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Abstract: The side-angle resection control network has been the main form of building high-speed rail CPIII network. However, the data processing method always adopts the classic constraint network, without using advanced technology of control network flat. With the joint efforts of china railway NO.8 engineering Group Co., Ltd. and Southwest Jiaotong University, we developed a CPⅢ network data adjustment package(WZTCS) which has the functions of control network for flat and is similar to abroad software. This paper based on the CPⅢ network flat eatures of WZTCS, uses of CPI, CPII and CPIII control network simulation test and the passenger special line engineering examples, confirmes CPIII control network has higher accuracy and evennes when use advanced Soft Fixed points adjustment in control networks constraints than use classical network adjustment.

關鍵詞:高速鐵路;CPⅢ控制網;控制網置平;約束網平差

Key words: high-speed railway;CPIII control network;soft fixed points adjustment in control networks;constrained network adjustment

中圖分類號:U29文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)25-0078-02

0引言

根據客運專線軌道平順性的短波和長波的要求,運用顧及原始數據誤差的完整的精度估算理論,通過控制網的精度反演、仿真試驗得出分級布網的CPⅠ、CPⅡ和CPⅢ的精度指標,并作為《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規定》[1]各級控制網技術指標的依據。為了解決高斯投影的邊長變形達10mm/km、分帶投影存在的控制網連接誤差等問題,同時規定,當CPⅢ控制網采用(邊角)后方交會時,應采用獨立自由網平差,并在CPⅠ或CPⅡ中置平,即CPⅢ控制網與CPⅠ或CPⅡ控制網通過最小二乘方法獲得最合理的聯系,但CPⅢ控制網不做任何改變。

中鐵八局和西南交通大學在引進消化吸收國外先進技術的同時,聯合攻關研制開發出具有控制網置平功能的“無砟軌道施工測量控制網處理系統(WZTCS)”,本文通過仿真實驗和工程實例分析和驗證其置平功能,以證實CPⅢ控制網采用先進的控制網置平技術處理比采用經典的約束網平差處理獲得的精度和平順性更高。

1WZTCS軟件功能特點

WZTCS軟件主界面如圖1所示,包括項目(管理)、數據采集、平面和高程數據處理、以及輸入輸出文件編輯等工具菜單。現以平面數據處理為例,介紹數據輸入的要求和輸出功能。

1.1平差功能①自由網平差。無約束自由網平差模型,平差基準為1個已知點和1個已知方向。②約束網平差。固定數據平差模型,平差基準為已知控制點的坐標。③CPⅢ網置平。最小二乘平差法,平差基準為已知控制點的幾何中心。

1.2 參數輸入輸入的參數有坐標計算精度、投影面高程、最大迭代次數、先驗的方向和距離測量中誤差等,控制網信息中還可以設置基準點(開始測站名)和基準方向(最后方向名)。考慮與已有控制網平順連接的需要,設有連接功能,可使前后階段建立的CPⅢ控制網平順對接。

1.3 結果輸出輸出內容有:CPⅢ網驗后觀測量改正數及判斷參數、點位誤差橢圓、每條邊的相對點位誤差橢圓、平差后點位坐標、觀測量平差結果、控制點的相對點位誤差橢圓、單位權中誤差以及平差參數。CPⅢ網置平結果中還包括CPⅢ獨立網點位坐標、置平后CPⅢ點位坐標、平差后加密點位坐標、觀測量平差結果、單位權中誤差、控制網尺度系數、置平后控制點點位坐標、置平后控制點坐標改正數、置平后已知點改正數及判斷參數以及控制網置平參數。

2CPⅢ網仿真試驗

CPⅢ網的仿真試驗數據根據工程實際,對稱布設CPⅢ點對在2股軌道外側,間距50m,設計網長5km,共2段,重疊區段長度為1km。CPⅠ、CPⅡ控制點沿線按規范[1]要求間隔布設(如圖2)。

