铁路客运专线隧道施工技术ppt课件.ppt

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1、请各位领导、各位专家指导！,铁路客运专线隧道施工技术中铁二十局集团公司科技部郭朋超2010年5月,1、1客运专线隧道的特点与难点 1、2 支护结构设计与基底处理 要求1、3 客专隧道工程的耐久性要求,主要内容,1、概述,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,全断面法；下导洞超前法；台阶法；环形开挖留核心土法；双侧壁导坑法；中隔壁法（CD）法；交叉中隔壁法(CRD)法,3、隧道二衬施工技术,2.2光面爆破 2.3微震爆破,4、工程实例,3.1工艺流程,3.2仰拱施工技术,3.3拱墙二次衬砌,底部清理；仰拱与填充混凝土浇筑；仰拱栈桥技术,1、1客运专线隧道的特点与难点,1、概述,隧道断面大：内净空

2、面积达100m2，需要开挖面积约160m2（有仰拱）。工程可靠性和耐久性要求高：设计使用年限要求100年，主体结构要求“零缺陷”。防排水要求高：防水等级要求达到一级。,2008年6月16日，武广铁路客运专线（时速350km/h)大瑶山一号隧道贯通,1、2 支护结构设计与基底处理,1、概述,1、2 支护结构设计与基底处理,强化了支护结构类型：客运专线隧道跨度大，对应的浅埋段覆土厚度也增大，同时从环保要求出发，隧道洞口位置较以往外延较多，致使浅埋段长度较长，因此有必要专门设计浅埋段支护结构。突出“加强基底”和注重“刚度变化”：针对以往隧道底部易发病害和高速列车运行要求，加强了基底设计，、级围岩均采

3、用有仰拱结构，且仰拱厚度比拱墙衬砌大；级围岩可溶岩地段设计有仰拱结构，非可溶岩地段无仰拱。围岩级别不连续变化时，如断层部位为级围岩，其前后则为级围岩，级围岩有仰拱结构，可用于这些突变部位，以利于基底的刚度变化。二次衬砌部分采用钢筋混凝土结构：、级围岩和级围岩偏压段二衬均采用钢筋混凝土结构，主要是考虑列车长期振动作用以及围岩蠕变对二次衬砌受力影响，同时可减少大跨混凝土结构的收缩裂缝。,1、概述,1、3 隧道工程的耐久性,从传统的以“强度”为主导向以“性能”为主导的设计方法转变，但要消除“免维修或不能维修”的误解，建立起“把劣化构件或构件的性能恢复到设计意图的使用水准以上的补修、补强”的概念。,1

4、、概述,1、3 隧道工程的耐久性,隧道工程的耐久性设计施工与地面结构有明显的不同。首先是设计寿命计算方法不同，地面结构一般以混凝土炭化深度达到钢筋处的时间作为使用年限，而隧道结构则不同，其极限状态由围岩、初期支护和二次衬砌共同确定，一定的混凝土炭化深度并不意味着隧道结构达到设计使用年限（结构仍可能维持稳定）；其次隧道结构大量采用素混凝土，耐久性判别与钢筋混凝土也有所不同；第三除对模筑混凝土本身应提出耐久性指标要求外，对喷射混凝土、锚杆、防排水材料等也均应达到相应的耐久性要求。,1、概述,1、3 隧道工程的耐久性,正确选择混凝土原材料及配合比，严格控制水胶比和水泥用量。(水泥用量不大于 kg)采

5、用合理的结构及构造措施、严格控制裂缝宽度，其中在结构设计方面采取的措施有：隧道均采用单心圆断面，有利于结构受力；内净空预留工务工程技术作业空间，可以用于进一步采取耐久性加强措施；适当提高衬砌结构混凝土强度等级，隧道初期支护采用C25喷混凝土，二次衬砌采用C30素混凝土或C35钢筋混凝土。,1、概述,其他材料耐久性要求：对锚杆的保护层厚度、注浆饱满度、防水材料等的耐久性均提出相应要求。施工有关要求：围岩本身是整个承载体系的一部分，施工中应注意“爱护围岩”。结构检测及维护：在设计使用年限内，应定期对隧道结构及材料的使用状态、环境条件的变化进行检测及监测，并进行综合评估。,1、3 隧道工程的耐久性,

