铁路隧道

铁路隧道（精选十篇）

铁路隧道 篇1

新建隧道对既有隧道的影响取决于多方面的因素[3], 如:1) 隧道净距;2) 隧道的相对位置关系;3) 新建隧道的尺寸;4) 新建隧道的施工方法;5) 既有隧道的衬砌和结构的施工质量等。目前的研究多针对因素1) ~4) 进行开展, 但充分了解既有隧道的结构情况对施工安全以及既有隧道的安全评估有着非常重要的作用。

为此, 本文结合福厦铁路上穿既有大坪山公路隧道的工程实例, 对既有隧道上方存在塌方的情况进行了分析, 以期对同类工程有一定的借鉴和参考作用。

1 工程概况

福厦铁路泉州段全长近50 km, 右侧, 在穿过大坪山隧道后, 绕过泉州农校, 于324国道和高速公路之间跨越晋江, 经池店后在瑶琼设晋江站。本次的研究针对上部穿越大坪山隧道展开。福厦线铁路和既有大坪山公路隧道空间交叉, 大坪山公路隧道为双洞单向交通。由于新建铁路隧道上穿既有公路隧道, 在空间上形成隧道交叉, 见图1。在交叉点新建铁路隧道的底板距离下方的既有公路隧道拱顶的最小间距约为9 m, 而既有公路隧道拱部有较大的塌方, 因此, 新的铁路隧道的修建可能对既有隧道产生影响[4,5], 见图2。

2 计算结果及分析

2.1 计算参数

本次计算采用的围岩及混凝土力学参数按勘测资料和相关规范选取, 见表1。

2.2 三维有限元计算模型

本次计算采用三维实体模型, 建模范围为:沿大坪山公路隧道方向模型长为80 m, 沿大坪山铁路隧道方向模型长为40 m, 三维有限元计算模型如图3所示, 本次采用单元数近20万个, 计算采用弹塑性分析, D-P准则。

本次计算共选取了位于交叉点处既有隧道内力以及分别距离交叉点处4 m, 8 m, 14 m, 18 m和20 m共6种工况进行分析。

2.3 结果分析

为了分析大坪山铁路隧道施工对既有公路隧道的影响, 在新建与既有隧道交叉位置以及沿既有隧道方向距离交叉点处以外两倍洞跨范围内分别选取了6个断面进行分析。通过分析各个断面内力及安全系数在施工前后的变化情况来确定大坪山铁路隧道的施工对既有公路隧道的影响范围和最不利断面位置。

交叉点处, 大坪山铁路隧道线路中心位置对应的下方既有公路隧道横断面二次衬砌内力及安全系数比较如图4所示。

由图4可以看出, 该断面处二次衬砌的内力在大坪山铁路隧道施工后均有所减小, 安全系数均有所增大。由此可见大坪山铁路隧道施工后, 对该断面处既有公路隧道的安全不构成影响。

同理, 可以获得距离交叉点4 m处二次衬砌的内力在铁路隧道施工后均有所减小, 安全系数均有所增大。

8 m处二次衬砌的内力在大坪山铁路隧道施工后拱部有所增大, 拱部安全系数有所减小, 即施工前最小为4.2, 施工后最小为2.9。

14 m处二次衬砌的内力在大坪山铁路隧道施工后内力有所增大, 安全系数有所减小, 即施工前最小为2.6, 施工后最小为2.4。

18 m和20 m处既有结构的内力和安全系数也有类似的变化规律, 但施工后的安全系数均为2.7。

3 结语

通过以上分析可以看出:

1) 在同样隧道施工、仅考虑静力的情况下, 既有隧道结构的内力和安全系数受到空间交叉点位置的影响, 在交叉点的正下方, 新建隧道施工以后, 既有隧道二次衬砌内力减小, 安全系数有所增加, 这主要与上部土体的卸荷有关。

2) 距离交叉点1D, 2D左右既有隧道的结构受力规律相似, 即既有隧道二次衬砌内力有所增加, 安全系数有所减小, 但仍能保证二次衬砌安全系数在规范允许范围内。

3) 本方案没有考虑爆破震动和列车振动荷载等动荷载可能对既有隧道产生的影响, 因此, 非常有必要开展进一步的动力学分析[1]。

摘要：结合福厦铁路上穿既有大坪山公路隧道的工程实例, 对既有隧道上方存在塌方的情况进行了分析, 通过研究计算结果, 获得了铁路隧道建设对既有公路隧道的影响规律, 以指导工程施工。

关键词：隧道,塌方,铁路,计算

参考文献

[1]潘晓马.邻近隧道施工对既有隧道的影响[D].成都:西南交通大学, 2002.

[2]王晓梅, 石文慧, 程瑶.新建隧道施工对邻近既有隧道的影响及对策[J].铁道建筑, 2010 (7) :80-83.

[3]黄大勇.近距离隧道施工相互影响的ANSYS模拟[D].贵州:贵州大学, 2006.

[4]秦峰, 吴存兴.小净距隧道开挖方法浅论[J].现代隧道技术, 2003 (6) :39-42.

铁路隧道工程质量总结 篇2

一、工程概况

中铁八局大瑞铁路工程项目部第六分部施工里程DK58+480（阿克路隧道出口段）～D1K72+100段（大坡岭隧道进口段），由我分部施 工的该段工程全长13.635km，施工产值约4.2亿元。其主要工程量：桥梁：583.69m/3座，隧道：13026m/4座，黄秀塘5#岩堆处理及桥隧过渡段。

二、上半年质量情况

项目部始终将质量、安全放在首要位置。建立健全项目分部、施工班组二级监督管理，建立健全了质量保证体系、质量管理制度，成立了质量管理领导小组。项目部完善了质量管理制度，3月20日制定了《中铁八局大瑞铁路六分部质量管理办法》，从4月1日起执行，强化技术交底工作，加强施工工序管理，落实质量控制。

我部在桥梁、隧道施工中应坚持标准，严把质量关，控制好各道工序的技术参数。2011年上半年项目部完成施工产值1598万元，在上级领导的监督指导和全体员工的共同努力下，质量管理取得了较好的成效，质量形势良好可控，未发生任何质量事故。但是在一些细小环节上还有待加强，使质量管理再上一个台阶。

三、上半年质量管理重点

上半年施工的单位工程有阿克路隧道出口、栗子园1#隧道、黄秀塘2#大桥、大坡岭隧道进口（黄秀塘1#大桥、栗子园中桥、栗子园2#隧道均未施工）。

监理工程师论坛

1、落实规范化施工，杜绝隧道关门塌方和大变形

吸取了去年大坡岭隧道塌方的教训，今年在隧道施工的初期支护上加大了检查控制力度，严格按规范施工，杜绝了偷工减料的行为。在钢架制作、钢架安装（钢架间距、钢架连接、钢架落底）、锚杆施工、喷砼厚度等方面加强监控，确保按设计施工，对发现了有不按设计及规范要求施作的，按照《中铁八局大瑞铁路六分部质量管理办法》严惩不贷。

2、掌子面动态管理，严防掌子面塌方

在每循环开挖之前，由当班领工员和技术人员根据隧道围岩情况，确定隧道开挖进尺，对围岩较差地段，每循环进尺控制在0.6~0.8米（1榀钢架），并在一定程度上加密加长超前小导管，从根本上解决了掌子面塌方的威胁。

3、前面超前预报、后面监控量测，信息反馈指导施工

所有隧道都进行了TRT6000超前地质预报、红外线探水和掌子面地质素描，根据预报结果选用超前水平钻孔或加深炮孔再行验证，从而进行设计变更调整隧道支护参数，杜绝了掌子面塌方和隧道涌水突泥等隐患。在初期支护完成后进行隧道收敛变形监控量测，并进行回归分析，作为确定前方支护参数和后续工序施工时间的依据。

