客運專線隧道設(shè)計與施工(4).ppt

1、隧道斷面大：內(nèi)凈空面積達100m2，需要開挖面積約160m2（有仰拱）。,客運專線隧道 難點與特點,2、工程可靠性和耐久性要求高：設(shè)計使用年限要求100年，主體結(jié)構(gòu)要求“零缺陷”。,3、防排水要求高：防水等級要求達到一級，襯砌表面無濕漬。,4、環(huán)保與景觀要求高：沿線隧道洞口植被發(fā)育，部分隧道穿越森林公園景區(qū)或自然保護區(qū)；線路與高速公路、國道并行段長，景觀要求高。,5、工程地質(zhì)條件復雜：隧道主要不良地質(zhì)有巖溶、富水斷層、高地應力、采空區(qū)等，短隧道一般覆土淺，地質(zhì)條件差。,針對客運專線隧道難點與特點的應對措施,隧道施工,1 、國外高鐵隧道概況 2 、客運專線技術(shù)標準及隧道 凈空的擬定 3 、客運專線隧道支護結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 、客運專線隧道防排水設(shè)計 5 、客運專線隧道耐久性要求 6、不良地質(zhì)隧道設(shè)計,1、施工方法初步研究 2、施工需要重點注意的問題,養(yǎng)護維修,隧道設(shè)計,二、隧道施工,德國 科隆萊茵/美因高速客運專線鐵路全長219Km，該線設(shè)計時速300Km/h，共修建有長約47Km的隧道30座，其中24座隧道采用礦山法修建。,全線隧道內(nèi)均鋪設(shè)無碴軌道。雙線隧道有效面積為92m2 ，開挖面積為150m2，隧道采用復合式襯砌。礦山法隧道斷面如圖。,一、隧道設(shè)計,西班牙 馬德里巴塞羅那高速鐵路線上的隧道工程,馬德里巴塞羅那高速鐵路全長611公里，設(shè)計最高速度為350Km/h,共有隧道26座。該線長大隧道斷面面積采用74m2，短隧道斷面面積109m2。,一、隧道設(shè)計,意大利 佛羅倫薩-博洛尼亞高速鐵路線上的隧道工程,那不勒斯-米蘭新高速鐵路為旅游專線，其中佛羅倫薩-博洛尼亞段49線路位于線路位于亞寧山區(qū)，為克服地形障礙，采用隧道方式穿越，該段線路全長78Km，隧道全長71.5km/9座,一、隧道設(shè)計,日本 東京高速鐵路線Narashinodai隧道,隧道采用分塊開挖的方法(CRD)，在隧道拱部采用超前小鋼管，鋼管直徑34mm，長2.75m，間距25cm，共用47根，臨時支護結(jié)構(gòu)采用125H型鋼支撐，噴混凝土厚125mm，鎖腳錨桿直徑25mm，長2.0m，圖中表示開挖順序。,一、隧道設(shè)計,臺灣 臺北高雄高速鐵路隧道斷面,臺灣南北高速鐵路全線長394km，設(shè)計時速350km/h，運行時速300km/h，其中暗挖施工隧道42座，總長39km。 隧道凈空有效面積為90m2。雙線隧道凈空跨度為15.35m，凈高10.5m，線間距4.5m，實際開挖面積147155m2,一、隧道設(shè)計,2. 1 主要技術(shù)標準,1. 鐵路等級：客運專線。 2. 正線數(shù)目：雙線。 3. 最小曲線半徑：一般9000m，困難7000m。 4. 正線線間距：5m。 5. 最大坡度：一般12，局部地段不超過20。 6. 到發(fā)線有效長度：700m。 7. 牽引種類：電力。 8. 列車運行方式：自動控制。 9. 行車指揮方式：綜合調(diào)度集中。,一、隧道設(shè)計,隧道內(nèi)輪廓參照鐵道部“經(jīng)規(guī)標準200575號文”發(fā)布的時速350公里客運專線鐵路隧道雙線隧道內(nèi)輪廓圖進行設(shè)計，隧道軌面以上內(nèi)凈空為100m2，曲線地段及下錨段襯砌不需加寬。本線隧道內(nèi)均鋪設(shè)無碴軌道。 