单线长大铁路隧道仰拱及衬砌跟进开挖面施工浅析

铁路隧道仰拱施工质量控制研究发布时间：2021-01-20T15:04:13.447Z 来源：《基层建设》2020年第26期作者：侯晓燕[导读] 摘要：文章主要针对我国某地区的铁路隧道工程，仰拱施工过程的重难点控制及开裂沉陷、渗漏水、仰拱上浮等多种质量病害的发生，不仅降低了整个项目的质量，而且也影响了出行群众的人身安全。

中铁一局集团第五工程有限公司陕西省宝鸡市 721000摘要：文章主要针对我国某地区的铁路隧道工程，仰拱施工过程的重难点控制及开裂沉陷、渗漏水、仰拱上浮等多种质量病害的发生，不仅降低了整个项目的质量，而且也影响了出行群众的人身安全。

而在铁路隧道仰拱施工过程中，隧道仰拱是隧道的重要结构，其质量直接影响隧道环形构造受力性能和运营安全，因此对其质量控制尤为重要，为了能够提高仰拱施工过程当中的质量问题，降低后期仰拱上浮以及开裂等问题的出现，文章将详细提出几点针对性的控制建议，希望能够给相关人士提供些许参考依据。

关键词：隧道仰拱；质量病害；施工质量控制引言：本文围绕铁路隧道仰拱的常见问题，提出合理化的质量控制措施，希望能够有效降低仰拱危害出现的机率，也能够提高整体铁路隧道施工的质量水平。

1.工程概述某地区的铁路隧道工程项目，隧道的长度主要占据设计方案中总项目长度的64.4%，其周边有着比较复杂的地形结构，主要经过地质断层、可溶岩等结构，有着比较发达的水系等特点，隧道内主要以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩结构居多。

在接下来的文章中，将对该地区项目隧道仰拱病害出现的根源，以及详细的施工质量控制措施进行分析。

2.隧道仰拱产生病害的原因在行业人士多年以来的研究中可以看出，针对隧道仰拱问题出现的根源，常见的有地下水、仰拱结构病害以及基底软化等方面所引起的。

分析其中基底软化问题，如果没有全面的清理好虚渣、积水或者是软化的围岩等方面的问题，都会引发仰拱病害现象的出现。

具体还可以围绕以下几点进行研究：第一，在仰拱开挖环节当中，鉴于隧道的底部或者是边墙等部位处于未支护状态，一旦出现超挖行为，导致基坑轮廓线不符合设计要求，进而影响了仰拱内部受力情况；第二，对于仰拱底部而言，在积水严重且不能顺利排水的基础上，极大的降低了隧道排水系统存在价值，以至于形成地下水裂隙通道，内部水压力持续上升，就会威胁到上部分仰拱结构的完整性，最终出现质量问题；第三，鉴于其中可溶岩段落的隐伏性岩溶，地勘资料及设计文件没有对其性质进行详细的说明时，特别是实际操作环节当中，没有提前设置好合理的过水通道，进而伴随着内部岩溶压力逐渐增加，严重威胁到了仰拱结构；第四，在拱架加工过程中，存在加工误差，影响了拱架拼装的闭合及存在较大误差的情况，最终导致钢拱架不能全面的闭合。

探讨铁路隧道施工步距控制1、概述铁路隧道施工中，开挖掌子面距离仰拱、二次衬砌工作面的长度称为施工步距。

在以往的施工过程中不被重视，施工步距超过规定值，留下安全隐患，导致某些隧道出现过后塌方关门事故，造成了人员伤亡、财产损失和延误工期等不良后果。

如何控制施工步距在规定范围内，保证施工安全与进度，值得研究。

2、关于施工步距的规定根据铁建设【2008】160号文，结合铁建设【2010】120号文，对铁路隧道施工步距[1]作出了明确规定：Ⅲ级围岩掌子面距二衬不超过120m，掌子面距仰拱不超过90m；Ⅳ级围岩掌子面距二衬不超过90m，掌子面距仰拱不超过35m；Ⅴ、Ⅵ级围岩掌子面距二衬不超过70m，掌子面距仰拱不超过35m。