4、防排水施工工艺改进，杜绝隧道漏水

前期施工中出现过隧道施工缝渗漏水情况，对其进行分析结果是防排水措施施作不到位，前期防水板用钉子钉后再补疤，破坏了防水板的整体性，止水带用铁丝捆绑，无法有效的嵌入新旧混凝土之中，现在监理工程师论坛 采用防水板与热熔垫圈焊接，止水带用钢筋卡固定，有效起到防水的效果，在新工艺刚推广时，由于操作工人的习惯，未彻底落实，安质部加强监督检查，对不按新工艺施工的班组进行思想教育和重处重罚，使防排水施工工艺得到有效落实。

5、混凝土质量控制，内实外美

钢筋的规格、连接、安装作为钢筋施工的卡控重点，混凝土施工严格按配合比进行，不得中途加水，加强振捣，模板打磨光滑后涂脱模剂，使混凝土内实外美。

6、加强原材料进场检验，从源头控制质量

加强工程材料采购与管理，工程材料是否满足设计要求直接影响工程整体质量，凡是进入施工现场的原材料、构（配）件、成品、半成品必须具有产品出厂合格证及供方资质，对大包的工程监理物资部门按规定指派专人进行验收并及时按业主、监理规定或要求进行抽样检验；现场检验状态标识清楚，分类堆码整齐，并保管好已确定检验和试验所需的记录。

四、上半年质量控制难点

1、钢架安装中垂直度控制有待加强。在上半年质量检查中，屡次发生钢架

安装垂直度偏差较大的情况，严重影响隧道初支质量，在下半年应作为质量控制的重点。

2、合理组织工序，严格控制隧道安全距离，特别是阿克路隧道出口，因安全距离超标被暂停掌子面施工两次，在抢施工进度，确保掌子面

监理工程师论坛 掘进速度的同时，加快仰拱、二衬的及时跟进，消除隧道关门塌方的隐患，确保施工安全。

五、下一步质量管理的重点

对于上半年做的好的要继续保持，对上半年控制不到位的，下半年要加强。

1、提高项目部和作业班组施工人员的质量意识，统一标准，统一工艺，坚持样板引路，整体推进，确保开工必优、一次成优。坚持质量就是效益，是项目部开展整个工作的前提。

2、完善项目部质量管理组织，夯实项目部和作业班组两级质量管理基础，在施工管段内实行领技人员分工点负责，充分发挥两级检查制度在质量管理中的作用，使每个环节在施工中处于受控状态。

3、完善技术管理工作，加强以项目总工程师为首的技术系统管理，认真做好技术管理与技术服务，使创优具有可靠的技术保障，确保施工生产在合同规定的技术要求和技术标准的控制下进行。

4、做好施工现场施工原始资料、施工技术交底、施工日志等基础性工作。并且及时收集和整理好各项检验批、变更等各项内业资料，并及时进行签认，以保证资料的完整性、及时性。

5、强化质量检查及奖惩制度：项目部安质部随时不定期检查，并对检查出的质量缺陷或不合格品以书面形式交各单位工程负责人限期整改，并按《中铁八局大瑞铁路六分部质量管理办法》进行处罚。

洒满劳工血泪的铁路隧道 篇3

当年，许元稷才14岁，被裹挟着随同几百名华北劳工坐了不知几天几夜的闷罐车，后又换卡车被运到这早。下车前，日本人把每个劳工都遮了双眼驱赶到工地上，劳工们不知道这是哪里。他们每天被强迫着挖山洞、修隧道，最后修铁路。他们每天早出晚归，两头顶星星，没见到过一个当地人，也没见过一间老百姓的房屋。许元稷在劳工中最小，但干着和成人同样的苦役，几次险些累得昏死过去，多亏众工友暗中相助，才得以保全性命。

劳工们不知道日本人为什么在这原始洪荒的地界大兴土木，而且，隧道挖得很特别，左弯右拐地挖。当然，这种干法大大增加了劳动强度和难度，不少劳工累死病死在这不见天日的山洞中，没人知道死者的名字，只知道来自华北。那悲惨的一幕幕，那临死同胞对家乡对亲人撕心裂肺而又无可奈何的呼唤，在徐元稷的骨子里铸进了对日本法西斯的深仇大恨。

在隧道修成、铁路铺就的那一天黄昏，日本人破例给劳工预备了一顿丰足的晚餐，烧酒随便喝。饥饿的劳工以为日本人未必十恶不赦，毕竟他付出了如此巨大的劳动，还付出了几十条无辜的性命。但有人疑惑这酒菜后面隐藏着什么。

工友们连疲乏带喝酒，纷纷倒在各自的草铺上睡去。许元稷躺在帐篷一隅没有睡意。外边的风声，还有帐篷内同胞们的鼾声，使他觉得在日本人的刺刀下不会这样安宁。但他毕竟劳累了一天，渐渐合上了眼睛。没多久，他被尿憋醒，爬起来去帐篷外小便。突然发现不远处还有一个人在小便，那个人走过来，悄声对许元稷说：“能逃就逃走吧，今晚都活不了，你太小。”许元稷一听，惊出一身冷汗，他回到帐篷就想，不如逃跑，逃跑兴许还能有生路。许元稷想到这就一缩身轻轻从帐篷底下钻了出去。

人小草高，他像蜥蜴爬出了铁丝网，向远离同本人岗楼的方向爬去。探照灯的硕大光柱扫过米，他就伏地不动，同时，麻利地把一排草遮到身上，等灯光移过去他就接着爬。当时的风救了他，那晚的风紧，摇得草木哗哗作响，使他竟然逃出了死囚牢似的劳工营地。

他一直不敢站起身子，就匍匐着把一尺又一尺黑乎乎的草木土地拼命甩到身后。也不知爬了多久，他猛然看到身后一片火光，烈焰腾空，仿佛离得很近，照得山谷如同白昼。他站起来没头没脑地疯跑，直到后而的火光看不见了，才一阵眩晕，跌倒在一棵白桦树下。等醒来后，他又拼命跑起来…-天快亮时，他看到眼前有一破旧窝棚，这是他到大兴安岭后第一次见到老百姓的房岸，他一头栽倒在那户人家的院门口…

后来，许元稷被这户蒙古族人家搭救，在这窝棚里躲了一白天。晚上，主人叮嘱他沿小路奔白城去。临别时，还塞给小元稷几块奶饼子，小元稷伏地叩了三个响头，抹一把眼泪跑了，从此远离了死亡的厄运。

就这样，许元稷成了日本人烧的那场大火惟一的逃脱者。等许元稷返回华北、直至日本投降后才知道，那一夜日本人用汽油点燃了劳工帐篷，几百名劳工在熟睡中都被烧死了。这一惨案，当地人好多年以后才逐渐听说。修建这条铁路和隧道的用意，是日本人想染指外蒙，再通向苏联，实现他们蛇吞象的侵略野心。但是，日本人在阿尔山和蒙古边界一带受到苏联红军的坚决阻击而没有得逞。

这座隧道长340多米，洒满了华北劳工的血泪。当时，日本在这里部署了重兵，仅阿尔山站一个小镇所存地的火车站，日本站长居然是个少将。而白城一阿尔山之间的铁道沿线，就修筑了十余座小型战斗机“掩体”，钢筋混凝土建造。日本人还在山谷里掏山洞建造了军用仓库，外观与山坡无异，竟然至今难以找到。日本人修筑铁路也用来掠夺中国资源，兴安岭上的木材，让侵略者掠走了整整一茬，现在的铁路两侧仍然见不到参天大树。兴安岭隧道，就是这条铁道线的锁喉之地。

