高速鐵路隧道施工的技術

1、高速鐵路隧道施工的技術目 錄一、前言三、隧道暗洞施工技術四、隧道附屬施工技術五、隧道主要設備投入情況八、個人體會二、洞口工程施工六、隧道施工功效七、隧道質量通病一、前 言1、隧道分類3、隧道的主要施工方法4、新奧法的施工原理5、隧道工程分部分項劃分2、高鐵隧道的特點一、前 言1、隧道分類 高鐵隧道的長度等級劃分： 長度在500m及以下為短隧道。 長度在500m以上及3000m以下為中長隧道。 長度在3000m以上及10000m為長隧道 長度在10000m以上為特長隧道。 京福項目共有長隧道道1座（蘑菇山隧道）、中長隧道3座（陳山塢隧道、棋盤上隧道、樓村隧道）、短隧道5座。一、前 言2、高鐵隧道

2、的特點高鐵隧道不同于一般的鐵路隧道，高速鐵路隧道具有橫斷面較大（開挖斷面152m2，襯砌斷面100m2），隧道受力和襯砌混凝土的地質環(huán)境復雜，且列車運行速度較高的特點，這些特點對隧道施工的質量、襯砌的安全性、耐久性、抗凍性和抗?jié)B性提出了更高的要求。一、前 言3、隧道施工的主要方法高速鐵路隧道基本都屬于山嶺隧道，常規(guī)的方法為礦山法（鉆爆法）中間的新奧法施工。一、前 言4、新奧法的施工原理新奧法是新奧地利隧道施工方法的簡稱，它是奧地利學者在長期從事隧道施工實踐中，從巖石力學的觀點出發(fā)而提出的一種合理的施工方法。新奧法是應用巖體力學理論，以維護和利用圍巖的自承能力為基點，采用錨桿和噴射混凝土為主要支

3、護手段，及時進行支護，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護體系的組成部分，并通過對圍巖和支護的量測、監(jiān)控來指導隧道施工和地下工程設計施工的方法和原則。新奧法施工方法包括：全斷面法、臺階法、環(huán)形開挖留核心土法、中隔墻法（簡稱CD法）和交叉中隔墻法（簡稱CRD法）、雙側壁導坑法。一、前 言4、新奧法的施工原理新奧法的基本原理創(chuàng)建了信息化量測設計和施工的新理念，采用先柔后剛復合式襯砌新型支護結構體系，初期支護按全部承擔基本荷載設計，二次模筑襯砌作為安全儲備；初期支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載。新奧法施工時，采用多種輔助施工工法，超前支護，改善加固圍巖，調動部分圍巖的自承能力；初期支護和圍巖為暗洞隧道

4、的主要受力結構，保護圍巖是暗挖施工的關鍵技術。在施工過程中應用監(jiān)控量測、信息反饋和優(yōu)化設計，實現不坍方、少沉降、安全生產和施工。施工中應堅持十八字方針：管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測。一、前 言5、隧道分部分項劃分高鐵隧道分部分項劃分序號12345678910分部工程加固處理洞口及緩沖結構工程洞身開挖支護襯砌輔助坑道及附屬洞室明洞工程防水和排水附屬設施備注分項工程地表注漿開挖超前地質預報監(jiān)控量測模板開挖明洞開挖洞口防排水運營通風土建工程井點降水模板洞身開挖噴射混凝土鋼筋噴射混凝土模板洞內排水溝救援通道與救援站樁基處理鋼筋隧底開挖錨桿混凝土錨桿鋼筋檢查井緊急出口洞內預注漿混凝土棄

5、渣場防護鋼筋網回填注漿鋼架網混凝土結構下縱向保溫排水盲管電纜槽洞口防護鋼架綜合接地鋼架網回填施工縫防水洞內附屬構筑物管棚沉降觀測與評估管棚變形縫防水超前小導管超前小導管涂料防水層防水初期支護結構模板鋼筋混凝土坑道口及其封閉二、洞口工程施工1、隧道邊仰坡施工3、洞口管棚施工2、截水天溝施工4、洞口注漿加固5、洞門施工二、洞口工程施工1、邊仰坡施工邊仰坡開挖采用挖掘機直接進行開挖，采用自上而下分段分臺階的開挖順序進行開挖，邊開挖邊打設錨桿、掛網噴射混凝土防護，噴射混凝土厚度為10cm。二、洞口工程施工2、截水天溝施工為了防止山體地表水流入到隧道中，在隧道所在山體頂部設置1道截水天溝，截水天溝在隧道

