高速铁路黄土隧道下锚段施工方法

技术领域

本发明属于黄土隧道施工的技术领域，具体涉及高速铁路黄土隧道下锚段施工方法。

背景技术

目前，国内大力发展的客运专线铁路基本上都是一次建成双线，同时考虑工程技术作业空间、内部配件空间、安全空间、救援通道以及考虑空气动力学的影响，客运专线铁路隧道设计内净空面积达到100平方米以上。例如，某设计时速达到350km/h的客运专线，位于陕西省境内，处于湿陷性黄土地区，该线路的隧道均为黄土，稳定性差，遇水易坍塌，最大设计开挖断面积近170立方米，开挖工序比较繁琐，施工难度较高。

现有高速铁路黄土隧道下锚段施工方法在实际使用中，缺乏良好的施工前准备、防护措施，以及缺乏良好的施工中注意措施，实际进行高速铁路黄土隧道下锚段施工工作的安全性较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了高速铁路黄土隧道下锚段施工方法，以解决上述问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

高速铁路黄土隧道下锚段施工方法，包括以下具体步骤：

S1.在施工前，进行实地地质勘察工作，得到施工地的黄土结构：当施工地为砂质黄土结构时，采用深耕种植加固钉，并于洞内表面进行固化处理；当洞顶为厚层黄土层时，开挖后应力重新组合，需要循序开挖，并通过多孔式开挖方式，最终连通多组小孔形成大孔洞；

S2.在施工前，对施工地点进行准备工作，保证良好的施工前准备防护；对山体地表的陷穴、人为坑洞、墓穴进行勘察，当洞口存在偏压时，需进行重新配重处理，选取洞内中间端承重点，并针对洞内设置有拱形加固结构，且同时于洞口处设置拱形加固结构；

S3.在施工过程中，加强对施工用水的管理，避免施工废水对隧道基底或墙脚浸泡；对隧道整体的沉降情况进行检测，若实际施工地面下降5cm以内，则需要进行持续观察，若施工地面沉降超过5cm，则需要对此时的黄土结构进行重新勘测，并进行适应性加固，并采用抽水设备，对洞内积水进行排除；

S4.在施工过程中，加强对隧道内岩石的监测、检测，确保隧道不塌方，并于隧道两侧挖凿排水渠，且宽度为30cm、深度为45cm。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤S3中，大断面黄土隧道将断面分隔成几个洞室错台开挖，每循环进尺为0.5-1.5 m，在开挖过程中进行临时支护，且在开挖后进行初期支护。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤S3中，在进洞前，先做好洞口及洞项的截排水系统，在边仰坡开挖、支护完成后，先用喷射混凝土封闭洞脸，然后，再设计开挖轮廓外施作C25混凝土导向墙。

为了更好地实现本发明，进一步地，在施工过程中，大断面黄土隧道各级围岩的开挖方案为：IV级围岩采用弧形导坑法开挖、V级围岩采用C R D法开挖、VI级围岩采用双侧壁导坑法开挖。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤S1中，当黄土隧道的基底具有湿陷性黄土地基时，则采取换填、灰土挤密桩、树根桩以及注浆任意一种或者多种措施进行加固处理。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤S2中，拱形加固结构由钢筋混凝土浇筑成型，从物理层面上保证隧道不塌方。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤S2中，形成施工小组、运输小组、仓管小组、后勤小组、医疗小组，并设置预备人员，携带应急救援工具并配套大型救援设备，以便针对突发状况；设置巡查小组，以保证对施工地点以及周围情况的实时了解，并对施工原料以及器械进行定期检查维护。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过良好的施工前的准备、防护措施，并进行实地地质勘察工作，得到施工地的黄土结构，并对山体地表的陷穴、人为坑洞、墓穴等进行调查，保证了施工安全性，有利于提高施工效率；

（2）本发明通过加强对施工用水的监测与管理，加强对隧道的监测并及时排水，加强施工支护管理的措施，有效保证了施工安全度，有效推进施工的顺利进行，具有较好的实用性。

具体实施方式

实施例1：

一种高速铁路黄土隧道下锚段施工方法，包括以下具体步骤：

S1.在施工前，进行实地地质勘察工作，得到施工地的黄土结构：当施工地为砂质黄土结构时，采用深耕种植加固钉，并于洞内表面进行固化处理；当洞顶为厚层黄土层时，开挖后应力重新组合，需要循序开挖，并通过多孔式开挖方式，最终连通多组小孔形成大孔洞；

S2.在施工前，对施工地点进行准备工作，保证良好的施工前准备防护；对山体地表的陷穴、人为坑洞、墓穴进行勘察，当洞口存在偏压时，需进行重新配重处理，选取洞内中间端承重点，并针对洞内设置有拱形加固结构，且同时于洞口处设置拱形加固结构；

S3.在施工过程中，加强对施工用水的管理，避免施工废水对隧道基底或墙脚浸泡；对隧道整体的沉降情况进行检测，若实际施工地面下降5cm以内，则需要进行持续观察，若施工地面沉降超过5cm，则需要对此时的黄土结构进行重新勘测，并进行适应性加固，并采用抽水设备，对洞内积水进行排除；

