武广客专某隧道综合施工技术

xx客专xx隧道综合施工技术1、工程概况xx隧道位于xx省xx市境内，起讫里程DⅡK1560＋785～DⅡK1570＋900，全长10.115Km，是xx客运专线的重点控制性工程之一，也是我国第一条穿越水底及市区的大断面铁路隧道。xx承担xx隧道出口（南端）DⅡK1565＋743～DⅡK1570＋900段施工任务，长度5157m。其中暗挖隧道3959m，明挖隧道1018m，洞外引道180m，辅助坑道有一斜井和一竖井（3#）。共分三个工区组织施工，分别为斜井、竖井、出口工区，各工区的任务划分如下图所示。隧道设计为单洞双车道，断面总宽约14.8m、总高约12.7m，断面面积约160㎡，隧道出口位于R－9000m的左偏曲线上，其它地段均为直线，纵坡呈“V”字形，最大纵坡20‰，隧道纵坡最低处位于斜井与正洞交叉口位置。隧道围岩主要为泥质砂岩，岩石破碎，强度低，整体性差。暗洞除过机场路56m为Ⅵ级围岩外，其它地段主要以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主，其中Ⅳ级围岩1350m，Ⅴ级围岩2050m。2、工程特点及难点2.1工程特点2.1.1地质条件较差，埋深浅，施工难度大隧道围岩岩性主要以泥质砂岩为主，中间夹有薄层石膏，岩石强度低，单轴抗压强度最大为5～8Mpa，且地下水丰富，遇水后极易软化成泥状，造成岩体失稳和边坡坍塌。暗挖段平均埋深49m左右，其中xx南岸埋深仅15～29m。明挖暗埋段最大开挖深度为20m，边坡稳定性一般。2.1.2施工风险大，安全管理难度大xx为一通航河道，河水正常水深7m多，洪水季节可达到14m以上。xx隧道以19.1～23.8m较小埋深穿越xx河槽及黄花向斜构造，为我国第一座穿越河底的铁路隧道。地表水体丰富并略具承压性，洞内岩体破碎，开挖后易出现掌子面及后部洞身突涌水、坍塌，防灾救援方面具有很大难度，施工投入大，安全风险较高。2.1.3施工工艺新、标准高xx隧道所采用的三大技术目前在国内均属于首次应用。其一是xx隧道“铣钻法”开挖技术，可最大限度地减小对围岩的扰动，在铁路建设史上是一个全新的技术。其二是全封闭防水，防水卷材采用EVA自粘式防水板，其理念主要体现在“皮肤式”防水思想及预铺后粘施工技术；其三是过河段采用全断面预加固技术，掌子面采用18m长的玻璃纤维锚杆，可有效加固隧道开挖前方的岩体，提高隧道施工安全度。2.2工程难点2.2.1下穿xx地段施工隧道于DⅡK1568+666～DⅡK1569+028段下穿xx，共计362m，并与黄花向斜相连，施工过程中极易发生较大规模的突涌水及隧道坍塌、掌子面失稳等现象。2.2.2下穿机场高速公路地段施工跪隧道杰于仗D磨Ⅱ薄K157纱0+14督6饭～其D齐Ⅱ洗K157辞0+20崇2充段份（诉56馋m尾）下穿机村场高速公的路，采用长暗挖法施蛙工。隧道难基本位于剥第四系土爸层中，围电岩级别奉为京Ⅵ站级，地质逝条件差，垂洞顶埋深立浅（洞顶施距高速公侧路路面贷仅评8炕m孩），地表赔道路交通妨流量大，福且路面总腐沉降量要哲求不超萌过恼2c异m住。舒2.2.装3陷柱斜井下穿洒鱼塘段施颈工姨斜血井读XDK本0洁＋赏35谦5星～露+38途9搅段下穿水屡塘（水塘疗为山沟沟蝇口筑坝而构成水库）获，炊长永34丈m差，钓水深呀约兴5.5匪m疾，埋深宰约现12在m让（隧道拱欲顶至水底盾）。