高速铁路超大断面隧道施工方法研究
超大断面隧道二衬质量控制施工工法(2)
超大断面隧道二衬质量控制施工工法超大断面隧道二衬质量控制施工工法一、前言隧道工程在现代工程建设中扮演着重要的角色，其中超大断面隧道的建设对于交通基础设施的发展至关重要。
然而，由于隧道内部空间巨大，对二衬质量和工程安全的要求较高。
因此，本文将介绍一种适用于超大断面隧道的二衬质量控制施工工法，旨在满足工程质量要求和安全要求。
二、工法特点该工法采用了一系列的技术措施，具有以下特点：1. 适用范围广：适用于超大断面隧道的二衬施工，可以满足不同地质条件下的施工需求。
2. 质量可控：通过严格的质量控制措施，确保施工过程中的质量符合设计要求。
3.施工效率高：采用先进的施工工艺和设备，能够提高施工效率，缩短工期。
4. 劳动组织合理：合理组织施工人员，确保施工进展顺利。
三、适应范围该工法适用于各种岩层条件和超大断面隧道工程，包括地质条件复杂、围岩变形大的隧道。
四、工艺原理该工法的施工工艺基于以下原理：1. 合理施工序列：根据隧道工程的特点，确定施工序列，保证施工顺利进行。
2. 选择合适的二衬材料：根据地质情况和工程要求，选择适合的二衬材料，保证二衬质量。
3. 严格的质量控制措施：通过采用严格的质量控制措施，确保施工过程中的质量符合设计要求。
4. 适当的加固措施：根据隧道工程的需求，采取适当的加固措施，保证工程的稳定和安全。
五、施工工艺该工法的施工过程包括以下几个阶段：1.前期准备：包括场地平整、设备安装、材料准备等。
2. 基础施工：根据设计要求，进行基础施工，确保基础的牢固和稳定。
3. 二衬施工：根据隧道断面的要求，进行二衬施工，包括定位、构件安装、预应力张拉等。
4. 后期加固：根据工程需要，进行后期加固工作，确保工程的稳定性和安全性。
5. 隧道验收：对隧道工程进行验收，确保质量符合设计要求。
六、劳动组织根据工程规模和施工工艺特点，合理组织施工人员，确保施工进展顺利。
包括施工人员的配备、培训和管理。
七、机具设备该工法所需机具设备包括但不限于掘进机、加固设备、混凝土搅拌设备、测量仪器等。
浅析高速铁路特大断面黄土隧道开挖技术及控制要点
浅析高速铁路特大断面黄土隧道开挖技术及控制要点发布时间：2022-05-20T03:16:38.797Z 来源：《科技新时代》2022年4期作者：包晓彤[导读] 通过对西延高铁大断面黄土隧道施工实践和研究，取得了了高铁大断面黄土隧道施工的一些经验和控制措施，对之后类似工程的施工有较好的借鉴指导意义。
中铁六局集团太原铁路建设有限公司太原030013摘要：经过多年发展，我国的交通行业有了很大的发展，随着我国交通路网的进一步完善，不论是公路还是铁路，路线中越来越多的桥梁及隧道成为一种趋势，尤其是在西北地区，越来越多的黄土隧道及隧道中的黄土段落普遍成为隧道施工中的重难点。
黄土隧道因软弱特殊的围岩性质，在隧道开挖中易产生变形坍塌和地表裂缝，且性质受土体含水率影响大，对开挖及支护方案的选用有极大的影响。
通过对西延高铁大断面黄土隧道施工实践和研究，取得了了高铁大断面黄土隧道施工的一些经验和控制措施，对之后类似工程的施工有较好的借鉴指导意义。
关键词：特大断面高铁黄土隧道施工工序控制要点一、工程概况高哨隧道位于陕西省延安市甘泉县境内，起讫里程为DK266+740～DK273+564.6，全长6824.60m，为一座单洞双线隧道。
隧道最小埋深约1m，最大埋深约520m，洞身穿越黄土梁峁沟壑区。
隧道全部为IV、V级围岩，其中IV级围岩占66%，V级围岩占34%。
本隧道设置一座斜井，斜井与正洞交叉口里程位于DK269+648，斜井长度503m，出口段设置救援通道2处，长度分别为130m、367m。
根据地质调查和钻探揭示，隧址区地层主要为第四系全新统滑坡错落堆积体、素填土、细圆砾土、上更新统风积砂质黄土、中更新统风积黏质黄土，下伏侏罗系下统砂岩。
其中出口段约480m为膨胀土及第四系中更新统黄土，主要采用三台阶临时仰拱法进行施工。
二、施工技术方案2.1施工重难点分析（1）围岩条件差，施工风险高该段黄土隧道段落全部为V级围岩，围岩较差，开挖易发生变形坍塌，且变形难以采用较好的手段控制，施工风险较高。
浅谈大断面铁路隧道施工质量控制技术
浅谈大断面铁路隧道施工质量控制技术摘要：随着我国铁路建设的进一步推进，尤其是高速铁路与客运专线，对线路曲线半径的要求越来越高，山岭重丘区铁路修建受地形条件的限制，长大隧道频频出现，而隧道施工存在的质量问题也层出不穷，有些已经威胁到了运营安全。
本文根据实际情况，系统分析各道工序，找出关键问题所在，并制定了切实有效的防范措施，为后续铁路隧道施工质量控制提供参照。
关键词：大断面；铁路隧道；施工质量；隧道施工1大断面铁路隧道施工中的爆破控制1.1大断面铁路隧道施工中的光面爆破设计1.1.1为确保爆破对周边围岩的扰动小，且爆破有效，必须合理光爆参数、严格控制周边眼的装药量、采用间隔装药、导爆索连接，这是围岩光面爆破形成的重要条件。