6、洞口征地紅線范圍內設置。二、洞口工程施工3、洞口管棚施工為了確保隧道進洞的安全，一般在洞口段設置洞口管棚超前支護； 洞口長管棚采用108熱扎無縫鋼管，每環(huán)47根，環(huán)向間距40cm，洞口長管棚長度3080m，外插角13；注漿為水泥漿液，鉆孔施工采用管棚機施工，施工過程運用測斜儀量測鉆進的偏斜度，保證鉆孔方向準確，管棚安裝時管節(jié)接頭應錯開，不得在同一截面，注漿壓力達到設計終壓后應繼續(xù)注漿10min方可結束注漿。二、洞口工程施工4、洞口加固陳山塢隧道進口地表為堆積體內，為了確保進洞安全設計要求對隧道進口地表采用袖閥管注漿進行加固處理。二、洞口工程施工5、洞門施工洞門鋼筋及模板照片洞門鋼筋及模板照片二

7、、洞口工程施工5、洞門施工洞門混凝土施工施工完洞門照片三、隧道暗洞施工3、隧道開挖施工5、隧道防排水施工4、隧道支護施工6、隧道襯砌施工1、隧道超前地質預報2、隧道超前支護三、隧道暗洞施工1、隧道超前地質預報方法名稱適用范圍電法直流電法超前探測隧道掌子面和側幫的含水構造高密度電阻法探測巖溶、洞穴、地質界線電磁法甚低法（1）探測隱伏斷層、破碎帶；（2)探測巖體接觸帶；（3）含水構造及地下暗河等地質雷達（1）探測隱伏斷層、破碎帶；（2)探測地下巖溶、洞穴；（3）探測地層劃分地震波法和聲波法折射波法（1）劃分隧道圍巖級別；（2）測定巖體的縱波速度反射波法（1）探測隱伏斷層、破碎帶；（2)探測地下洞穴

8、；（3）探測地層劃分；（4）測定含水層分布隧道地震法（TSP)（1）劃分地層界線；（2)查找地質構造；（3）探測不良地質體的厚度和范圍瑞雷波法（1）探測隱伏斷層、破碎帶；（2)探測地下巖溶、洞穴紅外線地下水探測（1）探測局部地溫異?，F象；（2）判斷地下脈狀流、脈狀含水帶、隱伏含水體等所在的位置三、隧道暗洞施工（一）洞口長管棚超前支護2、隧道超前支護（二）單層超前小導管支護（三）雙層超前小導管支護（四）超前預注漿小導管支護 1、開挖方法：根據地質條件、斷面結構、襯砌與支護設計、機械配備、工期以及經濟效益等綜合確定。 三、隧道暗洞施工（一）開挖方法選擇 開挖方法 適用圍巖級別及說明備注全斷面法1、

9、單線隧道. 級圍巖；2、雙線隧道. 級圍巖臺階法 1、單線隧道、級圍巖；2、雙線隧道級圍巖環(huán)形開挖預留核心土法1.單線、級圍巖 ； 2.雙線、級圍巖；3.地下水狀態(tài)：有少量滲水；三臺階臨時仰拱法1.單線級圍巖； 2.雙線、級圍巖；3、隧道開挖施工 1、開挖方法：根據地質條件、斷面結構、襯砌與支護設計、機械配備、工期以及經濟效益等綜合確定。 開挖方法 適用圍巖級別及說明備注雙側壁導坑法1.單線、級圍巖； 2.雙線、級圍巖；3.地下水狀態(tài)：有少量滲水； 4. 級圍巖埋深較淺或偏壓地段。CD法級圍巖深埋單、雙線隧道， 級淺埋或偏壓隧道、三線隧道 CRD法雙線、三線隧道級圍巖， 級圍巖淺埋或偏壓隧道中

