长大山岭隧道施工技术简论
长大隧道施工技术

长大隧道施工技术0 前言当前, 山岭隧道和其他地下工程是人类向自然界要空间、进行资源开发的主要方向之一, “上天入地”是人类向立体空间发展的必然趋势。
中国是一个多山的国家, 高速、准高速铁路、公路的发展和建设是中国21 世纪的特色;21 世纪的中国必然将出现大量的隧道工程, 长大隧道的建设势在必行。
长大隧道的修建给我们带来了无限的机遇和挑战, 为能更好地适应当前隧道施工技术的发展, 提高我局长大隧道施工技术水平, 以便在今后的长大隧道施工中能更好地、全面开发和应用新原理、新技术、新设备、新方法、新工艺、新材料, 迎接21 世纪山岭隧道大发展的到来, 深入了解当前国内外长大隧道施工技术现状, 把握国内外长大隧道施工技术发展是十分必要的。
1 国内外长大隧道建设1.1 国外长大隧道建设隧道是一种修建在地下, 两端有出入口, 供车辆、行人、水流及管线等通行的工程建筑物。
OECD (国际经济合作与发展组织)1970年隧道会议综合各种因素对隧道所下的定义: “以某种用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2m2的洞室。
”均称之为隧道。
近代隧道兴起于十七世纪的运河时代, 从这一时期起, 欧洲陆续修建了许多运河隧道。
1820年前后, 随着铁路运输的兴起, 英国、法国等欧洲, 然后是美国和明治维新后的日本先后开始修建铁路隧道。
在19世纪60年代以前, 修建的隧道都用人工凿孔和黑火药爆破方法施工。
1861年修建穿越阿尔卑斯山脉的仙尼斯峰铁路隧道时, 首次应用风动凿岩机代替人工凿孔。
1867年修建美国胡萨克铁路隧道时, 开始采用硝化甘油炸药代替黑火药, 使隧道施工技术及速度得到进一步发展。
在20世纪初期, 欧洲和北美洲一些国家铁路形成铁路网, 建成的5公里以上长隧道有20座。
20世纪60年代以来, 隧道机械化施工水平有很大提高, 全断面液压凿岩台车和其他大型施工机具相继用于隧道施工。
其后, 喷锚技术的发展和新奥法的应用更是为隧道工程开辟了新的途径, 而隧道掘进机的采用则彻底改变了隧道开挖的钻爆方式。
长大山岭隧道通风施工技术

长大山岭隧道通风施工技术1 中铁华铁工程设计集团有限公司张吉怀铁路监理站北京 1000712 中铁华铁工程设计集团有限公司北京 100071内容提要:随着科技的进步和施工技术的成熟,西部开发战略的实施,越来越多的路网将被规划,其中不乏长大隧道,尤其是在山区,如何保证隧道掌子面空气质量是长大隧道施工的关键。
本文通过某铁路隧道长距离独头掘进通风施工控制,阐述了通风施工技术,为类似工程的施工提供了经验。
关键词:长大隧道独头掘进通风1.工程概况新建某铁路隧道全长3777.27m,为设计时速350km单洞双线隧道。
整条隧道纵坡为“人”字坡,其中进口端2701m为4‰上坡,出口端1076.27m为3‰下坡。
距离进口1451m设置斜井一座,位于线路左侧。
洞身主要通过粉质黏土、泥质粉砂岩、粉砂岩、泥质砂岩及泥质等软硬岩互层。
全隧Ⅳ、Ⅴ级共计3352m,占比88.7%,施工难度较大。
该隧道最大埋身约175m,穿越8条断层破碎带,断层主要为压性或压扭性断层。
隧址区地表水发育,主要受大气降水补给;地下水主要为基岩裂隙水,主要赋存与基岩的风化裂隙和构造破碎带中,地下水发育。
