维普资讯 http://www.cqvip.com ・隧道／地下工程・ 秦东隧道穿越远望沟负浅埋段施工技术 蒋红英，陈党辉 （中铁一局集团第五工程有限公司，陕西渭南摘要：根据郑西铁路客运专线秦东隧道穿越远望沟负浅埋段 ７１４０００） 远望沟沟心处理完成回填后，其上面设计为弃碴 场，弃碴顶面设计有排水沟，对隧道没有任何危害，并 且可以有效防止地表水下渗。 ２施工方案比选 ２．１ 方案一 施工实例，就穿越负浅埋段的几种施工方案进行选择，主要介 绍在黄土地层条件下，隧道穿越浅埋段沟谷的施工技术，通过 工程实例验证．取得理想的效果。 关键词：郑西客运专线；黄土隧道；浅埋；开挖 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—２９５４（２００８）Ｏ８—０１０９—０３ 按照传统明挖的方式组织远望沟负浅埋段的施 工。施工选择避开雨季，施工前首先在沟心上游１００ １ 工程概况 ｍ处筑坝拦水，用来阻挡偶尔下雨形成的地表水；随后 郑西铁路客运专线秦东隧道位＝Ｆ陕西省潼关县境 内，全长７ ６８４ ｍ，设计为双线大跨黄土隧道，开挖宽度 １５．４５ ｍ，开挖高度１３．１８ ｍ，开挖面积１６３．０８ ｍ 。该 隧道最大埋深２２０ ｍ，最小埋深一０．６ ｍ，最小埋深出现 采用明挖的方式开挖隧道、施做初期支护。由于沟心 下游高程低，故在沟心下游方向采用放坡开挖，形成运 输通道。随后在超前管棚和超前小导管预支护下分别 向郑州和西安方向进入暗洞施工，待开挖穿过浅埋地 段后用小模板施做沟心段二次衬砌、回填夯实，完成负 浅埋段施工。 在隧道穿越远望沟沟心处，该处隧道拱顶高程高出地 面高程０．６ ｍ，并且在西安方向存在局部偏压。该处 土层为粉质黏土，为褐黄～灰黄色，土质不纯，局部含 优点：可以有效避开负浅埋段围岩暗挖的坍塌风 有卵石土、圆砾土及砂层透镜体，具水平层理，结构致 密，含钙质团块，硬塑状，Ⅲ级硬土，ｏｒ ＝３００ ｋＰａ，土体 含水量为１９％左右。 远望沟为黄河二级阶地上的一条大型冲沟，沟心 里程为ＤＫ３３８＋６３１．６９。沟底宽度３～５ ｍ，沟心与线 路夹角为４９。，沟呈Ｖ形，两侧坡面较陡，坡面小型浅 层高角度滑坡错落发育，多有坍塌发生。远望沟内平 险，大大降低施工难度，并且能增加２个隧道开挖工作 面，有利于提前完工。 缺点：造成工程量增加，边坡暴露时间长、施工不 当可能会造成边坡失稳；由于衬砌完成后才能回填，基 坑暴露时间长，受外界环境影响大。 ２．２ 方案二 按照“明做护拱、暗挖通过”的方式组织该段施 时无水，但雨季期间该段可能会出现地表水临时富集， 形成富水沟谷。 收稿日期：２００８—０３—２４ 作者简介：蒋红英（１９７６一），女，工程师，２００５年毕业于石家庄铁道学 院土木工程专业。 工。施工选择避开雨季，施工前首先在沟心上游１００ ｍ处施做土围堰，用来阻挡偶尔下雨形成的地表水；护 拱沿隧道法向明挖，开挖时仅挖出拱部１２０。范围内护 拱以上的土体，随后在两侧坡脚施工各宽１ ｍ的导向 墙（导向墙内设２榀Ｉ２５型钢钢架和双层钢筋）；导向 要根据管理基准和位移变化速率等综合判断结构和建 筑物的安全状况，并编写周、月汇总报表，及时反馈指 导施工，调整施工参数，达到安全、快速、高效的施工 目的。 ３ 结语 设计，给出了监测数据用于信息化施工的方法，并用于 指导施工。 参考文献： ［１］吴泳川，陈琦．深基坑工程现场监测的回顾与展望［Ｊ］．天津城 市建设学院学报，２００１，７（２）：８８—９０． 『２］ 孙凯，许振刚，刘庭金．