6、1、概述,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,2.1.1全断面法,客运专线铁路隧道工程全断面开挖方法的适用范围是：1、单线隧道、级围岩；2、双线隧道、级围岩；3、地下水状态：干燥或潮湿。循环进尺控制在34m。,（1）适用范围,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,全断面开挖重点控制爆破质量，尤其是掏槽与光面爆破质量，直接影响着隧道开挖质量和施工进度。凿孔宜采用凿岩台车。掏槽眼可采用直眼掏槽或斜眼掏槽。周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求。底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破，双线隧道、级围岩段的中心水沟应与隧底光爆层同时爆破成形。辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆

7、破出的石块块度适合装碴的需要。周边眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼应加深1020cm。全断面开挖一次起爆药量大，在进行钻爆设计时，应充分考虑爆破震动的影响，合理控制装药量，防止对围岩造成大的破坏。,（2）技术方案,2.1.1全断面法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（3）钻爆设计,石太客专双线隧道级围岩全断面开挖钻爆设计图,2.1.1全断面法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（3）钻爆设计,2.1.1全断面法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,级围岩全断面开挖循环时间为9.512h，每循环进尺33.3m，每天22.5个循环。月有效工时25天，月进尺150200m。,

8、2.1.1全断面法,（4）开挖进度指标,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（5）技术措施1.开挖方式采用钻眼爆破法，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。2.及时喷混凝土封闭围岩，按设计要求施做拱部系统锚杆。3.施工中，按有关规范要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整，灌筑二次衬砌的时机提供依据。,2.1.1全断面法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,下导洞超前法的适用范围是：1、单线隧道、级围岩；2、双线隧道、级围岩。3、地下水状态：有渗水或股水。,2.1.2下导洞超前法,（1）适用范围,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,客运专线的跨度较以往单、双线隧道

9、跨度大，洞室的稳定性相对较低，因而增加了下导洞适度超前全断面的开挖方法。下导洞一般超前全断面510m，其循环进尺为23m。其优点在于：（1）下导洞能起到超前地质预报作用，便于采取应急措施，防患于未然。（2）当地下水较丰富时，利用超前下导洞降低地下水水位效果好，对于大断面隧道尤其适用。（3）隧道下导洞进行作业，没有二次倒运，便于大型机械出碴、运料。扩挖时爆破临空面大，对围岩扰动也相对较小，各种消耗也较节省。,2.1.2下导洞超前法,（2）技术特点,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,客运专线铁路隧道工程台阶法开挖方法的适用范围是：1、单线隧道、级围岩；2、双线隧道级围岩。3、地下水状态：干燥或

10、潮湿。台阶长度应有利于施工操作和机械设备效率的发挥，同时应有利于支护尽早封闭成环。,2.1.3台阶法,（1）适用范围,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,采用台阶法开挖，台阶长度以维护围岩的稳定和方便施工为原则，不对台阶长短作硬性规定。采用超前支护等施工辅助措施时，利用上一循环架立的钢架，在其上进行施作，然后再行开挖；严格控制炮眼深度及装药量。,（2）技术方案,2.1.3台阶法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（3）钻爆设计,石太客专双线隧道级围岩台阶法开挖钻爆设计图,2.1.3台阶法,以石太客运专线双线隧道为例,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（3）钻爆设计,2.1.3台阶法,

