高海拔超长铁路隧道TBM施工断面优化的探讨

TBM(Tunnel Boring Machine)施工的高海拔超长隧道面临开挖断面较大和TBM直径统一的问题,考虑采用刚性接触网、减小疏散通道宽度、缩小净空有效面积等措施对TBM施工隧道内轮廓和断面进行优化。通过建立TBM施工隧道衬砌和底部结构模型、高海拔隧道内接触网模型,对TBM施工隧道断面进行对比分析及优化。研究结果表明:160 km/h等级TBM施工隧道断面尺寸受控于接触网安装要求,采用刚性接触网时隧道开挖断面面积比采用柔性接触网时减小9.88 m^2;200 km/h等级TBM施工隧道断面尺寸受控于空气动力学要求,净空有效面积采用48.00 m^2时隧道开挖断面面积比设计规范要求减小4.64 m^2;TBM+刚性接触网可显著降低隧道工程造价、减少隧道弃渣量,有利于TBM同步衬砌技术实施,提高隧道防灾能力。     

新建铁路特长隧道单洞、双洞方案研究

研究目的:新建双线铁路时,按照规范要求,特长隧道采用单洞还是双洞,亦即采用合修或分修,需要在方案研究和勘察设计阶段进行综合比较确定。本文通过调研总结我国特长隧道的发展情况和国外特长隧道的相关情况,分析论证单洞、双洞的优缺点,提出特长隧道选用单洞、双洞的建议,并提出比较分析项目的量化评价方法,期望对特长隧道密集项目选择单洞、双洞起到抛砖引玉的作用。研究结论:(1)特长隧道单洞或双洞方案选择时,长度20 km以下的隧道,采用钻爆法施工时以单洞双线为主,采用TBM或盾构施工时宜进行单洞或双洞比选; 20 km以上的特长隧道,需综合考虑地形地质条件、线路条件、施工方法、施工组织、运营与防灾救援工程设置等因素,进行单洞、双洞、单洞加平导、部分双洞等方案比较,合理确定隧道方案;(2)需建立单洞、双洞方案量化比较的标准方法;(3)本研究成果可为控制线路的隧道工程方案决策过程提供参考。     

TBM在石太客运专线特长隧道施工的适用性分析

从TBM的施工特点出发,结合石太客运专线太行山隧道,从工程地质条件、洞口场地条件、衬砌断面、工期条件和经济性等诸方面综合分析了TBM施工的可行性,并得出客观性的结论意见,即TBM法不适合太行山特长隧道,推荐采用钻爆法。     

中天山隧道敞开式TBM施工技术

长大隧道采用TBM(tunnel boring machine)掘进施工是未来长大隧道施工的首选方案.实现TBM掘进与衬砌同步施工能有效利用时间、缩短工期.针对中天山隧道特点,提出中天山隧道敞开式TBM施工关键技术,为未来TBM在长大隧道施工积累了宝贵的施工经验.     

开敞式TBM在管涔山隧道施工的适应性研究

研究目的:根据朔准铁路穿越管涔山脉的关键控制性工程—管涔山隧道,受地形条件控制,不宜采用斜井,从而需对该隧道采用开敞式TBM施工的适应性进行研究。研究方法:结合隧道的地质、长度、断面、场地、运输组织等条件,研究TBM的适应性、施工方案、施工工期及施工风险。研究结果:管涔山隧道具备实施开敞式TBM条件。研究结论:(1)开敞式TBM能够适应管涔山隧道施工。(2)管涔山隧道可以采用TBM洞外组装、软岩地段矿山法施工、步行进洞后掘进施工方案或TBM洞内组装、直接掘进、软岩地段矿山法施工方案。(3)采用开敞式TBM施工最短工期为42.5月。(4)虽然可以采用开敞式TBM施工,但仍然存在一定的风险。     

中铁第一勘察设计院轨道交通领域主要科技创新成果

中铁第一勘察设计院集团有限公司立足国家交通运输行业重大发展需求,依托重大项目积极开展重大难题技术攻关,取得了大批代表性科技成果,掌握了多项核心技术,支撑了我国轨道交通事业的持续发展。1秦岭特长隧道修建技术,以我国当时最长铁路隧道—西康铁路秦岭特长隧道(全长18456 m)为依托,采用综合勘探技术开展大面积地质选线确定最优方案,首次在国内采用二台48.8 m新型敞开式TBM施工,创造了在特硬岩中月掘进530 m的最高成绩,提出了适合TBM施工圆形断面的直呼结构和衬砌模式;首次研究采用湿喷钢纤维混凝土作为隧道结构永久支护。成果获得2003年国家科技进步二等奖。     

当金山特长隧道钻爆法与TBM施工地质条件分析

当金山特长隧道为敦煌至格尔木铁路的控制性工程,地形地质条件极为复杂.本文结合该隧道的工程地质及水文地质条件,针对钻爆法与TBM施工方案在隧道施工过程可能存在的不良工程地质问题进行了对比分析,确定了两种工法的应用范围,对国内其他长大隧道的勘察和设计具有一定借鉴意义.     

铁路客运专线特长隧道的TBM导洞扩挖方案构想

根据国内外小直径TBM在15 km左右特长隧道中快速施工的业绩,提出长度15~20 km的铁路客运专线特长隧道,采用TBM快速掘进导洞后,再用钻爆法扩挖及模筑衬砌的方法建成,可充分利用小直径TBM技术成熟、价廉和我国隧道钻爆法施工优势,快速地修建特长隧道。重点介绍两并行且长度为20 km的客运专线隧道导洞扩挖法施组总体思路:“采用直径3.5 m和4.2 m的TBM各1台,从两并行隧道的低端洞口的底部中央始出,向隧道高端方向以月均1 000 m速度快速掘进导洞,在两隧道的地面不设斜井、竖井等辅助坑道,通过两并行导洞间设置横通道,形成互为平导依托,组成巷道式通风换气系统和互通式轨道运输系统,可通过多设横通道以增加工作面,实现长隧短打、快做,总工期48个月”。     

西安—安康铁路秦岭特长隧道的建设

对秦岭特长隧道的建设作了系统介绍和总结，秦岭特长隧道在设计与建设中要用了GPS全球定位系统、新型衬砌、新型弹性整体道床等新技术，并首次采用TBM法施工；在战胜地质灾害和建设管理方面，也取得了很大突破。秦岭隧道的建设，从整体上代表了我国现阶段建设铁路隧道的新水平和新的发展阶段。     

从TBM施工地质灾害看勘察阶段应注意的问题

隧道掘进机(TBM)技术与地质因素关系十分密切，隧道工程地质条件的优劣是决定是否选用TBM，以及TBM效率能否充分发挥的重要因素。本简要分析了TBM施工过程中易发生的地质灾害类型、发生原因及危害程度，提出了在勘察阶段应重点加强的地质工作，希望对以后采用TIM施工方案隧道的勘察、设计有所帮助。