10、洞法雙連拱隧道三、隧道暗洞施工3、隧道開挖施工（一）開挖方法選擇三、隧道暗洞施工3、隧道開挖施工（二）開挖方法之全斷面法開挖 三、隧道暗洞施工3、隧道開挖施工（二）開挖方法之兩臺階法開挖 三、隧道暗洞施工3、隧道開挖施工（二）開挖方法之三臺階臨時仰拱 三、隧道暗洞施工3、隧道開挖施工（二）開挖方法之四部CD法 三、隧道暗洞施工3、隧道開挖施工（二）開挖方法之六部CD法 三、隧道暗洞施工3、隧道開挖施工（二）開挖方法之CRD法（二）開挖方法之三臺階七部法 鉆爆設計：應根據地質條件、開挖斷面、開挖方法、循環(huán)進尺、鉆眼機具和爆破材料等進行爆破設計。內容應包括：炮眼（掏槽眼、輔助眼、周邊眼）的布置、深

11、度、斜角和數目、爆破器材、裝藥量和裝藥結構，起爆方法和爆破順序，鉆眼機具和鉆眼要求等。三、隧道暗洞施工3、隧道開挖施工（三）鉆爆設計鋼架及格柵鋼架根據設計要求進行分節(jié)加工，各節(jié)之間通過高強螺栓進行連接，鋼架加工時需根據圍巖的級別進行預留沉降量：一般 -級圍巖預留58cm、 級圍巖預留810cm、 級圍巖預留1015cm 。三、隧道暗洞施工4、隧道支護施工（一）鋼架及格柵鋼架加工鋼架及格柵鋼架采用人工配合機械的方法進行安裝，鋼架安裝完畢后立即打設鎖腳錨桿；然后鋪設鋼筋網片，同時焊接鋼架之間的連接鋼筋。三、隧道暗洞施工4、隧道支護施工（二）鋼架及格柵鋼架安裝噴砼應采用濕噴工藝，噴射作業(yè)應分段分片依

12、次進行，噴射順序自下而上，噴嘴宜與噴射面垂直，其間距宜為1.5 2.0米;一次噴射厚度可根據噴射部位和設計厚度確定,且拱部不得超過10cm,邊墻不得超過15 cm,分層噴射時,后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行;噴射作業(yè)緊跟開挖作業(yè)面時,下一循環(huán)爆破應在噴混凝土終凝后3h進行三、隧道暗洞施工4、隧道支護施工（三）噴射混凝土施工三、隧道暗洞施工5、隧道防排水施工防排水體系：防水板、止水帶、砼自防水、排水盲管等。防水板臺車根據隧道凈空尺寸及工作面長度而設置，一般防水板臺車縱向長度設置6m，高度方向一般設置5層，每層的高度約2m。防水板臺車可設置輪胎自行式或者采用裝載機拖推式。 （一）防排水系統(tǒng)及

13、防水板臺車三、隧道暗洞施工5、隧道防排水施工防水板鋪設前，先割除混凝土襯砌表面外露的錨桿頭，鋼筋尖頭等硬物，凸凹不平處需先噴平，使混凝土表面平順，局部漏水處需先進行處理；防水板，特別是在凸凹較大的基面上，要預留足夠的松散系數，使其留有余地，并在斷面變化處增加懸掛點，保證緩沖面與混凝土表面密貼。同時做好防水板與泄水孔的密閉性連接。鋪設防水板地段距開挖工作面不小于爆破安全距離；襯砌混凝土灌注前檢查防水板質量，填寫檢查證。灌注襯砌混凝土時，不損壞塑料防水板。防水板是易燃物品，因此工作區(qū)內禁止煙火，并設消防設施和高壓水管備用。防水板采用無釘鋪設方法，一次鋪設長度根據混凝土循環(huán)灌筑長度確定，鋪設前先行試