1.1.2光面爆破参数的选择与隧道所在的地质条件有关，且与爆破物品的品种和性能有关；同时还与采用的装药结构和起爆方法，隧道开挖断面的形状和尺寸有关。
1.1.3周边眼密集系数。
周边光爆孔间距E与抵抗线W的比值m称为周边眼密集系数，将它作为衡量光爆效果的重要指标，即m=E/W，具体可根据项目实际结合上表来选取。
1.1.4周边眼最小抵抗线W。
光面层厚度或周边眼到临近辅助眼的距离，是光面眼起爆时的最小抵抗线。
实践证明，光面爆破炮眼间距与最小抵抗线之比为0.7较好，即W=1.429E，W=1.429×0.5=0.715m，根据项目实际掌子面围岩软硬情况结合，来选取W值。
1.1.5周边眼装药集中度。
根据公式：q=C×n2×d2/m式中，q为装药集中度（千克/米）；C为单位耗药量，据工程类比选取C=0.4kg/m3；n为孔距系数；m为炮孔密集系数；d为炮孔直径（米）。
1.2大断面铁路隧道施工中的光面爆破优缺点1.2.1优点（1）隧道围岩不产生或很少产生炮震裂缝，保持了围岩完整性，从而增大了围岩自身的承载能力，这为采用锚喷支护创造了有利的条件。
光面爆破技术和锚喷技术相结合，进一步增强了锚喷支护的作用，特别是在松软岩层中更能显示这一特点。
高铁机械化大断面隧道钻爆法快速施工工法(2)
高铁机械化大断面隧道钻爆法快速施工工法高铁机械化大断面隧道钻爆法快速施工工法一、前言随着高铁建设的不断推进，对于隧道施工工法的研究和创新也越来越重要。
高铁机械化大断面隧道钻爆法快速施工工法是一种高效、安全和经济的施工工法，它能够提高施工效率，缩短工期，为隧道施工提供了全新的解决方案。
二、工法特点高铁机械化大断面隧道钻爆法快速施工工法具有以下几个特点：1. 施工效率高：该工法采用了机械化设备，能够实现机械钻爆施工，大大提高了施工效率。
2. 施工工艺先进：结合现代施工技术和设备，运用先进的钻爆技术，提高了施工的质量和效率。
3. 安全可靠：该工法在施工过程中，注重安全措施的落实，有效预防了施工事故的发生，保障了施工人员的安全。
三、适应范围高铁机械化大断面隧道钻爆法快速施工工法适用于大规模隧道的施工，特别是在高铁隧道工程中具有广泛的适应范围。
该工法适用于地质条件较好、隧道断面较大的工程，可以满足高铁隧道施工的需要。
四、工艺原理高铁机械化大断面隧道钻爆法快速施工工法的实际应用是基于以下原理：1. 优化设计：根据实际工程要求和地质条件，对施工工法进行优化设计，制定合理的施工方案。
2. 机械化施工：采用机械钻爆设备进行施工，提高施工效率和质量。
3. 安全措施：在施工过程中，加强安全预防措施，确保施工安全。
五、施工工艺高铁机械化大断面隧道钻爆法快速施工工法的施工过程包括以下几个阶段：1. 前期准备：包括工程调研、材料和设备准备等。
2. 掘进施工：采用机械钻爆设备进行掘进作业，根据设定的掘进速度和要求进行施工。
3. 支护施工：在掘进完成后，进行隧道支护结构的施工，确保隧道的稳定性。
4. 后期处理：包括清理施工现场、维修和保养设备等。
六、劳动组织高铁机械化大断面隧道钻爆法快速施工工法的劳动组织包括规划和组织施工队伍、人员的培训和管理以及施工过程中的协调和指导等。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括机械钻爆设备、隧道支护设备、运输设备等，这些设备能够实现高效、快速和安全的施工。
高速铁路大断面隧道施工技术
高速铁路大断面隧道施工技术1.高速铁路大断面山岭隧道施工1.1 高速铁路隧道特点之一：断面面积大，是普通隧道面积的1.6倍，开挖断面尺寸14M*13M，断面面积一般为160M2适用于大断面开挖的常用施工方法：全断面法、台阶法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法施工方法的选择的原则：隧道所处的地质条件常用的方法之二：台阶法适用范围：普遍采用常用方法之三：CD法适用范围：竖向变形大常用方法之四：CRD法适用范围：竖向变形大，横向变形大。
常用方法之五：双侧壁导坑法适用范围：严格控制地表沉降例如：隧道下穿公路2.我国高速铁路隧道施工现状调查：突出的几个问题：洞口坍方、洞内大变形、施工进度慢、缺乏隧道施工专业化配套机械：2.1. 洞口坍方实例一：浙赣线某隧道工点洞口坍方改为明洞改为明洞再次坍方2.2. 洞口坍方（实例二）设计思路：早进晚出，先护后挖施工措施：洞口坡面防护不到位洞口坍方重建洞口2.3. 大变形变形第一阶段：初期支护下沉、轻微开裂，现场增加临时支撑。
变形第二阶段：初期支护下沉加剧、开裂发展，现场增加临时型钢套拱。
变形第三阶段：初期支护严重变形侵入限界、掉块、现场增加满堂型钢支撑。
变形第四阶段：最大变形达到1M，型钢支撑压弯。
变形第五阶段：隧道坍方，地表形成坍方漏斗。
坍方范围隧道被迫改为明挖施工通过。