隧道内轨顶面以上有效净空面积为100m2;Ⅲ~Ⅴ级围岩采用仰拱衬砌断面形式;开挖断面积根据围岩级别和支护强弱的不同而不同,分别为:Ⅲ级139.31m2、Ⅳ级147.03m2、Ⅴ级152.4m2。
2.施工组织安排该隧道计划工期24个月,分为隧道进口、出口、斜井3个施工单元同时组织施工。
根据总工期、各段落围岩级别和施工进度指标情况(详见表1),各单元负责的施工任务为:进口端负责1121m,斜井负责1200m,出口端负责1456.27m。
表1 主线正洞隧道施工进度指标(m/月)3.通风技术标准(1)空气中氧气含量,按体积计不得小于20%。
(2)每立方米空气中粉尘容许浓度:含有10%以上游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg;含有10%以下游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。
山岭隧道开挖施工方法

山岭隧道开挖施工方法山岭隧道的开挖是隧道工程中最关键的环节之一,是确保隧道工程质量和安全的基础。
山岭隧道开挖施工方法的选择和实施,对于隧道的成功开挖和施工进展具有重要意义。
下面将介绍山岭隧道开挖的施工方法。
1.悬挂法开挖悬挂法开挖是山岭隧道中常用的开挖方法之一、该方法主要适用于地质条件较好的山岭地区,施工过程中采取挂篮方式进行开挖。
悬挂法开挖的优点是施工速度快、效率高,可以实现较大断面的开挖。
但是由于地质条件的限制,使用该方法需要进行详细的地质勘察和预测,以确保施工的安全和顺利进行。
2.爆破法开挖爆破法开挖是山岭隧道开挖中常用的方法之一、该方法主要适用于地质条件复杂、岩层较硬的山岭地区。
在施工过程中,通过钻孔、填充火药、引爆等步骤来进行岩石的破碎和开挖。
爆破法开挖的优点是适用范围广,可以适应不同的地质条件和隧道要求。
但是需要进行详细的爆破设计和控制,以确保施工的安全性。
3.掘进机法开挖掘进机法开挖是山岭隧道开挖的先进方法之一、该方法主要通过掘进机进行开挖,具有高效快速、自动化程度高等优点。
掘进机法开挖适用于各种地质条件的山岭地区,可以实现快速连续的隧道开挖。
但是使用该方法需要对掘进机的选择和使用进行合理规划和设计,以确保施工的顺利进行。
4.喷射法开挖喷射法开挖是一种特殊的开挖方法,主要适用于软岩、砂土等地质条件的山岭地区。
该方法通过喷射混凝土或其他填充材料进行开挖和支护,可以实现快速、安全的隧道开挖。
但是喷射法开挖需要进行详细的材料选择和施工控制,以确保喷射混凝土的质量和稳定性。
总之,在山岭隧道开挖的施工中,选择合适的开挖方法是保证工程质量和进度的关键。
不同的地质条件和隧道要求需要选择不同的开挖方法,并进行详细的规划和设计。
同时,在施工过程中,还需要进行严密的监测和控制,确保施工的安全和顺利进行。
随着技术的不断发展,山岭隧道开挖的施工方法将会不断创新和改进,为隧道工程的发展提供更好的支持。
长大山岭隧道钻爆法快速开挖施工技术

结合 项 目隧道 独 头 掘进 距 离 较 长 及 平行 导坑 断面
* 收 稿 日期 :0 90—0 2 0 -62
根 据平 导断 面不 大 , 开挖 施工 时采 用拼装 式 作业 台 架, 采用 风 动凿 岩机 钻 孔 , 面爆 破 的施 工 方法 。挖装 光 机 装入 梭式 矿 车 内 , 电瓶 车有 轨运输 出渣 。
