中交一航局高速铁路隧道施工技术共51

高速铁路施工技术刘周礼中交一航局第三工程有限公司京福项目部目录一、前言三、隧道暗洞施工技术四、隧道附属施工技术五、隧道主要设备投入情况八、个人体会二、洞口工程施工六、隧道施工功效七、隧道质量通病一、前言1、隧道分类3、隧道的主要施工方法4、新奥法的施工原理5、隧道工程分部分项划分2、高铁隧道的特点一、前言1、隧道分类高铁隧道的长度等级划分：⑴长度在500m及以下为短隧道。⑵长度在500m以上及3000m以下为中长隧道。⑶长度在3000m以上及10000m为长隧道⑷长度在10000m以上为特长隧道。京福项目共有长隧道道1座（蘑菇山隧道）、中长隧道3座（陈山坞隧道、棋盘上隧道、楼村隧道）、短隧道5座。一、前言2、高铁隧道的特点高铁隧道不同于一般的铁路隧道，高速铁路隧道具有横断面较大（开挖断面152m2，衬砌断面100m2），隧道受力和衬砌混凝土的地质环境复杂，且列车运行速度较高的特点，这些特点对隧道施工的质量、衬砌的安全性、耐久性、抗冻性和抗渗性提出了更高的要求。一、前言3、隧道施工的主要方法高速铁路隧道基本都属于山岭隧道，常规的方法为矿山法（钻爆法）中间的新奥法施工。一、前言4、新奥法的施工原理新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称，它是奥地利学者在长期从事隧道施工实践中，从岩石力学的观点出发而提出的一种合理的施工方法。新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。新奥法施工方法包括：全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔墙法（简称CD法）和交叉中隔墙法（简称CRD法）、双侧壁导坑法。一、前言4、新奥法的施工原理新奥法的基本原理创建了信息化量测设计和施工的新理念，采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系，初期支护按全部承担基本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备；初期支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。新奥法施工时，采用多种辅助施工工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩的自承能力；初期支护和围岩为暗洞隧道的主要受力结构，保护围岩是暗挖施工的关键技术。在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计，实现不坍方、少沉降、安全生产和施工。施工中应坚持十八字方针：管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测。一、前言5、隧道分部分项划分高铁隧道分部分项划分序号12345678910分部