2.4. 不重视监控量测工作，衬砌滞后开挖过长。
新奥法思路：量测、封闭。
典型大坍方典型大坍方典型大坍方典型大坍方3.我国高速铁路隧道施工与国外对比主要差异：国外隧道十分重视进洞前的准备工程，主要表现在：洞口开挖面的防护、自然环境的保护、施工场地等三个方面。
3.2. 洞口防护工程对比：3.3.进洞方法的对比：。
大断面浅埋高速铁路隧道施工关键技术研究
【作者简介】李泽钿（1986~），男，广东汕头人，工程师，从事施工技术管理研究。
大断面浅埋高速铁路隧道施工关键技术研究Research on Key Technologies for Construction of Large Section Shallow BuriedHigh Speed Railway Tunnels李泽钿（中交一公局厦门工程有限公司，福建厦门361000）LI Ze-dian(Xiamen Engineering Co.Ltd.of China First Highway Engineering Co.Ltd.,Xiamen 361000,China)【摘要】为了提升高速铁路隧道施工技术，总结了大断面浅埋隧道的判定方法，并以某铁路隧道为研究对象，利用MIDAS 软件建立计算模型，对比了台阶法、留核心土法、CD 法、双侧壁法的加固效果，并从隧道进洞、超前支护、塌方处治等方面探讨了大断面浅埋隧道的施工要点。
同时，以双侧壁导坑法为例，计算了不同开挖高度和开挖面距离下隧道围岩的变形。
【Abstract 】In order to improve the construction technology of high-speed railway tunnels,the judgment methods of large section shallowburied tunnels were summarized.A calculation model was established by using MIDAS software for a certain railway tunnel,and the reinforcement effects of step method,circular excavation with core soil method,CD method,and double-sided wall method were compared.The construction points of large section shallow buried tunnels were discussed from the aspects of tunnel entry,advance support,and landslide treatment.At the same time,taking the double-sided heading method as an example,the deformation of tunnel surrounding rock under different excavation heights and excavation surface distances was calculated.【关键词】大断面；浅埋隧道；施工要点；塌方处治；施工参数【Keywords 】large cross-section;shallow buried tunnels;key points of construction;landslide treatment;construction parameters 【中图分类号】U455【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2024）03-0106-03【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2024.03.2331引言高速铁路速度快、运载能力强、安全可靠,是基础交通设施网的关键组成,建设规模日益扩大。
超大跨度公路隧道施工工法转换方案及工期分析
文章编号:１０００Ｇ０３３X (２０２０)０８Ｇ００５２Ｇ０４收稿日期:２０２０Ｇ０２Ｇ２５作者简介:梁广山(１９８１Ｇ),男,河南卫辉人,高级工程师,从事公路隧道建设工作.超大跨度公路隧道施工工法转换方案及工期分析梁广山１,穆永军２(１ 山东省路桥集团有限公司,山东济南㊀２５００２１;２ 长安大学公路学院,陕西西安㊀７１００６４)摘㊀要:对国内隧道施工工法转换案例进行了调研与分析,发现目前国内隧道施工工法转换方法大多过于保守,不利于快速施工,并且对超大跨度公路隧道施工工法转换的研究甚少.以济南绕城高速老虎山超大跨度公路隧道为依托,对Ⅴ级围岩向Ⅳ级围岩过渡段从双侧壁导坑法施工向C R D 法转换的方案进行了比选分析.选用双侧壁逐渐向中间靠拢㊁形成中隔壁的转换方案,安全完成了工法转换;对比分析该工法转化与传统工法转换方案的工期,得出所用的工法转换方案比传统方案节省工期２２d.