作者简介 : 温亚东 (9 3)男 ( 1 7 一 , 汉族 ) 广东茂名市人 , , 工程师 , 现从事隧道工程技术管理工作 。
22 1
西 部探矿 工程
段 采用 台 阶法 , 必要 时 V级 围岩段 采用 环开 开挖 预 留核
越来越大, 在铁路建设 中, 长大隧道也越来越多 , 其施工 多将其 划分 为 多个施 工 单 元 , 成 长 隧短 打 , 而达 到 形 从
缩 短工 期 的 目的 。
1 工程概 述
宜 万铁 路东 起鸦 宜铁 路 花艳 站 ( ) 西止 达万 铁路 含 ,
心土 法 , 用 装 载 机 装 渣 , 道 洞 口段 10 范 围 内为 采 隧 0m 无 轨运 输 方式 出渣 ,O m 后为 有轨 运输 方式 出渣 。 lO 平 行 导坑 开挖 断 面 约 2 ~ 2m。 以全 断 面开 挖 方 O 2 ,
法为 主 , 据 掌子 面 的稳定性 及地 质情 况 调整 每循 掘进 根 开挖 进尺 来控 制施 工安 全 , 要 时调 整为 台 阶法 。采用 必 挖装 机装 渣 , 为有轨 运输 方式 出渣 。
长大山岭隧道施工技术简论.pdf

( 中国路桥( 集团) 总公司 北京 1[1) 0) X1
摘
要
结合已建和在建隧道, 论述下列内容: ①来用钻爆法开挖隧道的施工方法, 例如, 开挖方式, 爆破技术, 施工监浏, 防水等。②产生岩爆的原因, 岩爆的 危害, 岩爆可能在何种岩石条件下发生, 怎样预防和拉制岩爆? ③关于浅埋 软岩大跨度随道, 论述了长管栩法, 钢格橱支律, 地表注装和描检加固等方 法。其施工技术要点可以总结为: 小扰动; 及时喷描; 强支撑; 早闭合; 勤浏
22 浅埋软岩大跨度隧道的开挖技术 . 浅埋隧道由于地表风化作用, 岩质一般比较松软, 加之跨度大, 结构的施工安全尤为重要,
需采取比较特殊的措施处理。 ( 长管棚注浆法 ) 1
在两端洞口 段埋深较浅处, 根据需要在拱部打人一定长度和间距的带孔钢管, 为保证钢管 的打设精度, 在洞门墙范围内拱部模注衬砌的外缘, 设置沿纵向一定长度的钢架混凝土套拱作 为导向墙。钢管打人后, 在其中压注水泥一水玻璃或其它化学浆液, 注浆结束后, 在钢管内以 水泥砂浆填充, 形成一定强度和刚度的洞口预支护。 ( 大断面格栅钢架支护 ) 2 根据钢格栅与喷锚结合后承载力检算结果, 决定钢格栅的结构尺寸及间距, 设置格栅钢架 支护。格栅钢架在洞外分片预制, 洞内拼装连接。
⑤勤测量。
上述施工方法所用机械主要是: 钻孔一般用三臂或四臂台车; 装碴一般用装碴机; 运输分 汽车或轨道电瓶车两种; 喷射混凝土用喷射机( 分干喷、 湿喷和潮喷等)衬砌混凝土已比较多 , 地使用模板台车。
盖3 ‘ E 法 T M”
近年来, 中国在长大山岭隧道和水下隧道已开始使用“B ” 如西康铁路 1 TM 法, 线隧道就采 用从美国进口的2 台敞开式“B , TM, 进行施工, 其直径为姚 . , s 设计月进度为 30 , m 5m 实际月进 度最快约酬 刃余 m 平均月进度接近 3 h, , 义 基本与设计月进度相吻合, a 而施工速度大大超过钻 爆法。之后, 在西安一南京铁路磨沟岭隧道和桃花铺隧道也采用此“B , TM, 进行施工。就目 前 而言, 其相对每 m的掘进成本还比钻爆法高, 但相信随着在长大隧道的使用中不断摸索和经 验积累, 特别是在将来机械国产化后, 这种方法会越来越显示出其应有的优越性二
