某高铁隧道仰拱变形加固处理措施

 某高铁隧道位于辽宁省喀左县境内，隧道全长9490m。隧道贯通后，经浇筑底座板及自密实混凝土，并完成铺轨。在进行轨道精调小车静态数据采集时，发现该隧道仰拱部分区域出现疑似上拱的情况，最大上拱量为9.6mm。

经分析，隧道的施工扰动，改变了隧道围岩的地层及水文地质环境，打破了原有平衡，基底围岩主要是凝灰质砂岩，岩体破碎，具有膨胀性，这一环境的变化，从而造成具有一定膨胀性的隧道基底地层发生不均匀变形，引起隧道仰拱变形。

为控制仰拱变形量在规范允许范围内，经相关单位研究后决定采用主要以预应力锚杆和袖阀管注浆相结合的方式进行处理。

先施工预应力锚杆的作用为拉住轨道板，防止注浆压力作用和泥灰岩膨胀作用上拱；袖阀管注浆的作用是改变地下水环境，降低地基中的含水率，修复基底因施工预应力锚杆对地基结构产生的破坏，同时，采用双液注浆更能有效加固因开挖隧道后地下水环境改变造成的基底软弱地层。

具体处理方案为：

1）、需要对仰拱变形进行控制，采取预应力锚杆与钢质袖阀管注浆组合措施。

预应力锚杆的布孔：预应力锚杆结构（全长粘结型预应力锚杆）设计荷载为200kN，锚杆采用φ32 高强精轧螺纹钢筋，按照锚固端长度深入基岩5m 控制，每个断面共计4处，纵向布孔间距2m（如图1所示）。

袖阀管注浆的布孔：仰拱上拱段设置Φ89钢质袖阀管，按照锚固端长度穿透软弱层不小于4m控制，分别布设在轨道板两侧，每个断面共计4处，纵向间距2m（如图1所示）。 

2）、为增强整体受力，设置纵梁，与预应力锚杆、袖阀管形成共同受力体系。

配合钢质袖阀管，设置4处纵梁，设置在轨道底座板两侧，纵梁高度30cm，宽30cm。钢质袖阀管管顶嵌入纵梁20cm，并与纵梁主筋有效焊接。袖阀管注浆采用水泥浆，注浆压力0.2～0.5MPa。纵梁每12m设置一道施工缝，与仰拱及二衬的缝对齐； 

施工完预应力锚杆、袖阀管注浆后，对锚杆、袖阀管注浆的效果按规范进行了检测，均满足设计及规范要求。并进行轨道精调小车静态检测，在处理之前的检测数据中，最大的上拱量为9.6mm，在加固处理一个月的时间后，最大上拱量为0.49mm，测点为0317840S3，最大下沉量为0.34mm，检测数据均满足设计指标。

通过本工程实例，在具有膨胀性凝灰质砂岩等复杂地质条件下，采取预应力锚杆与钢质袖阀管注浆相接合的处理措施，能有效对铁路隧道仰拱变形进行处理，使变形达到可控。

当遇地下水含量丰富、地层结构不稳定，进行袖阀管注浆时，受到扰动易出现严重的塌孔现象，导致锚杆和袖阀管很难下至设计深度。

施工时，可采用双液注浆，即浆液除水泥外，再掺入其它化学浆液，能有效的控制浆液的凝固时间，在极短的时间内能起到快速凝固，通过两到三次成孔的施工方法，能有效的解决在富水、软弱、地层结构不稳定土层中的钻孔难问题，是一项值得推广的施工技术。