隧道施工先进技术

PAGEPAGE19隧道施工管理一．隧道施工控控控制概述述随着国家基础设设设施的飞飞跃发发展，隧隧道越越建越多多，为为保证国国家和和人民财财产，国国家对隧隧道质质量及使使用寿寿命越来来越重重视，要要求也也越来越越高。然然而由于于施工工方面的的质量量原因，致致使使部分隧隧道不不同程度度地存存在质量量问题题，尤其其是以以渗漏和开开裂裂最为严重重。以以铁路为为例，据据不完全全铁路路隧道技技术状状态统计计显示示，铁路路隧道道7600余座计5848公里，其其发生病病害影影响运营营的达达2885座，占隧隧道道总数的38%左右；公公路路隧道渗渗漏和和开裂也也不容容忽视。可可见见隧道质质量控控制与病病害预预防达到到多么么迫切和和重要要的地步步。有有些隧道道病害害由于及及时采采取措施施进行行治理，病病害害程度得得到了了有效控控制，有有的由于于未采采取整治治措施施或处置置不当当，致使使病害害越来越越严重重，甚至至危及及行车安安全、中中断行车车，给给国家和和人民民造成重重大经经济损失失。由由此可见见，提提高隧道道施工工的精细细化、信信息化、机机械械化、科科学化化管理势势在必必行。二．隧道施工存存存在的问问题1.在施工中没没有有牢固树立立立“保护围岩岩、加加固围岩岩”的观点和和理理念，初期期支支护不到到位，不不能有效效地保保护围岩岩的自自身承载载能力力，不能能有效效地控制制围岩岩的变形形、松松动和坍坍塌；；2．“重外表、轻轻内内实”，结构存存在在隐患，如如：：衬砌背后后充充填不密密实，甚甚至留有有空洞洞；衬砌砌厚度度不足，有有的的严重不不足；；基底处处理不不彻底，运运营营不久翻翻浆冒冒泥现象象等；；3．地下水处理理理始终是薄薄弱弱环节，堵堵水水不彻底底，排排水不畅畅通，防防水不坚坚强，渗渗水、漏漏水现现象时有有发生生，比较较普遍遍；4．施工阶段工工工程质量的的检检测体制制不完完善，缺缺乏有有效的检检测方方法和手手段；；5．质量管理思思思路和管理理意意识达不不到隧隧道施工工要求求的高度度。究其隧道施工中中中存在的的问题题，主要要问题题还是我我们的的管理者质质量量意识淡淡薄，导导致施工工过程程中埋下下较大大的质量量隐患患，在运营营过过程中出出现水水害、衬砌砌掉掉块与空空洞、衬砌砌裂损、衬衬砌腐蚀、隧隧道冻胀等等不同程度度的隧道病病害。这些些病害的处处理不仅给给企业造成成巨大的经经济损失和和信誉损失失。三．隧道先进的的的工艺工工法及及细节就如何提高隧道道道施工的的精细细化、信信息化化、机械械化、科科学化管管理四四个方面面，结结合西成成铁路路一标段32公里隧道道施施工采取取的工工艺工法法及施施工细节节管理理做以下下方面面的阐述述。第一章.隧道施施施工的“精细化”探索1、水沟电缆槽槽槽整体模架架隧道采用了整体体体移动模模架施施工，节节约了了大量的的劳动动力及立立模板板的时间间，而而且结构构尺寸寸及线形形得到到了很好好的保保证。水沟电缆槽移动动动模架设设计2、仰拱整体模模模架我们隧道采用了了了仰拱整整体模模架施工工方案案，解决决了仰仰拱及填填充一一次性浇浇筑的的难题，克克服服了质量量通病病。3、止水带固定定定（1）隧道纵向向止止水带经过长时间的摸摸摸索和探探讨，隧隧道纵向向止水水带采用用夹具具安装定定位，确确保止水水带位位置、预预留长长度均能能满足足相应的的标准准。（2）隧道仰拱拱止止水带固定定定（3）隧道衬砌砌止止水带固定定定4、爆破技术的的的改进，采采用用水压爆爆破的的先进性性在隧道施工中光光光面爆破破对混混凝土成成本控控制特别别重要要，而且且对隧隧道围岩岩受力力起到很很好的的保护作作用，大大家都深深知其其重要性性。