工程加固处理洞口及缓冲结构工程洞身开挖支护衬砌辅助坑道及附属洞室明洞工程防水和排水附属设施备注分项

工程地表注浆开挖超前地质预报监控量测模板开挖明洞开挖洞口防排水运营通风土建工程

井点降水模板洞身开挖喷射混凝土钢筋喷射混凝土模板洞内排水沟救援通道与救援站

桩基处理钢筋隧底开挖锚杆混凝土锚杆钢筋检查井紧急出口

洞内预注浆混凝土弃渣场防护钢筋网回填注浆钢架网混凝土结构下纵向保温排水盲管电缆槽

洞口防护

钢架综合接地钢架网回填施工缝防水洞内附属构筑物

管棚沉降观测与评估管棚

变形缝防水

超前小导管

超前小导管

涂料防水层防水

初期支护结构

模板

钢筋

混凝土

坑道口及其封闭

二、洞口工程施工1、隧道边仰坡施工3、洞口管棚施工2、截水天沟施工4、洞口注浆加固5、洞门施工二、洞口工程程施工1、边仰坡施工边仰坡开挖采采用挖掘机直直接进行开挖挖，采用自上上而下分段分分台阶的开挖挖顺序进行开挖，边开挖边打打设锚杆、挂挂网喷射混凝凝土防护，喷喷射混凝土厚厚度为10cm。二、洞口工程程施工2、截水天沟施工为了防止山体体地表水流入入到隧道中，，在隧道所在在山体顶部设设置1道截水水天沟沟，截截水天天沟在在隧道道洞口口征地地红线线范围围内设设置。。二、洞洞口工工程施施工3、洞口管棚施工为了确确保隧隧道进进洞的的安全全，一一般在在洞口口段设设置洞洞口管管棚超超前支支护；；洞口长长管棚棚采用用φ108热扎无无缝钢钢管，，每环环47根，环环向间间距40cm，洞口口长管管棚长长度30～80m，外插插角1°～3°；注浆浆为水水泥浆浆液，，钻孔孔施工工采用用管棚棚机施施工，，施工工过程程运用用测斜斜仪量量测钻钻进的的偏斜斜度，，保证证钻孔孔方向向准确确，管管棚安安装时时管节节接头头应错错开，，不得得在同同一截截面，，注浆浆压力力达到到设计计终压压后应应继续续注浆浆10min方可结结束注注浆。。二、洞洞口工工程施施工4、洞口加固陈山坞隧隧道进进口地地表为为堆积体内，为了了确保保进洞洞安全全设计计要求求对隧隧道进口地表采用袖阀管注浆进进行加加固处处理。二、洞洞口工工程施施工5、洞门施工洞门钢钢筋及及模板板照片片洞门钢钢筋及及模板板照片片二、洞洞口工工程施施工5、洞门施工洞门混混凝土土施工工施工完完洞门门照片片三、隧隧道暗暗洞施施工3、隧道开挖施工5、隧道防排水施工4、隧道支护施工6、隧道衬砌施工1、隧道超前地质预报2、隧道超前支护三、隧隧道暗暗洞施施工1、隧道超前地质预报方法名称适用范围电法直流电法超前探测隧道掌子面和侧帮的含水构造高密度电阻法探测岩溶、洞穴、地质界线电磁法甚低法（1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测岩体接触带；（3）含水构造及地下暗河等地质雷达（1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测地下岩溶、洞穴；（3）探测地层划分地震波法和声波法折射波法（1）划分隧道围岩级别；（2）测定岩体的纵波速度反射波法（1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测地下洞穴；（3）探测地层划分；（4）测定含水层分布隧道地震法（TSP)（1）划分地层界线；（2)查找地质构造；（3）探测不良地质体的厚度和范围瑞雷波法（1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测地下岩溶、洞穴红外线地下水探测（1）探测局部地温异常现象；（2）判断地下脉状流、脉状含水带、隐伏含水体等所在的位置三、隧隧道暗暗洞施施工（一））洞口口长管管棚超超前支支护2、隧道超前支护（二））单层层超前前小导导管支支护（三））双层层超前前小导导管支支护（四））超前前预注注浆小小导管管支护护1、开挖方方法：：根据据地质质条件件、断断面结结构、、衬砌砌与支支护设设计、、机械械配备备、工工期以以及经经济效效益等等综合合确定定。三、隧隧道暗暗洞施施工（一））开挖挖方法法选择择

开挖方法

适用围岩级别及说明备注全断面法1、单线隧道Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ级围岩；2、双线隧道Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ级围岩台阶法1、单线隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩；2、双线隧道Ⅲ级围岩环形开挖预留核心土法1.单线Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩；2.双线Ⅲ、Ⅳ级围岩；3.地下水状态：有少量渗水；三台阶临时仰拱法1.单线Ⅴ级围岩；2.双线Ⅳ、Ⅴ级围岩；3、隧道开挖施工1、开挖方方法：：根据据地质质条件件、断断面结结构、、衬砌砌与支支护设设计、、机械械配备备、工工期以以及经经济效效益等等综合合确定定。

