高速鐵路隧道施工的技術(shù)

1、高速鐵路隧道施工的技術(shù)目 錄一、前言三、隧道暗洞施工技術(shù)四、隧道附屬施工技術(shù)五、隧道主要設(shè)備投入情況八、個(gè)人體會(huì)二、洞口工程施工六、隧道施工功效七、隧道質(zhì)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(xiàng)劃分2、高鐵隧道的特點(diǎn)一、前 言1、隧道分類 高鐵隧道的長(zhǎng)度等級(jí)劃分： 長(zhǎng)度在500m及以下為短隧道。 長(zhǎng)度在500m以上及3000m以下為中長(zhǎng)隧道。 長(zhǎng)度在3000m以上及10000m為長(zhǎng)隧道 長(zhǎng)度在10000m以上為特長(zhǎng)隧道。 京福項(xiàng)目共有長(zhǎng)隧道道1座（蘑菇山隧道）、中長(zhǎng)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(diǎn)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(zhì)環(huán)境復(fù)雜，且列車運(yùn)行速度較高的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)對(duì)隧道施工的質(zhì)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(jiǎn)稱，它是奧地利學(xué)者在長(zhǎng)期從事隧道施工實(shí)踐中，從巖石力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)而提出的一種合理的施工方法。新奧法是應(yīng)用巖體力學(xué)理論，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采用錨桿和噴射混凝土為主要支

3、護(hù)手段，及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，并通過對(duì)圍巖和支護(hù)的量測(cè)、監(jiān)控來指導(dǎo)隧道施工和地下工程設(shè)計(jì)施工的方法和原則。新奧法施工方法包括：全斷面法、臺(tái)階法、環(huán)形開挖留核心土法、中隔墻法（簡(jiǎn)稱CD法）和交叉中隔墻法（簡(jiǎn)稱CRD法）、雙側(cè)壁導(dǎo)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(cè)設(shè)計(jì)和施工的新理念，采用先柔后剛復(fù)合式襯砌新型支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，初期支護(hù)按全部承擔(dān)基本荷載設(shè)計(jì)，二次模筑襯砌作為安全儲(chǔ)備；初期支護(hù)和二次襯砌共同承擔(dān)特殊荷載。新奧法施工時(shí)，采用多種輔助施工工法，超前支護(hù)，改善加固圍巖，調(diào)動(dòng)部分圍巖的自承能力；初期支護(hù)和圍巖為暗洞隧道

4、的主要受力結(jié)構(gòu)，保護(hù)圍巖是暗挖施工的關(guān)鍵技術(shù)。在施工過程中應(yīng)用監(jiān)控量測(cè)、信息反饋和優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不坍方、少沉降、安全生產(chǎn)和施工。施工中應(yīng)堅(jiān)持十八字方針：管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)。一、前 言5、隧道分部分項(xiàng)劃分高鐵隧道分部分項(xiàng)劃分序號(hào)12345678910分部工程加固處理洞口及緩沖結(jié)構(gòu)工程洞身開挖支護(hù)襯砌輔助坑道及附屬洞室明洞工程防水和排水附屬設(shè)施備注分項(xiàng)工程地表注漿開挖超前地質(zhì)預(yù)報(bào)監(jiān)控量測(cè)模板開挖明洞開挖洞口防排水運(yùn)營(yíng)通風(fēng)土建工程井點(diǎn)降水模板洞身開挖噴射混凝土鋼筋噴射混凝土模板洞內(nèi)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(nèi)預(yù)注漿混凝土棄

5、渣場(chǎng)防護(hù)鋼筋網(wǎng)回填注漿鋼架網(wǎng)混凝土結(jié)構(gòu)下縱向保溫排水盲管電纜槽洞口防護(hù)鋼架綜合接地鋼架網(wǎng)回填施工縫防水洞內(nèi)附屬構(gòu)筑物管棚沉降觀測(cè)與評(píng)估管棚變形縫防水超前小導(dǎo)管超前小導(dǎo)管涂料防水層防水初期支護(hù)結(jié)構(gòu)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(jī)直接進(jìn)行開挖，采用自上而下分段分臺(tái)階的開挖順序進(jìn)行開挖，邊開挖邊打設(shè)錨桿、掛網(wǎng)噴射混凝土防護(hù)，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(shè)置1道截水天溝，截水天溝在隧道

