隧道支护参数表 (2)
22809363_基于总安全系数法的铁路隧道支护结构设计
基于总安全系数法的铁路隧道支护结构设计肖明清（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430063）摘要：为进一步优化铁路隧道支护参数，推进支护参数的量化设计，基于隧道支护结构设计总安全系数法，对我国时速350km高速铁路双线隧道现行支护参数的安全性进行计算，研究其合理的支护方案，并提出铁路隧道支护参数优化的思路与方法。
主要结论如下：（1）在仅考虑围岩压力的情况下，我国时速350km高速铁路双线隧道现行支护参数的安全系数偏高，具有一定优化余地；（2）提出我国时速350km高速铁路双线隧道合理的支护方案；（3）建议按照不同埋深（地应力）和地下水条件进行支护类型优化；（4）隧道跨度和应力强度比不同，其合理的支护形式也不同，且随着隧道跨度的加大、地应力的增加或应力强度比的增加，采用锚杆支护的必要性和需要的支护强度也越来越大。
关键词：铁路隧道；总安全系数法；支护结构设计；支护参数优化中图分类号：U451文献标识码：A文章编号：1001-683X（2020）12-0082-07 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.12.0820引言铁路隧道常采用复合式衬砌，复合式衬砌有3种不同的设计理念［1］：第1种是将初期支护作为临时结构，二次衬砌作为承载主体；第2种是将初期支护作为承载主体，二次衬砌仅作为安全储备或仅承受不大的荷载；第3种是将二者均作为承载主体看待。
我国铁路隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩采用第2种设计理念，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用第3种设计理念［2-3］。
在深埋隧道围岩压力方面，TB10003—2016《铁路隧道设计规范》提出基于松散荷载统计分析的计算公式［4］。
其存在的主要问题是：当采用安全系数法进行设计时，要求采用“最不利荷载”，而规范中的围岩压力是以“算术平均值”作为数学期望值的回归分析值，并非“最不利荷载”，客观上与安全系数法的设计原理不符。
在支护结构计算方法方面，国内外众多学者对初作者简介：肖明清（1970—），男，副总工程师，教授级高级工程师。
缙云山隧道(进口端)洞身初期支护施工技术方案
名目缙云山隧道〔进口端〕二衬施工技术方案一、编制依据与原那么编制依据1、?公路工程技术标准?〔JTGB01-2021〕；2、?公路隧道施工技术标准?〔JTGF10-2021〕；3、?公路隧道施工技术细那么?〔JTG/TF60～2021〕4、?公路工程质量检验评定标准?〔JTGF80/1-2021〕；5、?公路工程施工平安技术标准?〔JTGF90-2021〕；6、?钢筋焊接及验收规程?〔JGJ18-2021〕；7、重庆九永高速公路JY1合同段两时期施工图设计文件；8、?中交第一公路工程局施工方案治理方法?；9、?公路工程施工工艺标准?中交一公局；10、?施工现场临时用电平安技术标准?〔JGJ46-2005〕；11、?建筑机械使用平安技术规程?〔JGJ33-2021〕；12、?重庆市公路工程质量操纵强制性要求?〔渝交委〔2021〕79号〕；13、?重庆市公路水运工程平安生产强制性要求?〔渝交委〔2021〕81号〕；14、我部?实施性施工组织设计?。
1.2编制原那么严格遵守、地点性要求、设计标准、施工标准和质量评定与验收标准。
坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、平安可靠性与实事求是相结合；1、在充分理解设计文件的根底上，以设计图纸为依据，采纳先进、合理、经济、可行的施工方案。
2、整个工程全过程对环境破坏最小，采取必要环境保卫措施，防止四面环境的破坏。