开挖方法

适用围岩级别及说明备注双侧壁导坑法1.单线Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩；2.双线Ⅲ、Ⅳ级围岩；3.地下水状态：有少量渗水；4.Ⅴ级围岩埋深较浅或偏压地段。CD法Ⅴ级围岩深埋单、双线隧道，Ⅵ级浅埋或偏压隧道、三线隧道CRD法双线、三线隧道Ⅴ级围岩，Ⅵ级围岩浅埋或偏压隧道中洞法双连拱隧道三、隧隧道暗暗洞施施工3、隧道开挖施工（一））开挖挖方法法选择择三、隧隧道暗暗洞施施工3、隧道开挖施工（二））开挖挖方法法之全全断面面法开开挖三、隧隧道暗暗洞施施工3、隧道开挖施工（二））开挖挖方法法之两两台阶阶法开开挖三、隧隧道暗暗洞施施工3、隧道开挖施工（二））开挖挖方法法之三三台阶阶临时时仰拱拱三、隧隧道暗暗洞施施工3、隧道开挖施工（二））开挖挖方法法之四四部CD法三、隧隧道暗暗洞施施工3、隧道开挖施工（二））开挖挖方法法之六六部CD法三、隧隧道暗暗洞施施工3、隧道开挖施工（二））开挖挖方法法之CRD法（二））开挖挖方法法之三三台阶阶七部部法钻爆设设计：：应根根据地地质条条件、、开挖挖断面面、开开挖方方法、、循环环进尺尺、钻钻眼机机具和和爆破破材料料等进进行爆爆破设设计。。内容容应包包括：：炮眼眼（掏掏槽眼眼、辅辅助眼眼、周周边眼眼）的的布置置、深深度、、斜角角和数数目、、爆破破器材材、装装药量量和装装药结结构，，起爆爆方法法和爆爆破顺顺序，，钻眼眼机具具和钻钻眼要要求等等。三、隧隧道暗暗洞施施工3、隧道开挖施工（三））钻爆爆设计计钢架及及格栅栅钢架架根据据设计计要求求进行行分节节加工工，各各节之之间通通过高高强螺螺栓进进行连连接，，钢架架加工工时需需根据据围岩岩的级级别进进行预预留沉沉降量量：一一般Ⅱ-Ⅲ级围岩岩预留留5～8cm、Ⅳ级围岩岩预留留8～10cm、Ⅴ级围岩岩预留留10～15cm。三、隧隧道暗暗洞施施工4、隧道支护施工（一））钢架架及格格栅钢钢架加加工钢架及及格栅栅钢架架采用用人工工配合合机械械的方方法进进行安安装，，钢架架安装装完毕毕后立立即打打设锁锁脚锚锚杆；；然后后铺设设钢筋筋网片片，同同时焊焊接钢钢架之之间的的连接接钢筋筋。三、隧隧道暗暗洞施施工4、隧道支护施工（二））钢架架及格格栅钢钢架安安装喷砼应应采用用湿喷喷工艺艺，喷喷射作作业应应分段段分片片依次次进行行，喷喷射顺顺序自自下而而上，，喷嘴嘴宜与与喷射射面垂垂直，，其间间距宜宜为1.5～2.0米;一次喷喷射厚厚度可可根据据喷射射部位位和设设计厚厚度确确定,且拱部部不得得超过过10cm,边墙不不得超超过15cm,分层喷喷射时时,后一层层喷射射应在在前一一层混混凝土土终凝凝后进进行;喷射作作业紧紧跟开开挖作作业面面时,下一循循环爆爆破应应在喷喷混凝凝土终终凝后后3h进行三、隧隧道暗暗洞施施工4、隧道支护施工（三））喷射射混凝凝土施施工三、隧隧道暗暗洞施施工5、隧道防排水施工防排水水体系系：防防水板板、止止水带带、砼砼自防防水、、排水水盲管管等。。防水板板台车车根据据隧道道净空空尺寸寸及工工作面面长度度而设设置，，一般般防水水板台台车纵纵向长长度设设置6m，高高度度方方向向一一般般设设置置5层，，每每层层的的高高度度约约2m。防防水水板板台台车车可可设设置置轮轮胎胎自自行行式式或或者者采采用用装装载载机机拖拖推推式式。。（一一））防防排排水水系系统统及及防防水水板板台台车车三、、隧隧道道暗暗洞洞施施工工5、隧道防排水施工防水水板板铺铺设设前前，，先先割割除除混混凝凝土土衬衬砌砌表表面面外外露露的的锚锚杆杆头头，，钢钢筋筋尖尖头头等等硬硬物物，，凸凸凹凹不不平平处处需需先先喷喷平平，，使使混混凝凝土土表表面面平平顺顺，，局局部部漏漏水水处处需需先先进进行行处处理理；；防防水水板板，，特特别别是是在在凸凸凹凹较较大大的的基基面面上上，，要要预预留留足足够够的的松松散散系系数数，，使使其其留留有有余余地地，，并并在在断断面面变变化化处处增增加加悬悬挂挂点点，，保保证证缓缓冲冲面面与与混混凝凝土土表表面面密密贴贴。。同同时时做做好好防防水水板板与与泄泄水水孔孔的的密密闭闭性性连连接接。。铺铺设设防防水水板板地地段段距距开开挖挖工工作作面面不不小小于于爆爆破破安安全全距距离离；；衬衬砌砌混混凝凝土土灌灌注注前前检检查查防防水水板板质质量量，，填填写写检检查查证证。。