隧道布埋深浅，总上覆水塘廉富水体极揉易沿隧道之围岩贯通雷裂隙产生筑渗水，从决而造成岩股体失稳产抹生坍塌。纪2.2.懒4针战下穿地表束敏感建筑枣物和城区金道路施工菌隧道所穿元越部分地粱段地面建匪筑物密集压、道路较施多。建筑没物结构简狼易，以居彩民区和厂路房为主，尿所穿越的掉道路大部秘分为城市魂主干道，难交通流量沟大。在施泳工过程中术，极易因采隧道围岩赏变形或地药下水渗漏荷引起地表贱沉降，导腥致建筑物解破坏，甚册至出现倒绘塌事故。凉3堤、关键工妄序施工技鞠术厌3.1紧帆超前支护握在超前支辱护措施方慌面，按照盆设计要求剖，责Ⅳ喊级围岩采书用欺φ丑25m帝m汇中空锚杆坝，向Ⅴ抬级围岩一赵般地段采病用彼φ朝42m付m吼小导管进滥行超前支僚护。超前砖锚杆及小诚导管单根灾长度均箩为堵3.5m率/坑根，布设携范围为拱庭部魄140茅°扯内，环向缩间据距闸40c车m晶。隧道在项浅埋及下既穿剃x验x韵地段设计爹采赤用势φ抄108m邮m臭超前长管欠棚套湿打施φ抢42m繁m洽小导管进叛行预支护嫁，管棚长屑度辽18医m秤，纵向搭努接长度不章小房于猛6织m卸，客12m著/作环，环向参间称距敌4竖0躲㎝，外插砖角穗≯拉12膝°毛；小导管榨长肯度首3.5础m旗，纵向搭悦接不小塔于常1.0钩m迫，环向间家距栏4泳0乌㎝，外插马角诞10至°键～飘20闭°岩。迅3.1.青1顾辞设备配置场按照支护松措施要求舰，通过对墙工效、经涛济性等各乘方面进行键比较，在难设备配置指上根据不遇同的支护耀方式分别鲁采用水平式坑道钻机氏和笔C围6维钻机施作递超前支护已。水平坑叔道钻机主词要施作超胳前锚杆、惕超前小导织管违；蜘C剂6派钻机主要胞施作超前闹管棚。医C灯6耍钻机主要复性能参数垂表壮序号虑项改买目并单奴收位毛参蝴征数艺1膝动力配置比kW妹96餐2踢行走速度侵km/h夹2.2原3该机体运输杏尺寸菜mm毙7712爆×225河0×27皱67亲4暮重量单T扰12.7艳5看动力头最跑大扭矩饿kN眠·魂m宗13.5揉5观6绢钻孔直径夹mm赔≤挺250瓶7射最大水平雄钻孔高度栋mm辜3702双8妙单根钻杆锡长度框m误3滴9炭最大推进蚂力赶kN韵35宏3.1.趋2暑腐管棚施工迷管棚施作惜前，首先破在掌子面滑位置处架凉设廉1辛榀顿I20刃a澡工字钢架尘作为导向市架，采用辛锚杆进行厦固定，在同钢架中心悉按照管棚哨环向间距闸开孔。然岩后在掌子切面后方距似导向悔架纸1.0奏m摧处再架层设缸1嫁榀鲜I20蛮a序钢架，并循与上一循纹环钢架联姜结固定。耐根据管棚昼施作位置携，膀C律6性钻机就位锋以后，按灵照设计的删外插角度惠进行钻孔酒。管棚施港作完成后瞎，在两榀郊钢架中间拣再增揭设款1欲榀器I20破a混工字钢架覆，以满层足挖0.5m替/虫榀的间距劲要求，并付及时喷射廉砼封闭。割漫3.2挑丢全断面预应加固施工抛技术萍x鞭x材隧道笼于榆D权Ⅱ杰K156司8+66杰6抓～如D梦Ⅱ鞭K156迎9+02跟8绘下读穿狸x悉x旺河底，全衔长长362畅m乌，为了确绣保过河段折的施工安裙全，掌子胁面在开挖露之前，首炭先打卵设嗽Φ顿25m除m板玻璃纤维爹锚杆进行班预加固。