隧道工点在接受外部单位检查时，施工步距都是必查项目，由专人使用测距仪测量长度，凡是不符合规定的，一律停工整改，整改完毕后申请复查，复查合格后才能恢复施工。

3、施工中遇到的困难3.1 设计概况高速铁路隧道的一般断面，多采用单洞双线形式，R净=641cm，有效净空断面面积约100m2；隧道内设置了专用洞室、变压器洞室和下锚段（加宽段），各个构筑物有其自身功能，其中下锚段是站后工程安装接触网使用的，因此断面结构尺寸和施工质量要求甚高。

（1）隧道横断面（2）下锚段下锚段沿隧道方向纵向长度为5m，左右错开，间隔5m，此为一组。

按隧道方向纵向长度约225m设置一组，个别地段因地质条件差异略有调整，因此Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级围岩均有可能遇到下锚段，下锚段的二衬混凝土中设计有配筋，其布置示意图如下：3.2 隧道二衬施工隧道二衬施工采用整体液压模板台车，台车长12m为一组，行走于钢轨之上，输送泵泵送混凝土入模。

根据以往施工经验，隧道综合月进度参考指标如下：（1）一般断面对于一般断面而言，二衬施工的进度都大于开挖的进度，从隧道开挖、支护、仰拱到二衬等各个工序都要抓紧，做到同步推进，保持一定的施工节奏，即各工序均衡施工，施工步距便能控制在规范要求内。

单线铁路隧道自行式仰拱栈桥带模板施工工法1前言随着我国铁路工程技术高速发展以及铁路线路标准的提高，铁路线路选线中不可避免的选择隧道方式穿越复杂地形，使隧道在线路中的占比越来越大，长大隧道越来越多，施工进度成为隧道施工的关键重点工作。

施工组织中工装设备配套技术成为隧道施工进度及成本控制的决定性因素。

隧道施工中二衬仰拱施工成为施工进度控制中的关键一环，对施工进度起着关键性控制作用。

一般隧道施工中还受安全步距规定的影响。

为解决仰拱施工进度问题，公司依托承接的蒙华铁路MHTJ-30标单线隧道工程，开展技术攻关，通过应用长栈桥（带自行式矮边墙整体模板）浇筑仰拱施工技术，开展了“蒙华铁路大围山隧道高地应力软岩隧道关键技术研究”，解决了仰拱施工成洞封闭难题。

该成果经省建筑业协会鉴定达到国内领先水平，公司依托该成果，总结提炼形成工法。

2工法特点2.1施工干扰少，作业空间大，工效高。

2.2一次浇筑长度长，矮边墙线型好，混凝土能达到内实外美的质量要求。

2.3端部模板封堵次数少，减少施工缝用止水带等材料，减少人工费及材料费。

2.4施工循环时间短，施工进度快。

3适用范围本工法适用于单线铁路隧道二衬有仰拱隧道施工，也可用于无仰拱隧道施工。

双线隧道也可作为参考。

4工艺原理本工法根据以前施工的短栈桥及整体仰拱模板优化衍变而来，仰拱长栈桥由主桥长度30m、前后桥、矮边墙整体模板及行走系统组成，根据走行方式不同有后驱液压中支腿滑动式和前履带行走式。

栈桥中间采用液压式支腿支撑可滑动栈桥，后端安装驱动轮前推移动栈桥。

仰拱小边墙两侧模板加工为一个整体，前端行走小车挂在栈桥的纵梁内侧（兼轨道）上，后端配置驱动轮，置于水沟槽内，前后驱动前移。

栈桥可一次前行约27m，分段进行清底绑扎仰拱钢筋，小边墙整体模板前移定位，安装封端模板，浇筑混凝土养护，拆模前移完成一个施工循环。

5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图5.1仰拱及填充施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1隧底第一次清渣隧道洞身开挖按设计及规范要求需进行仰拱施工时，先采用挖掘机配合自卸汽车进行仰拱初始段第一次隧底清渣，然后组织仰拱栈桥组装。