3、充分应用先进的科学技术和施工设备，做到机械化作业、标准化作业、流水作业，坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、平安可靠性相结合原那么。
4、强化质量治理，树立优良工程瞧念，创一流施工水平，创精品工程。
5、实施工程法治理，通过对劳务、设备、材料、资金、方案、信息、时刻与空间条件的优化处置，实现本钞票、工期、质量及社会效益的预期目标。
二、工程概况2.1地形、地貌缙云山隧道呈近东西向横穿缙云山南段。
缙云山为北碚东向条形山，山体狭长。
工程布设段宽约2.9Km。
隧道施工安全风险评估报告
隧道施工安全风险评估报告隧道施工安全风险评估报告第一章概述1.1项目简介XX高速公路为XX至XX国家高速公路网横12大理至丽江的联络线，是大香格里拉旅游生态圈的主要交通通道之一，对改善滇西道路通而不畅具有重要的作用，而且还具有重要的巩固国防的战略意义。
XX隧道为越岭岩质隧道，主要为页岩、泥质粉砂岩等。
本着“先进洞，后出洞”的原则，尽量减少削坡数量以保护隧道周边的生态环境。
隧道全长345米，其中暗洞段308米，进洞口采用削竹段洞门形式，出洞口采用端墙式洞门形式。
1.2编制说明本案例按照《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》（一下简称：指南）内容和要求进行编制。
1.3评估内容安全风险评估是以实现工程安全为目的，综合运用有关的风险评估原理和方法，专业理论知识和工程经验，在对工程系统中存在的风险源进行辨识的基础上，研究工程事故发生的可能性及其产生后果的严重程度，并进行分类排序，从而为风险控制措施提供依据。
本案例主要评估内容包括：（1）根据隧道工程的地质环境条件、建设规模、结构特点等孕险环境与致险因子，结合隧道施工组织文件，评估隧道工程的整体风险，估测其安全风险等级，属于静态评估；（2）对隧道开挖阶段进行专项风险评估；（3）对辨识出的重大危险源进行重大风险源评估；（4）提出风险控制措施。
第二章工程概况2.1工程地质条件本隧道穿越洱海断陷盆地外围的低中山区山脊垭口段，该地区地形切割较深，冲沟发育，两端地势较陡，植被不发育，降雨量较丰富，地形较复杂。
据地质调查和钻孔资料，隧道区无不良地质发育。
2.2围岩级别根据地质勘查报告，隧道处地层岩性为：第四系1）、粉质黏土：褐红、灰黄色，硬塑状，含少量角砾，地基承载力基本容许值220KPa。
2）、角砾土：褐灰、褐红色，局部夹碎石土，稍密~中密，稍湿，地基承载力基本容许值220KPa。
奥陶系下统向阳组3）、页岩：褐灰灰绿色，局部夹砂岩泥岩薄层，点划线以上为全~强风化，角砾土碎石状，地基承载力基本容许值350KPa。
隧道支护参数
短台阶法 短台阶法 C20混凝 台阶法 C35混凝 C35混凝 土 全断面法 土(H1) 土(H1) 台阶法 C35钢筋 短台阶法 C35钢筋 混凝土(H1) 混凝土(H1) 短台阶法
C35钢筋 混凝土 (H1)
预支护措施设计 超前支护 类 型
φ 108长管棚 双层φ 42超前小导管 φ 108长管棚 每环根数 环向间距(m) 纵向间距(m) 单根长度(m)
衬砌
预支护措施设计
里程段落
起始里程 终止里程 DK100+900DK100+903 DK100+903DK100+906 DK100+906DK100+915 DK100+915DK100+930 DK100+930DK100+955 DK100+955DK101+000 DK101+000DK101+025 DK101+025DK101+102 DK101+102DK101+132
施工方法
拱墙 明挖法
衬砌建筑材料
仰拱 C35钢筋 混凝土 (H1)
仰拱填充
φ 108长管棚 φ 42超前小导管 φ 25中空注浆锚杆 φ 25中空注浆锚杆 φ 42超前小导管 φ 108长管棚
27 24 22 22 24 26
0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
15
2.4 2.4 2.4 2.4 3.5 3.5 3.5 3.5 35