11、石太铁路客专双线隧道级围岩台阶法开挖装药参数表,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,级围岩台阶法开挖循环时间为12h，每循环进尺2.5m，日进尺5m。考虑月有效施工时间25天及工序干扰，月进尺约120m。,2.1.3台阶法,（4）开挖进度指标,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（5）技术措施按要求设置锁脚锚杆（管），确保开挖下台阶或仰拱时施工安全。各台阶依次开挖，台阶开挖后做到仰拱紧跟。施工中按规范要求进行监控量测、反馈、分析，及时调整支护参数，适时灌筑二次衬砌。,2.1.3台阶法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,1、单线隧道、级围岩；2、双线隧道、级围岩；3、地下水状态：有渗水或

12、股水。,2.1.4环形开挖留核心土法,（1）适用 范围,工法特点：1、能适应不同跨度和多种断面形式，与CD（CRD）、双侧壁等开挖工法相比没有需拆除的临时支护，节省投资。2、在地质结构复杂多变、软硬围岩相间的隧道施工中，便于灵活及时地调整施工工法，进度稳定，工期保障性强。3、无需增加特殊设备，投入少，工艺可操作性强，易推广。,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,1、开挖前视围岩情况对拱部进行超前支护。2、上台阶开挖时预留核心土,起到稳定掌子面和方便拱部支护的作用。3、上部弧形导坑开挖进尺控制在0.51.0m之间，开挖后及时架立格栅（型钢）钢架，施作喷混凝土等拱部其它初期支护。4、下台阶侧壁采

13、用人工跳槽开挖。5、预留核心土和下台阶中槽采用反铲挖掘机开挖，人工配合修整周边，开挖时注重初期支护和仰拱紧跟，必要时在预留核心土后拱脚处设置临时仰拱，使初期支护成环。,（2）技术方案,2.1.4环形开挖留核心土法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（3）开挖顺序（方法）,2.1.4环形开挖留核心土法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（4）技术措施,2.1.4环形开挖留核心土法,1.隧道施工坚持“先预报、管超前、短进尺、弱爆破、强支撑、勤量测、早封闭成环”的原则，开挖方式均采用弱爆破或人工开挖,采用爆破时,严格控制炮眼深度及装药量。2.核心土面积不小于整个断面的50%，必要时在核心土后

14、设置临时仰拱。3.注重按设计要求在每个开挖工序连接处设置锁脚锚杆。4.按要求设置钢架间纵向连接钢筋，并确保钢架置于稳定的基础之上。5.严格监控量测，及时反馈结果，根据量测结果分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整，灌筑二次衬砌的时机提供依据。,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（5）开挖进度指标与环形开挖留核心土法局限性,2.1.4环形开挖留核心土法,1、开挖（1）部时核心土高度不易把握，留置太高时核心土边坡易失稳，留置太低时核心土的作用明显降低，一旦拱部出现坍塌难以及时实施有效支撑。2、隧道（2）部下台阶侧壁采用人工跳槽开挖，工效较低，严重制约了施工进度，铁路客运专线双线隧道级围岩开挖进度

15、约4060m。开挖时容易破坏（3）核心土和中台阶，有工程实例曾采用挖井护壁，效果不明显。3、采用客专指南P126开挖顺序的前提条件是：（5）部有足够的自稳能力。为克服以上局限，在工程实践中总结出了一种新的开挖方法：三台阶七步开挖法。,p126,p27,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（6）三台阶七步开挖法,2.1.4环形开挖留核心土法(铁路隧道工程施工技术指南TZ204-2008已将三台阶七步开挖法、环形开挖留核心土法及二台阶、三台阶纳入台阶法),三台阶七步流水开挖法作业示意图,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（6）三台阶七步开挖法：施工时将隧道分为三个台阶、七个步骤进行开挖。工法

16、特点（与环形开挖预留核心土法相比）：1、由于设置了三个台阶，开挖（1）部时核心土可留置较高，核心土作用效果显著，能够对拱部坍塌及时实施有效支撑。2、隧道下台阶采用2级台阶开挖，施工空间大，可引入大型施工机械多作业面平行施工，工效较高。开挖步骤 第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度为35m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/31/2。开挖循环进尺根据初期支护钢架间距确定，开挖后立即初喷35cm混凝土；及时进行架设钢拱架、锚杆、挂钢筋网系统支护，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土

