川藏铁路雅安至林芝段隧道建造面临的主要工程技术难题与对策建议

川藏铁路雅安至林芝段新建线路全长1018km,其中,隧道工程长达841km,隧线比高达82.6%,最长隧道易贡隧道长42.4km。川藏铁路雅安至林芝段隧道建设面临极端复杂的地质条件、极为艰巨的工程规模、极其恶劣的自然条件、极度敏感的生态环境等世界级挑战,是中国乃至世界上地质条件最复杂、施工难度最大的工程。初步分析川藏铁路雅安至林芝段隧道建设中将要面临的十大主要工程技术难题,结合川藏铁路隧道极端特殊施工环境,从地勘、选线、施工组织、技术与装备创新、防灾减灾、应急救援及环境保护等方面提出对策和建议,以期为川藏铁路勘察、设计、施工、运维等提供借鉴,通过系列化的创新,实现我国从"隧道大国"向"隧道强国"的跨越。     

川藏铁路隧道TBM适应性选型分析及不良地质对策与思考

川藏铁路具有高海拔、高寒、地质条件复杂、超长隧道众多、隧道埋深大、辅助坑道设置条件差和环境保护要求高等特点,隧道工程的顺利推进将是川藏铁路成功修建的关键因素之一,而众多的长大隧道全部采用钻爆法施工也将面临巨大挑战,在川藏铁路推广扩大TBM应用应更符合隧道发展的预期,但类似环境条件下TBM应用案例并不多。为提升TBM在川藏铁路隧道的适应性并推进其应用,结合川藏铁路隧道的建设总体要求、地质条件、环境特征和各类型TBM特点,充分吸收前期相关各方大量阶段性调查研究成果,对川藏铁路隧道TBM的应用进行了认真的系统分析与深入对比,综合性给出了川藏铁路隧道TBM的选择原则、适应性和选型结论,认为现阶段推荐的4座TBM隧道和敞开式TBM选型是合理的。另外,针对川藏铁路隧道的重大不良地质,对TBM的针对性设计、施工措施和下一步工程推进等方面提出了一些建议和思考。     

川藏铁路隧道钻爆法施工成套装备技术体系研究

为实现川藏铁路高起点、高质量、高标准的建设目标,针对高原长大隧道群在地质、气候、生态等方面的风险和挑战,系统性地开展钻爆法成套装备技术体系研究。首先,对川藏铁路隧道钻爆法施工面临的主要挑战进行系统分析,提出与工程特点紧密结合的高原环境、复杂地质、生态环境、机群协同4方面装备技术需求,并详细阐述对应装备的适应性设计技术。然后,以常规地质标准化配置和特殊地质针对性处置为策略,提出川藏铁路隧道施工成套装备体系的建议方案,以适应川藏铁路一般性及特殊风险隧道建设的需要。最后,针对川藏铁路工程对数字化、信息化管理的更高要求,开展以装备数据为驱动的围岩分级与动态设计、装备机群施工调度、施工质量在线评价关键技术的初步探索。通过建立智能成套装备机群协同作业平台,依托机械化、信息化、智能化为川藏铁路安全、优质、高效、绿色建设提供支撑。     

川藏铁路隧道钻爆法施工机械选型与开挖方法探讨

对于川藏铁路隧道工程采用钻爆法施工机械的选型,分析了近二十年来高原寒区铁路长大隧道无轨运输施工机械配置情况,针对川藏铁路隧道不良地质和现有的应对措施,介绍与之相适应的机械设备,并对有利于隧道钻爆法机械化施工的开挖方法提出建议。     