铁路隧道 篇4

1 工程地质概况

根据地勘资料可知:既有铁路隧道穿越土层以(3)1层粘土和(3)2层粉质粘土,局部略夹薄层粉土为主;既有铁路隧道与新建盾构隧道之间土层以(3)3层粉土夹粉质粘土为主,为弱透水层;新建盾构隧道以(3)3层粉土夹粉质粘土和(6)1层粉质粘土为主,(3)3粉土夹粉质粘土为弱透水层,(6)1层粉质粘土为微透水层。

2 计算模型尺寸及参数

2.1 计算模型尺寸

基于Ansys数值软件建立3维模型模拟盾构穿越既有铁路隧道(见图1),对其变位和受力进行分析。模型尺寸:横向×纵向×深度=60 m×60 m×51.5 m,隧道内径6 m,外径6.7 m,管片厚0.35 m,灌浆层厚0.15 m,管片宽度1.2 m,弹性模量34.5 GPa;盾构外径7 m,上下两隧道正交通过,下隧道覆土厚18 m,上隧道覆土厚度7.5 m,既有隧道和在建隧道净距3.5 m。

2.2 计算模型参数

本文中所有地层参数均采用Ansys软件中提供的D-P模型,地层的基本参数如表1所示:

3 数值模拟研究

3.1 推力影响分析

盾构机开挖面距既有隧道水平距离12 m,灌浆压力为0.30 MPa,掌子面推力分别为0.30MPa,0.35 MPa,0.40 MPa,对已有隧道的变形影响见图2。可以看出,在建隧道盾构施工会引起前方既有隧道的沉隆变形和纵向与水平位移,并随着推力的增大变形明显增大。

3.2 注浆压力影响分析

掌子面推力采用0.30 MPa,探讨灌浆压力分别为0.15 MPa,0.25 MPa,0.30 MPa,对已有隧道的变形影响见图3、图4。

计算结果表明,在建隧道的注浆压力对已建隧道的沉隆变形影响非常大,注浆压力越大,在建隧道隆起变形越大。施工时应加强现场监测,根据已建隧道及周边变形,通过调整注浆压力大小来控制既有隧道的挠度变形。

从计算结果看,在建隧道的注浆压力对已建隧道的纵向水平变形的影响比较小,引起已建隧道的纵向水平偏移的主要因素是掌子面推力。

3.3 工况影响分析

对盾构到达既有隧道前、到达时、通过后对既有隧道变形的影响进行比较,所采用灌浆压力0.30MPa,掌子面推力为0.30 MPa。结果见图5、图6。

可以看出,盾构到达前会造成前方隧道的隆起,随着盾构的前移又逐渐下沉。

结果显示,盾构施工会引起既有隧道向盾构前进方向偏移,并且在盾构到达时其变位达到最大值,这主要受盾构机前行推力的影响,实际施工时当盾构机接近既有隧道时应适当减小推力、减缓推进速度,同时加强对既有隧道、地表变形和受力状态的监控检测,确保施工顺利进行。

3.4 隧道间距影响分析

地质条件情况同上,两隧道正交,既有隧道与新建隧道的间距分别为2 m,3.5 m,5 m和6.5 m,两隧道空间位置图见图7。

比较工况:开挖面在既有隧道正下方,灌浆压力0.30 MPa,掌子面推力为0.30 MPa。

图8至图11为既有隧道竖向位移云图,图12为不同间距时既有隧道最大竖向位移比较图。在图中可以看出随着隧道间距的不断增大,既有隧道的最大竖向变形值不断减小,隧道间距与既有隧道竖向变形之间的关系可以用式(1)表示:

式中:s为既有隧道最大竖向变形值,d为两正交隧道间距。

图13为不同间距时既有隧道的弯矩分布图。实线所示为既有隧道下无新建隧道时的弯矩分布形式。从图中可知,新建隧道的修建使得既有隧道的弯矩有较大程度的增加,随着间距的不断增大,弯矩的增加量也逐渐减小,当间距达到6.5 m时,最大弯矩的增加量仅为20%(50 k N·m增加60 k N·m)左右,而当间距为2 m时,弯矩增加近3倍(50 k N·m增加148 k N·m)。

以上计算结果表明,当两隧道正交分布时,一定要设置合理的间距,否则会造成既有隧道因变形或内力超过其初始设计值而发生工程安全事故,如遇城市地下空间狭小等问题,不能设置安全间距时,则应考虑适当加固两隧道间的土体,增加其刚度,减少隧道间的应力传递。

4 结论

(1)隧道施工中会造成既有隧道向盾构前进方向偏移,在建隧道与既有隧道间距越小,引起的纵向变形越大。在横向,随着距离的增加,既有管道的竖向变位迅速减小,至在建隧道轴线30 m以外,不同间距的隧道施工引起的变形逐渐趋于一致。

(2)新建隧道和既有隧道间距与既有隧道的竖向变形之间存在线性关系;当间距为6.5 m时,既有隧道弯矩增加20%,而间距为2 m时弯矩增加3倍。

(3)注浆压力越大,既有隧道上方地面的隆起可能就越大。

摘要：以无锡地铁某盾构隧道区间穿越既有铁路隧道为工程实例,基于Ansys数值软件建立3维力学模型,从盾构隧道施工过程中的盾构推力、注浆压力、施工工况、相邻隧道间距4个方面对盾构隧道施工引起的既有铁路隧道的结构变形和受力规律进行了数值模拟,并分析了既有隧道变形的机理和影响因素。

关键词：地铁,盾构隧道,既有隧道,数值模拟,结构变形

参考文献

[1]钱双彬,董军,陈方权,等.既有隧道受邻近盾构施工作用的变形行为研究[J].建筑技术,2009,40(1):78-81.

[2]汪洋,何川,曾东洋,等.盾构隧道正交下穿施工对既有隧道影响的模型试验与数值模拟[J].铁道学报,2010,32(2):79-85.

[3]姚捷,杨光华,张玉成,等.相邻线路盾构施工对既有隧道的影响[J].岩石力学与工程学报,2009,28(2):3945-3951.

[4]李喆，张子新.相邻隧道施工对上海地铁二号线的影响分析[J].岩石力学与工程学报,2005,24(1):5125-5129.

[5]赵旭峰,王春苗,孙景林,等.盾构近接隧道施工力学行为分析[J].岩土力学,2007,28(2):409-415.

[6]孙钧,刘洪洲.交叠隧道盾构法施工土体变形的三维数值模拟[J].同济大学学报,2002,30(4):379-385.

成贵铁路大方隧道开始掘进 篇5

从成贵铁路施工现场传来喜讯，全长7130米的大方隧道正洞出口于近日开始掘进，标志着该隧道正洞工程正式拉开施工序幕。

成贵铁路大方隧道位于贵州省毕节市大方县境内，穿越地层主要为二叠系泥岩、泥质粉砂岩、白云质灰岩、生物灰岩及页岩夹煤层，以Ⅱ级、III级围岩为主。不良地质现象主要有岩溶、断层破碎带及矿窑矿碴，存在涌水、突泥的风险，隧道初始风险等级评定为“极高”，是成贵铁路全线6个一级管理风险隧道之一。

大方隧道由中国铁建中铁十五局集团承建，为标段控制性工程，分平行导洞、正洞进口、正洞出口三个工作面组织施工。为保证工程质量和施工安全，中铁十五局集团成贵铁路项目部在进行大量安全技术培训的基础上，编制了专项施工方案并经过专家评审，同时建立了门禁系统、超前地质预报系统、监控量测自动化等信息化控制系统。