為便于分析,控制網的X坐標方向設定為與線路下行方向相同、Y坐標方向垂直于線路方向。網形用AutoCAD設計,獲得的點位坐標為已知值。通過隨機數發生器模擬全站儀測量CPⅢ網過程中的距離和方向觀測值的誤差,試驗中模擬誤差服從正態分布。CPⅠ和CPⅡ的X、Y坐標方向相對中誤差為±10mm。

采用約束網平差和CPⅢ網置平方法分別處理后得到的每個CPⅢ控制點的X,Y坐標真誤差如圖3所示,其中(X)和(Y)分別表示X和Y坐標真誤差。圖中橫軸表示CPⅢ網X軸方向、縱軸表示平差后控制點的坐標真誤差,實線表示約束網平差的結果,虛線表示CPⅢ網置平的結果,方框■表示CPⅠ和CPⅡ點坐標真誤差。

比較約束網平差和CPⅢ網置平結果可以發現:約束網平差后CPⅢ網受CPⅠ和CPⅡ點位誤差的影響遠遠大于置平的結果,2段CPⅢ網連接處的X、Y坐標差明顯小于置平的結果。選擇12對CPⅢ點進行連接,2段控制網連接后控制點坐標的真誤差如圖4所示。實驗顯示CPⅢ網置平后的平順性明顯高于約束網平差,根據置平結果計算第1和第2段CPⅢ重疊處的橫向偏差決定重疊段的線路調整長度,將使連接后CPⅢ網的平順性更高。

3工程實例

某客運專線實測CPⅢ網長29km,高差達400m,采用約束網平差和CPⅢ網置平進行數據處理。輸出的CPⅢ網相鄰點相對誤差橢圓顯示,約束網平差的結果全部超限,不能滿足《客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規定》[1]的相鄰點坐標中誤差小于1mm的要求;CPⅢ網置平的輸出結果,則全部滿足限差要求。2種方法的相鄰點相對誤差橢圓長半軸圖形如圖5所示。圖中縱坐標表示相對誤差橢圓長半軸(mm),橫坐標表示相鄰點序號,實線表示約束網平差結果,虛線表示CPⅢ網置平結果。

4結論

仿真試驗和工程實例說明,雖然(邊角)后方交會網這種形式的點位相對精度非常高,但CPⅠ和CPⅡ采用分帶投影且邊長投影達10mm/km時,采用約束網平差將嚴重降低CPⅢ網的精度和平順性,從而降低高速鐵路軌道平順性。相對于經典的約束網平差方法,CPⅢ網置平技術不僅能提高CPⅢ網平差結果的精度和平順性,而且經實踐檢驗利用WZTCS軟件包所具有的粗差探測功能,可以使CPⅢ網必須晚上或陰天觀測的苛刻條件改成白天自由觀測,此舉可大大地提高CPⅢ網測量效率、降低野外測量作業的勞動強度。

此外,WZTCS軟件還可發現CPⅢ觀測量和CPⅠ與CPⅡ控制點的粗差和系統誤差,有效地提高了CPⅢ網的可靠性,這些功能也是該軟件系統的主要創新內容,目前該系統已通過鐵道部建設司組織的評審。

參考文獻:

[1]鐵道第二勘察設計院.客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規定[S]. 中國鐵道出版社.2006.

[2]武漢大學測繪學院測量平差學科組.誤差理論與測量平差基礎[M].武漢:武漢大學出版社,2003.

[3]杭芬,岑敏儀,李勁.無砟軌道基樁控制網測量技術探討[J].測繪科學,2010(1): 95-96.

[4]P.GillardJ.Klein.軌道測量施工方案[R].德國海特坎普有限公司.武漢,2007.

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關鍵詞：無砟軌道；施工

中圖分類號： U445文獻標識碼：A

1.工程概況

1.1地質情況

蘭新鐵路DK930-DK1015，其地層巖特性如下：

圓細礫土：分布于地表層，厚度0.2~1.5m.