深基坑的施工监测及其数值模拟分析 ［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００４，２３（２）． 复杂环境下城市地铁车站深基坑施工监测方案设 计研究是一项非常重要的工作，笔者根据岩土工程监 … 夏才初，李永盛．地下工程测试理论与测试技术［Ｍ］．上海：同济 大学出版社，１９９９． 测设计理论，按照杭州地铁１号线滨河路站深基坑工 程的实际情况，完成了包括地铁车站深基坑围护桩桩 身变形、地下水位、钢支撑轴力等项目的监测方案总体 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００８（８） ［４］ 刘招伟，赵运臣．城市地下工程施工监测与信息反馈技术［Ｍ］．北 京：科学技术出版社，２００６． １０９ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・隧道／地下工程・ 蒋红英，陈党辉一秦东隧道穿越远望沟负浅埋段施工技术 和现有的施工技术水平，采用“明做护拱、暗挖通过、 明暗结合、分期实施”的指导思想进行远望沟沟心处 理施工。 墙混凝土达到规范要求的强度后分别施做郑州和西安 侧的超前管棚，随后施做２组导向墙之间的护拱混凝 土，达到规范要求的强度后铺设防水层并回填土，完成 明做部分；暗洞开挖到沟心附近时改为ＣＲＤ法开挖， 直至越过远望沟。施工方案及范围如图１所示。 原始坡脚线ＤＫ３３８＋６３１．６９左中线 施工安排避开雨季，先期在施工场地上游筑坝拦 水，同时进行测量放样、确定开挖边线及控制桩点，处 理施工范围内的地表冲沟。随后采用人工配合挖掘机 开挖、装土、自卸汽车运土弃碴，边坡采用网喷锚联合 支护，人工清基、安装钢拱架，采用地（土）模结合小块 方向） 钢模板浇筑护拱导向墙混凝土，混凝土在拌和站集中 拌和、混凝土罐车运输、溜槽配合灌注。两侧护拱导向 图１ 远望沟沟心与线路方向关系及护拱施工范围（单位：ｍ） 优点：可以有效缩短基坑暴露时间，工程数量大大 减小、边坡高度得到实质性降低（最大高度仅为５ ｍ）， 施工场地开阔、干扰很小。 缺点：护拱基底处理要求高（避免护拱沉降过大 造成侵入初支净空）；由于隧道法线与沟心成４９。夹 角，开挖会造成部分边坡偏压，且护拱长度增加。 ２．３ 方案三 与方案二类似，只是护拱沿沟心坡脚明挖，导向墙 沿沟心方向设置成椭圆状，导向墙法向与隧道法向夹 角为４９。，其他工序与方案二相同。施工方案及范围 见 图２。 堕塑丝 垡 ＤＫ３３８＋６３１ ６９左中线 堕 垄！堡 堕茎 ＼ 隧道中线 开挖范围 图２远望沟沟心与线路方向关系及护拱施工范围（单位：ｍ） 优点：可以有效缩短基坑暴露时间，工程数量在３ 种方案中最小、边坡高度得到实质性降低（最大高度 仅为５ ｍ），施工场地开阔、干扰很小，施工成本很低。 缺点：护拱基底处理要求高（避免护拱沉降过大 造成侵入初支净空）；测量难度增大，精度要求高。 综合以上分析，最终选定方案三作为秦东隧道穿 越远望沟施工的首选方案。 ３施工方案及方法 ３．１ 施工方案 经过对黄土隧道工程地质的研究，结合地形条件 １１０ 墙混凝土浇筑完成后可进行超前大管棚施工，采用水 平钻机进行钻孔，每成１孔立即顶入钢管并用砂浆填 充。两侧超前大管棚施做完成进行中间剩余部分护拱 的浇筑，待混凝土达到设计及规范要求的强度后即刻 进行防水层施工，然后进行拱圈范围浆砌片石及表层 土体回填，待暗洞通过并完成衬砌后弃碴车辆方可 通行。 