据了解，大方隧道平行导洞已掘进40余米，进口因下穿高速公路，目前尚未动工。

铁路隧道微弱控制爆破价格分析 篇6

关键词：隧道微弱控制爆破 施工循环时间 进度指标 价格分析

1 工程概况

某新建铁路双线隧道全长503m，断面尺寸为133m3/延米。隧道出口线路右侧山体存在大量危岩落石，为保证山脚居民生命及财产安全，防止由于隧道爆破开挖导致的危岩落石下落，隧道里程DK415+450～DK415+645段195m开挖采用控制爆破，爆破振动传到线路右侧300m处山体时，爆破振速不得大于0.5cm/s。以目前铁路工程预算定额的消耗量为依据，以该段隧道开挖为例，对隧道控制爆破价格进行分析。

2 微弱控制爆破最大单段装药量控制

根据萨道夫斯基公式进行单段装药量计算：

对上述公式进行调整为：Q=R3（V/K）3/α

Q——最大单段装药量kg；R——爆源中心至被保护建筑物的最小距离m；V——保护对象所在地质点振动安全允许速度cm/s；K、α——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。爆区不同岩性的K，α值。

最大单段装药量：

爆源中心距离最近砼结构R取为300m。

R=300m，V=0.5cm/s

石灰岩地质为中硬岩石，K、α取值：K=150、α=1.5

由此得出最大单段装药量Q为：

Q=R3（V/K）3/α

=3003×（0.5/150）3/1.5

=300Kg根据计算出的最大单段装药量及台阶法施工上导开挖设计量（取上导坑断面为80m3/延米）计算出炸药消耗量，并根据专业爆破监测单位现场监测，保证隧道右侧300m处的震速控制在允许范围内，根据所测各项数据修正钻爆施工方案，调整最大装药量。最终确定钻爆施工方案为台阶法施工，上下台阶分次爆破，每循环进尺不超过1.5m，装药量按正常爆破进行，每天平均施工1.85循环。

3 隧道施工循环时间、进度指标

3.1 隧道Ⅲ级围岩一般台阶法与微弱控制爆破每循环进尺及时间对比（表1、2）

3.2 开挖进度指标综合分析

隧道施工中地质超前预报根据不同隧道地质情况拟采用TSP203超前预报、超前水平钻探、全断面地质素描等不同手段进行检测，将超前地质预报所用的时间纳入到隧道各级围岩开挖循环中，根据实施性施工组织设计其开挖进度指标对比见表3。

表3 隧道开挖进度指标对比表

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4 隧道Ⅲ级围岩微弱控制爆破与一般开挖预算费用比较

4.1 根据隧道不同施工循环时间、进度指标对比，分析控制爆破定额消耗调整系数（如表4）。

表4

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4.2 依据现有隧道开挖预算定额分析隧道微弱控制爆破定额消耗

一般隧道开挖施工与微弱控制爆破施工工料机消耗量对比（如表5）。

表5

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4.3 增加费用对比

根据铁建设[2004]47号文《铁路工程预算定额隧道工程》及 铁建设[2006]113号文“关于发布《铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法》的通知，分析不同方式开挖价格（如表6）。

表6

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经以上费用分析，一般隧长小于1km的隧道开挖及出碴施工约9947元/m，从该隧道看，微弱控制爆破施工约17298元/m，增加费用约7351元/m。

5 结束语

在隧道施工中山体如存在大量危岩落石，关系到保证居民生命及财产安全，施工前做好严密的施工安排，施工方案的选择要切合实际，依据施工方案及安全措施，合理调整预算投入。

参考文献

[1]铁建设[2004]47号文，《铁路工程预算定额隧道工程》.

[2]铁建设[2006]113号文，《铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法》.

[3]Q/ZTG21400-2006，《客运专线铁路隧道工程施工技术规范》[S].endprint

摘要：根据工程实例，介绍某新建隧道工程概况，并以该隧道出口段195m范围为例，介绍其施工方法，每循环施工时间及进尺要求，通过对施工循环时间、进度指标对比，依据现有隧道开挖定额分析隧道微弱控制爆破定额消耗调整系数及对费用进行分析比较。

关键词：隧道微弱控制爆破 施工循环时间 进度指标 价格分析

1 工程概况

某新建铁路双线隧道全长503m，断面尺寸为133m3/延米。隧道出口线路右侧山体存在大量危岩落石，为保证山脚居民生命及财产安全，防止由于隧道爆破开挖导致的危岩落石下落，隧道里程DK415+450～DK415+645段195m开挖采用控制爆破，爆破振动传到线路右侧300m处山体时，爆破振速不得大于0.5cm/s。以目前铁路工程预算定额的消耗量为依据，以该段隧道开挖为例，对隧道控制爆破价格进行分析。

2 微弱控制爆破最大单段装药量控制

根据萨道夫斯基公式进行单段装药量计算：

对上述公式进行调整为：Q=R3（V/K）3/α

Q——最大单段装药量kg；R——爆源中心至被保护建筑物的最小距离m；V——保护对象所在地质点振动安全允许速度cm/s；K、α——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。爆区不同岩性的K，α值。

最大单段装药量：

爆源中心距离最近砼结构R取为300m。

R=300m，V=0.5cm/s

石灰岩地质为中硬岩石，K、α取值：K=150、α=1.5

由此得出最大单段装药量Q为：

Q=R3（V/K）3/α

=3003×（0.5/150）3/1.5

=300Kg根据计算出的最大单段装药量及台阶法施工上导开挖设计量（取上导坑断面为80m3/延米）计算出炸药消耗量，并根据专业爆破监测单位现场监测，保证隧道右侧300m处的震速控制在允许范围内，根据所测各项数据修正钻爆施工方案，调整最大装药量。最终确定钻爆施工方案为台阶法施工，上下台阶分次爆破，每循环进尺不超过1.5m，装药量按正常爆破进行，每天平均施工1.85循环。

3 隧道施工循环时间、进度指标

3.1 隧道Ⅲ级围岩一般台阶法与微弱控制爆破每循环进尺及时间对比（表1、2）

3.2 开挖进度指标综合分析

隧道施工中地质超前预报根据不同隧道地质情况拟采用TSP203超前预报、超前水平钻探、全断面地质素描等不同手段进行检测，将超前地质预报所用的时间纳入到隧道各级围岩开挖循环中，根据实施性施工组织设计其开挖进度指标对比见表3。

表3 隧道开挖进度指标对比表

■

4 隧道Ⅲ级围岩微弱控制爆破与一般开挖预算费用比较

4.1 根据隧道不同施工循环时间、进度指标对比，分析控制爆破定额消耗调整系数（如表4）。

表4

■

4.2 依据现有隧道开挖预算定额分析隧道微弱控制爆破定额消耗

一般隧道开挖施工与微弱控制爆破施工工料机消耗量对比（如表5）。

表5

■

4.3 增加费用对比

根据铁建设[2004]47号文《铁路工程预算定额隧道工程》及 铁建设[2006]113号文“关于发布《铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法》的通知，分析不同方式开挖价格（如表6）。

表6

■

经以上费用分析，一般隧长小于1km的隧道开挖及出碴施工约9947元/m，从该隧道看，微弱控制爆破施工约17298元/m，增加费用约7351元/m。

5 结束语

在隧道施工中山体如存在大量危岩落石，关系到保证居民生命及财产安全，施工前做好严密的施工安排，施工方案的选择要切合实际，依据施工方案及安全措施，合理调整预算投入。

参考文献

[1]铁建设[2004]47号文，《铁路工程预算定额隧道工程》.

[2]铁建设[2006]113号文，《铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法》.