17、至设计厚度。,2.1.4环形开挖留核心土法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（6）三台阶七步开挖法 开挖步骤 第2、3步，左、右侧中台阶开挖：开挖进尺根据初期支护钢架间距确定，开挖高度一般为33.5m，左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷35cm混凝土，及时进行施工接长钢架、锚杆、挂钢筋网、喷射混凝土系统支护。在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。第4、5步，左、右侧下台阶开挖：开挖进尺根据初期支护钢架间距确定，左、右侧台阶错开23m，开挖后初喷混凝土，及时进行接长钢架、锚杆、挂钢筋网、喷射混凝土系统支护。

18、在钢架边墙墙脚，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。,2.1.4环形开挖留核心土法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（6）三台阶七步开挖法 开挖步骤：第6步，上、中、下台阶预留核心土：各台阶分别开挖预留核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。（当围岩自稳能力较好时可与4、5同步）第7步，隧底开挖：开挖后及时施做仰拱初期支护，仰拱分段长度宜为46m。施工要点：贯彻执行“先预报，管超前，短开挖，弱爆破，强支撑，早成环”十八字方针，并紧跟衬砌。台阶高度可根据施工机具、人员等进行适当调整。密切关注初期支护结构、核心土是否稳定，按监控量测数据及时

19、调整支护参数，必要时利用核心土体加设全断面环形临时支撑。工序变化处打设锁脚钢管。钢架之间纵向连接钢筋连接牢固，必要时采用小型钢加强。仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系。,2.1.4环形开挖留核心土法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（6）三台阶七步开挖法开挖进度指标 级围岩三台阶七步开挖法完成一循环开挖支护时间为12h，每循环进尺0.81.4m，日进尺1.62.8m，每月按25天有效施工时间计算，月进尺4070m。,2.1.4环形开挖留核心土法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,客运专线铁路隧道工程双侧壁导坑开挖方法的适用范围是：1、单线隧道、级围岩；2、双线隧道、级围岩；3

20、、地下水状态：有渗水或股水。,2.1.5双侧壁导坑法,（1）适用范围,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,双侧壁导坑法具有开挖断面小，扰动范围小，支护快，封闭早和安全性高等特点。采用双侧壁导坑法施工时，两侧导坑开挖根据围岩情况可全断面开挖，也可以分步开挖，对变形较大，初期支护结构开裂破坏的，采取在两侧壁导坑内中部增设临时型钢横撑，以达到维护稳定的目的。,2.1.5双侧壁导坑法,（2）工法特点,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（3）开挖方法,2.1.5双侧壁导坑法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（4）开挖工艺,2.1.5双侧壁导坑法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（5）技

21、术措施,2.1.5双侧壁导坑法,1.严格遵守“管超前、短进尺、强支撑、快封闭、早成环、勤量测”施工原则，各开挖分步适当拉开间距，平行作业。左右侧导洞错开不小于15m间距，中间核心土开挖在两侧导洞稳定后进行；2.两侧壁导坑开挖支护完成后，造成拱部应力集中，必须强化监控量测，及时采取加强措施；3.根据导洞尺寸配置相应的机械设备；4.中间核心土开挖时，注意对衬砌结构的保护，防止碰撞。仰拱开挖后须及时浇注，防止积水软化基底；5.双侧壁导坑法施工时，施工工序多，干扰大，设专职调度对现场施工设备统一管理，保证施工安全。,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,2.1.6中洞法,（1）适用范围,客运专线铁路隧