6、洞口征地紅線范圍內(nèi)設(shè)置。二、洞口工程施工3、洞口管棚施工為了確保隧道進(jìn)洞的安全，一般在洞口段設(shè)置洞口管棚超前支護(hù)； 洞口長(zhǎng)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(zhǎng)管棚長(zhǎng)度3080m，外插角13；注漿為水泥漿液，鉆孔施工采用管棚機(jī)施工，施工過程運(yùn)用測(cè)斜儀量測(cè)鉆進(jìn)的偏斜度，保證鉆孔方向準(zhǔn)確，管棚安裝時(shí)管節(jié)接頭應(yīng)錯(cuò)開，不得在同一截面，注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓后應(yīng)繼續(xù)注漿10min方可結(jié)束注漿。二、洞口工程施工4、洞口加固陳山塢隧道進(jìn)口地表為堆積體內(nèi)，為了確保進(jìn)洞安全設(shè)計(jì)要求對(duì)隧道進(jìn)口地表采用袖閥管注漿進(jìn)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(hù)施工6、隧道襯砌施工1、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)2、隧道超前支護(hù)三、隧道暗洞施工1、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法名稱適用范圍電法直流電法超前探測(cè)隧道掌子面和側(cè)幫的含水構(gòu)造高密度電阻法探測(cè)巖溶、洞穴、地質(zhì)界線電磁法甚低法（1）探測(cè)隱伏斷層、破碎帶；（2)探測(cè)巖體接觸帶；（3）含水構(gòu)造及地下暗河等地質(zhì)雷達(dá)（1）探測(cè)隱伏斷層、破碎帶；（2)探測(cè)地下巖溶、洞穴；（3）探測(cè)地層劃分地震波法和聲波法折射波法（1）劃分隧道圍巖級(jí)別；（2）測(cè)定巖體的縱波速度反射波法（1）探測(cè)隱伏斷層、破碎帶；（2)探測(cè)地下洞穴

8、；（3）探測(cè)地層劃分；（4）測(cè)定含水層分布隧道地震法（TSP)（1）劃分地層界線；（2)查找地質(zhì)構(gòu)造；（3）探測(cè)不良地質(zhì)體的厚度和范圍瑞雷波法（1）探測(cè)隱伏斷層、破碎帶；（2)探測(cè)地下巖溶、洞穴紅外線地下水探測(cè)（1）探測(cè)局部地溫異?，F(xiàn)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(zhǎng)管棚超前支護(hù)2、隧道超前支護(hù)（二）單層超前小導(dǎo)管支護(hù)（三）雙層超前小導(dǎo)管支護(hù)（四）超前預(yù)注漿小導(dǎo)管支護(hù) 1、開挖方法：根據(jù)地質(zhì)條件、斷面結(jié)構(gòu)、襯砌與支護(hù)設(shè)計(jì)、機(jī)械配備、工期以及經(jīng)濟(jì)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(jí)別及說明備注全斷面法1、

9、單線隧道. 級(jí)圍巖；2、雙線隧道. 級(jí)圍巖臺(tái)階法 1、單線隧道、級(jí)圍巖；2、雙線隧道級(jí)圍巖環(huán)形開挖預(yù)留核心土法1.單線、級(jí)圍巖 ； 2.雙線、級(jí)圍巖；3.地下水狀態(tài)：有少量滲水；三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法1.單線級(jí)圍巖； 2.雙線、級(jí)圍巖；3、隧道開挖施工 1、開挖方法：根據(jù)地質(zhì)條件、斷面結(jié)構(gòu)、襯砌與支護(hù)設(shè)計(jì)、機(jī)械配備、工期以及經(jīng)濟(jì)效益等綜合確定。 開挖方法 適用圍巖級(jí)別及說明備注雙側(cè)壁導(dǎo)坑法1.單線、級(jí)圍巖； 2.雙線、級(jí)圍巖；3.地下水狀態(tài)：有少量滲水； 4. 級(jí)圍巖埋深較淺或偏壓地段。CD法級(jí)圍巖深埋單、雙線隧道， 級(jí)淺埋或偏壓隧道、三線隧道 CRD法雙線、三線隧道級(jí)圍巖， 級(jí)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(tái)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(tái)階臨時(shí)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(tái)階七部法 鉆爆設(shè)計(jì)：應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、開挖斷面、開挖方法、循環(huán)進(jìn)尺、鉆眼機(jī)具和爆破材料等進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)。內(nèi)容應(yīng)包括：炮眼（掏槽眼、輔助眼、周邊眼）的布置、深

11、度、斜角和數(shù)目、爆破器材、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)，起爆方法和爆破順序，鉆眼機(jī)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(shè)計(jì)鋼架及格柵鋼架根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分節(jié)加工，各節(jié)之間通過高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接，鋼架加工時(shí)需根據(jù)圍巖的級(jí)別進(jìn)行預(yù)留沉降量：一般 -級(jí)圍巖預(yù)留58cm、 級(jí)圍巖預(yù)留810cm、 級(jí)圍巖預(yù)留1015cm 。三、隧道暗洞施工4、隧道支護(hù)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(jī)械的方法進(jìn)行安裝，鋼架安裝完畢后立即打設(shè)鎖腳錨桿；然后鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，同時(shí)焊接鋼架之間的連接鋼筋。三、隧道暗洞施工4、隧道支護(hù)施工（二）鋼架及格柵鋼架安裝噴砼應(yīng)采用濕噴工藝，噴射作業(yè)應(yīng)分段分片依