川藏铁路TBM隧道建设挑战及装备创新设计探讨

川藏铁路具有显著的地形高差、强烈的板块活动、频发的山地灾害、脆弱的生态环境、严重的高寒缺氧等特征,是目前国内外最具有挑战性的铁路工程。为充分应对川藏铁路隧道建设过程中将面临的长大隧道多、地应力高、活动断层频繁等重大挑战,详细阐述各类复杂工况下采用TBM施工所面临的相应挑战。系统分析川藏铁路TBM创新设计理念及特点,从高原高寒、长距离硬岩掘进、岩爆、断层破碎带、大变形、突泥涌水、高岩温等方面进行TBM针对性创新设计分析,并提出:1)超前地质探测和处理是用于川藏铁路隧道TBM施工风险控制的主要手段;2)对于以岩爆为主的隧道,创新设计"双护盾+锚喷支护"的双护盾TBM或双支护TBM显得尤为重要;3)对于以大变形为主的隧道,宜首选双结构的敞开式TBM或进行其他结构方面的创新设计。     

川藏铁路隧道高海拔环境钻爆法施工装备选型配置思考

川藏铁路隧道建设面临高海拔、复杂地质条件、恶劣环境等方面的严峻挑战,其中,高海拔环境对隧道施工装备选型的影响尤为突出。为实现川藏铁路隧道机械化建造,以新建川藏铁路雅安至林芝段隧道建设为例,在分析高海拔环境影响因素的基础上,从动力系统、电气控制系统、流体控制系统、空压机性能等方面,重点论述高海拔环境对钻爆法隧道装备作业性能的影响。系统研究并针对性提出在高海拔高寒等极端环境下超前支护、开挖、初期支护、二次衬砌等钻爆法施工关键工序的装备选型建议,如超前钻探及支护设备、凿岩台车、拱架安装设备、混凝土喷射设备等,并提出"破碎机+皮带机"出渣、挖装运电动设备、移动式除尘等新型装备和技术在川藏铁路隧道建设中的应用建议。     

近2年我国隧道及地下工程发展与思考(2019—2020年)

我国隧道及地下工程在"十三五"期间得到了长足发展,尤其是在新型冠状病毒疫情突然来袭的艰难形势下,2019—2020年无论是质还是量方面,铁路、公路、地铁等领域的隧道工程建设都取得了骄人的成就。对比分析近2年我国铁路、公路、地铁等领域隧道整体建设情况,从工程特点、工程难题及对应技术创新等方面,对佛莞城际狮子洋隧道、郑万铁路小三峡隧道、汕头海湾隧道等已建隧道工程,及大瑞铁路高黎贡山隧道、天山胜利隧道、川藏铁路色季拉山隧道等新开工隧道工程进行分析阐述。系统梳理近2年我国隧道及地下工程领域所取得的技术进步及未来发展中仍需要进一步突破的建设技术需求:1)基于渭武高速木寨岭隧道、引汉济渭秦岭隧洞、汕头海湾隧道等工程的建设,高地应力软岩变形控制技术、硬岩岩爆监测及处置技术、高地震烈度区海底隧道修建技术等,取得了较大突破与成功应用;国产大直径TBM和异型大断面隧道掘进机制造及应用技术迈上了新台阶,国产盾构主轴承及整机再制造装备得到了成功验证与应用;高压水耦合辅助破岩技术、基于大数据挖掘技术的盾构/TBM巡航掘进技术等在隧道行业中进行了尝试应用。2)面对穿江越海、川藏铁路等极端环境或复杂地质条件下的隧道建设需求,新型破岩方法、多功能混合型TBM装备、低真空管道磁浮隧道建设技术等亟需取得突破。3)针对传统隧道工程理念方法难以解决川藏铁路隧道等极端复杂地质隧道工程的关键性难题,提出隧道场的概念,指出应逐步建立并完善隧道场解重构理论与方法,革新极端复杂地质隧道设计理念;结合隧道及地下工程的复杂性、多变性、不可预测性等特点,有目的、有计划地促进"智能建造"、"5G"等先进技术与隧道及地下工程的有机融合。     