我我们西成成铁路路非常重重视光光面爆破破，采采用隧道道水压压爆破技技术。常规爆破放炮后后后水压爆爆破放放炮后5、辅助坑道交交交叉口施工工辅助坑道作为正正正洞的辅辅助措措施，主主要是是考虑施施工进进度和防防灾救救援而设设置。具具体的施施工方方法、施施工方方案不再再多述述，结合合我们们西成1标9座辅助坑坑道道采取的的重点点加固措措施需需要引起起重视视的几个个方面面：（1）辅助坑道道的的重要性在我们隧道施工工工中，往往往形形成一种种意识识，辅助助坑道道是一种种临时时施工措措施，施施工完毕毕后封封闭废弃弃处理理。其实实在我我个人认认为是是极其错错误的的，为什什么这这样？大大家想想想，辅辅助坑坑道作为为我们们正洞施施工的的运输命命脉，一一旦辅助助坑道道出现问问题，承承担正洞洞施工工的任务务将完完全瘫痪痪，因因此辅助助坑道道的支护护措施施比正洞洞都要要强，按按照正正常来讲讲，我我们的辅辅助坑坑道没有有衬砌砌措施，且且至至少使用用二年年以上，如如果果措施不不到位位不过关关，出出现问题题将全全盘瘫痪痪，和和隧道关关门没没有什么么区别别，而相相对隧隧道正洞洞来讲讲，即使使支护护措施差差一点点，按照照现在在隧道施施工步步长的要要求，也也仅仅是是暴漏漏30天左右进进行行了二衬衬的封封闭，进进行了了补救，因因此此辅助坑坑道的的支护措措施不不容忽视视。（2）辅助坑道道洞洞口的加固固固措施辅助坑道洞口基基基本处于于围岩岩较差地地段，且且大都是是土层层，设计计坑道道断面基基本都都是直墙墙式，受受力效果果差，锁锁脚锚管管不起起作用，在在这这样的条条件下下，洞口口开挖挖支护施施工措措施尤为为重要要。合理理的解解决办法法就是是在钢架支支护护的底部部增加加横向支支撑，使使支护钢钢架封封闭成环环，浇浇注混凝凝土路路面形成成稳定定的结构构。坑道洞口塌方（3）坑道进正正洞洞交叉口施施施工方案一斜井施工至与正正正洞交界界后，以以圆曲线线形式式转体进进入正正洞。辅助坑道进入正正正洞平面面关系系施工方案二采用小导坑进入入入正洞洞洞身开开挖,然后再逐逐步步扩挖至至正洞洞标准断断面。第二章、隧道施施施工的“信息化”管理隧道的风险管理理理，通过过实行行信息化化，使使风险信信息、超超标数据据等传传递迅速速，监监控、预预警更更先进、科科学学，便于于主要要领导及及时决决策。1、瓦斯隧道监监监控信息化化我们在低瓦斯隧隧隧道工点点采用用了隧道瓦瓦斯斯监控系系统和和手持式瓦瓦斯斯检测仪仪双保保险，隧隧道瓦瓦斯监控控系统统在隧道道内掌掌子面、二二衬衬台车、及及其其它特殊殊位置置分别安安装监监控探头头，分分别连接接甲烷烷传感器器、一氧化碳碳传传感器、风速传感感器器及温度传感感器器，在隧道道洞洞口安全全监控控值班室室内安安装1台监控计计算算机、1台数据传传输输接口及1套声光报报警警器，通通过电电缆将洞洞内监监控分站站与监监控计算算机相相连。监监控计计算机实实时读读取监控控分站站中的各各传感感器数据据，并并将数据据存储储在计算算机中中，通过过数据据分析，判判断断隧道内内的瓦瓦斯浓度度是否否超出标标准，并并及时给给予安安全提示示及报报警。2、监控量测预预预警信息化化为了及时了解掌掌掌握隧道道施工工过程中中围岩岩的稳定定状态态，确保保施工工安全，我我们们所有隧道道实实现了信信息化化施工管理理。结结合工程程特点点编制隧道道监监控量测测实施施方案，在2013年6月8日组织召召开开专家评评审会会。