22、道工程中洞法适用于双联拱隧道。,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,2.1.6中洞法,1开挖中导洞施做中导洞初期支护施做中隔墙并做防护4开挖左洞侧导洞V施做左洞侧导洞初期支护6开挖左洞上台阶施做左洞上部初期支护8开挖左洞下台阶左洞仰拱X左洞二次衬砌11开挖右洞侧导坑右洞侧导坑初期支护13开挖右洞上台阶施做右洞上部初期支护15开挖右洞下台阶右洞仰拱右洞二次衬砌,（2）施工顺序,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,2.1.7中隔壁（CD）法,（1）适用范围,客运专线铁路隧道工程中隔壁法（CD法）的适用范围是：1、单、双线隧道级围岩；2、浅埋隧道；3、三线隧道。,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖

23、方法,（2）开挖方法,2.1.7中隔壁（CD）法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（3）施工顺序,2.1.7中隔壁（CD）法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（4）技术措施,2.1.7中隔壁（CD）法,1.开挖方式采用弱爆破或人工开挖，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。2.工序变化处之钢架(或临时钢架)应设锁脚锚杆，确保钢架基础稳定；钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施做并连接牢固；3.右部导洞开挖滞后于左部导洞，距离不小于30m；临时钢架的拆除须在洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可进行。,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,2.1.8交叉中隔壁（CRD）法,（1）适用

24、范围,客运专线铁路隧道工程交叉中隔壁法（CRD法）的适用范围是：1、双线隧道级围岩；2、三线隧道级围岩；3、浅埋隧道。,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（2）开挖方法,2.1.8交叉中隔壁（CRD）法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（3）施工顺序,2.1.8交叉中隔壁（CRD）法,2、隧道开挖施工技术,2.1开挖方法,（4）技术措施,2.1.7交叉中隔壁（CRD）法,1.严格遵守“管超前、短进尺、强支撑、快封闭、早成环、勤量测”的原则，开挖进尺控制在1-2榀格栅钢架间距。2.各开挖分步适当拉开间距，平行作业，减少相互间的施工干扰。3.根据监测情况调整初期支护参数，加强支护或改变施

25、工工序。地质变化时，要求增加监测点数，加大监测频率，做到信息化施工。,2、隧道开挖施工技术,2.2光面爆破,2.2.1施工工艺,2、隧道开挖施工技术,2.2光面爆破,2.2.2施工方法及技术措施,1.严密组织：钻孔时，由专人统一指挥作业，认真实行定人、定位、定机、定标准、定数量的岗位责任制。2.测量定位：先由测量人员在掌子面测出炮孔位置，并用十字线标定，钻孔过程中严格控制炮眼方向。3.掏槽形式：主要采用楔形掏槽。掏槽眼炮孔超钻200300mm，并加强装药。4.钻孔：分区按顺序钻孔，周边眼和掏槽眼钻孔时，固定技术熟练的司机司钻，提高钻孔的速度和准确性。开口时慢速推进，特别是要控制好周边炮眼的钻孔

26、精度和外插角，达到定位准确，开挖轮廓平顺，炮孔末端齐整的要求。,2、隧道开挖施工技术,2.2光面爆破,2.2.2施工方法及技术措施,5.清孔验孔：钻孔后及时清孔验孔，炮眼检查的标准为:“准、直、平、齐”；炮眼深度符合设计要求，各炮眼相互平行，孔底落在同一垂直平面。6.装药联线：选用低爆速、低猛度、传爆性好、威力大，并与岩石的波阻抗相匹配的炸药。试验确定炮眼装药系数，联线要求确保与钻爆设计相符，周边眼选用小直径药卷不耦合装药，并要求同时起爆。7.爆破网络：对爆破网络进行全面检查，确认无误后方可起爆。8.爆破参数：每次钻爆完成后，技术人员与爆破人员一起检验爆破效果，主要检验石碴块度是否均匀、周边眼