完成地表处理各项工作后，该段隧道采用ＣＲＤ法 暗挖方式通过，暗挖到达前在地表设置地表沉降观测 点持续观测，直至该段正洞衬砌施做完成。 ３．２明挖段施工过程 该段施工安排在旱季进行，开挖前首先要在上游 筑坝拦水，下游开挖集水坑。基坑开挖前对西安侧坡 面的冲沟进行改沟，防止水流灌入施工区域，改沟完成 后，对正洞施工有影响的冲沟进行夯实回填。并备足 抽水机和管道，一旦施工区域内有积水时可以及时抽 排至施工安全区域以外的下游沟中。 严格控制明挖范围，认真施作开挖坡面的防护，保 证坡面的稳定。在施工区域以外（线路左右侧）挖探 洞取土，测其含水量，当含水量大于２０％时，将影响该 段正洞施工，应采取对策。 开挖应从上游向下游单侧开挖，待一侧导向墙施 工完毕，混凝土达到一定强度后施作管棚；然后开挖另 一侧，施作导向墙。两侧导向墙施工时各架设２榀１２５ 钢架。 远望沟两侧垂直下挖（图３），开挖时应随时注意 山体的稳定性，如发现山体有开裂或其他对山体稳定 不利的现象，应采取砌筑挡墙或其他有效防护措施；远 望沟上下游方向按１：０．２５的坡度开挖（图４）。各开 挖坡面采用锚喷网支护，锚杆采用４，２２ ｍｍ螺纹钢，长 度Ｌ＝３．０ ｍ，间距１．０ ｍ，锚杆加设垫板，梅花形布置； 喷射Ｃ２０混凝土、厚１０ ｃｍ；钢筋网片采用４，８ ｍｍ钢 筋，网格间距２０ ｃｍ×２０ ｃｍ，搭接１～２个网格。 护拱放样时要考虑预留正洞施工的各层结构尺 寸，以保证在该段正洞施工时开挖到护拱底后先初喷 混凝土４ ｃｍ，架设钢架并保证钢架内６ ｃｍ保护层，预 铁道标准设计ＲＡ儿ＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００８（８） 维普资讯 http://www.cqvip.com 蒋红英，陈党辉一秦东隧道穿越远望沟负浅埋段施工技术 １０８￣Ｌ：２０ ｌｎ＼＼ｌｌ／ １０８￣Ｌ＝３０ ｍ ，初期支护 ｃｍ厚ｌ ｌ 一 ：～二衬：ｃ３鲫 水钢筋混凝土６ｏ ｌ｝ 内轨顶高程３６３遵８８ ｍ 堕墨 Ｚ Ｚ Ｚ 图３远望沟沟心浅埋段施工方案纵断面（单位：ｍ） ，￣１ｏ８ ｍｍ管棚，外插角３。一５。 图４开挖台阶图【单位：ｍ） 留沉降量１５ ａｍ，施工误差５ ａｍ。 护拱施工脚底板因有砂层，施工时应开挖至穿过 砂层，然后采用三七灰土换填至拱脚 护拱沿平行于顺沟心方向布设、为椭圆形（图４）、 在正洞横断面方向投影为单心圆，ｒ ＝７．８０ １ＴＩ。远望 沟沟心两侧拱部１２０。范围内设＋１０８ ｍｍ大管棚超前 支护。管棚在导向墙施工完成后进行施工，管棚采用 热轧无缝钢管制作，壁厚６ ｍｍ，管棚长度小里程方向 为２０ ｍ，大里程方向为３０ ｍ，环向间距４０ ａｍ，外插角 ３。～５。，钢管内压注Ｍ２０水泥净浆。 护拱采用Ｃ２５钢筋混凝土，２榀Ｉ２５钢架位于２ 层钢筋网之间，并与钢筋网焊接。护拱内模采用土模， 在护拱施工时应首先分别施工两侧靠近山体的导向墙 （长１．０ Ｉｎ），导向墙背模采用钢模板或木模板关模，顶 板采用木模，施工导向墙时应预埋 １３３ ｍｍ导向管， 并将纵向钢筋向沟心方向外露３０ ａｍ，以便在护拱施 工时将导向墙与护拱连接成整体。在护拱顶铺设甲种 防水层，并采用厚１０ ａｍ ＭＩＯ水泥砂浆保护，在其上砌 筑浆砌片石至地表，然后在护拱两侧１０ Ｉｎ范围内填筑 厚５０ ａｍ三七灰土隔水层。此项工作在隧道临开挖到 达远望沟影响范围前完成。护拱顶与土体相交处采用 防水板隔水处理。 远望沟沟心处理明挖部分施工于２００６年３月２５ 日开工，于２００６年５月２０日完工，在雨季来临前完成 洞外工程施工，也在暗洞施工前完成。