重载铁路特长单线隧道长仰拱施工技术研究王荣山【摘要】重载铁路特有的总重大、运量大、轴重大、密度高的行车特点,对隧道仰拱破坏力极大,越来越多的隧道基底出现开裂、破损、下陷及翻浆冒泥等病害,对运营造成极大的影响,因此对仰拱的施工质量要求高.本文依托蒙华重载铁路崤山隧道,在工期紧、单线作业空间小且安全步距的限制条件下,进行24 m全液压履带式栈桥工装设计改造,运用MIDAS软件建模进行稳定性计算分析.在全线第一长隧付诸实施,避免了施工干扰、加快了仰拱施工进度、解决了仰拱弧形模板安拆不便的难题,减少了仰拱混凝土环向施工缝、保证了仰拱的整体性、提高了仰拱的施工质量,保证了洞内施工交通运输安全,节省劳力、操作简单,可为今后其他类似工程提供借鉴.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】4页(P98-100,137)【关键词】重载铁路;长仰拱;栈桥;数值分析【作者】王荣山【作者单位】中铁十六局集团有限公司北京100018【正文语种】中文【中图分类】U445.4;U251 引言随着我国基础设施的快速发展，在隧道建设领域出现了一大批长大隧道，标志着我国工程建设水平在不断提高［1］。

但是目前工程建设工期紧、任务重，在隧道施工中尤为突出，隧道各工序衔接成为施工控制的一项重点。

尤其是仰拱衔接初期支护和二次衬砌工序，直接影响隧道的施工质量和步距，成为隧道施工的控制性工序［2］。

近些年，不少学者针对长仰拱施工开展研究。

张育林［3］优化设计长大隧道长仰拱栈桥为12 m，增加施工开挖长度，加快了施工循环；李有业［4］针对单洞双线大断面高铁隧道，利用16 m长仰拱栈桥与滑模施工，缩短了工序循环时间，提高了工效；蒋晖光［5］等利用工字钢加工了“桥上桥”形式的仰拱栈桥，并进行受力检算，加快了速度，降低了成本；杨然［6］设计了带有万向铰的柔性底座和具有高弹性胶垫轨道的自行式仰拱栈桥，并与传统仰拱施工方法进行经济对比分析。

单线铁路隧道自行式仰拱栈桥带模板施工工法随着我国铁路工程技术高速发展以及铁路线路标准的提高，铁路线路选线中不可避免的选择隧道方式穿越复杂地形，使隧道在线路中的占比越来越大，长大隧道越来越多，施工进度成为隧道施工的关键重点工作。

施工组织中工装设备配套技术成为隧道施工进度及成本控制的决定性因素。

隧道施工中二衬仰拱施工成为施工进度控制中的关键一环，对施工进度起着关键性控制作用。

一般隧道施工中还受安全步距规定的影响。

2、工法特点2.1 施工干扰少，作业空间大，工效高。

2.2 一次浇筑长度长，矮边墙线型好，混凝土能达到内实外美的质量要求。

2.3 端部模板封堵次数少，减少施工缝用止水带等材料，减少人工费及材料费。

2.4 施工循环时间短，施工进度快。

3、适用范围适用于单线铁路隧道二衬有仰拱隧道施工，也可用于无仰拱隧道施工。

双线隧道也可作为参考。

4、工艺原理根据以前施工的短栈桥及整体仰拱模板优化衍变而来，仰拱长栈桥由主桥长度30m、前后桥、矮边墙整体模板及行走系统组成，根据走行方式不同有后驱液压中支腿滑动式和前履带行走式。

栈桥中间采用液压式支腿支撑可滑动栈桥，后端安装驱动轮前推移动栈桥。

仰拱小边墙两侧模板加工为一个整体，前端行走小车挂在栈桥的纵梁内侧（兼轨道）上，后端配置驱动轮，置于水沟槽内，前后驱动前移。

栈桥可一次前行约27m，分段进行清底绑扎仰拱钢筋，小边墙整体模板前移定位，安装封端模板，浇筑混凝土养护，拆模前移完成一个施工循环。

5、施工工艺流程和操作要点5.1 施工工艺流程仰拱及填充施工工艺流程，见图5.1。

图5.1 仰拱及填充施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1隧底清渣隧道洞身开挖按设计及规范要求需进行仰拱施工时，先采用挖掘机配合自卸汽车进行仰拱初始段隧底清渣，然后组织仰拱栈桥组装。