隧道襯砌內(nèi)輪廓如圖：,2.2 客運專線隧道內(nèi)凈空,客運專線隧道洞門基本分為兩類：斜切類及端墻類。 地形、地質(zhì)條件許可的前提下，優(yōu)先選用斜切類洞門,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,雙線隧道復合式襯砌支護參數(shù)表,一、隧道設(shè)計,雙線隧道復合式襯砌支護參數(shù)表,一、隧道設(shè)計,雙線隧道復合式襯砌支護參數(shù)表,注：表中帶*號表示為鋼筋砼；鋼筋外側(cè)砼保護層厚5cm。,一、隧道設(shè)計,級圍巖襯砌斷面,一、隧道設(shè)計,（、）級圍巖襯砌斷面,一、隧道設(shè)計,支護結(jié)構(gòu)特點,1、根據(jù)圍巖條件對圍巖自穩(wěn)能力和支護結(jié)構(gòu)受力的影響，細化了支護結(jié)構(gòu)類型，設(shè)計淺埋及偏壓支護結(jié)構(gòu)。 2、突出“加強基底”和注重“剛度變化”： 針對以往隧道底部易發(fā)病害和高速列車運行要求，隧道加強了基底設(shè)計； 級圍巖設(shè)計了有仰拱和無仰拱二種結(jié)構(gòu)；級圍巖有仰拱結(jié)構(gòu)，可用于圍巖突變段落，以利于基底的剛度變化。 3、二次襯砌部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：、級圍巖和級圍巖偏壓段二襯砌均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要是考慮列車長期的振動作用以及圍巖蠕變對二次襯砌受力的影響，同時也可減少大跨混凝土結(jié)構(gòu)的收縮裂縫。,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,滿足地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GB50108）規(guī)定的一級防水標準，襯砌表面無濕漬。,防水等級,一、隧道設(shè)計,防排水原則,隧道襯砌防排水按照“防、排、堵、截相結(jié)合、因地制宜、綜合治理”的原則進行；當隧址區(qū)水環(huán)境要求較高時，可按“以堵為主、限量排放”的原則進行；可溶巖隧道地下水排水通道位于隧道斷面內(nèi)時，依照“以疏為主、以堵為輔”的原則進行。達到“防水可靠、排水通暢、系統(tǒng)可維護”的目標,一、隧道設(shè)計,隧道防排水主要措施,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,防 排 水 綜 合 布 置 圖,一、隧道設(shè)計,疏 排 水 圖,一、隧道設(shè)計,施 工 縫 防 水 圖,一、隧道設(shè)計,施 工 縫 防 水 圖,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,一、隧道設(shè)計,巖溶、巖溶水發(fā)育地段及富水斷層地段隧道設(shè)計,巖溶發(fā)育地段及富水斷層段隧道采用“大堵小排”的原則設(shè)計，二次襯砌原則上不考慮承受水壓力。但考慮隨時間的推移，滲排水平衡有可能受影響，因此，對局部地段支護參數(shù)已進行了加強。必要時，可采用抗水壓襯砌。,一、隧道設(shè)計,注漿方式及適用條件判定表,一、隧道設(shè)計,巖溶、巖溶水發(fā)育地段及富水斷層地段隧道設(shè)計,1.1 施工方法,二、隧道施工,施工方法適用表,二、隧道施工,施工方法適用表,注：表中表示推薦采用，表示可使用，施工中根據(jù)具體情況靈活調(diào)整。