长大隧道快速施工综合技术探讨

长大隧道快速施工综合技术探讨摘要忻州至阜平高速公路忻州至五台山段是山西省“十一五”重点工程和“三纵十一横十一环”高速公路网规划中第四横的重要组成部分,也是山西省东出西联、融入环渤海经济圈的重要东出口工程,被国家交通部确定为全国四项“高速公路科技示范工程”之一,凤凰岭隧道为特长隧道,是全线的控制性工程,隧道地质构造复杂,穿越多条大断层,地层破碎,岩溶较发育,施工难度大。
本文综合实例介绍了长大隧道快速施工综合技术,重点介绍机械设备选型配置的方法及依据,且应用效果良好,为今后长大隧道快速施工提供了经验。
关键词长大隧道;快速施工;技术中图分类号u455 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)30-0019-021 工程概况凤凰岭隧道位于忻阜高速公路忻州至长城岭段,为高速公路隧道,分上下行左右洞设计,其中左洞全长5 896.9m,最大埋深772m,右洞全长5 773.5m,最大埋深775.8m。
开挖断面积为ⅴ级围岩105.3m2(ⅳ级95.6 m2,ⅲ级84.3m2),设计行车速度为80km/h,行车道宽2m×3.75m,隧道净宽为10.25m,限高5m,路面横坡为2%(单向),隧道纵坡为1.8%,设计汽车荷载等级公路-1级,地震烈度按ⅶ度设防。
隧道经过的岩性主要为灰岩、白云岩,隧址区位于五台山块隆次级构造单元系舟山掀斜向斜中段的北部,受系舟山大断裂的控制,隧道斜穿一系列走向为北东方向、剖面上呈反“s”型的同斜褶皱带核部,岩层翻卷、倒转、平卧、直立、扭曲现象严重,隧址区共发育7条断层,地下水不太发育,隧道围岩级别为ⅲ、ⅳ、ⅴ级,其中ⅲ级围岩占隧道全长的63%。
本文对该隧道快速施工的机械设备选型配置作重点介绍。
2 隧道是个系统工程,综合技术探讨主要解决制约隧道快速施工的主要因素特长隧道怎样才能“快”,一是总体方案上合理筹划。
二是机械投入要配套。
三是要有专业化施工队伍,包工队靠不住、小打小闹行不通。
山岭隧道施工技术综合分析

山岭隧道施工技术综合分析摘要:随着我国高速公路的蓬勃发展,隧道工程已在交通出行中占据越来越重要的地位。
介绍了我国隧道常用的新奥法、挪威法、新意法等施工理论,简述了隧道分离式隧道、连拱隧道、小净距隧道的开挖方法,及超前支护和永久支护方法,总结了膨胀土、黄土、岩溶等特殊地层隧道施工技术要点。
我国未来城市地下工程及隧道的修建将面临埋深大、断面大、地质条件复杂、隧道长、修建难度大等问题,需要不断提高施工技术。
关键词:山岭隧道;施工技术;软弱围岩;特殊地质我国自清朝第一条隧道—狮球岭隧道建成,至詹天佑规划督造的京张铁路八达岭隧道通车,结束了依靠外国修建铁路隧道的历史。
解放后我国隧道建设进入了高速发展的时期,从以前的“人力开挖”起步,至70年代开始大量引进先进隧道施工技术和机械,至今中国已经成为世界上隧道数量最多、地质条件和结构形式最复杂、修建技术发展速度最快的国家。
秦岭终南山隧道、乌鞘岭隧道、太行山隧道等特长隧道通车,武汉长江隧道、上海崇明岛隧道、南京长江隧道、厦门翔安海底隧道等著名隧道工程的建成,标志着我国隧道施工技术步入世界先进水平。
1 隧道施工理论在大量的地下工程实践中,人们普遍认识到,修建隧道及地下洞室工程的核心问题,都归结在开挖和支护两个关键工序上。