关键词:隧道工程;公路隧道;双侧壁导坑法;C R D 法中图分类号:U ４５５．４㊀㊀㊀文献标志码:AA n a l ys i s o fC o n s t r u c t i o n M e t h o dC o n v e r s i o na n dC o n s t r u c t i o n P e r i o do f S u p e r Ｇl a r g e S p a nH i g h w a y Tu n n e l L I A N G G u a n g Ｇs h a n １,MU Y o n g Ｇju n ２(１．S h a n d o n g L u q i a oG r o u p C o ．,L t d ．,J i n a n２５００２１,S h a n d o n g ,C h i n a ;２．S c h o o l o fH i g h w a y,C h a n g a nU n i v e r s i t y,X i a n７１００６４,S h a a n x i ,C h i n a )A b s t r a c t :B a s e d o n t h e i n v e s t i g a t i o n a n d a n a l ys i s o f t h e c o n v e r s i o n c a s e s o f t h e t u n n e l c o n s t r u c t i o nm e t h o di n C h i n a ,i t i sf o u n dt h a tm o s to f t h ec o n v e r s i o n so ft u n n e lc o n s t r u c t i o n m e t h o d i nC h i n a a r e t o o c o n s e r v a t i v e ,w h i c h i sn o t c o n d u c i v e t o r a pi dc o n s t r u c t i o n ,a n d t h e r e i s l i t t l e r e s e a r c ho nt h et r a n s f o r m a t i o no fs u p e r Ｇl a r g es p a nh i g h w a y tu n n e l c o n s t r u c t i o n m e t h o d ．B a s e do nt h e L a o h u s h a n s u p e r Ｇl a r g es p a n h i g h w a y t u n n e lo n J i n a n R i n g E x p r e s s w a y ,t h e c o m p a r i s o n a n d a n a l y s i s o f t h e c o n s t r u c t i o nm e t h o d c o n v e r s i o n f r o mt h e d o u b l e s i d e w a l l g u i d e p i t m e t h o d t o t h eC R D m e t h o d f r o m G r a d eⅤt oG r a d eⅣs u r r o u n d i n g r o c k sw e r e c a r r i e do u t ．T h e c o n v e r s i o n s c h e m e o f t h e t w o s i d e w a l l s g r a d u a l l y c o n v e r g i n g to t h em i d d l e t o f o r mt h e n e x t d o o r w a s a d o p t e d ,a n d t h e c o n v e r s i o no f t h e c o n s t r u c t i o nm e t h o dw a s c o m p l e t e d s a f e l y ．B y c o m p a r i n g t h e c o n s t r u c t i o n p e r i o do f t h ec o n v e r s i o ns c h e m eu s e d i nL a o h u s h a nT u n n e l a n dt h e t r a d i t i o n a lc o n v e r s i o n s c h e m e ,i t i s c o n c l ude d t h a t t h e c o n s t r u c t i o n p e r i o dof t h e c o n v e r s i o ns c h e m e i s ２２dl e s s t h a n t h a t o f t h e t r a d i t i o n a l o n e ．