[3]Q/ZTG21400-2006，《客运专线铁路隧道工程施工技术规范》[S].endprint

摘要：根据工程实例，介绍某新建隧道工程概况，并以该隧道出口段195m范围为例，介绍其施工方法，每循环施工时间及进尺要求，通过对施工循环时间、进度指标对比，依据现有隧道开挖定额分析隧道微弱控制爆破定额消耗调整系数及对费用进行分析比较。

关键词：隧道微弱控制爆破 施工循环时间 进度指标 价格分析

1 工程概况

某新建铁路双线隧道全长503m，断面尺寸为133m3/延米。隧道出口线路右侧山体存在大量危岩落石，为保证山脚居民生命及财产安全，防止由于隧道爆破开挖导致的危岩落石下落，隧道里程DK415+450～DK415+645段195m开挖采用控制爆破，爆破振动传到线路右侧300m处山体时，爆破振速不得大于0.5cm/s。以目前铁路工程预算定额的消耗量为依据，以该段隧道开挖为例，对隧道控制爆破价格进行分析。

2 微弱控制爆破最大单段装药量控制

根据萨道夫斯基公式进行单段装药量计算：

对上述公式进行调整为：Q=R3（V/K）3/α

Q——最大单段装药量kg；R——爆源中心至被保护建筑物的最小距离m；V——保护对象所在地质点振动安全允许速度cm/s；K、α——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。爆区不同岩性的K，α值。

最大单段装药量：

爆源中心距离最近砼结构R取为300m。

R=300m，V=0.5cm/s

石灰岩地质为中硬岩石，K、α取值：K=150、α=1.5

由此得出最大单段装药量Q为：

Q=R3（V/K）3/α

=3003×（0.5/150）3/1.5

=300Kg根据计算出的最大单段装药量及台阶法施工上导开挖设计量（取上导坑断面为80m3/延米）计算出炸药消耗量，并根据专业爆破监测单位现场监测，保证隧道右侧300m处的震速控制在允许范围内，根据所测各项数据修正钻爆施工方案，调整最大装药量。最终确定钻爆施工方案为台阶法施工，上下台阶分次爆破，每循环进尺不超过1.5m，装药量按正常爆破进行，每天平均施工1.85循环。

3 隧道施工循环时间、进度指标

3.1 隧道Ⅲ级围岩一般台阶法与微弱控制爆破每循环进尺及时间对比（表1、2）

3.2 开挖进度指标综合分析

隧道施工中地质超前预报根据不同隧道地质情况拟采用TSP203超前预报、超前水平钻探、全断面地质素描等不同手段进行检测，将超前地质预报所用的时间纳入到隧道各级围岩开挖循环中，根据实施性施工组织设计其开挖进度指标对比见表3。

表3 隧道开挖进度指标对比表

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4 隧道Ⅲ级围岩微弱控制爆破与一般开挖预算费用比较

4.1 根据隧道不同施工循环时间、进度指标对比，分析控制爆破定额消耗调整系数（如表4）。

表4

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4.2 依据现有隧道开挖预算定额分析隧道微弱控制爆破定额消耗

一般隧道开挖施工与微弱控制爆破施工工料机消耗量对比（如表5）。

表5

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4.3 增加费用对比

根据铁建设[2004]47号文《铁路工程预算定额隧道工程》及 铁建设[2006]113号文“关于发布《铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法》的通知，分析不同方式开挖价格（如表6）。

表6

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经以上费用分析，一般隧长小于1km的隧道开挖及出碴施工约9947元/m，从该隧道看，微弱控制爆破施工约17298元/m，增加费用约7351元/m。

5 结束语

在隧道施工中山体如存在大量危岩落石，关系到保证居民生命及财产安全，施工前做好严密的施工安排，施工方案的选择要切合实际，依据施工方案及安全措施，合理调整预算投入。

参考文献

[1]铁建设[2004]47号文，《铁路工程预算定额隧道工程》.

[2]铁建设[2006]113号文，《铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法》.

国内高速铁路隧道的发展 篇7

关键词：高速铁路,隧道,现状

一、中国高速铁路发展的现状

高速铁路是一个具有国际性和时代性的概念。中国高速铁路的发展与发达国家相比发展得较晚, 但中国的高速铁路大有“后来者居上”的气势。自从中国改革开放以来, 高速铁路在中国快速发展, 铁路作为我国国民经济的大动脉, 尤其是近十几年来, 实现了跨越式的发展, 取得了巨大的成就, 随着当今世界运行里程最长、时速最快的武广高速铁路的顺利开通运行, 标志着中国的高速铁路已经走在了世界铁路发展的前列。

截至2009年底, 我国铁路运营的里程已经长达8.6万公里, 成功跃居世界第二。京津城际高速铁路也在2008年8月1日正式通车, 运营瞬间时速达394.3公里, 由此创造了世界高速铁路的第一运营速度。

武广高速铁路于2009年12月26日建成通车, 它是世界上一次建成里程最长 (的、运营速度最快的高速铁路。郑西高速铁路又于2010年1月28日建成通车。

与此同时, 我国高铁不仅推进了铁路高速化, 而且还保持了完整的客运铁路网。在不断的探索过程中, 通过引进先进技术, 中国高速列车完全国产化生产了时速200～250公里的高速列车的同时, 还自主设计并开发研制了时速高达350公里动车组。

总之, 我国用了5年的时间便完成了高速铁路在国际上40年的发展历程, 并成为了世界上高速铁路系统技术水平最高、运营里程最长、运行时速最快、应用范围最广泛、建设规模最大的国家。通过不断的探索和努力, 我国最终走出了一条具有中国特色的高速铁路自主创新的道路。

二、高速铁路隧道的发展概况

在复杂的地理礼貌的环境下, 我国高速铁路的发展, 离不开大量的隧道工程。就目前我国高速铁路隧道的发展现状而言, 高速铁路隧道的研究主要集中在以下几个问题上:

1、高速铁路隧道的空气动力学效应

当高速行驶的列车进入隧道后, 原来占据着隧道空间的气体被排开。由于空气的粘性和隧道壁面与列车表面的摩阻作用, 被排开的气体不能像在隧道外那样可以及时顺畅地沿着列车两侧和上部形成绕流。结果是, 列车前方的气体受到极大的压缩, 列车后方则相应地形成负压。这就产生了一个压力波动过程, 而这种压力波动又会以声速传播到隧道口, 形成反射波, 又由于回传, 叠加, 从而诱发一系列负面影响的空气动力学效应:如由于瞬变压力的产生, 造成旅客身体不适, 并可能会对铁路员工和车辆产生一定的危害;当高速列车进入隧道时, 会在隧道出口产生微压波, 可能会引起爆破噪声同时危及到洞口建筑物;当行车阻力加大, 对列车动力以及能耗的特殊要求将会提高;列车风的加剧将会影响在隧道中的作业人员;除此之外, 还会产生隧道内热量积聚, 空气动力学噪声等不利影响。

高速铁路隧道的空气动力学效应受多种因素影响, 主要包括一年几个方面的因素:

(1) 机车车辆方面。其中又包含了:列车外表面形状和粗糙度、行车速度、车头形状、列车横断面、列车长度、车尾形状、车辆的密封性等对空气动力学效应的影响。

(2) 隧道方面。其中有包含了:单双线、单双洞、隧道壁面粗糙度、竖井、斜井和横洞、隧道净空断面、洞口及辅助结构物形式、道床类型等。

(3) 列车在隧道中的交会方面。

2、高速铁路隧道的瞬变压力

列车移动时从挤压、排开空气到留下真空整个过程引起的压力变化和列车头进入隧道产生的压缩波以及车尾进入隧道产生的膨胀波在隧道两洞口之间来回反射产生的压力变化共同组成了高速列车进入隧道所引起的瞬时压力变化。而且, 当双线隧道中同时有列车相向行驶时, 所产生的情况更为复杂。

列车高速运行时的乘客的舒适程度与列车通过隧道时产生的压力波动有关, 这也是高速列车通过隧道时所产生的主要效应。压力波动时, 特别是在极短时间内的压力突变传到人体时, 会使人耳膜的压力感觉不适, 大大降低乘客的舒适度。然而人们对这种瞬变压力的舒适感是有值域区分的, 超过一定值时, 会明显不适。因此, 控制压力波动的阀值是以乘客乘车舒适度为基准的。