即如何开挖,才能更有利于洞室的稳定和便于支护;若需支护时,又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。
围绕着以上核心问题的实践和研究,在不同的时期,人们提出了不同的理论并逐步建立了不同的理论体系[1]。
“松弛荷载理论”认为稳定的岩体有自稳能力,不产生荷载;不稳定的岩体则可能产生坍塌,需要用支护结构予以支承。
这样,作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。
这是一种传统的理论,其代表性的人物有泰沙基和普氏等人。
它类似于地面工程考虑问题的思路,至今仍被广泛地应用着。
“岩承理论”。
认为围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力;不稳定围岩丧失稳定是有一定过程的,如果在这个过程中提供必要的帮助或限制,则围岩仍然能够进入稳定状态。
浅谈山岭公路隧道设计

浅谈山岭公路隧道设计山岭公路隧道设计是公路工程中的重要环节,对于保障交通安全、提高公路运输能力起着重要作用。
下面将从隧道设计的选线、断面设计、结构设计以及安全设计几个方面进行浅谈。
首先,选线是隧道设计中的基础工作。
在选线过程中,需要综合考虑地质条件、环境因素、交通需求和经济效益等因素。
地质条件是选线中最关键的因素之一,地层的稳定性和隧道的穿越方向直接影响着隧道的施工难度和工期。
同时,隧道的直线段要尽量减少,以减少隧道的长度和施工难度,提高通行效率。
接下来,断面设计是隧道工程中的重要环节。
隧道断面的设计要满足通行安全、通行能力和经济性的要求。
在通行安全方面,隧道断面要满足车辆行驶的舒适性和安全性,需要考虑车辆的超高和超宽、两车道的交会以及紧急救援通道的设置。
在通行能力方面,隧道断面要满足设计标准的车流量要求,并考虑未来交通的发展需求。
在经济性方面,隧道断面要尽量减少隧道的建设投资和维护成本。
结构设计是隧道设计中的重点工作。
隧道结构设计要满足承载力、稳定性和耐久性的要求。
在承载力方面,隧道结构要能够承受地表和山体的荷载,并能够应对地震和风险。
在稳定性方面,隧道结构要能够经受地质灾害和山体滑坡的影响,保障隧道的安全性。
在耐久性方面,隧道结构要能够承受潮湿、温度和化学物质等环境因素的影响,延长隧道的使用寿命。
最后,安全设计是隧道设计中的重要内容。
隧道安全设计要满足火灾防范、疏散通道、照明和通风等要求。
在火灾防范方面,隧道内部的装修材料和设备要选择阻燃材料,并设置自动消防系统和火灾探测设备。
在疏散通道方面,隧道内部要设置足够宽度的疏散通道,并配备紧急疏散指示标识。
在照明和通风方面,隧道内部要有足够的照明设备,并设置通风系统,保障隧道内的空气质量。
总之,山岭公路隧道设计是一项复杂而又关键的工作,需要综合考虑地质条件、交通需求和安全等因素。
合理的选线、合适的断面设计、稳定的结构设计和完善的安全设计是保障山岭公路隧道工程质量和安全的重要保证。
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长大山岭隧道施工技术简论摘要结合已建和在建隧道,论述下列内容:1.采用钻爆法开挖隧道的施工方法,例如,开挖方式,爆破技术,施工监测,防水等。
2.产生岩爆的原因,岩爆的危害,岩爆可能在何种岩石条件下发生,怎样预防和控制岩爆?3.关于浅埋软岩大跨度隧道,论述了长管棚法,钢格栅支撑,地表注浆和锚栓加固等方法。