5.2.2栈桥行走行走时伸缩支腿支撑（四支腿结构保稳定）于仰拱基面上，前支腿收放，后端驱动轮驱动栈桥前移，栈桥主重在伸缩支腿滑动前移，栈桥前进到位后，前端受力支腿支撑在仰拱上，收缩滑动支腿完成行走。

浅析铁路隧道仰拱设计铁路隧道是铁路交通建设中重要的组成部分，铁路隧道的建设和运用对于铁路交通的安全、正常和快速运营起到了至关重要的作用。

铁路隧道在工程设计和建设中，存在许多关键问题需要注意，其中铁路隧道的仰拱结构设计尤为重要，本文将对铁路隧道仰拱设计进行浅析。

一、仰拱结构的定义在铁路隧道的结构设计中，仰拱结构是其中的一种常见结构类型，它是指在隧道的顶部设置一定弧度的拱形结构，在形态上上部为圆弧形，下部为直线或曲线，整个结构发挥出稳定和均衡的效果。

二、仰拱结构的优点1、具有很好的耐压性和稳定性仰拱结构的设计，将隧道顶部加以加强，在保证隧道稳定、抗压能力的同时，增加设计的寿命和安全性。

2、可适用于不同的隧道情况铁路隧道随着各种不同的地质环境、结构形式的要求而发生变化，仰拱结构的设计不仅灵活多变，而且在适应不同模式的隧道形态、尺寸和形变等要求方面表现出极高的适应能力和灵活性。

3、构建一个合理的风险评估体系仰拱结构的设计，可以通过对结构安全性进行评估，及时的发现风险和隐患，帮助隧道工程设计师更好的解决问题。

三、仰拱结构的应用1、山区铁路隧道山区铁路隧道，是指建在山间的铁路隧道，在地质条件非常复杂的环境下，仰拱结构的使用非常普遍，因为它可以适用于山中各种形态和结构条件复杂的隧道。

2、高速铁路隧道在高速铁路的建设中，由于高速铁路的速度较快，对运行的安全性有着更高的要求，在隧道的结构设计中，仰拱结构一般应用于高速铁路隧道中跨越石头、土壤等地质状况变化较大的隧道。

四、仰拱结构设计的应注意点1、设计固定几何形状与弹性特性的平衡；2、有效的保证隧道的牢固性和稳定性；3、要选择合适的建造技术与施工方法；4、要保证设计的寿命和安全性，加强风险评估体系的构建；5、对于各种各样的地质条件变化，要合理调整结构设计。

总之，铁路隧道的仰拱结构在隧道工程设计和建设中具有非常重要的地位和应用，它的应用既充分考虑了隧道工程结构安全性和稳定性要求，更具备灵活性和可靠性，有助于创造一个更加安全的铁路隧道，保证铁路运输的正常、稳定、安全运营，为人们的生产和生活带来了无限方便和便利。

曲墙（带仰拱）复合式衬砌单线隧道施工总结XX隧道施工总结一、工程概况XX隧道东起仁布县泽朗曲右岸雅鲁藏布江二级阶地，近于平行雅鲁藏布江河床西，起讫里程：IDK134+763～IDK145+173，全长10410m，为单线隧道，本隧道设计车速120km/h，全隧道采用曲墙（带仰拱）复合式衬砌。

全隧均按新奥法施工，采用光面爆破技术、锚喷支护及湿喷技术。

除进口104.38m位于R=5000m的曲线上外，其余均位于直线上，洞内坡度依次为5‰，9‰，7‰，-3‰。

隧道及辅助坑道通过区山体地表主要为闪长岩，局部地表覆盖0～3m的细角砾土，山体坡脚多为坡积碎石土和细角砾土，另外进口段分部有第四系上更新冲击卵石土。

XX隧道进口地形陡峻，基岩裸露，有危石落石分布，进口端沟谷为一泥石流沟；洞身通过雅鲁藏布江北岸中高山区，地形起伏极大，地势极为陡峻，整体上西高东低，洞身穿越的山体高程范围为3750～4990m，隧道最大埋深约1080m。