序号 11 10 9 8 7 6 5 4 3 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 序号 1 2 3 4
里程段落
起始里程 终止里程 DK100+804DK100+834 DK100+775DK100+804 DK100+640DK100+775 DK100+100DK100+640 DK99+810 DK100+100 DK99+770 DK99+810 DK99+700 DK99+770 DK99+670 DK99+700 DK99+315 DK99+64 22
高速铁路隧道开挖专项施工方案
目录第一章编制依据 (1)其次章编制范围 (1)第三章工程概况 (1)第四章主要施工方案及施工方法 (1)4.1施工方案 (1)4.2施工方法 (2)明洞段开挖方法 (2)台阶法 (2)4.2.3.隧道围岩分级、开挖方法及衬砌支护形式 (3)第五章施工进度支配 (5)第六章爆破设计 (6)6.1爆破方案 (6)6.2钻爆设计 (6)光爆基本参数 (6)掏槽方式 (7)周边眼 (7)掘进眼 (7)装药结构及堵塞方式 (8)炮眼布置 (8)6.3爆破设计的优化及爆孔布置 (11)第七章劳动力和机械设备配置 (11)7.1劳动力配置 (11)7.2机械配置 (12)第八章质量保证措施 (13)第九章平安、文明施工 (14)第一章编制依据1、新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线《摆龙村一号隧道设计图》；2、新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线第三册《隧道附图洞门及洞口工程》；3、《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设（2010）241号；4、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）；5、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；6、《铁路工程基本作业施工平安技术规程》TB10301-2009；7、《铁路隧道工程施工平安技术规程》TB10304-2009；8、《爆破平安规程》GB6722-2011；9、新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线站前4标《实施性施工组织设计》其次章编制范围新建贵阳枢纽小碧经镇东至白云联络线站前Ⅳ标（D1K64+770～D1K65+275）摆龙一号隧道。
第三章工程概况摆龙村一号隧道位于贵阳市金华新区金华镇摆龙村境内，全长505米，隧道进出口里程分别为D1K64+770、D1K65+275。
该隧道为时速200kmⅠ级铁路双线隧道，隧道内线间距为4.6m。
洞内采纳重型轨道碎石道床，铺设Ⅲ型轨枕（2.6m）及60kg/m钢轨，轨道结构高度766mm。
211212110_隧道混凝土超耗成因分析及对策
1工程概况1.1隧道简介贡觉高山隧道左线12090m 、右线12037m 。
隧道设置通风斜井两处，1#斜井左线1973m 、右线2075m ，2#斜井左线1094m 、右线1053m 。
隧道洞身主要岩性为粉砂岩、砂岩、粉砂质泥岩，其中V 级围岩2861延米占总长的11.9%，Ⅳ级围岩21266延米占总长的88.1%。
出口海拔2610m 、进口海拔2684m 、2号斜井海拔2795m 、1号斜井海拔3101m 。
隧道洞身最大埋深787m ，隧道地质条件较复杂，主要有瓦五断层、轿顶山向斜、九树后坡向斜、日阿鸠背斜、隧道突涌水、大变形等不良地质。
1.2隧道开挖方式正洞进口左线衬砌类型V4型、ⅣJ1、ⅣJ2、ⅣJQ1、ⅣJQ2采用环形开挖留核心土法开挖，其余类型均采用台阶法开挖。
斜井左右洞洞口段XJV 土采用环形开挖留核心土法开挖，其余类型均采用台阶法开挖。