3、高速铁路隧道的微压波

隧道出口微气压波, 是高速铁路隧道运营过程中产生的另一个空气动力学问题, 简称微压波。微压波是列车进入隧道时产生的压缩波在另一端释放时产生爆破声, 影响周围环境, 严重的可使建筑物的玻璃破碎, 对环境造成声音污染。

三、高速铁路隧道的工程实例——祁连山隧道

祁连山隧道全长9.515公里, 它横跨甘肃、青海两省, 最高海拔4345米, 平均海拔高达3500～4300米, 被誉为兰新铁路第二双线“天字号工程”。祁连山地质地形非常的复杂, 断层、裂隙、碎屑流和多年冻土密布, 祁连山隧道的最大埋深为823米, 其中已探明的碎屑流长达1600多米。“高寒缺氧、多年冻土、生态脆弱”的祁连山年平均气温为1.8℃, 最低气温达到了-31.5℃。祁连山隧道的修建可以说是世界级工程建设, 并且其线路经过地段荒无人烟, 交通阻隔, 使车辆无法通行, 所以, 其技术含量、施工难度和恶劣的环境可称为为全国之最。

祁连山位于我国青海省东北部与甘肃省西部边境, 四季极为不分明, 人称“祁连六月雪”。中铁二十局集团六公司、一公司的建设者肩负着新建兰新铁路第二双线全线重中之重祁连山隧道建设的重担, 面对荒无人烟的建设区, 他们吃苦耐劳, 主动与监理、业主、设计等相关单位进行了多次协调和沟通, 克服了重重困难, 积极创造施工条件, 并采取了专家组进驻现场的策略, 实施了加大设备、人力资源投入, 定人、定时、定指标等措施, 并根据当地条件和专家的意见将工程计划细化到日在被称为“世界级的铁路”的重点难点施工现场。我国的工程师们用科技、汗水、责任、诚信确保了此次工程项目的“三高”——高起点就位、高标准行动、高速度推进。。

参考文献

[1]赵承.张旭东.齐中熙.林红梅.中国高铁:5年走完40年发展历程[N].新闻晨报.2010-03431 (1) .

[2) 孟宪明.习近平视察郑州黄河公铁两用大桥[EB/OL].[2010-05-01].http://www.ha.xinhuanet.com/xhzt/2009-04/10/eontent16824521.htm.

[3]东方财富网.铁道部负责人就高速铁路建设发展答问实录[EB/OL]. (20104) 3-13) [2010-08-09].http://finance.eastmoney.com/1003t3, 1322585.html.

长大铁路隧道通风控制技术 篇8

襄渝复线01标段重点控制工程西坡隧道起讫里程YDK323+770~YDK333+041, 全长9271m, 为单线铁路隧道。隧址处属低山河谷地貌, 地形起伏较大, 沟谷深切, 相对高差约500m, 地势呈北高南低, 进、出口处自然坡度较陡。西坡隧道共分为进口、1#斜井、2#斜井、出口四个工区, 各承担2270米、2768米、1773米、2460米, 其中进口及出口均为独头掘进。1#斜井及2#斜井由斜井进入正洞后, 分两个掌子面掘进, 1#斜井井身长606.4米, 最大坡度为13.5%;2#斜井长510.65米, 最大坡度为22%。

2 通风控制技术

西坡隧道采用无轨运输, 人工钻爆法开挖, 由于钻眼、炸药爆破、装碴、喷射混凝土、内燃机械和运输汽车的排气、开挖时地层中放出有害气体, 使洞内空气中氧气含量大大减少, 且混杂各种有害气体与粉尘, 造成洞内空气污浊, 施工通风难度大。考虑这些因素, 西坡隧道进口、出口采用独头通风, 施工通风采用先进的SDF (C) 12.5型大功率轴流风机 (高效风量2912m3/min, 全压为5355Pa, 电机功率110×2Kw) , 由洞口压入通风, 一台风机一路通风至掌子面, 通风管使用Φ1500高强度拉链式软风管。通风系统见图1。西坡隧道1#斜井、2斜井在进入正洞施工后, 各有两个工作面, 通风设备配置与进口、出口相同, 但需各自在正洞与斜井交汇处设置一座风门, 三岔口洞顶设置一台送风局扇风机, 见图2。安康方向施工的掌子面排烟时, 关闭重庆段设置的风门。重庆方向施工的掌子面排烟时, 关闭安康段设置的风门, 为避免两个掌子面同时放炮排烟, 增长排烟时间, 施工时两个掌子面放炮时间错开。

(1) 风量计算。设计参数见表1。按洞内最多工作人数计算风量Q=4N=224m3/min, 式中:N为洞内同时工作最高人数。按洞内允许最低风速计算Q=VA=391.68m3/min, 式中:V为保证洞内稳定风流之最小风速, 全断面开挖取0.15m/s;A为开挖最大断面积。按排除炮烟计算:漏风系数P=1/ (1-l×p100/100) =1.56, 式中:L为隧道长度, P100为平均百米漏风率;临界长度L临=12.5Gbk/Ap2=421.2m, 式中:G为次总装药量, b为炸药爆炸时有害气体生成量, 岩层中爆破取b=40, k为紊流扩散系数, 取0.57;需风量, 式中:φ为淋水系数, 沿干燥岩层掘进的巷道取0.5。按稀释内燃废气计算Qm=Q0NTi=1061m3/min, 式中:Q0为单位功率所需风量指标, 采用3.0~4.0 (m3/min·KW) ;N为各种内燃机设备的总功率;Ti为柴油机利用率系数, K=0.45。综合上述计算情况, 稀释内燃废气需风量最大, 取其作为隧道需风量的标准, 则要求通风机供风量为:Qx=PQ=1655.16m3/min。 (2) 风管选型。西坡隧道工期紧, 任务重, 要求爆破后通风时间为40min, 以缩短循环时间, 加快施工进度。为减少摩擦风阻, 增大有效通风率, 根据流体力学阻力定律, 管道通风的压力损失与风管直径的5次方成反比, 决定采用Φ1500mm的高强拉链式软风管, 单节长20m。摩擦风阻Rf=6.5a L/D5=3.287N·S2/m3, 式中:a为风筒的摩擦阻力系数, D为风筒的直径。风筒通风阻力hL=RfQmQx=1603.439Pa。风筒出口局部阻力hx0=ξQ2/D4=61.77Pa, 式中:ξ为局部阻力系数, 取1.0。需要扇风机全压hm T=hL+hX0=1665.21Pa。 (3) 通风机选型。根据以上计算情况, 通风机选用SDF (C) -No12.5型轴流风机 (高效风量为2912m3/min, 全压为5355Pa, 电机功率为110×2kw) , 采用一台风机一路通风管直通掌子面, 以满足掌子面所需空气。Q机供=2912>1655m3/min, P机供=5355>1665.2Pa, 通风机风量风压均能满足需要, 合理可行。但由于压入式通风向工作面压入新鲜空气时, 工作面的污浊空气将流经整个隧道, 对隧道后部造成污染, 从而影响隧道后部工序的施工 (仰拱、衬砌施工) , 为解决该问题, 在隧道顶部悬挂五台射流风机, 利用隧道本身作为风道, 加快隧道内污风的排烟速度, 通风条件有了明显改善。 (4) 施工通风注意事项。风机安装由专业人员严格按使用说明进行, 确保风机水平、稳定。通风机配电柜设于干燥易操作的地方。开机时应先开一台电机, 待风管被安全起动后再开一台;洞外风机上方设防雨遮板;射流风机安装采用锚杆进行吊挂, 锚杆的锚固深度、角度及锚强度应符合厂家要求;风管挂设要平、顺、直。施工时对于轻微破损的管节, 采用快干胶粘贴的方法修补, 对于严重破损的管节, 及时更换。粘补风管时视破损情况确定, 破损口小于15cm时, 直接粘补;破损口大于15cm时, 先将破口缝合后再行粘补, 粘补面积应大于破损面积30~40%;粘补后10min内不得送风;因洞内渗水和温度变化的影响, 风管会有积水, 应每月排水一次, 以减少风管承重和阻力;为克服长期使用后因风管疲劳造成的长度延伸、挠度增大, 每月进行一次系统检查, 每200m为一个检查调整段, 风管拉紧后去除多余部分增设钢筋接头, 绑捆牢固。 (5) 采用洒水降尘的方法综合防尘。隧道全面采用湿式打钻, 喷射混凝土采用湿喷技术, 以减少回弹率, 降低粉尘含量。选用低污染柴油机驱动设备加强机械管理, 降低柴油废气排放量, 减少空气污染。洞内定时洒水养护, 减少和降低车辆在运输过程中产生的粉尘。