我们们监控控量测采采用全全站仪+非接触式式观观测标，结结合合机载软软件和和数据处处理软软件，对对隧道道净空变变形有有效、快快速的的监测。出出现现变形超超标后后将以短短信平平台实时时发送送到管理理人员员的手机机上，以以第一时时间掌掌握围岩岩变形形情况，便便于于及时采采取应应对措施施。3、进洞人员识识识别系统信信息息化在隧道工程安全全全施工建建设过过程中，施施工工人员安安全管管理始终终是各各施工单单位领领导们关关注的的问题。从从隧隧道施工工实践践经验来来看，控控制施工工人员员在隧道道中的的出入，及及时时动态掌掌握井井下人员员的进进出情况况，准准确掌握握在隧隧道内施施工的的人员总总数和和具体人人员，准准确掌握握隧道道内危险险区域域的人员员总数数及具体体人员员，据此此可以以推断生生产是是否有序序，人人员是否否到位位，监测测检验验人员工工作是是否正常常等等等，是保保证人人员施工工安全全的其中中一个个关键环环节。我我标段内内的小小安隧道道、赵赵家岩隧隧道等等均安装装了隧隧道进洞洞人员员识别系系统。隧隧道进洞洞人员员识别系系统通通过RFIID（射频识识别别技术）自自动动记录隧隧道进进洞人员员全部部信息并并能够够自动采采集、统统计人员员出入入数据。4、拌合站超标标标预警信息息化化我们所有拌合站站站均设置置了混混凝土拌拌合站站生产过过程动动态监控控系统统，指挥部部及及各级部部门通通过监控控平台台即可实实时查查看搅拌拌站生生产情况况，当当混凝土土原材材料超过过配合合比规定定值后后，将以以短信信平台发发送到到手机上上，提提醒超标标信息息，便于于及时时采取应应对措措施，极极大的的促使了了混凝凝土的规规范化化生产；；能够够做到防防患于于未然，真真正正达到全全面质质量管理理的要要求，有有效杜杜绝偷工工减料料，确保保工程程质量。第三章、隧道施施施工的“机械化”配套隧道施工越来越越越依赖高高效的的机械设设备，解解决准备备期的的机械优优化配配套可以以大大大提升隧隧道的的施工效效率、施施工成本本、施施工安全全等。1．隧道高压供供供风移动空压机进洞洞洞。2.通风设备选选型型与应用隧道通风问题是是是多年来来困扰扰施工的的一大大难题，以以小小安隧道道为例例，最大大的独独头通风风距离离达到45533m，又是低低瓦瓦斯隧道道，是是小安隧隧道工工程的技技术难难点，机机械作作业，爆爆破灰灰尘，无无轨运运输，瓦瓦斯隧隧道，要要想达达到快速速施工工，须从从通风风方案，通通风风设备，通通风风管理三方方面面着手。3.隧道高压电电进进洞隧道高压电也是是是保证施施工进进度的重重要措措施，根根据电电力的需需求量量，配置置不同同型号的的变压压器进入入隧道道。同时时还考考虑了辅辅助坑坑道双向向掘进进的预备备量。高压进洞和空压压压机进洞洞4.单车道辅助助坑坑道出渣设设设备选型型与工工作效率率分析析由于小安隧道、赵赵家岩隧道属属于长大隧道道，属于控制制工期工程，经经过方案对比比，在赵家岩岩隧道2号横洞、小小安隧道1号横洞、小小安隧道平导导单车道辅助助坑道采用扒扒渣机施工。扒渣机5.隧道湿喷机机械械手的应用用用与工作作效率率分析6.隧道群衬砌砌台台车的优化化化配置及及调配配衬砌台车的配置置置主要原原则是是长度不超超过10000m的隧道台台车车长度为9m，且小小隧隧道根据据工期期要求合合并使使用；长大大隧隧道台车车定制制长度为12m。提提前前使用完完成的的台车调调配到到长大隧隧道的的副攻方方向（由由于副攻攻方向向掘进的的长度度短，不不控制制工期），以以小安隧道为为例：大坪隧隧道190m，台车使用用完成后调配配到小安隧道道斜井西安方方向。