1.3隧道支护参数（表1、表2）2引起超耗的原因分析根据现场混凝土消耗量统计并分析，得出以下结论：正常工况主要构成：超挖要占到超耗70%以上，消耗总量在50%~300%；主要解决断面控制技术。
散状富水情况主要构成：回弹、掉块占到70%，消耗总量在200%~500%。
①隧道工程地质及水文地质千差万别，施工周期长，过程不可逆，不可预见性高，因地质原因坍塌、变形、渗漏水等造成的超耗例外情况非常复杂。
②目前隧道内作业班组人员老龄化严重，流动性大、服管能力差，对精细管理抵触情绪较重，难以有效制约作业工人的问题。
③由于前后盘无法有效沟通、现场无法精准预测，因此每循环喷射混凝土在最后阶段都会发生补方浪费问题，根据不完全统计，约在2%~5%左右，二次衬砌同样存在这个问题。
④设计图纸预留沉降量是根据经验类比法进行设定，技术人员为确保结构厚度，会加大设计预留沉降量，导致二次衬砌混凝土往往超标，这部分超耗基本在20%上下。
3措施及建议3.1隧道测量控制3.1.1加强开挖轮廓测量放样作业队伍每循环按照上循环钢拱架为标准凭借经验进行施钻，导致开挖断面与设计断面不匹配，误差较大。
岩土月半201707期：3D加固边坡稳定性分析-模型简介
模型简介
该边坡采用锚杆、锚索、喷混面层、抗滑桩、挡土墙作为支护形式。
锚杆的水平间距为2.4m，竖向间距为2.0m，锚索与抗滑桩上部连接。
图边坡加固形式
上边坡坡高10.9m，坡比0.669，下边坡坡高10.9m，坡比0.833，边坡顶部取25m，上下边坡间平台为5m，坡底平台6.7m，边坡底部取23.2m。
模型在边坡纵向取12m。
图模型整体效果图
建模采用从CAD中导入DWG文件后，在GTS NX中生成2D网格再扩展3D网格的方式进行，模型采用强度折减法进行边坡稳定性分析。
土层及加固结构的材料属性的参数按下表1-3取值：
表1 土体材料、属性参数表(kN/m/sec)
表2 隧道结构材料参数表(kN/m/sec)
表3 隧道结构属性参数表(kN/m/sec)。
2 高速铁路隧道净空断面及衬砌支护参数
单线圆形结构，有
效面积66m ；盾 构外径10.8m， 内径9.8m，管片 厚度50cm。
2
单洞双线和双洞单线方案比较：
高速铁路均设计为双线，因此存在单
洞双线和双洞单线的比较： 从地质条件、建设工期、施工难度和 方法、运营通风、防灾救援、工程投资、 空气动力学影响等方面综合考虑进行选择。
单洞双线和双洞单线方案比较：
一般隧道在边墙底均加强。研究与试验证明，边墙与仰
拱若采用顺接则可改善受力状况，故隧道采用曲墙式衬 砌。
衬砌支护参数的特点
衬砌支护参数的特点
衬砌支护参数的特点
衬砌结构支护参数
II级无仰拱衬砌结构
衬砌结构支护参数
II级无仰拱衬砌结构 底板配筋
衬砌结构支护参数
II级有仰拱衬砌结构
衬砌结构支护参数
范围内设置一些设备，如接触导线张力调整器和接触导线开关 以及接头的紧回装置等。 工程技术作业空间在安全空间和救援通道之外，其宽度应 为0.3m。不得用工程技术作业空间来满足隧道建设的施工误 差。
断面形式
断面形式
断面形式
断面形式
狮子洋隧道位于广 深港客运专线上，
国内第一座水下高
速铁路隧道， 350km/h，双洞
优缺点比较： 单洞双线阻塞比小，能有效提高乘车舒适度；双洞单线 有利于防灾救援； 地质条件差，考虑施工难度和风险，宜选用用TBM或盾构，考虑施工风险，采用双洞 单线；运营通风方面，双洞单线利用列车活塞风更有利。
单洞双线和双洞单线方案比较：
优缺点比较：
选择原则：
隧道长度大于20km，从防灾救援方面考虑，采用双洞单
线方案。 兰武二线乌鞘岭隧道（20050m）；石太客运专线太行 山隧道（27839m）。
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Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20喷射砼
厚10cm
-
5cm
拱部35cm
XS2
Ⅱ级
-
Φ22药卷锚杆
L=2.5m
局部
局部Φ8
钢筋网25x25cm