K e y wo r d s :t u n n e l e n g i n e e r i n g ;h i g h w a y t u n n e l ;d o u b l e s i d e w a l l g u i d e p i tm e t h o d ;C R D m e t h o d ０㊀引㊀言在中国高速公路建设项目中,超大跨度公路隧道工程日益增多[１].但超大跨度公路隧道不同于一般公路隧道,它的施工难度更大,风险更高,对施工技术㊁质量和安全有非常高的要求[２Ｇ３].为了保证整个工程的施工质量㊁进度以及成本,隧道施工需要根据不同的地质围岩情况采用相应的开挖方法,以此取得良好的工程效果[４Ｇ５].但是不同的工法采用不同的支护形式,在工序转换过程中,如果时机选择不当,就很容易造成施工难度加大或出现安全风险,以及延误工期等问题[６].因此,对隧道施工工法转换问题进行详细的研究显得尤为重要[７].本文对国内隧道施工工法转换案例进行调研,并以济南绕城高速老虎山超大跨度公路隧道为工程依托,对施工工法转换方案进行比选,同时对转换段施工工期进行研究与分析.１㊀隧道施工工法转换方案调研对国内隧道施工工法转换案例进行调研,具体统计见表１所列.表１㊀国内隧道施工工法转换调研统计隧道名称工程概况工法转换方案工法转换措施转换效果厦门海底隧道[８]开挖断面１６７ ５m２;隧道处于全㊁强风化岩层地段C R D法ң双侧壁导坑法先停止上部洞室施工,等待下部洞室平齐,将已开挖段落C R D法临时支撑换为双侧壁导坑法临时支撑,之后按双侧壁导坑法施工开挖方式安全㊁有效井沟岭隧道隧道全长超过３０００m,洞口段开挖宽度１６ ８１m,开挖高度１１ ７５m;洞口段由亚黏土及碎石组成,亚黏土呈硬塑性,碎石成分为石灰岩,土质不均,上部具有湿陷性双侧壁导坑法ң单侧壁导坑法先进行一侧上导洞施工,横向依次向隧道中线扩移,前进一段距离后,临时支护拱架逐渐扩移至隧道中线位置,此时停止横移,该侧上导洞以断面面积向前推进,进行另一侧上导洞施工,之后采取单侧壁导坑法开挖,逐步将双侧壁导坑法转换为单侧壁导坑法减轻应力过度集中,利于初期支护的稳定㊁洞口大跨浅埋支护稳定㊁冬季施工和机械施工马鞍山隧道隧道全长超过４３００m,洞口段开挖宽度１６ ８１m,开挖高度１１ ７５m;出口段上部为亚黏土及碎石,下部为强风化页岩,稳定性较差,属软岩大跨隧道双侧壁导坑法ң三台阶法先暂停两侧下导洞开挖与支护,将两侧上导洞施工至一定距离,再进行中间上导洞开挖与支护,最后进行剩余未开挖洞室的开挖与支护,进一步调整双侧壁导坑法为三台阶法,取消临时支护围岩稳定,支护可行郑西高速铁路阌乡隧道隧道全长７７０m,地质条件较差,洞身为砂质新黄土,属严重自重失陷性V级黄土场地,基本承载力小C R D法ң双侧壁导坑法将C R D上部２个洞室开挖齐平,下部洞室及时跟进,在C R D施工的左侧上洞室内架设临时钢架,并设锁脚锚杆,安设横撑.左右２个侧导洞同时开始工法转换,最后按照双侧壁导坑法的施工顺序依次开挖各部工法转换过程未额外增加任何支护结构,成本低,经济效益和沉降效果显著函谷关隧道[９]隧道左线长１９５４m,右线长１９８８m,最大埋深１０７m,最浅埋深１８m,地质湿陷性较显著C R D法ң三台阶法将C R D法２个上导坑洞室开挖齐平,下导坑洞室及时跟进,在距上导坑洞室一定距离挂网喷射混凝土封闭掌子面,接着按三台阶法施工工法转换合理,作业空间扩大,工期缩短,满足施工需要杭州紫之隧道隧道设计为双向四车道,开挖跨度１２ ８m,高９ ７m,开挖面积１０２ ８m２;隧道穿越粉质黏土混碎石地层,浅埋暗挖,围岩以Ⅴ级和Ⅵ级为主,地层总体呈上软下硬C R D法ң三台阶法随着掌子面入岩深度的增加,围岩变形呈减小趋势,最终趋于稳定,不再随入岩深度的增加而变化.综合考虑安全㊁经济等因素,最终确定在掌子面入岩深度为１１m时进行工法转换,由原设计的C R D法改为三台阶法施工将原设计C R D法临时支撑体系转为外支护体系,提供了作业空间,提高了施工效率北京地铁１４号线永定门外站 安乐林站[１０]隧道单洞最大开挖尺寸２１ ７３mˑ８ ６５５m,洞身穿越粉土层㊁粉细砂层㊁卵石层,地下水丰富台阶法ңC R D法根据设计,右线隧道标准断面至人防断面采用爬坡法过渡,在过渡过程中转入C R D法施工,加设临时中隔墙及中隔板需根据隧道实际地质情况灵活选择施工方法西安地铁五号线月登阁站 三殿村站区间暗挖段[１１]隧道标准断面宽度６ ３８m㊁高度６ ５２m,人防断面宽度１０ ２０m㊁高度８ ７７２m;隧道主要穿过新黄土㊁古土壤和老黄土层,拱顶大部分在新黄土和古土壤中台阶法ңC R D法设置转换段,将标准断面轮廓按一定比例扩大,掌子面达到渐变段断面轮廓位置,同时将标准断面分为左右２块,增设临时中隔墙,上台阶增设临时仰拱,完成从台阶法到C R D法的上导坑转换.