其施工技术要点可以总结为:小扰动;及时喷锚;强支撑;早闭合;勤测量。
4.总结了钻爆法的适用机械及其发展方向。
5.介绍TBM在中国的使用实例,将TBM法和钻爆法做了对比分析。
关键词山岭隧道钻爆法TBM岩爆喷锚支护中国是一个多山岭的国家,在修建铁路、公路时,不可避免地要修建隧道。
在早期,中国所修长大隧道很少,近年来,随着国力和技术水平的提高,越来越多的长大隧道已建成并投入运营。
本文结合几座已建隧道,例如:大瑶山隧道,秦岭公路隧道,秦岭铁路隧道,长梁山隧道等,对中国的长大山岭隧道施工技术的发展予以简要的回顾。
1. 长大山岭隧道的发展概况在中华人民共和国成立以前,中国的公路和铁路线上仅有少量的隧道。
1949年,隧道在铁路线上所占的百分比仅为0.46%,现在,隧道占铁路长度的百分比已经超过10%,在公路建设方面,隧道占公路长度的百分比也在大幅度地增长。
根据统计资料,到2000年底,中国已经建成624.3km公路隧道,并且超过2300km铁路隧道已经投入运营。
这些隧道大部分都采用钻爆法设计和施工。
在长大山岭隧道方面,随着国家的改革和开放,也有了迅猛的发展,长度超过!"-. 的隧道越来越多,其典型施工实例如下:(1)京广铁路大瑶山隧道(图1)大瑶山隧道位于京广铁路衡广复线上,全长为14.295km,是中国当时最长的隧道。
隧道处于构造运动强烈、地质构造复杂的地段,施工中遇到10多条较大的断层,其中以9号断层的规模为最大,出现的坍方也最多。
在隧道断层的开挖中,因为大量的突然涌水和涌砂,并且断层泥和软岩遇水软化,岩体是非常破碎和容易坍塌的。
因此不得不采用半断面开挖,钢拱架支撑,管棚,注浆等施工方法和措施。
在一般地段的掘进中,采用四臂台车,模板台车,装载机和高效率的运输机械等施工机具实现全断面开挖。
(2)西安至安康公路秦岭隧道图1 京广铁路大瑶山隧道(尺寸单位:cm)图2 西康铁路秦岭隧道(尺寸单位:mm)其总长度为18.02km,并且正常限界是11.2m,根据地质调查,施工中将会遇到许多断层,其岩体也是非常坚硬的。
目前,试验段正在采用钻爆法进行,已经出现岩爆现象。
(3)西康铁路秦岭隧道秦岭隧道(图2)该隧道位于西安至安康铁路线上,由I线、II线两座单线隧道组成,长18.4km,是中国目前已建成的最长的隧道。
隧道地质结构复杂,存在主要断层13条,其中断层宽度超过100m的有5条。
一般地段岩石抗压强度在100~200MPa。
I线隧道采用直径为8.8m的TBM施工,II线隧道先期采用钻爆法大断面平导施工,待I线隧道建成后再扩挖和衬砌。
在II线隧道的施工中,遭遇到岩爆的影响,采用压力是通风方式,最长通风距离达6200m。
(4)朔黄铁路长梁山隧道长梁山隧道位于山西朔州至黄花港铁路线上,全长为12.780km,属双线隧道。
隧道埋深最大为300m,最小为23m。
隧道通过大小断层约33条,底下水非常丰富,尤其是断层破碎带底下水较为丰富,属基岩裂隙水和断层带水。
隧道经过区域大部分为软弱围岩。
其开挖采用钻爆法施工,压力式通风,上半断面开挖,钢拱架注浆等措施。
(5)广州高速公路白云山隧道(图3)白云山隧道是一座浅埋特大跨度隧道,全长242m,其埋深均在40m以下,最小埋深仅2~3m,一般地段埋深在20m以下,围岩一般比较软弱。