护拱土模见 图５。 ３．３暗挖段施工介绍 隧道在ＤＫ３３８＋６２０～ＤＫ３３８＋６８０段采用ＣＲＤ 铁道标准设计ＲＡ／ＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００８（８） ・隧道／地下工程・ 图５护拱土模 法施工，沟心里程为ＤＫ３３８＋６３１．６９。此段围岩分布 有砂层、含水量大，自稳能力差，所以开挖时严格遵循 “先支护后开挖，开挖一段，封闭一段，步步为营，稳扎 稳打”的施工原则。为了确保工作面的稳定，应随时 监控工作面土质含水量情况，以及砂层分布情况，必要 时将采用玻璃纤维长锚杆预加固措施。 从ＤＫ３３８＋６８０开始按照ＣＲＤ法组织施工（该段 施工从大里程向小里程方向掘进，且大里程方向按弧 形导坑三台阶法施工），在Ｖ级围岩拱部１２０。范围设 咖４２超前小导管，小导管壁厚３．５ ｍｍ，每根长４．５ ｍ， 搭接长度≥１．５ ｍ，外插角５。～１００。，环向间距４０ ａｍ， 小导管内充填Ｍ２０水泥砂浆，每环小导管共计４１根。 超前小导管施工完毕后，按Ｖ级围岩ＣＲＤ法开 挖，采用小型挖机配合人工修断面开挖左洞上台阶，上 台阶的临时横撑距工作面的距离保持在５ ｍ左右。每 循环进尺０．６ ｍ（包括上台阶临时横撑），在临时横撑 钢架底部焊接２０ ａｍ×２０ ａｍ网格的钢筋网，临时横撑 安装完毕后，喷射厚３０ ａｍ的Ｃ２５混凝土，喷射混凝土 和临时横撑共同受力，形成上台阶临时仰拱。临时横 撑每隔５ ｍ预留卸碴孔，此孔范围内不喷混凝土封闭， 用于上台阶出碴，出碴采用小型翻斗车。 左洞上台阶开挖支护完成１０ ｍ后，开始开挖支护 左洞下台阶，下台阶临时横撑距下台阶工作面距离保 持在５ ｍ左右，每循环进尺０．６ ｍ（包括下台阶临时横 撑），临时横撑安装完毕后，喷射厚３０ ａｍ的Ｃ２５混凝 土，喷射混凝土和临时横撑共同受力，形成下台阶临时 仰拱。左洞下台阶开挖支护完成５ ｍ后，开始开挖支 护右洞，右洞上台阶、下台阶施工方法和左洞施工方法 相同。各施工台阶之间的间距概括为：左洞上台阶开 挖支护完成１０ ｍ后，开挖支护左洞下台阶；左洞下台 阶开挖支护完成５ ｍ后，开挖支护右洞上台阶；右洞上 台阶开挖支护完成１０ ｍ后，开挖右洞下台阶。 Ｖ级围岩ＣＲＤ法施工机械及施工组织方法：上台 阶开挖采用小型挖掘机开挖，人工配合修整开挖轮廓 线，小型翻斗出碴；下导坑采用小型挖掘机开挖，人工 配合修整轮廓线，装载机出碴，自卸汽车运输，每循环 开挖进尺不超过０．６ ｍ。开挖后先初喷混凝土４ ａｍ， 不超过６ａｍ，然后施作型钢钢架、挂网、锚杆、复喷混 ｌｌｌ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・房屋建筑・ 张家界车站无站台柱雨棚结构设计与分析 陈 强 （中铁第四勘察设计院集团有限公司城建院，武汉４３００６３） 摘 要：介绍张家界车站无站台柱雨棚结构设计，包括结构平 面布置，屋面主桁架结构方案，以及整体结构计算；详细介绍悬 挑桁架斜拉索的受力分析。 关键词：铁路车站；无站台柱雨棚；悬挑桁架；斜拉索；设计 中图分类号：Ｕ２３１． ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—２９５４（２００８）Ｏ８一Ｏ１１２—０３ 图１ 张家界车站无站台柱雨棚 １ 工程概况 张家界车站无站台柱雨棚位于张家界站区，纵向 ２ 结构选型及屋盖结构体系布置 长５５４．２ ｍ，宽６６ ｍ。