3 结束语

长大隧道的通风效果的好坏主要在于通风设备的选型和管路布置是否合理, 管路维护是否良好, 是否与洞内大型施工设备有干扰, 防尘技术运用是否得当等。从西坡隧道通风情况来看做到了方案合理、设备匹配, 最终取得了比较好的效果。爆破过后的排烟时间一般控制在35min左右, 洞内空气质量满足作业人员的要求, 能见度良好。为隧道施工创造出了良好的作业环境与工作条件, 保证了作业人员的身心健康。

摘要：文章结合西坡隧道, 从通风量计算、风管选型、通风及安装、管路维修及保养等方面详细阐述了长大隧道通风控制技术, 实践证明该通风系统的配置是合理的, 可供同类工程参考。

关键词：长大铁路隧道,风量计算,通风控制

参考文献

[1]张永锋.通渝隧道出口段的施工通风技术[J].公路隧道, 2009, (3) .

铁路隧道病害整治技术探讨 篇9

(二) 隧道洞门损坏的整治

隧道洞门设计不恰当或施工质量不完善, 容易造成隧道洞门的破损, 从而影响隧道的使用和交通的正常运行, 我们采取行之有效的整治技术, 避免种种危害交通安全的现象发生。针对端墙前倾、洞口段衬砌拱墙环向裂开这一问题, 我们可以采取清除坍滑土体, 更换墙后冻胀土, 并加强排水的整治技术来解决;对于端墙及洞口段衬砌纵裂这一病害, 我们可以及时地采取加固地基, 封闭基面, 防止地表水下渗, 网喷加固裂损衬砌的方法来解决;对崩坍落石现象我们可以采取修建支挡墙或喷锚加固围岩, 接长明洞防护的办法来整治。总之, 对于隧道洞门损坏的种种症状, 我们都要做到具体问题具体分析, 及时妥善地处理。

(三) 渗漏量较大的病害的治理

对于水压较大、孔洞较大且渗漏量大的孔洞或裂缝可以采用注浆堵漏法治理。通常注浆材料要具有凝结时间可控、固结后的强度高、良好抗渗性、高强粘结力以及耐久能力, 并能抗腐蚀和无毒无污染等特性。

注浆法按工艺可分为单液注浆和双液注浆。单液注浆即是采用压浆系统的压力泵加压将注浆材料直接压入漏水裂缝中, 但是该类方法不能控制防渗材料的凝结时间。双液注浆顾名思义则是采用两个压力泵将两种材料溶液压入混合器中, 混合后再压入渗漏裂缝。双液注浆通过两种材料的不同比例来控制混合材料的凝结时间, 从而具有高效的防渗修补能力。对于围岩或衬砌背后注浆, 通常采用以无机材料为主的浆液, 如水泥浆或水泥、水玻璃浆等。对于衬砌背后空洞较大的病害可以用砂浆, 而对于隧道衬砌渗漏严重情况下常采用水泥-水玻璃浆液。

(四) 大范围面渗漏病害的治理

一般来说在增设附加的防水层的同时采用刮、刷, 以及喷的工艺来解决大范围的面渗漏水病害。此时采用的材料应该具有凝固时间较短, 有一定的膨胀性能, 抗渗性要强, 另外能够很好地与衬砌牢固的粘结在一起的特点。目前隧道中比较常用的抹面防水材料有三大类:第一类为无机材料, 如高效抗渗的无机双快水泥、掺有防水材料的砂浆以及能够渗透进混凝土中的无机渗透材料;第二类为有机材料, 如聚氨酯涂料或者具有防水性能的沥青材料;第三类为有机与无机的混合材料, 如聚合物水泥砂浆等。

三、技术处理

(一) 注浆加固堵水技术

注浆作为加固围岩的一种手段, 在隧道病害治理中所起的作用主要表现在加固地层以提高围岩的承载力和充填衬砌背后空洞使衬砌均匀受力, 从而达到阻止衬砌结构继续变形或破坏。同时, 浆液能充填岩体裂 (孔) 隙 (洞) , 降低地层透水系数, 同时能够修补衬砌混凝土结构裂缝达到加固和阻水的双重目的。通常采用的浆液有普通硅酸盐水泥单液浆、水泥水玻璃双组份浆液及化学浆液等。

(二) 锚杆支护技术

锚杆具有悬吊作用、组合梁作用、紧固作用及均匀压缩拱作用, 在隧道结构产生病害部位安设锚杆, 可有效提高围岩的整体承载能力, 将已产生裂缝的衬砌混凝土与已加固的围岩结合在一起, 阻止衬砌结构的进一步破坏。

(三) 混凝土喷射技术

隧道的混凝土喷射采用干喷工艺, 因而如何减小回弹率和粉尘是关键。影响回弹量的主要因素很多, 要降低回弹率必须采取综合治理的方法。

1. 混凝土喷射机参数

混凝土干料输送过程中, 水泥、砂石由于比重、粒径不同, 在风压作用下, 往往出现混凝土干料分离的“管道效应”, 且管路越长, “管道效应”就越严重。为降低回弹率, 减小“管道效应”, 实际施工中, 我们把输料管的距离控制在30m的范围内。

水泥采用425号普通硅酸盐水泥。喷射砼用砂经试验测试, 选用中粗砂, 细度模数大于2.5, 粒径0.2mm的颗粒不超过20%。为减少堵管, 石子采用卵石, 粒径为5~15mm, 且级配连续。速凝剂的作用是能使喷射的混凝土速凝快硬, 适当加大一次喷射厚度和缩短喷射层间隔时间, 减少回弹损失。鳊门隧道采用湘-01型速凝剂, 掺量为水泥重量的4%, 取得了良好的减少回弹效果。

2. 施工过程

喷面清理与挂网拱部工作面的灰尘要用高压水喷洗干净, 钢筋网采用10钢筋编制, 网目150×150mm, 幅宽11m, 通过牵钉固定在拱面, 在锚喷加固段, 钢筋网与锚杆焊接牢固。凿毛与涂刷聚合物胶水拉毛聚合物胶水由LT-101丙烯酸改性乳液与水泥按1︰0.5~1调和而成。待拱部凿毛后, 便可涂刷聚合物胶水进行拉毛处理, 且宜在混凝土喷射前30min进行涂刷。

四、结语

铁路隧道超前地质预报方法浅析 篇10

近年来,随着我国铁路的快速发展,铁路隧道的开挖断面、掘进长度均不断增大,穿越地层岩性及结构复杂、地下水丰富,因此施工期间的风险亦与日俱增。将超前地质预测预报工作纳入施工工序进行管理,以常规地质法为基础,以地球物理探测方法为手段的隧道综合超前地质预报方法,相互组合,互相补充和印证,预测前方围岩地质、水文条件,并判断其稳定性,确保隧道施工和结构安全,该方法已成为隧道工程界的共识并得到广泛的认同。