灌灌注注衬衬砌砌混混凝凝土土时时，，不不损损坏坏塑塑料料防防水水板板。。防防水水板板是是易易燃燃物物品品，，因因此此工工作作区区内内禁禁止止烟烟火火，，并并设设消消防防设设施施和和高高压压水水管管备备用用。防水水板板采采用用无无钉钉铺铺设设方方法法，，一一次次铺铺设设长长度度根根据据混混凝凝土土循循环环灌灌筑筑长长度度确确定定，，铺铺设设前前先先行行试试铺铺，，再再加加以以调调整整。。防防水水板板采采用用无无钉钉孔孔铺铺设设，，即即先先用用φ80塑料料垫垫圈圈和和射射钉钉将将无无纺纺布布固固定定于于基基面面上上（（垫垫圈圈间间距距：：拱拱0.5m～0.8m，边边墙墙1.0m，呈呈梅梅花花型型布布置置）），，再再将将防防水水板板用用专专用用粘粘合合剂剂粘粘合合在在垫垫圈圈上上；；防防水水板板接接缝缝采采用用热热合合机机自自动动焊焊缝缝形形成成或或专专用用胶胶粘粘结结，，即即将将两两层层防防水水板板的的边边缘缘搭搭接接不不小小于于10cm，通通过过热热熔熔加加压压或或专专用用胶胶粘粘合合，，两两侧侧接接缝缝宽宽不不小小于于2.5cm；防防水水板板搭搭接接用用热热合合机机进进行行焊焊接接或或专专用用胶胶粘粘结结，，接接缝缝为为双双面面缝缝，，中中间间留留出出空空隙隙以以便便充充气气检检查查。。（二二））防防水水板板铺铺设设三、、隧隧道道暗暗洞洞施施工工5、隧道防排水施工（二二））防防水水板板铺铺设设三、、隧隧道道暗暗洞洞施施工工5、隧道防排水施工（三三））排排水水盲盲管管施施工工隧道道初初期期支支护护与与防防水水板板间间设设软软式式透透水水纵纵向向及及环环向向排排水水盲盲管管，，环环向向盲盲管管设设置置间间距距为为每每纵纵向向10m设置置一一道道，，纵纵向向排排水水盲盲管管沿沿线线两两侧侧拱拱墙墙位位置置设设置置排排水水盲盲管管，，每每一一板板二二衬衬设设置置两两个个泄泄水水口口，，纵纵向向排排水水盲盲管管的的坡坡度度与与隧隧道道纵纵向向坡坡度度相相同同；；环环向向排排水水盲盲管管伸伸入入到到纵纵向向排排水水盲盲管管中中。。三、、隧隧道道暗暗洞洞施施工工5、隧道防排水施工（四四））施施工工缝缝、、变变形形缝缝防防水水环向向及及纵纵向向施施工工缝缝均均设设中中埋埋式式止止水水带带，，止止水水带带接接头头搭搭接接采采用用热热熔熔焊焊接接，，搭搭接接长长度度不不小小于于30cm。环向向变变形形缝缝采采用用钢钢边边式式式式止止水水带带，，止止水水带带两两侧侧设设置置50型抗抗剪剪钢钢棒棒。。环向向止止水水带带安安装装纵向向止止水水带带安安装装三、、隧隧道道暗暗洞洞施施工工（四四））施施工工缝缝、、变变形形缝缝防防水水三、、隧隧道道暗暗洞洞施施工工6、隧道衬砌施工（一一））隧隧道道仰仰拱拱钢钢筋筋施施工工隧道道仰仰拱拱初初期期支支护护施施工工完完成成后后即即可可进进行行仰仰拱拱钢钢筋筋绑绑扎扎施施工工，，根根据据现现场场要要求求设设置置仰仰拱拱钢钢筋筋支支立立钢钢筋筋。。三、、隧隧道道暗暗洞洞施施工工6、隧道衬砌施工（二二））隧隧道道仰仰拱拱模模板板及及混混凝凝土土施施工工仰拱拱曲曲型型模模板板仰拱拱混混凝凝土土三、、隧隧道道暗暗洞洞施施工工6、隧道衬砌施工（二二））隧隧道道二二衬衬钢钢筋筋二衬衬钢钢筋筋二衬衬钢钢筋筋三、、隧隧道道暗暗洞洞施施工工6、隧道衬砌施工（二二））隧隧道道二二衬衬台台车车二衬衬台台车车拼拼装装二衬衬台台车车结结构构三、隧道暗暗洞施工6、隧道衬砌施工（三）隧道道二衬混凝凝土施工二衬混凝土土施工采用移动摸摸板台车，，拱墙整体体浇注，泵泵送混凝土土入模，台台车模板纵纵向及环向向每隔2.4m左右设置一一个长宽均均约30cm的观测及振振捣窗口，，混凝土采采取附着式式振捣器振振捣，辅以以插入式振振捣器辅助助振捣。三、隧道暗暗洞施工6、隧道衬砌施工（四）隧道道贯通及二二衬完工照照片隧道贯通照照片隧道完工照照片四、隧道附附属施工2、隧道综合洞室施工1、隧道电缆槽施工四、隧道附附属施工1、隧道电缆槽施工隧道电缆槽槽模板照片片隧道电缆槽槽完工照片片四、隧道附附属施工2、隧道综合洞室施工隧道综合洞洞室模板照照片隧道洞室照照片五、隧道设设备及人员员投入情况况1、单个工作面设备投入情况表序号123456789101112131415设备名称挖掘机侧翻式装载机风动凿岩机湿喷机空压机管棚钻机液压移动式衬砌台车自卸汽车风机大型冷弯机注浆机电焊机混凝土输送泵混凝土运输车防水板爬焊机型号P