粗砂：分布于DK930-DK1015+000,地表層，厚度0-0.5m。

礫巖：厚5~10m灰白色，礫狀結構，層狀構造，鈣質膠結，巖心多呈散粒狀，局部呈碎塊、短柱狀。強~弱風化。

泥巖：局部地段分布，泥質結構，層狀構造，泥質膠結，強~弱風化。

砂巖：局部地段分，泥質結構，層狀構造，泥質膠結，強~ 弱風化。

1.2氣候惡劣，施工難度大

我工區承建的蘭新鐵路第二雙線雙塊式無砟軌道里程范圍為DK930-DK1015+911，地處三十里強風區全年降雨量極少、早晚溫差極大、氣候干旱、夏季炎熱冬季寒冷、環境極度惡劣。根據氣象統計資料及2004～2005年氣象資料，≥5級大風天數為105d，每次持續時間為4—7h。而精調作業對天氣條件要求極為嚴格，光線強烈、溫差過大、風力大于3級均對其都有影響。

1.3工藝參數“無史可鑒”

蘭新鐵路無砟軌道施工，相對于武廣、京滬等大型項目的經驗借鑒性很少，主要表現在測量控制、拆模時間、松扣件及調整螺桿時間、拆除工具軌時間、養護方案等方面。

1.4控制網布設

高速鐵路工程施工測量具有線路長、精度高的特點，控制網的布設從設計勘察到施工及運行維護采用了三級網模式（CPI為基礎平面控制網、CPII線路控制網、CPIII軌道控制網），高程控制網為兩級布設，第一級為線路水準基點控制網，第二級為軌道控制網（CPⅢ）高程精密水準。融三網合一形式給無砟軌道施工期間沉降觀測和后期運營維護提供了最好的基本技術保障。

沉降監測網由基準網和變形點測量網組成，基準網由基準點和工作基點組成；變形點測量網由工作基點和變形點組成。

1.5區內沉降觀測觀測斷面布置

施工區段自DK930-DK1015+000共有245個沉降觀測斷面，觀測點斷面間距一般為50m左右，路涵和和路橋過渡段觀測斷面間距為5m，共計856個觀測點（包含大橋和涵洞）。

2.沉降變形觀測的執行標準

（1）《蘭新鐵路（甘青段）客運專線鐵路線下工程沉降與變形觀測及評估實施細則》；

（2）《客運專線鐵路無碴軌道鋪設條件評估技術指南》（鐵建設[2006]158號）；

（3）《高速鐵路工程測量規范》TB 10601-2009；

（4）《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準》。

（5）《國家一、二等水準測量規范》。GB/T12897-2006

（6）蘭新鐵路（甘青段）客運專線鐵路工程設計文件。

3.沉降變形觀測過程控制

沉降變形觀測的施工順序為：布設沉降觀測點埋設觀測原件進行沉降觀測收集觀測數據觀測結果分析、評估。

3.1 沉降變形觀測作業指導書

沉降變形觀測之前必須根據設計規范要求，編制沉降變形觀測系統實施細則，它是進行沉降變形觀測作業的指導書，也是沉降變形觀測的約束性文件，一切沉降變形觀測工作必須以此為標準進行。

沉降變形觀測系統實施細則編制內容包括編制依據、工程概況、沉降監測的目的原則及技術要求、沉降觀測組織機構及儀器配置、沉降位移觀測測量、沉降觀測資料整理等等。

3.2沉降變形點的埋設、保護與觀測

路堤沉降板（L1）在原地面清表和壓（夯）實之后進行埋設，在路堤填筑過程中進行沉降觀測，在進行沉降板埋設時保證板底土的壓實度，板底不能留有殘土砟。沉降板埋設完成以后必須安裝保護裝置，防止在路堤填筑過程中對沉降管的碰撞和破壞。對于沉降管頂口應加管套封口，鋼管和塑料套管之間應用土工布封住，防止填土施工中填料進入塑料套管之中造成測量數據失真，每次接管都應保證沉降管的垂直。