2 预报方法

目前在隧道施工期间采用的超前地质预报方法从专业技术方面可分为常规地质法和地球物理探测法两大类,具体采用的主要有以下两类:

1)常规地质法。主要方法包括:超前导坑、地质素描、超前水平钻孔。

2)地球物理探测法。主要方法包括:声波透视、红外探水、电磁波、弹性波。

3 方法浅析

3.1 超前导坑法

超前导坑法可分为超前平行导坑和超前正洞导坑。平行导坑的布置平行于正洞,断面小而且和正洞之间有一定的距离,通过对导坑中围岩岩性、地质构造及地下水等情况作地质素描图,对正洞的地质条件进行预报。

超前平行导坑进行预报比较直观,精度高,超前的距离越长,预报就越早,与正洞间距越小预报效果越佳,便于施工人员安排施工计划和调整施工方案;超前正洞导坑布置在正洞中,其作用与平行导坑相比,效果更好。但是超前导坑法成本太高,有时需要全洞进行平导开挖;在地质构造复杂地区平行导坑地质预报准确度不高。

3.2 地质素描

地质素描是对开挖面的地质情况如实而准确的反映。描绘的主要内容包括围岩岩性、构造发育情况(含软弱带、贯穿性节理、夹层或岩脉)、地下水的出水状态、围岩的稳定性等。正洞地质素描是利用所见到正洞已开挖段的地质情况预报前方可能出现的不良地质(软弱带等)。针对软弱带而言,又分软弱带露头作图法和软弱带前兆特征法。软弱带露头作图法对结构面向开挖后方倾斜的软弱带预报效果较好,因为软弱带先在隧道底出露,对岩体稳定性影响不大时就可以发现;对于向掌子面前方倾斜的结构面因为先在顶部出现,预报时效果相对较差。

正洞地质素描不占用施工时间,设备简单,不干扰施工,出结果快,预报的效果好,而且为整个隧道提供了完整的地质资料;但对于与隧道夹角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报。

3.3 超前水平钻孔法

超前水平钻孔法是在隧道内安放地质钻机进行水平钻进,根据隧道轴线水平方向上钻孔资料来推断隧道前方的地质情况。钻孔的断面布置及钻进角度应根据综合物探成果以及地质调查进行合理调整。根据钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、钻孔冲洗液的颜色、气味、岩粉以及在钻探过程中遇到的其他情况来分析、判断断层的位置、岩体破碎程度、地下水赋存情况。

超前水平钻孔对不良地质的针对性较强,可以反映岩体的大概情况,比较直观;但在复杂地质条件下预报效果较差,很难预测到钻探范围外存在的不良地质体,对于与隧道轴线平行的结构面,其预报往往无反映。

3.4 声波透视法

利用声波、超声波或微波在地层中的传播,引起岩土质点振动,通过接收换能器接收并将其机械振动转换成微弱的电信号送至接收机,经放大、滤波、数据处理之后,记录、显示可得到纵波、横波的传播时间、频率谱和振幅谱。根据速度、频率和振幅的变化规律,可探测软弱带、裂隙、溶洞和地下洞室等不均匀体以及圈定洞室应力松弛范围。

声波测试方法有多种,主要有岩面测试和孔内测试两种。

岩面测试是在已开挖地段进行的,由于隧道开挖放炮形成许多张裂隙,所测波速表面岩石比实际岩体的波速略偏低。

孔内测试分单孔和双孔两种。单孔测试是把发射源和接收器放在同一孔内,但只能测到钻孔周围1倍波长左右范围内的地质情况;双孔测试是把发射源和接收器放在不同的钻孔内,测试两孔之间的岩体波速。

孔内测试按耦合方式又分为干孔和湿孔两种。湿孔测试是向钻孔内灌水耦合,但由于水充填了裂隙影响测试结果,往往使测试波速偏高,岩石越破碎偏差越大;干孔测试是在发射器和接收器的外面套上环行胶囊,然后再向胶囊内注水,使接收器、发射器和孔壁耦合,其测试结果比较真实。

声波测试由于声波测试使用的频率高、波长短,故该法具有分辨力高、计时精确等优点;但由于岩石对高频声波的吸收、衰减和散射比较严重,因而其探测距离小。

3.5 红外探水法

当隧道掌子面前方及周边介质单一时,红外探水仪所测得的红外场为正常场,当前面存在隐伏含水构造或有水时,它们所产生的场强要叠加到正常场上,从而使正常场产生畸变,据此判断掌子面前方一定范围内有无含水构造。现场测试有两种方法:

1)在掌子面上,分上、中、下及左、中、右六条测线的交点测取9个数据,根据这9个数据之间的最大差值来判断前方岩体是否含水;

2)由掌子面向掘进后方(或洞口)按照左边墙、拱部、右边墙的顺序进行测试,每5 m或3 m测取一组数据,共测取50 m或30 m,并绘制相应的红外辐射曲线,根据曲线的趋势判断前方岩体有无含水。

红外探水可以实现对隧道全空间、全方位的探测,仪器操作简单,能预测到隧道外围空间及掘进前方30 m范围内是否存在隐伏水体或含水构造,而且可利用施工间歇期测试,基本不占用施工时间;但该方法只能确定是否含水,至于水量大小、赋水形态、含水层的具体位置没有定量的解释。

3.6 电磁波法

电磁波法是通过天线向掌子面前方发射电磁波,当其遇到不同阻抗介质时,将产生反射波和透射波,接收机利用分时采样原理和数据组合方式,把天线接收的信号转化为数字信号,主机系统再将数字信号转化为模拟信号或彩色线迹信号,并以时间剖面的形式显示出来,供解译人员分析预测溶洞、含水构造和软弱带的位置、规模。

目前常用的方法有地质雷达。地质雷达操作简单,探测速度快,但是其探测距离与分辨率的矛盾无法克服,多次波及其他杂波干扰严重,原始记录的信杂比低,有效波的识别及其成果解译十分困难,而且所获得的被探测对象的空间信息量太少,其资料成果的解释往往存在多解性。

3.7 弹性波法

弹性波超前预报技术按观测系统可分为地震反射法(负视速度法)和水平声波剖面法。当弹性波向地下传播时,遇到波阻抗不同的地层界面时,将遵循反射定律发生反射现象。当介质的波阻抗差异愈大,反射回来的信号就愈强。 目前常用的TSP地质预报方法就是属于弹性波法,其工作示意图见图1。

弹性波法适用范围广、预报距离相对较长,对大的构造尤其是张结构面反映明显,对软硬岩的变化点也有较好的反映,能反映软弱带和含水结构的三维空间位置;但由于需要耗材,价格一般较为昂贵,且由于探测的只能是围岩的力学参数,地质预报是通过类比获得,因此存在多解性。

4 结论与述评

在地质超前预报的各种方法中,常规地质法一般较为直观,但在构造复杂地区准确度不高,容易产生漏报,地球物理探测法虽然操作简单、预测范围广,但由于易受外界环境干扰及解译差异而预报成果存在多解性,因而所采用的各种预报方法均不能如实的反映前方地质条件。因此隧道施工期间的地质超前预报应遵循“洞内外结合,以洞内为主。长短结合,以短为主”的原则,根据不同的地质复杂程度,针对不同类型的地质问题,综合运用不同的预报方法,取长补短,提高地质预报的准确性。

摘要：介绍了目前铁路隧道常用的超前地质预报方法,分析了其工作原理、适用性及优缺点,并给出了隧道超前地质预报应遵循的原则,以提高地质预报的准确性。

关键词：超前地质预报,隧道,不良地质

参考文献

[1]何发亮.隧道地质超前预报[M].成都:西南交通大学出版社,2006.