在我们施工过程程程中，台台车定定做往往往忽视视的一个个小问问题，那那就是是台车顶顶部灌灌注孔封封口问问题，一一定要要采用凸式式封封口，衬砌砌完完成后打打磨平平整。如如果采采用凹式式封口口，出现现的凹凹槽需要要修补补平整，高高速速铁路开开通后后由于空气气动动力波和和行车车震动将修修补补的凹槽槽震落落，对行行车造造成危险险。第四章、隧道施施施工的“科学化”组织与管管理理1、超前地质预预预报判释越越来来越科学学、先先进根据国家四部委委委下发的的《隧隧道施工工九条条规定》、股股份公司的《六六项措施》以以及原铁道部部120号文的相关关要求，超前前地质预报对对隧道施工安安全管理的客客观要求不断断提高，在提提升超前地质质预报的准确确性方面也在在强迫我们施施工单位必须须要采用“科学”的预报程序序和管理。①超前地质预报报报的意义大家都知道，实实实施超前前地质质预报，可可以以预防各各类突突发性地地质灾灾害，降降低地地质事故故的发发生机率率，有有效规避避风险险，保证证隧道道施工人人员及及设备安安全，实实现铁路路工程程保证质质量、安安全、工工期、环环境和投投资控控制等的的目标标。②超前地质预报报报的实施思思路路超前地质预报总总总的思路路是：：地质调调查+物探+钻探=综合判释释。物探是长长期期预报和和短期期预报相相结合合，采用TSP33003超前地质质预预报系统统进行行长距离离宏观观监控，红红外外探水和和地质质雷达进进一步步强化、补补充充和验证证；钻钻探是C6钻机超前前水水平钻探探和加加深炮孔孔双管管齐下；；最后后根据地地质调调查、物物探和和钻探结结论进进行综合合判释释，经过综综合合分析，拟拟定定相应对对策以以指导施施工，多多管齐下下，相相互验证证，力力争把发发生地地质灾害害的机机率降至至最低低。③超前地质预报报报的实施步步骤骤通过开展地质调调调查，明明确不不良地质质的类类型、规规模和和数量；；通过过对实施施超前前地质预预报影影响因素素的分分析，进进一步步制定合合理的的措施；；制定定超前地地质预预报方案案及措措施，经经过专专家评估估，以以加强预预报方方案的科科学性性；经过过落实实预报的的规划划实施，提提高高预报的的准确确性，进进而保保证隧道道施工工安全。④超前地质预报报报的实施掌子面地质素描描描及调查查记录录通过对开挖掌子子子面的围围岩调调查分析析，绘绘制隧道道地质质素描和和地质质柱状图图，将将隧道所所揭露露的地层层岩性性、地质质构造造、结构构面产产状、地地下水水出露点点位置置及出水水状态态、出水水量、煤煤层、溶溶洞等等准确记记录下下来并绘绘制成成成果图图，根根据隧道道地质质调查结结果，结结合设计计文件件、资料料和图图纸，核核实和和修正超超前地地质预报报重点点区段。超前长钻探在超前钻探方面面面，我们们采用用了先进进的C6多功能钻钻机机进行超超前钻钻探，根根据钻钻机在钻钻进过过程中的的速度度变化、是是否否有卡钻钻现象象、被高高压风风吹出的的岩粉粉成分、冲冲洗洗液颜色色的变变化以及及冲洗洗液所含含杂质质成分等,可判定前前方方是否存存在不不良地质质体以以及不良良地质质体性质质、发发育的深深度和和规模，更更换换钻头可可以进进行岩芯芯取样样、直观观分析析。加深炮孔探测法法法加深炮孔就是在在在每循环环爆破破开挖作作业中中，在断面面拱拱顶、左左右拱拱腰、左左右边边墙处选选取5个点进行行炮炮孔加深深，一一般较爆爆破孔孔深2米。