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。盲目追求开挖进度，忽略了后续工序，会因施工步距超标而造成停工整改，将得不偿失。

当遇到专用洞室、变压器洞室时，各洞室提前准备，安装定制模板与正洞同时浇筑混凝土，对施工进度无影响。

（2）异形断面

隧道内下锚段的设置，导致隧道横断面发生变化，需要在模板台车的加宽侧安装特制骨架和模板，才能完成二衬混凝土施工。同时，由于下锚段长5m，左右错开，间隔5m，需要把这个15m分为两组或三组，在隧道衬砌分组时就要考虑周到，进行分组长度的调整，以满足台车施工需要。

通常，施工完成一组下锚段（L=15m）的二衬混凝土，需要10～13天时间，施工时间过长导致衬砌进度落后于开挖进度，施工步距逐渐增大，制约着掌子面开挖进度。由此可见，下锚段的施工进度与施工步距之间的矛盾必然存在，必须要想办法解决。

4、施工方案比选

隧道施工，掌子面开挖是关键，是整个项目的形象进度，可以说一切工作都是围绕如何加快开挖进度进行的，更不能说停止开挖了。在实际施工中，若后续的工序跟不上，施工步距超标，开挖进度只能放缓，否则遇到检查就是自觉停工与被停工之间的选择。如何控制施工步距在规范要求内，重点是解决下锚段施工的问题，而对于下锚段施工，不同的人有着不一样的理解，做法也不尽相同。

4.1 方案一：跳衬施工

顾名思义，就是跳过下锚段，下锚段暂时不施工，只施工一般断面的二衬，以保证二衬距离开挖面的施工步距达标，待一般断面的二衬施工全部完成后，回过头来再施工下锚段的二衬，俗称“补空”。这种做法有点钻空子的嫌疑，因为施工步距指的是二衬距离开挖面的长度，并没有说明二衬能否断开，而最终这种做

法被默许了。更有甚者，由于自身施工组织原因，一般断面的二衬滞后了，为满足步距，也照跳不误。跳衬施工见如下示意图：

这种做法在理论上满足了施工步距的要求，掌子面开挖不会因施工步距超标而停工，但是缺点也很突出，有以下几点：

（1）下锚段长时间不施工二衬，留下了安全隐患，要持续进行施工监测； （2）由于二衬不连续，导致两侧沟槽无法施工，因为先施工沟槽会影响台车通行；在后期为了提高沟槽施工进度，就要增加资源投入；

（3）把下锚段留在后期施工，影响总工期，“补空”越多对工期影响越大； （4）需要单独配置人员和机具，台车和输送泵行走距离过长，费用增加。 4.2 方案二：单独施工 （1）小型模板台车施工

针对下锚段的结构形式，单独设计加工一台小型模板台车，台车长6m，左右侧均可安装加宽段模板，把下锚段L=15m分为三个单元进行施工。主台车往前方施工一般断面，小台车在后方单独施工下锚段，两不耽误，既能保证施工步距达标，又能保证二衬施工的连续性和施工安全，隧道两侧的沟槽也能及时开展施工，保证了工期目标的实现。同时，由于两个台车距离较近，可以共用施工班组与输送泵，资源调配方便，降低了施工成本。

这种做法也有一定的缺陷，由于两个台车距离近，中间还有施工台架，过于密集，影响了隧道的通风效果，可以通过增加射流风机进行解决。

（2）满堂支架施工

搭设满堂支架施工，考虑的是材料可以周转使用，节约费用。但是隧道本身是弧形，要整体一次性施工完毕，若搭设满堂支架，则需要增加斜支撑，那么隧道内的交通将被截断，车辆无法通行。因此，该方法不可用。

4.3 方案三：顺序施工

这种做法是不跳衬，也不增加台车，就按照顺序进行施工，稳步推进。前面已经介绍，下锚段施工时间过长，二衬的进度会落后于开挖进度，实际施工中只能通过控制开挖进度进行协调，否则施工步距会进一步拉大。若开挖面是Ⅱ、Ⅲ级围岩，进度损失将很大；若开挖面是Ⅳ、Ⅴ级围岩，进度损失一般。

另外，下锚段施工时需要在台车的一侧安装定型模板，用于浇筑混凝土，而定型模板的骨架则需要支撑在台车表面上，就不可避免的进行焊接作业，待混凝土施工完成后，要对焊接位置进行打磨。如此反复，会对模板台车表面造成损伤，再施工一般断面时混凝土表面的光洁度受到影响，二衬混凝土的外观质量下降。

4.4 对比分析

从施工安全、质量、工期和成本等方面对以上各方案进行对比，见下表： 经过对比分析，方案二增加投入小台车，使施工安全、质量和工期都得到了保障，投入少，其性价比高，这种做法值得推荐用于长大隧道施工。而对于一些短隧道，下锚段的数量很少甚至没有，可使用方案三进行施工。

5、总结

近年来，铁路隧道施工中，施工步距的观念已逐步深入人心，重视程度越来越高。要解决施工进度与施工步距之间的矛盾，决不能抱侥幸心理，要以施工安全、质量、工期和成本等指标为目标，该增加投入的必须增加投入，不能以施工安全和施工进度为代价。总的来说，隧道施工现场的组织要全面考虑，各工序同步推進，不能顾此失彼，真正做到了均衡施工，才能保证施工步距达标。

参考文献：

[1] 铁建设【2008】160号文、铁建设【2010】120号文