14、鋪，再加以調整。防水板采用無釘孔鋪設，即先用80塑料墊圈和射釘將無紡布固定于基面上（墊圈間距：拱0.5m0.8m，邊墻1.0m，呈梅花型布置），再將防水板用專用粘合劑粘合在墊圈上；防水板接縫采用熱合機自動焊縫形成或專用膠粘結，即將兩層防水板的邊緣搭接不小于10cm，通過熱熔加壓或專用膠粘合，兩側接縫寬不小于2.5cm；防水板搭接用熱合機進行焊接或專用膠粘結，接縫為雙面縫，中間留出空隙以便充氣檢查。 （二）防水板鋪設三、隧道暗洞施工5、隧道防排水施工（二）防水板鋪設三、隧道暗洞施工5、隧道防排水施工（三）排水盲管施工隧道初期支護與防水板間設軟式透水縱向及環(huán)向排水盲管，環(huán)向盲管設置間距為每縱向10

15、m設置一道，縱向排水盲管沿線兩側拱墻位置設置排水盲管，每一板二襯設置兩個泄水口，縱向排水盲管的坡度與隧道縱向坡度相同；環(huán)向排水盲管伸入到縱向排水盲管中。三、隧道暗洞施工5、隧道防排水施工（四）施工縫、變形縫防水環(huán)向及縱向施工縫均設中埋式止水帶，止水帶接頭搭接采用熱熔焊接，搭接長度不小于30cm。環(huán)向變形縫采用鋼邊式式止水帶，止水帶兩側設置50型抗剪鋼棒。環(huán)向止水帶安裝縱向止水帶安裝三、隧道暗洞施工（四）施工縫、變形縫防水三、隧道暗洞施工6、隧道襯砌施工（一）隧道仰拱鋼筋施工隧道仰拱初期支護施工完成后即可進行仰拱鋼筋綁扎施工，根據現場要求設置仰拱鋼筋支立鋼筋。三、隧道暗洞施工6、隧道襯砌施工（二

16、）隧道仰拱模板及混凝土施工仰拱曲型模板仰拱混凝土三、隧道暗洞施工6、隧道襯砌施工（二）隧道二襯鋼筋二襯鋼筋二襯鋼筋三、隧道暗洞施工6、隧道襯砌施工（二）隧道二襯臺車二襯臺車拼裝二襯臺車結構三、隧道暗洞施工6、隧道襯砌施工（三）隧道二襯混凝土施工二襯混凝土施工采用移動摸板臺車，拱墻整體澆注，泵送混凝土入模，臺車模板縱向及環(huán)向每隔2.4m左右設置一個長寬均約30cm的觀測及振搗窗口，混凝土采取附著式振搗器振搗，輔以插入式振搗器輔助振搗。 三、隧道暗洞施工6、隧道襯砌施工（四）隧道貫通及二襯完工照片隧道貫通照片隧道完工照片四、隧道附屬施工2、隧道綜合洞室施工1、隧道電纜槽施工四、隧道附屬施工1、隧道

17、電纜槽施工隧道電纜槽模板照片隧道電纜槽完工照片四、隧道附屬施工2、隧道綜合洞室施工隧道綜合洞室模板照片隧道洞室照片五、隧道設備及人員投入情況1、單個工作面設備投入情況表序號123456789101112131415設備名稱挖掘機側翻式裝載機風動鑿巖機濕噴機空壓機管棚鉆機液壓移動式襯砌臺車自卸汽車風機大型冷彎機注漿機電焊機混凝土輸送泵混凝土運輸車防水板爬焊機型號PC220-8ZL50YT-28/20m3/minYGL-100A/20t275/DZ100/HBT806m3230/2900W數量1230441151125134備注六、隧道設備及人員投入情況2、單個工作面人員投入情況表序號123456789人員工種隊長帶班測量技術員開挖班支護班二襯班鋼筋加工班司機數量1222203015814備注五、隧道施工功效圍巖級別VcVcVa- Vbca-bca-b開挖工法6步CD法4步CD法三臺階臨時仰拱法三臺階法臺階法全斷面法施工效率(m/月)15306075100120150隧道施工進度與隧道圍巖情況、施工工法、機械設備、施工人員熟練程度等因素相關，根據京福鐵路項目部多條隧道施工經驗總結，在機械設備正常、施工人員熟練的情況下各個圍巖級別及施工工法的功效如下：五、隧道個人體會1、淺埋、大斷面、不良地質條件的