27、炮痕保留情况、炮眼利用率等，根据爆破效果及围岩实际情况，及时调整优化钻爆参数。,2、隧道开挖施工技术,2.2光面爆破,2.2.3检测标准,1.超欠挖：爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖，超挖量（平均线性超挖）应控制在线性允许超挖值范围内。,2、隧道开挖施工技术,2.2光面爆破,2.2.3检测标准,2.半眼痕保存率围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率应大于80%，中硬岩石应大于60%。3.对围岩的破坏程度(验标)爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应有浮石（岩性不好时应无大浮石），炮眼利用率应大于85%。,客运专线隧道光面爆破效果,3、隧道二次衬砌施工技术,3.1施工工艺,铁路客运专线隧道二

28、次衬砌,3、隧道二次衬砌施工技术,3.2仰拱施工技术,（1）工艺流程,3、隧道二次衬砌施工技术,3.2仰拱施工技术,（2）施工方法,仰拱超前拱墙进行开挖衬砌，其超前距离宜保持在3倍以上的二次衬砌循环作业长度。为解决施工干扰，采用型钢栈桥或组合梁栈桥、针梁式台架等架空设施施工。仰拱混凝土分段全幅一次浇筑，纵向分段长度4m。1.仰拱底部清理 仰拱施工前，首先将隧底的虚碴、杂物、泥浆、积水等清除干净，并用高压风将隧底吹洗干净，然后检查隧道仰拱底部标高，对于超挖部分，采用同级混凝土回填。,3、隧道二次衬砌施工技术,3.2仰拱施工技术,（2）施工方法,2.仰拱与填充混凝土浇筑(1)仰拱施工缝和变形缝应作

29、防水处理。为确保仰拱施工质量，并满足设计线型要求，采用事先加工制作成型的仰拱定型外模板施工，随着混凝土的浇筑，由中心向两侧对称进行安装模板。混凝土采用输送车运输，泵送入模，分层浇注，插入式振动棒捣固。尤其注意对仰拱与边墙衔接处捣固，使之密实。膨胀岩地段开挖后应尽早及时施作仰拱。(2)仰拱混凝土初凝后，即可进行仰拱底部混凝土填充。设有中心排水管的隧道，排水管沟槽与检查井应与仰拱同时立模，同时浇筑混凝土。(3)仰拱及填充混凝土强度达到5MPa 后方可允许行人通行，强度达到设计强度的100%后方可允许车辆通行。为能尽早通行，按配合比掺入早强减水剂。,3、隧道二次衬砌施工技术,3.2仰拱施工技术,（3

30、）仰拱栈桥技术,小坡山隧道仰拱简易栈桥,3、隧道二次衬砌施工技术,3.2仰拱施工技术,（4）仰拱排水系统,3、隧道二次衬砌施工技术,3.2仰拱施工技术,（5）技术措施,1、隧底围岩松软时，尽可能使用风镐开挖，必须爆破时要严格控制装药量。仰拱不能欠挖，超挖部分采用同级混凝土回填。2、仰拱混凝土应在仰拱开挖后及时灌注。灌注混凝土前应清扫开挖表面或喷混凝土表面，排除积水。3、仰拱多用小坍落度的混凝土，使用仰拱大样的模板，以检查和控制仰拱断面，灌注时由仰拱中心向两侧扩展至拱座为止。4、仰拱施工缝、变形缝是地下水容易渗透的部位，应做好防水处理。5、膨胀岩开挖后若暴露时间长，容易引起深层围岩松驰、结构破坏

31、，应在开挖成型后及时施作仰拱封闭。,3、隧道二次衬砌施工技术,3.3拱墙二次衬砌,（1）衬砌时间的确定,隧道施作二衬的时间由围岩量测确定。深埋隧道应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行：隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和；或水平收敛（拱脚附近7d平均值）小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d；或施作二衬前的累计位移值，已达到极限相对位移值的80%以上；或初期支护表面裂隙不再继续发展。浅埋隧道应及早施作二次衬砌，且加强二衬结构。围岩及初期支护变形过大或变形不收敛，又难以及时补强时:可提前施作二次衬砌，以改善施工阶段结构的受力状态，此时二次衬砌应予以加强。(应急抢险、慎用),3、隧道二