隧道设计为带中墙的双跨连拱结构,单跨内净宽13.82m双跨内净宽30.01m,双跨结构最大宽度31.51m,中墙厚2.37m。
其采用钻爆法开挖。
图3 广州高速公路白云山隧道(尺寸单位:cm)2. 长大山岭隧道的施工技术特点和机械设备2.1 钻爆法(1)钻爆法的要点钻爆法仍然是目前中国应用最广、最成熟的隧道施工方法。
大瑶山隧道、秦岭铁路-- 线隧道、白云山隧道等都是采用钻爆法施工的。
根据地质水文条件和截面尺寸,隧道开挖能采用各种不同的开挖方法,例如:上下导坑先拱后墙法,下导坑先拱后墙法,反台阶法,正台阶法,全断面开挖法,半断面开挖法,逆衬砌法,复合衬砌法(新奥法),侧壁导坑法等。
对于爆破,有光面爆破,浅层爆破,预裂爆破等技术。
对于初期岩石支护,有喷浆,挂网、钢拱架等支护方法。
及时测量和信息反馈常用来监测施工安全并验证岩石支护措施是否合理。
防水基本采用截、堵、排几种方法,其中在喷射混凝土内表面张挂聚乙烯或聚氯乙烯板,然后再灌注二次混凝土衬砌被认为是一种效果良好的堵漏措施。
钻爆法施工的的全过程可以概括为:钻爆,装载、出碴,喷锚支护,灌注衬砌。
在通过不良地质时,常采用注浆、通风和排水等辅助措施。
(2)施工通风在多数长隧道的掘进施工时,往往采用辅助导坑,其目的是加快施工进度、解决通风、排水、供电等问题,而且一般对解决通风问题是非常有效的。
而且一般单头通风的距离大约在2~3km。
在西康铁路秦岭II线隧道的平导施工中,曾创造了单风机独头管道压入式通风6200m的记录,据此有人认为在修建长度12km以下的隧道时,可以不设辅助导坑,既能加快施工速度,又能大大节省投资。
其主要经验是合理选择配置风机和风管,并严格加强工艺管理,最大限度地减少管道漏风。
秦岭铁路II线隧道的平导施工中,压力式风机和通风管道的选择是:①压力式风机:采用日本产的PF-110SW55型对旋式轴流风机,其主要参数是:风压:4900Pa,风量:1000m3/min,电机功率是55×2kW,外型Ф1.1m。
②风管:采用中国产的Ф1.3m的柔性风管,其具有较高的抗拉强度和较小的拉伸率。
(3)岩爆的起因及其处治措施对于开挖深层硬岩时,有时会遇到岩爆,即在刚开挖的巷道和掌子面上发生一种带有爆震声的岩体开裂,同时伴有岩块弹射或崩落掉块的现象。
岩爆多发生在放炮后数小时内,且往往无明显的前兆,经常会对作业人员和机械造成很大的危害,有时甚至会造成死亡事故。
如在秦岭铁路II线隧道的的硬岩段就曾多次发生岩爆。
一般认为,发生岩爆的岩体多为花岗岩,正长岩,斑岩,闪长岩,辉绿岩,片麻岩,石灰岩等硬脆性的岩石,其岩层完整,埋藏较深,岩体中具有较高的初始应力。
发生岩爆的原因是开挖扰动了岩体的初始应力状态,引起围岩的应力重分布,在岩体应力集中的部位超过了岩体的承受力,聚集的应变能在瞬间释放,使岩块爆裂。
防治岩爆的主要措施为:(1)尽可能地做好地质超前预报;(2)采用光面爆破,使开挖轮廓圆顺,避免应力集中;短进尺、小药量尽可能减小对围岩的扰动;(3)在新爆破的岩面上撒水,增加岩石的湿度以降低岩体的脆性;(4)及时喷锚或加设钢筋网;(5)在岩爆地段超前预钻若干深孔作为空孔,以释放一部分岩体应力;(6)设置大角度超前锚杆,将围岩表面的一部分高应力传递到深层,以减少应力集中;(7)衬砌工序紧跟,形成有效防护,以减少岩爆伤害。
对于长度超过一定限度的隧道,为了保证通风或为了加快施工进度,往往采取辅设横洞、平行导坑、斜井和竖井等施工措施。