樱玻璃纤维舍锚杆长活度鹅18毫m推，慰1.5m忘×1.5折m命梅花型布振置，纵向寺搭接不小寇于动6鄙m炉，悲12m寄/匹环，外插倒角践1祥°呆～请3因°裤。玻璃纤夫维锚杆的汤特点是既咱能保证掌截子面稳定版，又便于谣机械开挖籍，其抗拉纽强度是抗棉剪和抗扭很强度过的虫3昨～世5默倍缓。态x歪x盆隧道采用浓掌子面预裤加固技术逃是基于前歪期炎“盆新意稳法产”舱之上的一嗓项全新技盗术，是根签据目前我请国隧道施瞎工现状所进提出的一宿种新的理撒念和技术压，绝在裙x北x悟隧道属于较首次应用航。通过对枝掌子面进短行预加固灵以后，将验隧道由多抚台阶转换里为全断面绢或半断面炕开挖，同臣时也披可以加大汇开挖进尺乌，可以有斯效提高施百工进度，称同时也能冒够充分发赤挥大型设需备功效，浪有利于实缝现机械化沸作业。钟掌子面预诊加固施工困流程主要泼为钻热孔稍→丸锚杆安堵设想→卸封宪口婶→补注疲浆脑→呈退出设芹备参→边开挖，配拐置水平坑锦道钻机进包行钻孔，梦孔啊径潜φ乔75m蛮m垦。钻孔成曲型后，开短始安设锚匹杆，锚杆切单根长度吴为休6施～垄10购m储，中间采箱用连接器贤进行连接甜。注浆采匀用全孔后愈退式一次曲进行注浆认，注浆材衔料滔为绘1双：悼1与水泥浆液沙。在锚杆惜施作完智成标3勺小时以后旅，开始安秧排进行掌杆子面开挖恰。通过预自加固技术彩的实施，馅保证了掌寇子面的稳衰定，从而晒确保了过咱河段的安异全顺利施妇工。符3.3素词开挖扫根惩据爪x捏x倘隧道围岩狱差、埋深布浅、地表午敏感建筑代物多、以万及下昼穿群x丝x病、渔塘等牙困难地段旨的特点，郊在开挖方谋式的选择桥上，采用积了机械法剂与弱爆破国法相结合贺的耽“已铣钻洲法牵”撒施工技术宣，该技术看目前在国咬内大断面楚铁路隧道锯属于首次移应用。在巩开挖方法破上，除下浊穿机场路歼段采用双饱侧壁导坑合法施工外殖，其茧余荒Ⅳ谋级混、痒Ⅴ怨级围岩均唤采用两台孙阶四部法秀施工。欣铣挖法开扰挖馋：铣挖法罢主要用于执岩体完整途性较差的藏中硬岩地疲段，在岩但石强度小教于猛20Mp辩a鼻以下时其塑功效较为懒明显。其警主要特点锈是对围岩念扰动小，汤超欠挖容尘易控制，俘安全性高朝。采用铣相挖法施工肌的机械设展备主要有屿两类，一川类为装配答式铣挖机杜，一类为盗整体式悬派臂掘进机拾。目前，歌该两类设霉备睡在盾x闸x虹隧道均进纺行了使用衡。其中装柴配式铣挖罚机设备配绘置忠为窝ZAIS疼33株0冲挖掘斗机乐+ER1收500-后1做S镜铣挖头；成整体式铣吹挖机笼为芽EBZ1田60贯S啊型悬臂掘框进机。话根据本隧竭道的实际导情况，隧游道斜井井洪身上半断浴面采用铣蚁挖法开挖森，下半断允面采用弱广爆破法开种挖。铣挖猜法开挖时清其开挖部机位垄分为左右窑两蔽侧，只先开挖周表边卷1.0旷m奋～扑1.5厅m爸宽范围，善后开挖掌原子面中心胃部位。由编于断面银修边困难漆，五局部器采用人工姿风镐修整沾。谊开挖出碴僚流水线作雄业，施工胡进度较快擦。开挖进朝尺滚1.5谈m毅～经2.0杀m连，月施工概进度可以威达脑到删60丑m关左右。吉铣挖法（伍悬臂掘进炊机）工艺菌流程图掌子面降水掌子面降水按预先设计好的断面铣挖修整轮廓线、人工局部处理退出保养场地清理喷水除尘、出碴移位并按设计断面铣挖悬臂掘进机就位施工准备（高压电缆、输水管线安装）施工机械设备配套及选型开挖断面参数设计核定断面尺寸僵弱爆破法休开挖：蠢隧姥道稳Ⅳ厌、尊Ⅴ神级围岩开译挖方式采漂用弱爆破籍法，弱爆扒破主要体涉现在两个锹方面，一浊个是炸药呀单耗小（葛每立方的亩炸药用量势）、一个各是一次起跨炮药量少委。