山体周边冲沟发育，V型冲沟较多，沟两侧坡面较陡，沟内小型泥石流发育；出口地形相对较缓，为第四系松散堆积层所覆盖。

隧道范围内仅局部有小便道通行，大部分地段行走困难，交通极为困难。

二、地质情况隧道及辅助坑道通过区，山体地表主要为闪长岩，局部地表覆盖0~3m的细角砾岩，山体坡脚地表多为坡积碎石土和细角砾土，另外进口段分布有第四系上更新统冲击卵石土。

按地层由新到老、由细到粗的原则，将各层工程地质特性描述如下：1)第四系全新统细角砾土（Q4dl6）：分布于山体局部表层，厚度不均，灰黄色，层厚0~3m，为山体基岩风化剥落形成，砾石成分主要为闪长岩，稍Ⅱ级普通土，σ0=350KPa。

湿,松散-稍密，○细角砾土（Q4dl6）：分布于山体局部表层，厚度不均，灰黄色，层厚5~15m，为山体基岩风化剥落形成，砾石成分主要为闪长岩，稍湿,松散-稍密，○Ⅲ级硬土，σ0=400KPa。

碎石土（Q4dl7）：主要分布于雅鲁藏布江左岸山坡坡脚，浅黄色、淡黄色，厚度约6~20m不等，分选性较差，松散-稍密，稍湿，○Ⅲ级硬土，σ0=450KPa。

铁路隧道施工技术常见问题及改进措施摘要：目前，我国交通运输体系不断完善，铁路隧道建设逐步向偏远地区发展。

隧道施工技术的应用水平直接影响现场施工的安全、质量和进度。

加强全面技术管理具有重要意义。

下面主要分析施工技术中的常见问题，并提出相应的改进措施。

关键词：铁路隧道；隧道施工；施工技术；技术问题引言隧道技术作为保证铁路工程建设顺利开展的一项重要技术，要求施工人员在参与施工活动时，要针对不同的施工环境选择最适合的施工技术，制定最科学的施工方案，确保铁路项目顺利完工的同时，将促进我国经济的稳步提升。

1概述目前，虽然我国铁路隧道施工技术取得了长足进步，但施工装备水平普遍偏低，施工技术和施工工艺还不完全成熟。

隧道内施工人员劳动强度大，工作效率低，能耗高。

随着工程质量水平的提高，施工单位在施工技术和质量方面仍面临巨大挑战。

同时，随着我国铁路建设的不断发展，我国隧道施工方法的选择越来越多，但最主要的方法仍然是钻爆法。

隧道施工技术是否到位，质量是否过关，直接关系到整个工程。

质量的好坏关乎人们的生命财产安全。

2隧道工程的主要特点2.1 地质条件隧道是地下施工的主体，易受地质环境和水文条件的干扰。

施工环境差、施工难度大是其共同特点。

如果隧道原型没有衬砌，则需要支撑来承受地压。

同时，还需要控制地层暴露时间，合理控制衬砌时间，有效避免塌方事故的发生。

2.2 地理环境深山高山是隧道工程的施工载体，施工场地有限，对施工设备要求严格。

还要完善洞外设施，有效配合洞内建设。

洞外不利的地形因素增加了场地布置的难度。

此外，隧道内部空间有限，空气和环境条件不好，也容易受到隧道内地下水和有害气体的干扰。

塌方事故、瓦斯事故、涌水事故频发。

2.3 施工方法地质、水文等是复杂地质环境中的主要施工要素，项目负责人需要经常修改施工方案以适应复杂多变的施工环境。

隧道工程由多个工序组成一个施工周期，每个周期重复进行，促进隧道施工有序进行。

3 铁路隧道施工技术改进措施3.1 爆破新技术的应用一些爆破技术的劣势是可控的，可以尝试应用精细化爆破技术，避免爆破对围岩的负面影响和扰动。