单层
C20喷射砼
厚8cm
-
3cm
拱部30cm
ST4
Ⅳ级
Φ42小导管,长4.0m，环向40cm
Φ22药卷锚杆L=3.5m,（纵）80*120（环）
（纵）50*120（环）
Φ8钢筋网20x20cm
双层
C20
喷射砼
厚26cm
Ⅰ20b工字钢间距50cm
(全封闭)
15cm
拱部、仰拱50cm
（钢筋）
XXS5b
Ⅴ级石质
浅埋
Φ108大管棚或Φ42小导管
内侧：Φ22药卷锚杆，L=6.0m纵环间距50×120cm；外侧：Φ22药卷锚杆L=3.5m,（纵）50*120（环）
-
4cm
拱部30cm
连拱隧道复合式衬砌支护设计参数表
衬砌
类型
围岩
级别
超前
支护
初期支护
预留变形量
二次衬砌
锚杆
钢筋网
喷射砼
钢拱架
LS5a
Ⅴ级
浅埋
Φ108大管棚或Φ42小导管
Φ22药卷锚杆L=4.0m
（纵）60*80（环）
Φ8钢筋网20x20cm
双层
C20
喷射砼
厚26cm
Ⅰ20b工字钢间距60cm
(全封闭)
（纵）80*120（环）
Φ8钢筋网20x20cm
拱墙
C20喷射砼
厚24cm
Ⅰ18工字钢
间距80cm
10cm
拱部、仰拱45cm（钢筋）
S4a
Ⅳ级
浅埋
Φ22锚杆，长3.5m，环向40cm
Φ22药卷锚杆L=3.0m
（纵）100*120（环）
Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20喷射砼
厚22cm
Ⅰ16工字钢
间距100cm
双层
C20喷射砼
厚24cm
Ⅰ18工字钢
间距60cm
12cm
拱部、仰拱45cm
（钢筋）
XS5c
Ⅴ级
深埋
灰岩
Φ42小导管，环向40cm
内侧：Φ22药卷锚杆，L=6.0m纵环间距80×120cm；外侧：Φ22药卷锚杆L=3.5m,（纵）80*120（环）
Φ8钢筋网20x20cm
双层
C20喷射砼
厚24cm
Ⅰ18工字钢
（纵）120*120（环）
Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20喷射砼
厚22cm
Φ22格栅
钢拱架
间距120cm
7cm
拱、墙部40cm
S3
Ⅲ级
-
Φ22药卷锚杆L=2.5m
（纵）120*120（环）
Φ8钢筋网25x25cm单层
C20喷射砼
厚10cm
-
5cm
拱部35cm
S2
Ⅱ级
-
Φ22药卷锚杆
L=2.0m
局部
XXS3
Ⅲ级Байду номын сангаас
-
内侧：Φ22注浆锚杆，L=4.0m纵环间距120×120cm；外侧：Φ22药卷锚杆L=2.5m,（纵）120*120（环）
Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20
喷射砼
厚10cm
-
6cm
拱部35cm
XXS2
Ⅱ级
-
Φ22药卷锚杆L=2.5m
拱部
Φ8钢筋网局部25x25cm单层
C20
喷射砼
厚8cm
C20
喷射砼
厚24cm
Ⅰ18工字钢
间距70cm
12cm
拱部、仰拱45cm
（钢筋）
XXS4a
Ⅳ级
浅埋
Φ22锚杆，长3.5m，环向40cm
内侧：Φ22药卷锚杆，L=5.0m纵环间距80×120cm；外侧：Φ22药卷锚杆L=3.0m，
（纵）80*120（环）
Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20
喷射砼
厚22cm
（纵）80*100（环）
Φ8钢筋网25x25cm
双层
C20
喷射砼
厚24cm
Ⅰ18工字钢
间距80cm
10cm
拱部、仰拱45cm
（钢筋）
LS4b
Ⅳ级
深埋
Φ42小钢管，长3.5m，环向40cm
Φ22药卷锚杆L=3.5m
（纵）100*100（环）
Φ8钢筋网20x20cm
单层
C20
喷射砼
厚22cm
Φ22格栅钢拱架
间距100cm
10cm
拱部、仰拱45cm
LS3
Ⅲ级
-
Φ22药卷锚杆L=3.0m
（纵）120*120（环）
Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20
喷射砼
厚15cm
-
7cm
拱部、仰拱40cm
间距80cm
10cm
拱部、仰拱45cm
（钢筋）
XS4a
Ⅳ级
浅埋
Φ22锚杆，长3.5m，环向40cm
内侧：Φ22药卷锚杆，L=5.0m纵环间距100×120cm；外侧：Φ22药卷锚杆L=3.0m，
（纵）100*120（环）
Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20喷射砼
厚22cm
Ⅰ16工字钢
间距100cm
7cm
7cm
拱部、
仰拱40cm（钢筋）
S4b
Ⅳ级
深埋
Φ22锚杆，长4.0m，环向40cm
Φ22药卷锚杆L=3.0m
（纵）120*120（环）
Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20喷射砼
厚22cm
Φ22格栅
钢拱架
间距120cm
7cm
拱部、仰拱40cm
S4c
Ⅳ级
深埋
灰岩
Φ22锚杆，长4.0m，环向40cm
Φ22药卷锚杆L=3.0m
拱部、
仰拱40cm（钢筋）
XS4b
Ⅳ级
深埋
Φ22锚杆，长4.0m，环向40cm
内侧：Φ22药卷锚杆，L=4.5m纵环间距100×120cm；外侧：Φ22药卷锚杆L=3.0m,
（纵）100*120（环）
Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20喷射砼
厚20cm
Φ22格栅钢拱架
间距100cm
7cm
拱部、仰拱40cm
XS4c
Ⅳ级
深埋
灰岩
Φ22锚杆，长4.0m，环向40cm
内侧：Φ22药卷锚杆，L=4.5m纵环间距120×120cm；外侧：Φ22药卷锚杆L=3.0m,
（纵）120*120（环）
Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20喷射砼
厚22cm
Φ22格栅钢拱架
间距120cm
7cm
拱部、仰拱40cm
XS3
Ⅲ级
-
内侧：Φ22注浆锚杆，L=4.0m纵环间距120×120cm；外侧：Φ22药卷锚杆L=2.5m,
Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20喷射砼
厚12cm
-
-
拱部35cm
小净距隧道复合式衬砌支护设计参数表
（10m≤测设线间距＜18m）
衬砌
类型
围岩
级别
超前
支护
初期支护
预留变形量
二次衬砌
锚杆
钢筋网
喷射砼
钢拱架
XXS5a
Ⅴ级土质
浅埋
Φ108大管棚
内侧：Φ22药卷锚杆，L=6.0m纵环间距50×120cm；外侧：Φ22药卷锚杆L=3.5m,
局部Φ8钢筋网25x25cm
单层
C20喷射砼
厚8cm
-
3cm
拱部30cm
小净距隧道复合式衬砌支护设计参数表
（18m≤测设线间距＜25m）
衬砌
类型
围岩
级别
超前
支护
初期支护
预留变形量
二次衬砌
锚杆
钢筋网
喷射砼
钢拱架
XS5a
Ⅴ级
浅埋
Φ108大管棚
内侧：Φ22药卷锚杆，L=6.0m纵环间距60×120cm；外侧：Φ22药卷锚杆L=3.5m,（纵）60*120（环）
分离式隧道复合式衬砌支护设计参数表
（测设线间距≥25m）
衬砌
类型
围岩
级别
超前
支护
初期支护
预留变形量
二次衬砌
锚杆
钢筋网
喷射砼
钢拱架
S5a
Ⅴ级
浅埋
Φ108大管棚
Φ22药卷锚杆L=3.5m
（纵）60*120（环）
Φ8钢筋网20x20cm
双层
C20喷射砼
厚26cm
Ⅰ20b工字钢间距60cm
(全封闭)
12cm
15cm
拱部、仰拱55cm
（钢筋）
LS5b
Ⅴ级
深埋
Φ42小导管，环向40cm
Φ22药卷锚杆L=4.0m
（纵）80*100（环）
Φ8钢筋网20x20cm
双层
C20
喷射砼
厚24cm
Ⅰ18工字钢间距80cm
12cm
拱部、仰拱50cm
（钢筋）
LS4a
Ⅳ级
浅埋
Φ42小钢管，长3.5m，环向40cm
Φ22药卷锚杆L=3.5m