S4.在施工过程中，加强对隧道内岩石的监测、检测，确保隧道不塌方，并于隧道两侧挖凿排水渠，且宽度为30cm、深度为45cm。

进一步地，所述步骤S3中，大断面黄土隧道将断面分隔成几个洞室错台开挖，每循环进尺为0.5-1.5 m，在开挖过程中进行临时支护，且在开挖后进行初期支护。

进一步地，所述步骤S3中，在进洞前，先做好洞口及洞项的截排水系统，在边仰坡开挖、支护完成后，先用喷射混凝土封闭洞脸，然后，再设计开挖轮廓外施作C25混凝土导向墙。

进一步地，在施工过程中，大断面黄土隧道各级围岩的开挖方案为：IV级围岩采用弧形导坑法开挖、V级围岩采用C R D法开挖、VI级围岩采用双侧壁导坑法开挖。

本发明通过施工前勘测，并采用实际有效的施工方法，通过加强对施工用水的监测与管理，加强对隧道的监测并及时排水，加强施工支护管理，有效保证了施工安全度，有效推进施工的顺利进行，具有较好的实用性。

实施例2：

一种高速铁路黄土隧道下锚段施工方法，包括以下具体步骤：

S1.进行实地地质勘察工作，得到施工地的黄土结构，例如砂质黄土结构相对疏松，其自身强度低，抵抗外力破坏的性能差，洞顶为厚层黄土层时，开挖后应力重新组合，自稳能力差，遇水土粒间的胶结作用遭到破，凝聚强度大为降低，再加上开挖过程的施工扰动，有可能出现围岩失稳现象，极易坍塌，进行施工前的地质勘测有利于针对黄土结构决定相应的施工方案；

S2.施工前对山体地表的陷穴、人为坑洞、墓穴等进行调查，并采取措施进行处理，洞口存在偏压时，需进行重新配重处理，以保证洞门及洞口段的稳定；

S3.施工过程中由于黄土地质的特殊性，施工过程中必须加强对施工用水的管理，避免施工废水对隧道基底或墙脚浸泡，导致围岩失稳，需加强超前地质预报预测工作，及时反馈信息，调整和完善设计参数和施工方案，为满足铺设无碴轨道要求，需对隧道基底工后沉降进行监测，并及时调整施工方案，为满足铺设无碴轨道要求，必须加强对桥隧、隧过渡段的处理和监控，确保满足要求，加强对隧道围岩的监控量测，采取有效的塌方预测、预防和控制手段，确保隧道不塌方，并加强隧道防排水系统的施工监控，确保洞内排水通畅；

S4.按照《铁路隧道围岩分级判定》标准，Q1、Q2老黄土地质评价一般为IV级围岩，Q3、Q4新黄土地质评价一般为V级围岩，软塑状黏性黄土一般为VI级围岩。按照大断面黄土隧道各级围岩的地质特性，采取的开挖方案为：IV级围岩采用弧形导坑法开挖、V级围岩采用C R D法(中壁法或交叉中壁法)开挖、VI级围岩采用双侧壁导坑法开挖。黄土隧道主要采用挖掘机等机械辅以人工配合进行开挖，墙脚、拱脚预留30cm人工开挖，严禁超挖。

优选的，所述黄土地基尤其是新黄土具有一定的湿陷性，在土体的自重压力或土的附加压力与自重压力共同作用下，一旦受水浸湿，土的结构迅速破坏，承载力急剧降低，随之产生显著的附加下沉，从而使建筑物出现裂缝甚至破坏，因此，黄土隧道的基底如遇具有湿陷性黄土地基需采取换填、灰土挤密桩、树根桩以及注浆等措施进行加固处理。

实施例3：

本实施例是在实施例2的基础上进行优化，黄土地基尤其是新黄土具有一定的湿陷性，在土体的自重压力或土的附加压力与自重压力共同作用下，一旦受水浸湿，土的结构迅速破坏，承载力急剧降低，随之产生显著的附加下沉，从而使建筑物出现裂缝甚至破坏，因此，黄土隧道的基底如遇具有湿陷性黄土地基需采取换填、灰土挤密桩、树根桩以及注浆等措施进行加固处理，高速铁路黄土隧道下锚段施工中由于断面大和黄土的特性，大断面黄土隧道将断面分隔成几个洞室错台开挖，每循环进尺为0.5-1.5 m，且要受地基加固处理工序施工的影响，为保证施工安全和结构的稳固性，开挖过程中需要进行临时支护措施和开挖后的初期支护体系，高速铁路黄土隧道下锚段施工中，在进洞前，需先做好洞口及洞项的截排水系统，在边仰坡开挖、支护完成后，先用喷射混凝土封闭洞脸，然后在设计开挖轮廓外施作C25混凝土导向墙。

本实施例的其他部分同实施例2，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。