沉降板主要是對路基地表夯實或進行軟基處理后施工情況的檢測，它的沉降量和沉降速率與每日填土高度及壓實度有著密切的關聯，要求路堤中心線地面沉降速率不大于10mm/d，所以，觀測頻次必須根據《客運專線鐵路無碴軌道鋪設條件評估技術指南》中的要求進行。當兩次連續觀測的沉降值大于2mm時應加密觀測頻次，如發現沉降值超10mm/d應通知立即停止填筑。

當路基基床底層填筑完成以后需埋設G1、G2沉降觀測樁，根據《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收標準》相關要求工后最終沉降量不大于15mm，對于地質情況不太好的地方，設計會采用堆載預壓（預壓期不少于6個月）的方法來加快施工階段的沉降速率以減少工后沉降，有堆載預壓段設有L2沉降板。

L2埋設受預壓土堆載影響很容易傾斜，在進行L2沉降管埋設時應特別注意加強施工現場管理，保證沉降管的垂直和套管中不落入沙土。

觀測樁（G1、G2）是在基床底層頂部兩側，受風沙雨雪、季節變化和外界干擾因素較多，在埋設時必須按設計要求進行，埋設深度不能過深或過淺，過淺經過雨水侵泡或季節變化路基填料或少會有收縮膨脹，容易造成測量數據失真。

沉降觀測外業測量受氣溫氣壓、風速、陽光照射等影響較大，應選擇在早上10:00之前或下午16:00之后觀測，確保觀測數據的質量。每次測量必須做好外業工況記錄，以備數據處理過程中出現沉降突變問題的查詢。

3.3沉降觀測數據的收集處理與分析

沉降觀測數據收集必須遵循當天測量當天收集當天處理的原則，這樣便于對出現沉降量發生突變的點進行分析、處理和對于超出規范要求的進行重新測量。

蘭新二線（甘青段）沉降觀測數據處理是由西南交通大學鐵發公司提供的《高速鐵路沉降觀測與數據管理系統》軟件進行嚴密平差計算與數據管理、報表打印。

對于沉降數據的分析主要以下幾個方面：

（1）、相鄰斷面沉降沉降值相差不大于5mm。

（2）、同一斷面沉降值相差不大于3mm。

（3）、正常頻次觀測情況下連續兩次的沉降值不宜大于2mm。

（4）、過渡段不同結構物間的沉降差異不大于5mm。

（5）、沉降引起沿線路方向的折角不應大于1/1000.

（6）、沉降值有沒有突變現象，查明形成的原因。

（7）、沉降曲線是否趨于平穩。

3.4沉降評估

蘭新二線（甘青段）沉降評估是由西南交通大學負責的，在施工單位整理好評估數據和資料后提交給評估單位進行評估。

根據《客運專線鐵路無碴軌道鋪設條件評估技術指南》要求，路基填筑完成或對載預壓后不少于3個月的實際觀測數據作多種回歸曲線分析，確定沉降變形的趨勢，曲線回歸的相關系數不應低于0.92。

4.無砟軌道具體施工情況

思路決定出路。2012年初復工動員會上，無砟軌道施工確定為工作的主線。面對80多公里的線路，項目采取扁平化管理模式，化段子、分任務，讓大跨度的管理由粗放轉化為集約，全線劃分為三個分部，如同三個作戰單元，配備相應的技術、管理人員與成套施工設備、裝備，承擔20到30公里的施工任務。平時各自為戰，關鍵時刻按照項目要求相互合作，上下一盤棋，共推節點任務完成。

無砟軌道施工中，施工組織的科學與否決定了進度。項目第一時間成立了項目經理任組長的無砟軌道施工領導小組，安全總監任現場總指揮，曾參加過客專建設的他具有豐富的無砟軌道施工經驗。在項目編寫無砟軌道總體施工組織設計的基礎上，各個分部編寫自己的專項施工方案，確定了質量報檢和安全防護等環節，集體討論通過后實施，在實施中發現問題及時糾偏，避免出現決策失誤造成重大損失。