具体结调果就是将征爆破振动浸速度和对抱围岩的扰滥动控制在泊合理范围棕以内，以沸确保围岩犹的稳定和戴地表建筑葵物的安全绕。眯由均于施x侨x估隧道围岩拼岩性为泥越质砂岩，浇岩石完整窗性较差，唐强度低，棍且埋深浅音，地表建智筑物密集样，对爆破死参数的选飘定非常重煌要。通过赛现场多次模优化比选税，在爆破挖方式上主张要采用的挣是以斜眼建楔形掏槽箭的光面爆戏破，按帝照油“独密打眼、彼少装药、兰分段盲爆超”恐的原则进歼行布眼和奴联线，周茅边眼的眼霞距控制梨在嫁35c异m般左右。周乓边眼采用摘导爆索进贞行爆破；牺其它辅助开眼、底板靠眼采用导任爆管进行藏爆破，按包照由内到耳外的爆破盗顺序通过奴采用不同叫段别，实凳现分层、苗分段爆破塘，装药结岸构采用空薄气柱状装旺药。庄通过对爆榨破参数的耽认真比选鸦，隧道达滴到了光面桌爆破的效花果。爆破漠后断面圆根顺、齐整熊；同时炸灭药单耗控唐制在雕了恒0.5k歪g/m称3吨左右，一趋次最大起涉爆药量控赠制斧在禾10k搁g翼以内。通贪过实地监刘测，爆破携振动速度鸦为您2.8c烘m/街s挂，远小于宿规范所规映定的小售于专10cm枪/奇s胜的要求。诱在开挖方片法上，隧银道开挖共每分为四个幻部分完成续（如下图衬）。第一淹步：开挖鼓上台阶鉴（胶①角部），考旬虑断面总悉体高度、箱机械正常垦操作空间消等因素，更将上台阶货高度控制胸在仅6.5牵m皮左右，长象度控制膏在吴3税5加～棕45狂m糖。第二步颤：开挖下昆台阶左侧搬（刮②阴部），开语挖到边墙壁钢架底部隐，台阶高尿度柏为俱3.8兵m舰，在线路眉右侧修临沈时便道，昼下台阶左例侧完董成盾1夏0福～撇15搬m泽时停止施榜工，将便来道改至左估侧，开始步下台阶右艇侧施工。予第三步：跳下台阶完罗成奶20便m问时，开始络仰拱施工盘（外④粘部），仰文拱采县用迈12沃m罚临时栈桥标，全幅开采挖、浇注尚，仰拱与霞下台阶距旨离示20愚m糟～吸30念m贵。模3.4俗衬砌施工盈技术勉x慰x难隧道暗洞溜及明答挖眉D房Ⅱ盟K156慎9+65黑0敏～管D恢Ⅱ慌K157配0+14会6幻段（鸣共锈4459榴m酬）设计为自拱形结构诉衬砌，明尊挖茎D纵Ⅱ树K157权0+20贴2酷～右+72尸0娘段（次共匀518梢m化）设计为诚矩形结构记衬砌，明凯挖田D掉Ⅱ旅K157丽0+72爆0若～差+90蜘0阔段（挽共悲180独m腊）设计国为鸡U绘形敞口结扇构衬砌袋。担赚呜隧道正洞认暗挖地段弦及明楼挖除D鲜Ⅱ拦K156侧9+65遥0旧～宅D蜡Ⅱ蠢K157豆0+14族6浴段（幸共丢4459织m段）采缝用铜10.2秤m尸长的液压含模板台车诊组织施工渗；机场路凉以南明挖找暗埋段穴（盟518果m情）矩形结贺构采用模后板台架和堡满堂支架思进行衬砌慢施工向；耀U找形结构厚（爽180代m愚）采用支型架配合大锐模板进行描衬砌施工芝。怒衬砌砼采唇用拌合站沫集中拌合混，砼输送焦车运输，现泵送砼入愉模，模板抄台车、台喇架由厂家向加工，台然车长度怠为鲜10.2目m猾，模板台秩架长度及为耗8敏m姻。捣固采瞧用模板台界车上附着鹊式振动器兆及插入式独振捣器联膏合振捣。骨模板台车诉顶部按要概求每组喉留祝2巧个注浆孔瓣。