进入渐变段断面后继续扩大,同时改型,通过渐变段过渡,逐渐将标准断面扩大为C R D法断面,最后实现C R D法的分块开挖保证了大断面开挖施工安全北京地铁１６号线甘家口站 玉渊潭东门站[１２]隧道全长７０５ ６m,主要穿越卵石层㊁中粗砂层㊁粉质黏土层㊁粉土层㊁粉细砂层㊁砾岩层㊁泥岩层,拱顶土层主要为卵石层,地下水丰富台阶法ң双侧壁导坑法采取增加线间临时横通道进行大幅度突变断面转换施工方案,提出将左线台阶法进行挑高㊁下反扩挖,并在挑高段向右线开挖一条临时横通道,通过临时横通道开挖两侧右线隧道,实现断面转换开挖过程顺利,巡视未发现三里河路面异常㊀㊀通过对上述案例进行调研,发现目前国内隧道采用的施工工法转换方法过于保守,转换过程中大多存在停工现象,不利于隧道快速施工;对于超大跨度公路隧道建设工法转换的研究甚少,工程经验不足,更加没有可以参考的相关规范和标准.２㊀超大跨度公路隧道施工工法转换２．１㊀工程概况老虎山隧道是济南绕城高速连接线的控制性工程,为双向八车道隧道.隧道左线起讫里程为Z K２＋０８０~Z K３＋８２０,长度为１７４０m.隧道最大开挖宽度为２０ ０８m,最大开挖高度为１３ ４m,属超大跨度公路隧道[１３].隧道洞口段Ⅴ级围岩表层有坡积残积土层,自稳能力差,厚度为０ ４~１０ ７m,起止桩号为Z K２＋０８０~Z K２＋１８２;相邻Ⅵ级围岩主要为中风化灰岩,自稳能力比Ⅴ级围岩强,起止桩号为Z K２＋１８２~ Z K２＋３５２.２．２㊀施工工法转换根据地质情况和«公路隧道设计规范»,老虎山隧道Ⅴ级围岩段采用双侧壁导坑法施工,Ⅵ级围岩段采用C R D法施工;在穿越Ⅴ级围岩与Ⅳ级围岩交界处,即Z K２＋１７８~Z K２＋１９２段落,需进行双侧壁导坑法向C R D法转换施工.老虎山隧道施工工法转换方案如图１所示.图１㊀老虎山隧道施工工法转换方案示意２种施工工法转换方案的具体实施步骤如图２㊁３所示.传统方案的施工步骤为:出于安全考虑,需采用双侧壁导坑法开挖隧道至Ⅴ级围岩与Ⅳ级围岩交界之后１０m处,再采用C R D法施工.即当双侧壁导坑法１部导洞自Z K２＋１７８处开挖至Z K２＋１９２处时停工,紧接着２㊁３㊁４㊁５㊁６部导洞依次跟进,开挖至Z K２＋１９２处停工,直至最后７部导洞自Z K２＋１３１图２㊀双侧壁导坑法㊁C R D 法分部对比示意图３㊀老虎山隧道工法转换示意处开挖至Z K２＋１９２处,再重新开设施工掌子面,进行C R D工法各分部洞室的施工.设计方案的施工步骤如下.第一步,逐渐增大隧道两侧导洞掌子面开挖面积,使１部和３部的临时支撑均随隧道开挖向隧道中线逐渐偏移,左侧导坑临时仰拱和右侧导坑临时仰拱随着左右两侧临时支撑的移动逐步变宽,中间导坑的临时仰拱则逐步缩窄.第二步,当左侧１部临时支撑和右侧３部临时支撑接触时,停止移动.第三步,去掉右侧３部临时支撑,保留左侧１部临时支撑,将它转换为C R D法中的中间临时支撑Ⅱ,完成工法转换.设计方案工法转换的施工要求:因双侧壁导坑法与C R D法开挖分部面积不同,因此工法转换的重要前提是确保不同开挖工法起拱线高程一致,施工时通过控制临时竖撑高度加以控制.２种工法竖向钢支撑横向间距约２ ８m,过渡时双侧壁导坑法１㊁２㊁３㊁４部临时钢支撑每榀拱架向隧道中线方向平移０ ２３３~０ ２８０m.为确保过渡段曲线圆滑㊁顺畅,与C R D法竖向钢支撑线形相反的双侧壁导坑法竖向钢支撑在渐变过程中应逐渐改变线形,向其靠拢,确保工法转换时各分部竖向尺寸过渡的连续性,降低施工难度.２种施工工法转换方案的优缺点分析如下.传统方案:当双侧壁导坑法先行导洞到达桩号Z K２＋１９２后,需等待后行导洞到达掌子面,再进行后续施工.此方案在进行工法转换时会产生窝工现象,且开挖支护工序繁琐,不利于隧道快速施工.设计方案:设置工法转换段,隧道在该段落通过双侧壁逐渐向中间靠拢,形成中隔壁的转换方法动态过渡到C R D法.此方案加快了施工进度,从而保证了工期.２．３㊀工法转换工期优化分析在老虎山隧道左线Z K２＋１７８~Z K２＋１９２段落处,工程采用设计方案进行工法转换.现场掘进速度为:转换段平均日进尺１．０m,起止桩号为Z K２＋１７８~Z K２＋１９２,则转换段占用工期１４d.若按照传统方案进行工法转换,转换段采用双侧壁导坑法施工.先行导洞到达Z K２＋１９２后,需等待后行导洞到达掌子面,再用C R D法施工.即当１部导洞自Z K２＋１７８处开挖至Z K２＋１９２处时停工,后续导洞依次开挖跟进,直至７部导洞自Z K２＋１３１处开挖至Z K２＋１９２处,再进行后续施工.现场实际掘进速度为:１部导洞平均日进尺０．６m,７部导洞平均日进尺４．２m,各导洞安全步距为５~６m;则转换段施工时间为１部导洞自Z K２＋１７８处开挖开始,到７部导洞至Z K２＋１９２开挖结束.