解、詳細(xì)掌握相關(guān)數(shù)據(jù)，以便為隧道施做提供數(shù)據(jù)支撐。

2.7 落實混凝土澆注工藝細(xì)則，確保二襯實體工程質(zhì)量

采用自行式仰拱長棧橋進(jìn)行二襯仰拱施工，在挖除回填土后，采用高壓風(fēng)（無水段）或高壓水清洗干凈，按照一次清底24m，每次澆注12m 的方法施工。二襯采用溜槽和軟管實現(xiàn)逐窗入料，采用附著式振搗器為主實行分層搗固，及時落實拱頂回填注漿，采用移動式霧炮機(jī)進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)。

為確?；炷翆嶓w和外觀質(zhì)量，在二襯澆筑方面采用分倉入料方式均勻布料，布料順序：首先混凝土通過輸送泵送至拱頂M1 三通，再通過左右側(cè)M2、M3 三通分流至左右側(cè)分料管，到達(dá)左、右側(cè)第一層A2、A4 布料窗口開始灌注混凝土，其中A1、A3 窗口作為振搗窗口，布料高度每層控制在30cm，當(dāng)混凝土澆筑至第一層布料窗口的高度時關(guān)閉第一層左右側(cè)共8 個窗口；然后移動泵送軟管通過左、右側(cè)第二層B1、B3 布料窗口繼續(xù)灌注混凝土，其中B2、B4 窗口作為振搗窗口，當(dāng)混凝土澆筑至第二層布料窗口的高度時。關(guān)閉第二層左右側(cè)共8 個窗口；然后采用轉(zhuǎn)接泵送軟管的方式通過第三層左、右側(cè)C2、C4布料窗口繼續(xù)澆筑混凝土，其中C1、C3 窗口作為振搗窗口，當(dāng)混凝土澆筑至第三層布料窗口的高度時；關(guān)閉第三層左右側(cè)共8 個窗口；然后開始澆筑拱部混凝土，通過拱頂E1、E3 預(yù)留注漿孔交錯布料的方法，澆筑至臺車面板頂高度時，完成混凝土的澆筑。若特殊情況下通過E2 布料孔進(jìn)行灌注，保證拱部混凝土振搗緊固?；炷敛捎脧南峦?，兩側(cè)交替，對稱分層澆筑，兩側(cè)對稱混凝土澆筑層面高度差需要保持在0.5m 以內(nèi)，臺車前后混凝土高差不能大于0.6m，左右混凝土高差不能大于0.5m。

圖2 二襯分倉入料布置圖

2.8 推行機(jī)械化施工、提高施工進(jìn)度指標(biāo)

根據(jù)上場策劃及施工方案情況，本著實用高效的原則，我們高度重視施工工裝的改進(jìn)和配置工作。隧道施工所需機(jī)械設(shè)備資源按照策劃、施工進(jìn)度指標(biāo)、工作面情況等，結(jié)合現(xiàn)場進(jìn)行實際配備，緊跟國家、行業(yè)政策，大力實施機(jī)械化施工，我項目在機(jī)械化方面配備了相當(dāng)多的先進(jìn)設(shè)備，正如自行式液壓棧橋、濕噴機(jī)械手等，保證了濕陷性純黃土地質(zhì)中隧道掘進(jìn)進(jìn)度，月Ⅳ級圍巖最高可掘進(jìn)112m，而Ⅴ級圍巖也創(chuàng)造了月掘進(jìn)85m的標(biāo)段最快進(jìn)尺，且減少了安全風(fēng)險。正是先進(jìn)設(shè)備大力投入，工法不斷優(yōu)化，管理日益提升，最終確保了總體任務(wù)目標(biāo)順利實現(xiàn)。

3 結(jié)論

蒙華鐵路煤運(yùn)通道青化砭1 號隧道在濕陷性黃土地質(zhì)情況下，現(xiàn)場施工中結(jié)合實際情況，運(yùn)用合理的施工工藝及配套的施工設(shè)備，應(yīng)對濕陷性黃土不同施工部位的缺陷有正確的認(rèn)識，并采取必要的以上8 種施工控制要點(diǎn)，使隧道按節(jié)點(diǎn)順利貫通，且安全保證，質(zhì)量優(yōu)質(zhì)。