覆盖范围为张家界车站基本站 台及二、三站台，投影总面积为３３ ７７３ ｍ ，屋面高度 １１．６５～１６。４７５ ｍ。结构为双肢钢管混凝土柱支承倒 受车站站场条件，无站台柱雨棚在垂直于线 路股道方向设２排柱，柱位于基本站台和二站台之间 的１道和２道中，以及二、三站台之间的３道和４道 中，柱距为２０．０５ ｍ。沿线路股道方向柱距为２５ ｍ。 雨棚纵向长度达５４７ ｍ，为减少温度应力的影响，在８ 三角形钢管桁架附加拉索体系。见图１。 轴和ｌ４轴各设１道温度变形缝。屋面结构采用两侧 收稿日期：２００８—０３—１４ 悬挑的桁架，悬挑长度一般为１９．２５ ｍ，基本站台侧位 作者简介：陈强（１９５６一），男，高级工程师，１９８２年毕业于武汉建筑 材料工业学院。 于站房中部８轴～ｌ４轴范围，悬挑长度为２６．２５ ｍ。 凝土至厚３５ ｃｍ（临时中隔壁喷混凝土厚２５ ｃｍ）。上 台阶、下台阶临时横撑安装完毕后，及时网喷Ｃ２５混 凝土３０ ｃｍ包裹临时横撑，形成临时仰拱。 ４ 监控量测 通过、明暗结合、分期实施”的施方案顺利通过了被当 地老乡称为“阎王沟”的远望沟沟心段。经过现场实 施验证，这种方法是可靠的、安全的，也是经济的、实用 的。施工仅用了５６ ｄ和极少数的施工机具、极低施工 成本就完成了洞外工程施工，为暗洞顺利通过提供了 可靠的保障，有效防止了坍塌事故的发生。在工程数 量和成本方面也大为缩减，为企业创造了丰厚的利益。 秦东隧道具有技术标准高、开挖断面大、施工方法 多等特点，尤其是黄土自稳能力低、远望沟过沟段含水 量变化大、洞身浅埋、结构受力复杂。为了更好地掌握 围岩变形情况，施工监控量测方案和现场实施尤为重 秦东隧道成功穿越远望沟工程，开创了一项应对 隧道浅埋段的新举措，给隧道工程施工提供了一种新 的思路；其通用性、安全性和经济性都是比较先进的， 要，尤其在浅埋地段，监控量测更具有关键作用。在穿 越远望沟施工过程中，尤其注重监控量测工作，量测数 据及时反馈，用于指导施工。该段施工过程中采用 适用于各类中部穿越沟谷的浅埋、超浅埋隧道工程施 工，对类似工程有较强的借鉴意义。 参考文献： ［１］ＴＢ１０００３－－２００５ Ｊ４４９－－２００５，铁路隧道设计规范［Ｓ］． ［２］ＴＺ２ｌ４—２００５，客运专线铁路隧道工程技术指南［Ｓ］． ［３］ 铁建设［２００５］１６０号，客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行 标准［Ｓ］． ＣＲＤ法开挖，拱顶沉降量测采用贴反射膜片配合全站 仪无尺量测工艺，水平收敛采用ＪＳＳ３０Ａ型数显收敛计 进行量测。该段施工量测结果为：地表沉降累计最大 值３ ｍｍ，隧道拱顶沉降累计最大值为４．３ ｃｍ，水平收 敛累计最大值为５．６ ｃｍ，整个施工过程处于稳定 状态。 ５ 结语 ［４］ 唐斌，雷向锋，刘旭全，等．浅埋大断面黄土隧道ＣＲＤ法快速施 工技术［Ｊ］．铁道标准设计，２００７（ｚ１）：５８—６１． ［５］ 刘旭全，王永玺，雷向锋，等．监控量测技术在客运专线大断面黄 土隧道中的应用［Ｊ］．铁道标准设计，２００７（ｚ１）：１１３—１１７． ［６］ 原郭兵，王庆林，孟飞彪，等．砂质黄土大断面隧道ＣＲＤ法施工技 术『Ｊ１．铁道标准设计．２００７（ ｌ１：１０２—１０５． 在郑西客运专线秦东隧道施工中，经过前期大量 工程方案设计与比选，最终确定采用“明做护拱、暗挖 １１２ 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００８（８）