因此,理论上采用传统方案进行工法转换施工,转换段占用工期３６d.经过对比分析,工程实际采用设计方案转换施工工法,比传统方案节省工期２２d,同时降低了施工成本,确保工程施工安全㊁快速.３㊀结㊀语(１)对国内隧道施工工法转换案例进行了调研,发现目前的施工工法转换方法过于保守,转换过程中大多存在洞室停工现象,不利于隧道快速施工;且大跨度公路隧道施工工法转换应用甚少,工程经验不足,也没有可以参考的相关规范和标准.(２)对老虎山隧道２种工法转换方案进行了比较,选用双侧壁逐渐向中间靠拢㊁形成中隔壁的设计方案施工,成功地完成了在Ⅴ级围岩与Ⅳ级围岩之间从双侧壁导坑法向C R D法施工的转换.(３)老虎山隧道选用设计方案完成施工工法转换,避免了窝工现象,比传统方案节省工期２２d,同时降低了施工成本,为实际工程带来了显著的社会经济效益.参考文献:[１]㊀陈建勋,罗彦斌,万㊀利,等．超大跨度公路隧道研究现状与面临的挑战[J]．筑路机械与施工机械化,２０１８,３５(６):３６Ｇ４４．[２]㊀贾党育,张㊀骞,杨㊀虎．西岙岭公路长大隧道施工技术[J]．公路,２０１８(９):３０４Ｇ３０９．[３]㊀臧春雷,余鸾鹦．超大跨度隧道上台阶C D法施工技术探讨[J]．公路交通技术,２０１８,３４(S１):１５４Ｇ１５９．[４]㊀赵春华．浅埋暗挖隧道上软下硬地层工法转换关键技术研究[J]．铁道科学与工程学报,２０１５,１２(６):１４４４Ｇ１４５１．[５]㊀邓建林．基于强度折减法的软硬不均地层隧道开挖方法转换时机研究[J]．隧道建设,２０１６,３６(６):６７６Ｇ６８２．[６]㊀乔㊀东．大断面黄土隧道中C R D法向双侧壁导坑法的转换[J]．山西建筑,２０１３,３９(２):１５０Ｇ１５３．[７]㊀杨㊀浩,常东辉,管善志．浅埋暗挖法隧道双侧壁导坑法转中洞法施工技术[J]．中国水运,２０１７,１７(８):３０３Ｇ３０５．[８]㊀潘建立,董明皋．C R 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超大断面变线间距隧道施工技术探讨
划 分 １ ２ ３ ４
５
开 挖 断 面 面积 （ｌ） ｎ ＞３ ３～ １ ０ １ ０～ ５ ０ ５ ０～ １０ Ｏ
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超 大 断 面
备注 ： 道 开 挖 面积 约 ＝ ． 隧道 净 空 断 面 积 。 隧 １ ４倍
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超大 断面变线 间距 隧道施工 技术探讨
唐 卫 平 陈 远 洲 汤 志 军
（ １铁 四院 （ 北 ） 程 监 理 咨 询有 限公 司 湖 工 武汉 ４０６） ３ ０ ３
（ 中铁第四勘察 设计院集 团有限公司 ２
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（ ３中铁十五局集团公司华南指挥 部 深ｉＩ ５ ８ ０ ） Ｊ １０对 接 ， 在皇 岗公园工作
１ 工程 概 况
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高速铁路超大断面隧道施工方法研究
摘要:高速铁路客运专线因其高效率、使用寿命长等特点将成为近期甚至以后铁路发展的趋势,结合客专线铁路隧道的特点,分析研究了大断面铁路隧道的经济、合理的施工技术。
关键词:高速铁路隧道施工方法
1 引言
随着国家对基础建设的逐步完善,我国的高速铁路建设又进入了一个新的大发展时期。
目前,国内大力发展的铁路客运专线基本上都是一次建成双线,同时考虑工程技术作业空间、内部配件空间、安全空间、救援通道以及考虑空气动力学的影响,客运专线单洞双线隧道开挖断面积均在150m2以上,最大开挖宽度15m,开挖高度13m左右,属超大断面隧道。
这种超大断面隧道虽然在既有铁路建设工程中偶尔也有(比如三线车站隧道、喇叭口隧道等),但断面形式不完全一致,隧道长度都较短,对施工工期一般没有要求,因此存在一定区别,需要进行专题研究。
目前世界上对大断面隧道采用的施工方法主要有双侧壁导坑法、三台阶七步开挖法、CD法和CRD法。
根据高速铁路大断面隧道自身的力学特征,结合以往类似工程施工经验,CRD工法适用于特别破碎的岩石、碎石土、卵石土、圆砾土、
角砾土及黄土组成的V级围岩和软塑状黏性土、潮湿的粉细砂组成的Ⅵ级围岩及较差围岩中的洞口段、偏压段和浅埋段等。
本文对某隧道CRD施工工艺及其优化改进措施进行了介绍,以供同仁们商榷和探讨。
2CRD法施工技术
2.1 工法特点
(1)本工法适用于围岩级别Ⅳ级￣Ⅵ级浅埋双线或多线大跨隧道。
(2)施工时采用分步开挖、分步支护的技术,在各工作面处及时封闭成环,减少周壁岩体的暴露时间,防止围岩的进一步风化,充分利用围岩的自稳能力,使之与初期支护体系形成良好的受力稳定结构。