由于于加加深炮孔孔均布布于开挖挖轮廓廓面，可可以及及时准确确的分分析掌子子面前前方近距距离围围岩的差差异，对对预防突突水、瓦瓦斯事故故极为为有利。物探TSP30033预报数据据采采集这些是中铁二院院院进行TSP33003超前地质质预预报，也也是目目前国内内隧道道超前地地质预预报的主主要手手段，可可以长长距离进进行探探测。现场进行红外探探探测预报报数据据采集针对设计中提到到到的富水水段落落及在施施工中中出现含含水较较高时我我们及及时进行行了开开挖面前前方的的红外探探水，以以防止突突水突突泥。综合预报判释所谓的综合预报报报就是集集中地地质调查查、钻钻探、物物探的的成果进进行综综合分析析，得得出综合合的预预报成果果。采用2种或2种种以上方法进进进行综合预预报报，可以以为隧隧道施工工安全全提供更更准确确的判断断。因因为每一一种单单一的预预报方方式都存存在其其局限性性，而而采取综综合预预报技术术，达达到相互验验证证、相互互补充充的目的。综综综合预报报技术术规避了了单一一预报方方式可可能遗漏漏的不不良地质质，提提高预报报的准准确性，减减少少地质事事故的的发生。2、预防突水突突突泥的“科学化”手段根据目前的检测测测手段，超超前前地质预预报是是预防突突水突突泥的主主要措措施，我我们西西成铁路路小安安隧道处处于灰灰岩地段段，突突泥突水水风险险极高，因因此此施工中C6钻机长钻钻探探和红外外探水水是我们们预防防的主要要手段段。3、隧道进洞方方方案的“科学化”调整进洞的方案优化化化，根据据科学学进洞和和施工工成本的的要求求，进洞洞前的的现场调调查极极为重要要：与与其它构构造物物干扰、临临近近道路、地地形形状况、滑滑坡坡堆积体体等几几个角度度综合合分析，进进洞洞方案的的科学学化选择择的必必要性。①小安隧道斜井井井全长14500m，斜井纵纵坡10.55%，我们根根据据现场踏踏勘、测测量，将将隧道道延长40m，坡度可可优优化到6.5%，因此我我们们积极协协调四四方进行行现场场查看，通通过过变更将将斜井井纵坡进进行了了优化，降降低低了施工工难度度和安全全风险险。②中子铺隧道设设设置一座140m的斜井，纵纵纵坡为2.5%，通过测测量量及原地地形踏踏勘，将将斜井井延长8m可以由斜斜井井优化为为横洞洞，横洞洞纵坡坡为1%，优化后后对对运输、排排水水、施工工效率率都有很很好的的改善。斜井优化为横洞洞洞对比③小安隧道进口口口洞口位处处陡陡坡，坡坡度70°～80°，洞口前前方方为一自自然冲冲沟，沟沟底与与内轨顶顶标高高高差约35m，冲沟顶顶宽30m，洞口周周围围为茂密密松林林。原设设计直直接由正正线进进洞，洞洞口位位处陡坡坡，与与洞口前前方深深沟高差差大，直直接进洞洞需修修建便桥桥和作作业平台台，由由于边坡坡陡峭峭和高差差较大大，便桥桥及平平台高度度最高高处达35米高，搭搭设设困难且且安全全隐患大大；直直接由正正线进进洞需修修建较较长施工工便道道，在较较陡山山坡修建建便道道将占用用大量量山坡林林地，破破坏大量量地表表植被，破破坏坏环境，易易造造成水土土流失失及边坡坡滑塌塌；隧道道施工工时不能能同时时进行五五里村村大桥（T构）施工工，2#桥台与洞洞口口施工两两个结结构物互互相干干扰，影影响工工期。通通过现现场调查查，决决定调整整为横横洞进洞洞方式式，在线线路左左侧增加加横洞洞作为进进洞工工作面，变变更更后增设设横洞洞长64米。小安隧道进口原原原地形地地貌④连蒙村隧道进进进口距离宝宝成成铁路只只有5m，施工场场地地、既有有线施施工风险险受到到严重的的制约约，