為培養出技術合格、業務熟練的無砟軌道施工人員，項目加大員工培訓力度，采取先培訓后上崗，在組織內部培訓的同時，還派技術骨干到外面學習取經。為了提高實戰能力，項目在現場建立了兩個無砟軌道培訓基地，線外開設兩個試驗段。不但請來科研院所的專家、教授，項目的主要技術骨干也紛紛登臺講課，培養近百名無砟軌道施工的技術、質檢、測量、試驗和現場操作技術工人，達到每套施工排架、每個工點都有配套人員，滿足無砟軌道施工對人的需求，源頭上杜絕了由于不懂而蠻干造成的返工。

試驗段施工中及時總結經驗，為正式施工探索道路。通過反復比對，對施工工藝、混凝土配合比、養護方式等環節進行總結，確定作業控制要點，找到混凝土的配合比與養護方法以及每套排架作業人員的配備。項目總工程師主編了《無砟軌道施工操作要點》，系統敘述了無砟軌道施工中從基層面檢查到測量等15個關鍵環節的施工方法和注意點，成為無砟軌道施工的“寶典秘籍”。

為解決技術難題，項目開展科技創新和攻關，成立了無砟軌道施工科技攻關組和無砟軌道施工綜合組，分別對試驗段的技術參數進行評估分析，對無砟軌道施工的作業面資源配置進行評定確定工地標準。三個分部設立QC科技攻關小組，針對極干旱環境下，無砟軌道混凝土容易產生裂縫的共性問題，在甘青公司、玉門指揮部及蘭州交大監理站的指導下，由項目經理總牽頭，總工程師帶領技術干部展開科技創新及攻關，他們總結出在排架精調過程中采取建起精調防風棚來克服極干旱荒漠區大風、高溫帶來的天氣影響，對無砟軌道養護使用內摻養護劑，對混凝土的振搗采取二次補搗以消除混凝土骨料沉淀及應力釋放而導致裂紋的產生，混凝土收光抹面時在排架下部及軌枕周邊采用壓面收光，收光抹面后在混凝土表面均勻涂刷外養護劑，后用土工膜覆蓋以防止混凝土內外溫差而產生裂紋等，保證了混凝土質量。

為確保質量，項目以樣板引路，先開4公里先導段，做到“高標準起步、高效率推進、高質量達標”，運用《干旱風沙地區混凝土和無砟軌道施工質量控制措施研究》課題的研究成果，積極推行標準化施工，落實甘青公司和玉門指揮部提出的“機械化、精細化、標準化、程序化”要求，在混凝土配合比設計上采用“三低一高”原則，在混凝土澆筑方式上采用斗送入模，采取二次振搗工藝，收面在作業棚內進行，采用噴灑養護液，覆蓋棉被、土工布等措施養護，創出排架法施工日進度175.5單線米記錄。

5.結語

過程控制標準化管理就是在施工全過程中依據規范編制的施工作業指導書進行施工作業，約束和規范操作人員的行為，提高各個施工環節中質量，提高施工測量管理的整體水平。

由于我們在沉降觀測施工中嚴格執行了全過程控制標準化管理，將控制工作具體化、定量化，確保了沉降觀測數據的真實性和可靠性，2011年5月，在蘭新鐵路第二雙線（甘青段）率先并一次性通過專家對堆載預壓卸載技術條件評估，給工程的后續工程施工贏得了時間。

參考文獻：

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【關鍵詞】隧道工程偏壓 淺埋 軟弱圍巖 進洞 施工

中圖分類號：TU74 文章標識碼：A文章編號：

1.概況

某隧道位于甘肅省宕昌縣境內,為蘭渝線蘭州至廣元段一雙線隧道。該隧道全長301m，最大埋深90m，通過區位于西秦嶺褶皺系中,巖體受區域構造影響嚴重，節理裂隙發育，巖體破碎。進口端山體縱向坡度50°— 60°，橫向坡度40°— 50°，左側發育一大沖溝，為偏壓隧道；進口端位于滑坡體上，滑坡體物質松散，圍巖穩定性差，工程地質條件差，圍巖類別為V級，屬軟弱圍巖；隧道進口50m埋深為13m—18m，（覆蓋層厚度小于2.5倍洞跨=35m）屬淺埋段。