川藏铁路色季拉山隧道设计方案研究

色季拉山隧道为川藏铁路控制性工程之一,长度超越我国已建和在建山岭铁路隧道,特长隧道面临陡峻的高原地形、复杂的地质条件、恶劣的高原高寒环境和严格的环保要求,隧道修建将面对前所未有的技术难题。论文结合隧道环境及工程、水文地质条件及建设重难点,经专题研究,开展了多个高原复杂越岭线位、隧道分合修、特长隧道总体施工方法和防灾救援等重大工程方案研究,对TBM法隧道段设计、TBM设备选型及关键技术要求、长大辅助坑道设计、越岭防灾救援等关键设计方案进行分析论述,并针对高地应力下的硬岩岩爆防控关键技术提出成套设计方案。色季拉山隧道推荐38km长隧道越岭方案,采用"敞开式TBM为主,钻爆法为辅"的分修方案,按照"以人为本、有序疏散、安全待避、限时救援"的原则设计2座紧急救援站,制定了"预警先行,主、被动防控及作业人员安全防护"的岩爆综合防治技术。相关设计可丰富我国复杂环境下长大越岭隧道的设计技术,也可为后续类似工程的建设提供借鉴和参考。     

川藏铁路首座超长隧道——桑珠岭隧道贯通

正2018年1月17日,中国川藏铁路首座超长隧道——桑珠岭隧道正式贯通。该隧道全长16.449 km,最高岩温达89.9℃,是目前中国铁路隧道修建中遇到的最高岩温隧道。川藏铁路是"天路进藏"的5条铁路之一,该铁路拉林段连接拉萨市与林芝市,将是西藏首条电气化铁路,该段铁路共有47座隧道,桥隧总长301 km,占比75%。桑珠岭隧道是川藏铁路中非常重要的控制性工程,位于西藏山南市桑加峡谷区,于2014年12月开工建设,经过1 200多名建设者1 125 d连续施工,攻克岩温高、岩爆强等难题才得以贯通。隧道内岩温最高达89.9℃,洞内环境温度最高达56℃。受高温影响,作业人员在作业区持续工作不能超过2 h。为解决岩温     

取芯水平钻探对川藏铁路隧道施工效率的影响研究

为研究川藏铁路深埋隧道超长水平钻探实施的可行性及复杂地质条件下水平钻探对隧道施工的影响程度,在川藏铁路隧道勘察设计中开展大量调研工作及地表超长深埋水平钻探试验,并结合隧道掘进指标、钻探速度,研究钻爆法及TBM施工中超长超前水平钻探对隧道掘进效率的影响程度。研究结果表明:1)在单位长度内,围岩地质条件越好,钻探深度越大,隧道掘进速度越快,超前水平钻探对施工影响越大。2)在Ⅱ、Ⅲ级围岩地段,在TBM设备后方180m处实施超前水平钻探时,水平钻探进度难以追赶TBM施工进度,钻探对施工指导意义相对较小;在Ⅳ、Ⅴ级围岩地段,水平钻探进度可以很快追赶上TBM施工进度,在TBM施工受阻等复杂地质条件下,采取水平钻探技术对指导隧道施工有一定意义。3)在护盾处开展长距离连续水平钻探时,对隧道施工的影响程度最大可达85.11%,影响较大。综合分析表明,超前水平钻探在断层破碎带、强富水及高压富水、岩溶等不良地质地段实施较为合适。     

长大铁路隧道施工难点及技术措施研究

以多丰线平顶山隧道建设为例,在对工程概况、地质及水文地质条件分析基础上,详细介绍了铁路隧道施工中遇到的洞内施工作业空间狭小、隧道埋深大、地质条件差、洞内外控制测量难度较大等施工难题,并提出了相应的应对措施。研究结果为复杂地质环境条件下长大铁路隧道建设提供可靠参考依据。     

川藏铁路拉林段首条隧道贯通

正经过近千名建设者的紧张施工,川藏铁路拉林段扎囊隧道近日顺利贯通,标志着拉林铁路工程建设取得新进展。扎囊隧道位于西藏自治区山南市扎囊县,地层较新,地质结构复杂。隧道全长276 m,最大埋深33 m,于2016年4月13日正式动土施工。施工中,建设者克服了土层较厚、沉降量大、岩层风化严重、逆坡出洞等难题,经过191天的顽强拼搏,取得了全线隧道率先贯通的阶段性胜利。     