,1.1 施工方法,CRD 工 法 圖,二、隧道施工,1.1 施工方法,CD 工 法 圖,二、隧道施工,1.1 施工方法,雙 側(cè) 壁 工 法,二、隧道施工,1.1 施工方法,環(huán) 形 開 挖 法,二、隧道施工,1.1 施工方法,二、隧道施工,1.2 施工進度指標,二、隧道施工,主要測量洞口地面標高及斷面以及設(shè)計過程中隧址區(qū)地形、地物的變化情況，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計不符，應及時提出,2.1 勘測資料的復測,二、隧道施工,1、在隧道開挖時，應隨時核對圍巖級別與地下水狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計不符，應及時提出，以便修正設(shè)計。 2、施工中遇地下水，應取樣化驗，了解有否侵蝕性，以便決定是否變更水泥品種，調(diào)整水灰比或采取其它措施，以防侵蝕。 3、可溶巖隧道施工中應施作施工地質(zhì)超前預測、預報，超前探明巖溶、巖溶水與隧道的相對關(guān)系，以便及時采取有效措施，確保結(jié)構(gòu)及施工安全。 4、不良地質(zhì)隧道諸如高地應力、瓦斯等，應進一步勘查，以便判明巖爆或變形等級、瓦斯隧道設(shè)防措施等。,2.2 關(guān)于地質(zhì)資料,二、隧道施工,開挖中應采用光面爆破、預裂爆破等控爆工藝，嚴格控制超欠挖，以達到開挖輪廓圓順，開挖面平整。開挖中，應加強開挖面的地質(zhì)素描和地質(zhì)預報工作。隧道爆破應減少對圍巖的擾動，以期達到保護圍巖的目的。,2.3 爆破作業(yè),二、隧道施工,1、隧道初期支護采用噴錨支護，噴射混凝土采用濕噴工藝。為抑制初期支護噴層開裂及減少回彈，改善洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境，噴砼中需按設(shè)計摻加改性聚酯纖維。噴砼作業(yè)應嚴格按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。 2、初期支護拱部錨桿必須采用帶排氣裝置的中空注漿錨桿，拱墻錨桿均應帶墊板及螺母，施工中應確保錨桿注漿飽滿，并按有關(guān)規(guī)定施作拉拔實驗。 3、鋼架是初期支護系統(tǒng)的重要組成部分，鋼架應及時架立、準確定位，以保證保護層厚度，鋼架加工制作應嚴格按有關(guān)圖及規(guī)定執(zhí)行。,2.4 初期支護,二、隧道施工,1、各中防水材料均應達到設(shè)計指標并通過有關(guān)標準檢驗。 2、防水板的現(xiàn)場加工應有專職人員及作業(yè)場地，防水板安裝最好有作業(yè)臺車。防水板敷設(shè)應在對初期支護的滲漏水情況進行檢查并采取埋管引排、局部注漿等處理措施完成厚進行。 3、為避免異物造成鋪裝完成的防水板的破損，除對噴砼表面有要求平順外，洞內(nèi)鋼筋綁扎或焊接處對防水板應有一定的防護措施。 4、鋪設(shè)完成后防水板的破損應及時修補。 5、排水盲溝及注漿管應在模筑施作前定位并有防堵措施。 6、施工縫及變形縫處理應嚴格按設(shè)計施工。,2.5 防排水,二、隧道施工,1、模筑襯砌鋼筋保護層厚度應有保證。 2、襯砌必須采用模板臺車，臺車長度不大于15m，每環(huán)澆注混凝土的長度不宜大于12米。 3、每環(huán)混凝土澆注時間不宜大于2小時，脫模時間不應早于澆注完成后24小時。 4、隧道施工應貫徹仰拱先行的原則，采用仰拱棧橋進行施工，嚴禁半幅施工，確保施工質(zhì)量。 5、仰拱填充必須與仰拱分批澆注，并嚴禁半幅施工。 6、各級圍巖預留變形量為：級圍巖3cm，級圍巖5cm，級圍巖8cm，級圍巖12cm，襯砌斷面圖中未示，施工開挖中不得遺漏，以免欠挖造成二次襯砌厚度不足。 7、為確保襯砌對圍巖的支護效果，襯砌超挖回填應符合設(shè)計