隧道進口位于滑坡坡體右側邊緣，為基巖滑坡，滑坡體長：50m，寬：50m，厚15～30m，滑坡體物質主要為細角礫土，稍密—密實，稍濕。滑坡體后壁高陡，平臺明顯，平臺上有當地灌溉用水渠，常年流水，不適合明挖進洞。

施工方案

2.1施工不利因素分析

在各種不利條件中，偏壓對隧道施工潛在的威脅最大。偏壓會造成隧道的不平衡受力，輕則可使隧道拱圈變形，重則破壞隧道結構。該隧道的偏壓來自左右兩側山體不對稱，洞口左側沖溝發育，相對右側邊坡較高，由于隧道不適合明挖，為確保進洞施工安全，首先加固邊坡及抑坡；其次在左側增加了擴大基礎擋墻減少山體側向推力，并在擋墻后拱頂部位回填土，以增加結構重量，加強平衡穩定；再次進洞前施工超前長管棚，以形成加固承載環，加強開挖面圍巖穩定。

隧道淺埋段，土層在施工擾動后很難形成穩定受力圈，地表先沉降，輔助施工處理不好很容易造成塌方事故。考慮該隧道進口巖體主要為細角礫土，自身穩定性差，采用地表注漿加固邊仰坡；進洞時采用套拱法進洞，施做超前管棚并注漿，使破碎巖體粘結為整體，增強其自穩能力，減少塌方幾率，增大安全系數。

2.2專項施工方案

2.2.1偏壓

結合實際地形及地質狀況，采用以下兩種方案解決偏壓問題。

2.2.1.1加固邊仰坡

a.施做洞頂截水溝及水渠的滲水處理

洞口位于滑坡體上，山體孔隙較大，為減少巖體孔隙水量，防止地面水流下滲，增大地層壓力，危害洞口安全，采取施做頂截水溝及水渠的滲水處理的方案。截水溝采用人工開挖，漿砌石砌筑，單坡排水，將降水引至天然沖溝排至山下便道邊溝。水渠內鋪設防水卷材、防水板、水泥砂漿抹面；水渠外緣施做φ42小導管并注雙液水泥漿防滲。小導管單根長4m，間距1m，梅花布置。

b．錨噴注漿加固邊仰坡

對邊仰坡進行錨噴支護，部分地段施做小導管注漿。根據設計邊、仰坡開挖線，利用機械與人工配合，進行排碴開挖，坡面修整、刷齊，對坡面進行掛鋼筋網并噴15cm厚C25混凝土，封閉加固松散破碎的巖面，最后進行打錨桿、注漿(1：1水泥漿)，加固巖體。錨桿單根長3m，小導管單根長4m，間距1.5m，梅花布置，鋼筋網采用φ8@20cm×20cm，注漿壓力不小于2Mpa。

2.2.1.2施做偏壓擋墻

偏壓擋墻應在進洞前施做，施做時避開雨季。由于此處不適合采用減壓法，在滑坡體坡腳處施做混凝土擋墻，擋墻采用擴大基礎并用碎石換填。擋墻長9m ,包括明洞段5m及洞身段4m，與明洞設φ22鋼筋連接，導向墻及洞口段鋼拱架用鎖腳錨桿與擋墻連成一體。該擋墻采用C25混凝土，墻高16m，平均厚度3m 。

在擋墻頂部回填填透水性較好的砂土，分層夯打密實，加高覆蓋高度，擋墻與洞身拱頂夾角處注1：1水泥漿加固，以增加防推穩定能力。

2.2.2淺埋

結合該處具體情況，采用套拱法進洞，大管棚及小導管注漿預加固及超前支護。

管棚超前支護是在隧道開挖前施做超前導管并注漿，開挖后架立拱形鋼架支撐，形成牢固的棚狀支護結構，是作為軟弱圍巖淺埋超前支護的一種手段，安全可靠。它對于防止圍巖松弛，坍塌和拱頂下沉有顯著效果。考慮各項因素，該隧道采用大管棚進洞，管棚的技術參數為：熱軋無縫鋼管φ108mm*6mm，43根，單根長30m，管內穿φ18鋼筋籠增加剛度，灌注水泥砂漿填充密實；鋼管間設φ42小導管注1：1水泥漿。