叉隧道衬砌纹按孙照渴“左先仰拱、古后拱墙爹”阔的顺序组轻织施工，则仰拱采用悔简易栈桥验进行整体沟浇注，拱凉墙混凝土姜利颗用谷10.2绿m搭长的液压边模板台车伞施工。隧查道衬砌采烛用万C4金0步防水钢筋毒砼，衬砌拐在施工前赞，先铺设眠全圆防水吹层，然后室施作仰拱图及仰拱填铁充，仰拱奥施工长度慎每晓10茂m密一组。为钢了保证洞陆内运输畅吧通，施作易仰拱时在歪其上面搭虎设签12参m摘的钢栈桥威。宅明挖段衬昨砌结构形至式分为矩恭形翼和舌U红形，结构荒形式如下距图：滥筐4垄、隧道防律排水技术窝x腐x迹隧道设计揪为防水型电衬砌和排顷水型衬砌封，防水型渗衬砌采顽用丧“驴以防为主各，多道设处防似”念、排水型卖衬砌采冻用缺“绝以防为主宾，防排结厘合挂”枪的原则进智行防排水误施工，达合到防水可牧靠，经济萍合理，不吃留后患的厌目的。隧处道防水由锦初期支护探注浆堵水拐、全封闭亦柔性卷材欣防水层、验止水条、玉止水带和糠二次衬砌假结构自防宇水等组成甲。认x屈x物隧就道遭D胳Ⅱ宫K156赖5术＋呀74妄3竭～生D讽Ⅱ屯K156灾7诉＋惊09吼7似（阔1354慢m问）、斜擦井辅XDK兴0摧＋再00宁0概～斯+30攻0业、疏散通引道设计采熄用排水型摧衬砌结衬构院,旱其余所有煎辅助坑道轧及正洞均桌采用全包炕型防水衬宋砌，防水欺等级要求叨达到《地乡下工程防告水技术规刻范》规定珠的一级，婚衬砌表面载无湿渍。急防水板采坊用自粘式么防水板，警该防水板杯可与现浇惑混凝土直舍接粘贴，伐防止地下迷水在防水值板与二次歪衬砌之间映漫流，其浓设计理念踪主要体现井在训“按皮肤组式蓝”计防水思想拍及预铺反款粘施工技朋术。险铺设防水裕板前，先壤检查隧道输初期支护丈的渗漏水个情况，对而有渗漏水喘的初支表违面采取注偷浆管注浆款或化学注盘浆方式进卡行处理，暮在初支表盟面无湿渍倚的情况下泡方可进行肝防水板铺视设作业，限隧道全环橡铺设防水第板。防水新板铺设采初用专用台添车进行，羽超前二次不衬确砌贡1午0营～硬15田m租施工。铺局设前进行萝精确放样菠，弹出标习准线进行愈试铺后确起定防水板抄一环的尺例寸，尽量忌减少接头遍。防水板社卷材的搭踏接采用双当缝焊接，汗每幅防水狐板边预畜留烈15c犁m廉的纠EV牢A塌胎基，此测范围内取勒消焊接面躲的土工布廉及粘结层荷，保留迎软水侧的土名工布或粘狱接层及背络水侧的粘劝接层，以捧便现场焊投接。防水主板两侧预彻留低EV工A戴胎驴基客1县5盐㎝，采用姐爬焊机先鞠进行环向狼接缝焊接句（焊机型钳号成为兔TH-5退0利1编）；焊机绵温度控制湖在单38踏0暴℃王左右，爬盟行速度矮为隐2.债5愚～肝3.0m辛/mi栗n步。环向接赏缝焊接结炸束后，再中进行纵向尘焊接，纵慰向淹EV罪A扫胎基预留秃宽度看为阅1璃5超㎝。在环砌、纵向接必缝焊接完雅以后，再肤采焰用矿3含5要㎝宽双面新自粘式防暑水板贴条诉对焊缝位早置进行封题闭。王5它、超前地日质预报和球监控量测刊超前地质合预周报秘:抵施工前采色用综合地扫质预报方观法探明开克挖面前方袋的地质水臣文情况。嚼首先，采支用长、短征距离（地租质雷达税、伐TS驱P瓦）的综合红超前地质戏预报的方估法，对隧骗道前方进单行详细的胸地质探测语。采用钻简机（竖井弹工区采季用愧XY-夜1吃型水平地建质钻机、意出口工区辅采事用渐C贞6增管棚钻机义）