燕尾式铁路隧道反向施工技术应用探索

燕尾式铁路隧道反向施工技术应用探索

王宁

中铁十二局集团第一工程有限公司西安

摘要：随着我国工业和社会的快速发展，交通运输量不断增加，各种铁路隧道工程越来越多。在铁路隧道施工的过程中，燕尾式铁路隧道一直是施工中的难点，施工技术非常复杂，施工安全风险也比较多，通过将反向施工技术应用在燕尾式铁路隧道施工当中，可以有效降低工程施工的难度，提高工程施工的质量和速度。为此，我将要在本文中对燕尾式铁路隧道反向施工技术的应用进行探索，希望对促进我国铁路事业的发展，可以起到有利的作用。

关键词：燕尾式铁路隧道；反向施工技术；应用探索

1前言

工程位于山西境内，设计为单洞过渡单线双洞隧道的燕尾式隧道，其总长为940米，隧道呈现出燕尾状，在DK578+400处开始进入加宽段，到DK578处+493处分成两个小间距单线隧道，这两个单线隧道外轮廓之间的间距仅有1.5米，此后间距逐渐过渡至DK578+551处外部轮廓之间的距离仅有6米，隧道的土质条件较差，成洞条件差【1】。

2总体施工方案

在传统燕尾式铁路隧道施工的过程中，经常采用的是先大跨后双连拱、先施工双连拱，后间距施工的顺序。但是由于工程入口是悬崖峭壁，非常不便于施工工作的开展，只能从出口端向进口端进行施工，在燕尾段需要采用反向施工技术，先施工单线双洞，再施工双线单洞【2】。在隧道的施工过程中，必须根据进出洞的实际情况，对施工段的工程地质、水文地质条件和安全进行综合考量，从而制定出比较完善的施工方案。其施工顺序为，先进行右线洞的施工，在两支线洞的连接处停止，然后开挖左线，开挖到两洞的相交处停止，采用七部六步法依次开挖加宽单洞，采用CD施工法进行断面施工，最后进行CD法开挖大跨段。

图一：燕尾段施工概况

3进洞及出口正常间距段施工

隧道的出口处于浅埋段，且设有两个出口端出洞，在洞出口处应该设有1比1.25的刷坡，为了避免滑坡现象的发生，应该施作挂网喷射混凝土防护，在洞口处也应该设置导向墙，导向墙的尺寸为1米乘以1.3米，为了保证施工的质量，一定要在混凝土的配比和制作上下大工夫。在导向墙的施工完成，并达到强度后，就应该进行管棚的施工，为了提高出口端的强度，应该采用热轧无缝钢管超前长管棚进行注浆支护，长管棚长应该保持在30米，并按照一环38根的布置方式。

4小间距段的施工

在小间距段施工的过程中，由于两个支线洞之间的间隔较薄，必须控制好对右线先施工隧洞的偏压，在保护的过程中，因该采取强支护、严格控制变形的措施，需要及时采用超前支护措施，并留有足够的预留量，在开挖后，应该及时进行支护，避免隧洞坍塌现象的发生。

在本次施工中，左线隧洞的长度为58米，右线隧洞长度为78米。为了避免一侧隧洞施工对另一侧施工的影响，后施工隧洞必须在前施工隧洞施工开挖30米后，才可以开始开挖，等有线隧洞达到二衬设计强度后，才能开始进行右隧洞的开挖，对间距较小的地段，应该采用二次爆破技术，充分保证施工的安全和质量【3】。

在隧道施工的过程中，支护技术发挥着非常重要的作用，对小间距段，应该采用超前支护，采用直径为42毫米的超前小导管和直径为25毫米的超前锚杆进行注浆预支护，为了保证支护的强度，应该采用I20钢架进行全环封闭，对二次衬砌应该采用C35钢筋混凝土。

在两支线隧洞施工的过程中，其最小间隔仅为1.5米，为了保证其稳固性，应该采用超前导管支护的方式，并在中夹岩起拱线的上部应该采用预应力贯穿锚进行加固。在锚杆的设置过程中，应该将锚杆固定在左线隧道处，张拉端应该设置在右线隧道，从右线线性隧道进行钻孔、注浆和张拉。在左线隧道开挖过程中，一定要做好右洞临时横撑，这样才能防止夹岩出现严重变形情况。