管棚施工要點如下：

2.2.2.1導向墻施工

施做導向墻有兩個目的，一確保管棚鋼管位置準確，二起到護拱作用。2m導向墻是由3榀20b工字鋼為骨架，固定安放導向管，澆筑80cm厚C25混凝土。施做時根據測量數據認真準確放置導向管并焊接牢固，澆筑混凝土時小心振搗，確保導向管位置。

2.2.2.2鉆機定位

安裝鉆機前先根據實際地形搭設鉆機平臺，合理安排鉆孔順序，縮短移動鉆機與搭設平臺的時間，同時便于鉆機定位。鉆機應安裝平穩、牢固，防止施鉆時鉆機不均勻下沉、擺動、位移等影響鉆孔質量。另鉆機機身與線路中線方向保持平行。

2.2.2.3管棚定位

上抬量：在實際施工中，水平鉆孔彎曲不可避免，在孔彎曲中最成問題的是向隧道設計斷面內彎曲。因此，除提高管棚定位精度外，給以適當的上抬量（25～30cm）和上抬角度是防止侵入斷面的一種有效辦法。

上抬角度：上抬角度的設置除考慮防止管棚侵入設計斷面外，還必須充分考慮到管棚鉆機工作平臺的高度，以及鉆孔長度而定。

放線定位：充分考慮到上抬量和上抬角度后，正確算出各鉆孔孔口位置，利用測量儀器定出鉆孔的位置和傾角。

為保證管棚施工質量，我們采取如下措施：

在拱腳部位，首先試鉆2～3個試驗孔，從而找出適合本地層特點的可能孔深及其調正系數，并通過試驗孔進行施工組織調整。

2.2.2.4管棚施工

鉆孔：利用管棚鉆機液壓旋轉推進鉆孔到設計深度，每鉆入一節續接下一節鉆桿，直至鉆孔到設計深度。鉆機開孔時要低速，待成孔1.0米以上，可升高到正常壓力，遇軟巖或流塑軟粘土，改用低壓鉆進。鉆進時產生塌孔、卡鉆者，必須補漿后再鉆進。鉆進過程中，嚴格按操作要點施鉆，控制好轉速及進度，同時隨鉆進注意鉆機的平穩狀態及鉆桿的鉛直到現在穩定狀態。發生異樣而停機檢查，及時對產生的鉆孔偏差予以糾正，防止廢孔。采取跳位鉆孔法鉆孔，并鉆一孔安設一孔，以防坍孔。每孔均要進行終孔檢查，孔位的偏差、終孔端的偏移值不大于10cm，并不侵入開挖周邊，對于彎曲、偏移過量孔填充后重鉆。

清孔：成孔后用高壓風或水水將孔內余碴清洗干凈，防止插管時卡管，必須做到隨鉆隨清孔隨插管。

校孔：測定時拔出鉆桿及鉆頭，在鋼管內安光源裝置并將鋼管插入孔內，用儀器測定其偏移量。

彎孔的修正：在彎曲部分填充比周圍強度大的砂漿，等其凝固后，從開始彎曲的起點重新鉆孔。

裝入鋼管：鉆孔檢查合格后，將鋼管接長裝入孔內，注意保持質量，防止開挖過程中接頭斷裂，引起坍塌。鋼管連接用小徑鋼管插入大徑鋼管內后再焊接牢固。

穿鋼筋籠：鋼管安裝完畢后穿入加工好的鋼筋籠，注意鋼筋籠接頭焊接質量。

堵孔灌注砂漿：現場配制砂漿，用砂漿泵注入，確保注漿壓力。

2.2.2.5管棚施工

在拱頂和2個拱腳預留存胩取芯孔，由取得的巖芯，可檢注漿效果并可根據巖芯分析地質情況，對其它孔也是參考，還可提供洞內開挖地址預報資料，指導洞內施工。

2.3洞內施工

軟弱圍巖一般采用CD、CRD法或三臺階七步法開挖，考慮到施工進度及施工安全等方面，本隧道采用三臺階七步法開挖。以人工風鎬配合挖掘機開挖，開挖后鋼拱架、錨噴支護、仰拱快速封閉。