32、次衬砌施工技术,3.3拱墙二次衬砌,（2）施工工序,3、隧道二次衬砌施工技术,3.3拱墙二次衬砌,（3）施工方法,防水板铺设首先全面检查隧道中线、高程、断面净空尺寸，各项尺寸必须全部满足设计要求。其次对防水层铺设、排水盲沟安装等进行检查签证。a.防水板铺设应超前二次衬砌施工12个衬砌段长度。b.防水板采用专用台车无钉铺设。c.两幅防水板的搭接宽度不小于100mm；防水板采用双焊缝，单条焊缝的有效焊接宽度不小于10mm。d.分段铺设的卷材边缘部位预留60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护。,3、隧道二次衬砌施工技术,3.3拱墙二次衬砌,（3）施工方法,钢筋施工：利用多功能台架人工

33、绑扎成型，主筋焊接连接，在仰拱与边墙施工缝留足各受力钢筋的搭接焊接长度，各纵向衬砌段施工缝留足联接钢筋焊接长度。在主筋骨架上每隔1.21.5m设一块与二衬同配比的细石混凝土垫块，确保钢筋保护层厚度。主筋保护层不小于30mm，迎水面主筋保护层应不小于50mm。模板施工：采用液压衬砌台车，台车长度宜为912m。衬砌台车必须结构稳定，尺寸精确且结构简单，装拆移位方便，模板表面光滑，接缝严密，施工缝端头模板垂直、牢固。衬砌台车必须较好地满足混凝土输送泵灌注混凝土快速衬砌施工的要求。仰拱混凝土完成后，进行模板台车测量定位，将台车移至衬砌部位，调好标高，按隧洞衬砌内轮廓线尺寸调整好模板支撑杆臂。,3、隧道

34、二次衬砌施工技术,3.3拱墙二次衬砌,（3）施工方法,混凝土拌合、运输：混凝土在洞外拌合站集中拌合，搅拌输送车运输，泵送入模。混凝土自模板窗口灌入，由下向上，对称分层，先墙后拱灌筑，倾落自由高度不超过2.0m。混凝土浇筑因故间隔时间不得超过2小时，否则按接缝处理。拆模、养护：二次衬砌拆模时间应符合以下规定：在初期支护变形稳定后施工的，二次衬砌混凝土强度应达到8MPa以上；初期支护未稳定，二次衬砌提前施作时，混凝土强度应达到设计设计强度100%。特殊地段则应根据试验及监测结果确定拆模时间。拆模后，根据情况采用洒水法或养护液进行养护，时间应符合范围要求。,3、隧道二次衬砌施工技术,3.3拱墙二次衬

35、砌,（3）施工方法,拱顶回填注浆为确保隧道拱顶衬砌密实度，事先于拱顶部位每隔3m左右预埋一根注浆管，在完成衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后，通过注浆管向拱顶压注水泥浆，使拱部密实。注浆时，压力宜控制在0.5MPa以内。,3、隧道二次衬砌施工技术,3.3拱墙二次衬砌,（4）技术措施,在模板台车上安装激光（点）接收靶，快速、精确检查隧道断面，确保结构尺寸准确。严把原材料进场质量关，严格按照试验配合比掺加外加剂，确保隧道衬砌抗渗性能和抗腐蚀性。模板支撑牢固，表面平整光滑，尺寸符合设计中线、水平要求。混凝土捣固密实，达到内实外美。按规定频率取试块，养生后送中心试验室检验。模板衬砌台车在安装模板时严