5大跨段的施工

在支线隧洞的施工完成后，就开始进行大跨段隧洞的施工，其断面加宽值是呈现逐渐降低的趋势，从开始的520厘米分段变成180厘米。在两侧支线隧道的交汇处时，就不再采用两台阶法，而是转变成CD法进行施工。

由于断面的跨度突然增加，围岩的相对稳定性开始变差，在充分论证和现场试验的基础上，决定采用分段开挖的形式【4】。在第一段隧洞的施工中，将隧洞的剖面分成了7个部分，采用的是七部六步法进行施工，在开挖到第二段后，开始采用CD法进行施工，最后进行内衬施工。

七部六步法施工。在右线隧洞开挖到相交处后，开始进行上台阶的开挖，在开挖后需要及时加设临时仰拱，对喷射的混凝土一定要进行封闭支护。在该部分施工开挖6米后，就需要开始开挖左侧洞壁的导洞。在第一部分施工的过程中，一定要加设横向临时支撑，临时支撑应该采用I20工字钢或者直径为200毫米的钢管，让其和支护钢架呈上下组合的形式。在第二部分开始开挖后，左线隧道应该扩挖至右侧洞壁，两部分掌子面的距离应该保持在3米左右，一边进行支护，一边进行初期支护。为了保证围岩在施工中处于稳定的状态，在初期支线完成施工后，因该及时进行临时支护。最后在进行两线隔墙的施工，并采用CD断面施工法。在采用CD法来开挖第一段时，应该及时进行支护，直到第一部分开挖完成后，才能及时按照设计进行初支。

在采用CD法施工中，一定要合理对施工参数进行选择。对于超前支护，应该对拱部采用双排小导管超前预支护，并注入泥浆。对于开挖进尺的选择，各部分应该采用进尺为1榀钢架间距及0.5m。在开挖过程中，还应该合理对工作面间距进行控制，各个台阶之间的间距应该控制在3-5米。在施工支护中，对中隔壁临时支护和初期支护应该采用I20b工字钢，拱部施作直径为25厘米的中空锚杆和边墙砂浆锚杆。

在隧道的施工过程中，应该采用左右导坑分别开挖的形式，每侧导坑应该分为两步阶梯。在施工中，为了进一步对围岩进行保护，应该尽量采用机械辅助人工开挖的形式，每循环进尺按照榀钢架间距设置为0.5米，如果围岩的稳定性较差，则应该考虑在中部预留核心土法进行施工。

6监控测量

为了保证施工的顺利进行，一定要做好工程监测和测量工作，其主要的监测项目为围岩位移、支护系统的内力和中夹岩的压力等。为了保证监测工作的及时性，应该按照周期法进行监控，对所有的测量点因该在爆破后12小时内进行埋设，对大拱段的周边应该采用5点6线的布点方式，对小净距段左右洞边的收敛处，应该采用3点3线的布点方式。

在小间距施工的过程中，尤其是对左线隧道的施工中，因该加大对右侧围岩的测量频率，在洞口的上方设置足够多的沉降观测桩，做到随时进行监控。及时根据围岩的变动情况，对左线的开挖情况及时进行调整，并采取有效的加固措施。

在进行隧洞大断面的施工过程中，一定要做好对净空收敛和拱顶下沉的监测，尤其是在中壁的拆除中，其拱的下沉量不得大于七天两毫米的增量，如果净空收敛值小于7天时，如果发现比较严重的下沉现象时，应该及时进行加固，保证下沉量保持在合理的区间，避免施工事故的发生。

结语

燕尾隧道施工一直是隧道施工中的难点，施工技术非常复杂，安全风险也非常多。如果将反向施工法应用在燕尾隧道的施工中，可以有效提高施工的安全和质量，但是在反向进洞大跨段掌子面面分块过多，各种工序相互交错非常复杂，对围岩的扰动也较大，需要我们及时做好支护处理，对施工进度造成比较大的影响，施工的经济性也不能保证。因此，在反向施工的过程中，一定好做好工艺的优化，并及时采取围岩稳定保护措施。

参考文献:

[1]无铰连拱计算[J].何延松.北方交通.2011(03)：11-12.

[2]多孔连拱计算孔数的确定[J].王国鼎,罗秉钧.湖南大学学报.1982(01)：29-30.

[3]双连拱公路隧道合理施工方法研究[J].赖可勇.价值工程.2014(16)：39-40.

[4]连拱计算方法的学习体会[J].中南公路工程.1975(03)：57-58.