三臺階七步流水作業法開挖采用弱爆破或人工開挖，局部爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量。各部開挖循環進尺不大于0.6m（鋼架間距0.6m），預留核心土，開挖后及時對圍巖進行初噴，初噴C25混凝土，然后架立鋼架并設鎖腳鋼管、系統錨桿后復噴混凝土至設計厚度。圖2三臺階七步開挖法示意圖

三臺階七步開挖法施工說明：

第1步：施做超前支護后，開挖拱部弧形導坑，預留核心土，施做拱部初期支護；

第2、3步：開挖左右側階并施做初期支護；

第4、5步：開挖左右側下臺階并施做初期支護；

第6步：分別開挖上、中、下臺階核心土；

第7步：開挖隧底并施做仰拱初期支護封閉成環。

圖3三臺階七步法施工

2.4監控量測

隧道監控量測的目的：

（1）及時掌握地表沉陷圍巖和支護結構的動態，確保施工安全。便于進行日常施工管理。

（2）經過對量測數據的分析處理與必要的計算和判斷后，進行下一階段的施工預測。掌握圍巖和支護的動態信息并及時反饋指導施工作業，以確保施工安全和隧道的穩定。

（3）通過對圍巖和支護的變位、應力量測修改支護系統設計。

（4）將已有的工程量測結果應用到其它類似工程中，作為今后設計和施工的類比依據。

通過對施工中圍巖狀態觀測，合理安排施工程序，指導工序作業的時間控制，進行變更設計及日常的施工管理。根據收斂值，地表下沉量量測數據，適時或提前對施工方法進行調整，確保施工進度和安全

該隧道施工時隧道在DK323+427處根據監控量測數據發現拱頂下沉速度超標，山體出現裂縫，洞內立即采用大拱腳法（擴大拱腳，臨時仰拱）施工，并及時施做仰拱二次襯砌及填充，遏制了山體變形，保證了隧道施工質量。

3. 結束語

通過對該隧道的進洞施工實踐，總結經驗如下：

①大跨徑偏壓段隧道施工，首先要及時處理偏壓問題，否則事后難以處理；

②為保證偏壓淺埋隧道的進洞安全和施工質量，首要是做好洞口的準備工作，如排水、邊坡防護等；

③長管棚作為軟弱地層，大跨、淺埋地段隧道的超前支護技術，對注漿加固地層、封堵地下水滲漏，仰制圍巖變形，加快施工進度，確保施工安全作用明顯；

④在保證質量的前提下，開挖方法選擇，需因地制宜，應隨地質及水文變化而相應變更，以加快進度和提高效率；

⑤監控量測在偏壓淺埋隧道施工中尤為重要，利用監控量測數據指導施工能有效保證施工安全和施工質量，還能優化施工工藝。

該隧道進口端位于滑坡體上，屬于典型的偏壓、淺埋隧道。如果按照傳統的施工方案，進洞及洞內施工難度很大，而且工期長，安全隱患大。本文以該隧道為依托工程，進行了隧道進洞施工工藝等方面的探討，相關研究和結論可直接服務和指導該隧道施工，同時，本研究對類似隧道的施工有著重要的參考價值和指導意義有著巨大的經濟效益和社會效益。

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參考文獻

【1】鐵路大斷面隧道三臺階七步開挖法施工作業指南 。北京：中國鐵道出版社，2007

【2】TB10601-2009高速鐵路工程測量規范[P].北京：中國鐵道出版社，2007

【3】TB10417-2003鐵路隧道工程施工質量驗收標準[S]。北京：中國鐵道出版社，2003