青藏高原林拉高等级公路不良地质特征与防治对策

结合西藏林拉高等级公路勘察设计及施工实施过程中沿线河流侵蚀及路基水毁、隧道涌水及软岩大变形、泥石流、滑坡等主要不良地质特征进行阐述,对青藏高原川藏走廊沿线主要不良地质有更深入的认识,并以此提出川藏走廊沿线类似不良地质的防治对策。     

成贵铁路铁盔山隧道主要工程地质问题分析

成贵铁路铁盔山隧道,全长5227 m,是该铁路控制性工程之一。根据成贵铁路铁盔山隧道工程地质勘察工作,介绍了隧址地形地貌、地层岩性、地质构造及水文地质条件。着重分析了几个主要工程地质问题,并提出相应的处理措施,为隧道设计施工提供参考。     

川藏第一隧——雅康高速二郎山隧道贯通

正由四川交投集团投资建设、中铁隧道局集团施工的雅康高速公路二郎山隧道于9月26日贯通。雅康高速公路是由川入藏的首条高速公路,建成通车后将结束川藏线没有高速公路的历史。二郎山隧道全长13.5 km,是川藏第一长隧。隧道因地质条件极其复杂,被专家称为"地质博物馆"。隧址区域处于板块交界     

杭州至黄山铁路桐庐隧道方案比选

桐庐隧道方案的合理选择对杭黄铁路的社会经济效益、施工及运营期的安全非常重要。文中从与地方规划协调性、隧道工程地质条件及施工风险、工程实施难度、安全、工程投资等方面,对杭州至黄山铁路桐庐隧道方案进行了比选,提出明挖方案工程地质条件较好、工程投资省,予以推荐。     

拾荷隧道不良地质现象及处理措施综述

拾荷隧道是206国道改造丰顺莲花隧道工程四座隧道工程中的一座中长隧道，仅300余米长，但在设计与施工中碰到的问题，却是最复杂的，两端洞口均遇到了不良地质问题并和广梅汕铁路立交，设计中根据出现的问题采取了必要的工程措施，保证了隧道施工安全并顺利打通。     

浅埋大跨黄土隧道地表裂缝成因及其治理

铁路黄土双线隧道由于其埋深浅、工程地质条件复杂,隧道施工时易出现地表开裂、大变形等施工灾害.该文结合陕西省西宝客运专线小村隧道工程实际,采用现场调查、理论分析和数值模拟等手段对小村隧道地表裂缝的形成原因进行了探讨,并针对该施工灾害的特点,提出了相应的治理措施和建议,可为类似工程的建设提供参考.     

滇东北某高速公路多因素耦合隧道边仰坡综合设计

滇东北地区地质构造发育,地质活动频繁,隧道洞口地形、地物、地质等建设条件复杂多变.以滇东北某高速公路特长隧道工程为依托,通过隧道口边仰坡"开挖前—开挖后—支护后"3个阶段过程模拟稳定性分析,结合施工组织等因素,进行洞口边仰坡"永临结合"综合设计.根据工程实践情况,洞口边仰坡设计效果良好,工程措施安全有效,可为类似建设条...     

拉林铁路贡多顶隧道贯通

<正>川藏铁路拉萨至林芝段第三长隧、全长13.59 km的贡多顶隧道近日实现安全贯通。这是拉林铁路又一座海拔3 000 m以上隧道贯通,标志着全线重难点控制性工程取得阶段性突破。位于米林县卧龙镇范围内的贡多顶隧道,平均海拔3 100 m,最大埋深1 500 m,预计2020年7月建成。施工过程中主要面对岩爆、高地温、涌水三大挑战性难题,项目推行衬砌质量二维码实名制管理,采用二维码进行技术培训交底,确保施工安全和质量。