12、次進(jìn)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(jù)噴射部位和設(shè)計(jì)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(shí),后一層噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行;噴射作業(yè)緊跟開挖作業(yè)面時(shí),下一循環(huán)爆破應(yīng)在噴混凝土終凝后3h進(jìn)行三、隧道暗洞施工4、隧道支護(hù)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(tái)車根據(jù)隧道凈空尺寸及工作面長(zhǎng)度而設(shè)置，一般防水板臺(tái)車縱向長(zhǎng)度設(shè)置6m，高度方向一般設(shè)置5層，每層的高度約2m。防水板臺(tái)車可設(shè)置輪胎自行式或者采用裝載機(jī)拖推式。 （一）防排水系統(tǒng)及

13、防水板臺(tái)車三、隧道暗洞施工5、隧道防排水施工防水板鋪設(shè)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(jìn)行處理；防水板，特別是在凸凹較大的基面上，要預(yù)留足夠的松散系數(shù)，使其留有余地，并在斷面變化處增加懸掛點(diǎn)，保證緩沖面與混凝土表面密貼。同時(shí)做好防水板與泄水孔的密閉性連接。鋪設(shè)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(zhì)量，填寫檢查證。灌注襯砌混凝土?xí)r，不損壞塑料防水板。防水板是易燃物品，因此工作區(qū)內(nèi)禁止煙火，并設(shè)消防設(shè)施和高壓水管備用。防水板采用無釘鋪設(shè)方法，一次鋪設(shè)長(zhǎng)度根據(jù)混凝土循環(huán)灌筑長(zhǎng)度確定，鋪設(shè)前先行試

14、鋪，再加以調(diào)整。防水板采用無釘孔鋪設(shè)，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(jī)自動(dòng)焊縫形成或?qū)Ｓ媚z粘結(jié)，即將兩層防水板的邊緣搭接不小于10cm，通過熱熔加壓或?qū)Ｓ媚z粘合，兩側(cè)接縫寬不小于2.5cm；防水板搭接用熱合機(jī)進(jìn)行焊接或?qū)Ｓ媚z粘結(jié)，接縫為雙面縫，中間留出空隙以便充氣檢查。 （二）防水板鋪設(shè)三、隧道暗洞施工5、隧道防排水施工（二）防水板鋪設(shè)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(hù)與防水板間設(shè)軟式透水縱向及環(huán)向排水盲管，環(huán)向盲管設(shè)置間距為每縱向10

15、m設(shè)置一道，縱向排水盲管沿線兩側(cè)拱墻位置設(shè)置排水盲管，每一板二襯設(shè)置兩個(gè)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(shè)中埋式止水帶，止水帶接頭搭接采用熱熔焊接，搭接長(zhǎng)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(cè)設(shè)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(hù)施工完成后即可進(jìn)行仰拱鋼筋綁扎施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求設(shè)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(tái)車二襯臺(tái)車拼裝二襯臺(tái)車結(jié)構(gòu)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(dòng)摸板臺(tái)車，拱墻整體澆注，泵送混凝土入模，臺(tái)車模板縱向及環(huán)向每隔2.4m左右設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)寬均約30cm的觀測(cè)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(shè)備及人員投入情況1、單個(gè)工作面設(shè)備投入情況表序號(hào)123456789101112131415設(shè)備名稱挖掘機(jī)側(cè)翻式裝載機(jī)風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)濕噴機(jī)空壓機(jī)管棚鉆機(jī)液壓移動(dòng)式襯砌臺(tái)車自卸汽車風(fēng)機(jī)大型冷彎?rùn)C(jī)注漿機(jī)電焊機(jī)混凝土輸送泵混凝土運(yùn)輸車防水板爬焊機(jī)型號(hào)PC220-8ZL50YT-28/20m3/minYGL-100A/20t275/DZ100/HBT806m3230/2900W數(shù)量1230441151125134備注六、隧道設(shè)備及人員投入情況2、單個(gè)工作面人員投入情況表序號(hào)123456789人員工種隊(duì)長(zhǎng)帶班測(cè)量技術(shù)員開挖班支護(hù)班二襯班鋼筋加工班司機(jī)數(shù)量1222203015814備注五、隧道施工功效圍巖級(jí)別VcVcVa- Vbca-bca-b開挖工法6步CD法4步CD法三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法三臺(tái)階法臺(tái)階法全斷面法施工效率(m/月)15306075100120150隧道施工進(jìn)度與隧道圍巖情況、施工工法、機(jī)械設(shè)備、施工人員熟練程度等因素相關(guān)，根據(jù)京福鐵路項(xiàng)目部多條隧道施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在機(jī)械設(shè)備正常、施工人員熟練的情況下各個(gè)圍巖級(jí)別及施工工法的功效如下：五、隧道個(gè)人體會(huì)1、淺埋、大斷面、不良地質(zhì)條件的