(3)上半断面的前方导坑能够起到超前地质预报的作用,确保能在遇到不良地质时,提前采取应对措施。
(4)采用监控量测信息技术,使隧道施工时刻处于受控状态,安全可靠。
(5)四个作业面可以平行施工,不相互干扰,确保施工进度。
2.2 施工工艺
2.2.1 工艺原理
CRD法施工以新奥法的基本原理为依据,以“短开挖、弱爆破、快封闭、早成环、强支护、勤量测”为指导。
根据围岩地质情况以及风水管路的布置,首先开挖上半断面的左侧并支立拱架和中隔壁钢架,喷射混凝土封闭,并施作临时仰拱,然后开挖上半断面右侧,待上半断面施工到一定里程后,再施工下半断面的左侧,然后开挖右侧。
每个开挖作业面必须坚持光面爆破施工并及时支护,迅速封闭成环,防止围岩的进一步风化,使钢架支撑和锚喷混凝土等初期支护与围岩共同组成承荷系统,共同变形和承荷,充分利用围岩的自承能力。
2.2.2 初期支护
初期支护作为永久衬砌的一部分,是施工中的重要一环,主要包括中空注浆锚杆(长度3.5m,梅花形布置,间距1m)的安装、Ⅰ14工字钢支撑的支立及喷射钢纤维混凝土(厚度20cm)等。
在开挖后应及时对围岩初喷2～5cm厚的混凝土,封闭围岩及找平圆顺围岩表面,为下一步安设锚杆及拱架创造良好的施工条件。
在按照测量放线准确进行完锚杆安装及Ⅰ14工字钢支立之后,复喷钢纤维混凝土至设计厚度并及时施作临时仰拱,使之与初期支护形成共同的封闭受力圈。
在施作中空注浆锚杆时应控制好注浆压力,注浆压力一般为地下水静水压的2倍—3倍,同时应考虑岩层的裂隙阻力,具体数据应根据现场试验情况后确定,但瞬间最高压力值不应超过
0.4MPa。
3工程概况
该隧道全长345m,埋深30m,开挖面积209m2,是当今国内高速铁路最大断面积隧道。
隧道采用CRD法施工。
本隧道所处位置地表覆盖0.5～2.0m细角砾土,下部为页岩和石英砂岩,其中Ⅲ级围岩159m,Ⅳ级围岩186m,设计按Ⅳ级围岩防护。
4施工中存在问题
施工初期按照原设计进行施工,但是施工进度较慢,主要原因是该隧道属于山岭隧道,地层为岩石,开挖需要爆破作业,使得整个施工环节处于单工序作业。
由此造成大量的人员、机械、设备处于闲置状态。
按照全断面计算平均每月最多进尺20.5m,严重影响施工进度。
此施工工艺主要暴露的问题有:
(1)各断面施工工序间距小原设计各断面施工工序间距为15m,每次爆破时,其它断面的操作人员及施工机械都要撤离,停止施工,造成施工不连续。
同时大型机械操作空间狭小,施工效率低。
(2)中隔壁的设置将左右两洞隔离开,造成机械转场频繁,利用率低。
(3)施工仰拱前,设计要求仅拆除中隔壁下部钢支撑,仰拱施工中的这段时间,中隔壁长时间悬空,存在较大的安全隐患。
(4)中隔壁拆除困难,需要爆破,影响了其它工序的作业。
(5)开挖后即刻安装中隔壁水平横撑,影响上部机械通行、下部爆破和机械开挖。
5 CRD工法局部优化措施
在保证隧道质量和施工安全的前提下,以监控量测数据为依据,对原设计CRD工法进行了局部优化。
5.1 临时支撑结构优化
(1)为方便拆除中隔壁,隧道岩石地段,在能保证侧壁围岩不坍塌的前提下,取消中隔壁喷射混土。
加强钢拱架的纵向连接(加密连接钢筋或采用其它的较强连接方式)。
在软弱围岩处加强初期支护,必要时加长和加密超前小导管,保证开挖面的临时稳定。
(2)中隔壁竖向弧形支撑改为垂直支撑,以提高临时支撑的竖向承载力。
(3)中隔壁临时弧形仰拱改为水平支撑,由原来的I18型钢加强为I20型钢,纵向每侧采用2根I18型钢通过焊接连接,将水平支撑连为整体。
5.2 临时支撑拆除顺序优化
为避免仰拱施工时中隔壁长时间悬空,中隔壁水平和竖向支撑一次性全部拆除,拆除范围不超过2m,初期支护封闭成环后继续拆下一段不超过2m的临时支护,待支护封闭达到6m后立即施作衬砌仰拱。
6施工控制要点及注意事项
(1)施工中须严格按照优化后的工序间距进行,各受力能力,以确保钢支撑的安装质量。
同时为减小下台阶开挖爆破时对中隔壁水平横撑的扰动,横撑安装时应高出约50cm。
(2)中隔壁拆除前须确保初支变形趋于稳定,每2m分段拆除,分段闭合,仰拱及时跟进。
拆除过程中加强监控量测,如有变形突变现象,停止拆除,并进行加固。
(3)为加强开挖时初期支护的稳定性,在原设计原则上每脚增设2根锁脚锚管。
7 结束语
随着我国高速铁路大断面隧道的不断建设,必将面临许多新的课题。
通过对隧道CRD工艺的优化,积累了山岭隧道石质地层地段CRD 法的施工经验,对今后高速铁路特大断面隧道设计施工具有指导借鉴意义。
参考文献
[1] 武广专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准[S].铁建设[2005]160号.
[2] 武广专线铁路隧道工程施工技术指南[S].铁建设[2005]160号.
[3] 张慧玲.高速铁路超大断面隧道施工方法研究[J].科技创新导报,2009,17:77.。