36、格测量，安装在正确位置上；所用轨道结构应使模板移动顺畅，灌注混凝土时不产生下沉。灌注混凝土要求速度适当、左右对称浇筑，使模板不受偏压，尽可能水平成段连续灌注。边墙部分用插入式振捣器，拱部用模板振动器，将扩散到模板内各角落混凝土充分捣固。拆模时考虑混凝土强度要求，按规定养生。台车移动时，钢模必须完全脱离衬砌，收拢到穿行要求位置，并关闭所有作业窗。,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,风火山隧道地处青藏高原可可西里无人区，高寒、低压、缺氧，自然环境极为恶劣。隧道轨面海拔4905米，是目前世界上海拔最高的隧道。,风火山隧道多年冻土上限1.21.8m，下限深度大于110m，洞身全部位于冻

37、岩之中。,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,风火山隧道洞内冻岩。,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,风火山隧道洞内氧气含量仅为内地50%，人工作业效率低下。高原冻土隧道施工可借鉴的经验较少，原设计采用台阶法施工,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,喷射混凝土时，由于多年冻土受喷面温差大，回弹率高，与设计协商采用模喷法,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,模喷方案工序多，干扰大；工效低，速度慢。造成多年冻土融化、滴水、下沉，坍塌。安全质量不能保证，隧道施工一度陷入困境。,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,冻土的工程性质：

38、冻土的抗压强度很高，其极限抗压强度甚至与混凝土相当。冻土融化后的抗压强度急剧降低，所形成的热融沉陷和下一个寒季的冻胀作用常常造成工程建筑物失稳而难以修复。多年冻土隧道工程施工的核心技术在于尽量减少气温升高对冻土的影响，避免冻土融化压缩下沉和下一个寒季所形成的冻胀力造成施工灾害和运营隐患。根据冻土的工程性质，将原施工工序中的长台阶法调整为全断面开挖（挖掘机能直接开挖的地段采用超短台阶，分两次接型钢钢架）。不仅加快了施工进度，而且减少了对冻土的扰动次数，有利于后续喷混凝土（初衬混凝土）、铺设防水、保温板等保温施工工序及时跟进。,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,当时，现场的许多同志

39、深表担忧，普遍认为：小心谨慎地采用上弧导坑超前，加强喷、锚和挂网喷射混凝土，好不容易开挖了150m上导坑，尚且小的溜坍不断，注浆又不理想，处理起来十分困难。现在要求将施工工序调整为全断面开挖，快是快，但风险太大，一旦发生大坍方结果会更慢。为统一认识，组织施工队班组学习冻土知识，交流隧道施工经验：冷冻法是教科书推荐的处理复杂地质的施工方案之一，涌水、流砂地质隧道采用冷冻法国内外均有成功的先例，多年冻土隧道只要在开挖后迅速喷混凝土封闭，后续工序及时跟进是没有问题的。通过交流统一了认识。,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,全断面开挖工法实况。,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道

40、施工技术,调整工序后采用超短台阶法开挖单口平均日进尺3.3m；全断面法开挖平均日进尺超过了4m。施工工效倍增。,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,开挖进度加快，后续模喷30cm厚混凝土作业工序严重滞后。喷混凝土受高原施工条件制约，人工、机具效能低下，难以提高速度。直接喷射混凝土一方面难以为铺设防水保温板提供圆顺的基面，另一方面由于施工环境温度过低，喷混凝土回弹量大、强度低，不能很好地起到支护的作用。采用9m长初衬模筑台车取代模喷方案，解决了模喷混凝土进度滞后的难题。图示从外到内分别是：30cm初期支护混凝土(1号衬砌台车)+防水板+5cm厚保温板+防水板+二次衬砌混凝土(2号衬砌台车),4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,隧道进口采用本方案安全快速通过了240m长马鞍形浅埋地段（埋深815m）。,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,风火山隧道全长1338m，进出口分别在2002年3月和4月采用本优化方案，当年10月19日胜利贯通。,4、工程实例：青藏铁路风火山多年冻土隧道施工技术,汇报结束,感谢各位领导和专家！,