2.2 浅埋软岩大跨度隧道的开挖技术浅埋隧道由于地表风化作用,岩质一般比较松软,加之跨度大,结构的施工安全尤为重要,需采取比较特殊的措施处理。
(1)长管棚注浆法在两端洞口段埋深较浅处,根据需要在拱部打入一定长度和间距的带孔钢管,为保证钢管的打设精度,在洞门墙范围内拱部模注衬砌的外缘,设置沿纵向一定长度的钢架混凝土套拱作为导向墙。
钢管打入后,在其中压注水泥—水玻璃或其它化学浆液,注浆结束后,在钢管内以水泥砂浆填充,形成一定强度和刚度的洞口预支护。
(2)大断面格栅钢架支护根据钢格栅与喷锚结合后承载力检算结果,决定钢格栅的结构尺寸及间距,设置格栅钢架支护。
格栅钢架在洞外分片预制,洞内拼装连接。
(3)地表砂浆锚杆加固在洞口段埋深很浅地段和洞身偏压地段,可以采用地表砂浆锚杆预加固。
地表锚杆一般深入拱部开挖轮廓线以外约50~60mm,两侧边墙部位的锚杆深入破裂面以下。
(4)断面开挖顺序浅埋软岩大跨度隧道开挖宜采用三导坑半断面先墙后拱法,微振爆破,短进尺,并随时跟进衬砌和支护。
浅埋软岩大跨度隧道的施工要点可以概括为:①小扰动,②快喷锚,③强支护,④早封闭,⑤勤测量。
上述施工方法所用机械主要是:钻孔一般用三臂或四臂台车;装碴一般用装碴机;运输分汽车或轨道电瓶车两种;喷射混凝土用喷射机(分干喷、湿喷和潮喷等),衬砌混凝土已比较多地使用模板台车。
2.3“TBM”法近年来,中国在长大山岭隧道和水下隧道已开始使用“TBM”法,如西康铁路I线隧道就采用从美国进口的2台敞开式“TBN”进行施工,其直径为Ф8.8m,设计月进度为350m,实际月进度最快约500余m,平均月进度接近350m,基本与设计月进度相吻合,而施工速度大大超过钻爆法。
之后,在西安—南京铁路磨沟岭隧道和桃花铺隧道也采用此“TBM”进行施工。
就目前而言,其相对每m的掘进成本还比钻爆法高,但相信随着在长大隧道的使用中不断摸索和经验积累,特别是在将来机械国产化后,这种方法会越来越显示出其应有的优越性。
3.“TBM”法与钻爆法的比较(1)“TBM”法在合适断面的隧道施工时其超挖量较钻爆法小。
(2)“TBM”法在开挖速度上较钻爆法有绝对的优势。
(3)“TBM”法较钻爆法使用劳动力少得多,作业强度也小,但要求工人技术素质较高。
(4)“TBM”法较钻爆法前期准备时间长,对沿线进场道路、桥梁的承载力要求高。
(5)“TBN钻爆法在减少粉尘和毒气方面较优。
(6)关于两种方法的适用隧道长度而言,就目前的工程实践看,一般认为隧道长度超过3000m或更长时使用“TBN”为宜,而3000m以下的隧道还以钻爆法施工为宜。
(7)就中国目前使用的“TBN”而言,其单位长度掘进的费用还比钻爆法高。
(8)“TBN”的搬迁费用远比钻爆法所用机械高。
综上所述,根据中国的国情,目前还不可能大量进口“TBN”,所以在当前和今后一段时间内,还会以钻爆法为主开挖隧道,当然,随着“TBM”性能的不断改进,适应性的不断提高,以及对工人劳动保护要求的提高,“TBN”将会越来越多地地应用在中国的隧道建设上。
参考文献Wang Mengshu, General Description of Construction of Tunnel and Underground Works in Chinam International Tunneling Symposium, 1996。