郑万高铁隧道施工大型机械化配套及信息化应用探索

为解决隧道钻爆法施工整体机械化程度较低、施工环境恶劣和工人劳动强度大等问题,以郑万高铁湖北段隧道工程实践为依托,从大断面快速修建技术理论研究、机械化配套设备、机械化配套条件下施工技术和信息化系统应用等方面总结郑万高铁湖北段隧道大断面修建关键技术,即： 在建造理念上由塌方荷载发展为变形控制设计方法;在施工工法上由分步、分部开挖法发展为大断面和全断面开挖法;在支护形式上对初期支护和超前预加固进行强化（中空、砂浆锚杆强化为涨壳式低预应力锚杆,喷射混凝土采用高强、早强混凝土）;在施工装备上由小型机械化、半机械化开挖施工阶段转变为多臂凿岩台车为主的机械化作业;在工序作业上由单一工序机械化施工转向全工序机械化配套作业;搭建信息平台,将手机作为管理工具,借助物联数据进行施工管理。通过对隧道施工大型机械化配套及信息化应用的探索和创新,由理论到实践,形成了一整套机械化配套条件下的大断面隧道安全、快速、标准化施工工法及工艺,推动隧道的整体施工水平和综合管理能力。     

软弱围岩地层隧道大断面机械化施工工法应用

为解决我国山岭隧道施工技术落后的问题,对高速铁路大断面隧道的机械化施工工法进行阐述。通过配备成套的隧道机械化工装设备,并经现场试验研究,形成开挖、支护、衬砌、水电缆槽4条隧道施工生产作业线的新型施工组织模式,以实现Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩机械化大断面的连续施工。通过全电脑三臂凿岩台车的应用,开挖炮眼精确定位、系统锚杆精准安装、施工信息同步上传等施工难题得以解决; 通过各类大功率机械设备的配置和应用,可缩短各道工序的循环时间,实现软弱围岩早封闭的安全管理理念。根据大量的监测数据和现场实践表明,隧道大断面机械化施工工法的施工质量可靠、施工效率高且施工安全。     

贵广铁路双线隧道钻爆法施工机械化配套及适用性分析

为分析双线铁路隧道机械化配套的适用条件,以贵广铁路双线隧道机械化配套的施工资源配置情况为例,从进度、安全、质量和经济指标等要素入手,采用定量与定性相结合的方式,对双线隧道机械化配套适用性进行系统地分析。主要结论与建议如下：1）预测了隧道施工机械化配套在当前及今后不同阶段的适用范围; 2）建议隧道钻爆法施工应优先推广混凝土喷射机械手和沟槽台车的使用,并在Ⅱ级和Ⅲ级围岩占比例较高的大断面长大隧道钻爆法施工中应尽可能地实施机械化配套,最终逐步实现隧道钻爆法施工的全面机械化配套; 3）展望了高度机械化配套的改进方向。     

开启隧道机械化配套施工新模式

<正>机械化配套施工作为当前长大山岭隧道施工的新方向和组织模式,正得到日益广泛的运用。中国中铁隧道集团曾承担机械化配套施工课题,在贵广高铁三都隧道施工中进行探索,在沪昆高铁雪峰山隧道群施工中应用,在怀邵衡铁路南雪峰山隧道、昌赣客专兴国隧道等项目施工中推广,取得了显著效果,尤其是在怀邵衡铁路南雪峰山隧道建设中的机械化配套技术,赢得中国铁路总公司和其他兄弟单位的一致称赞。中铁隧道集团承建的怀邵衡铁路3标位于湖南省怀化市与邵阳市境内,全长19.5 km,工程主要包括南雪峰山隧道、尖峰山隧     

高速铁路隧道机械化修建技术创新与智能化建造展望——以郑万高速铁路湖北段为例

为实现郑万高速铁路湖北段隧道安全、快速、高质量修建,开展全工序大型机械配套条件下的施工技术、结构设计和信息化管理等一系列探索和创新:1)形成一套基于大型机械化的超前地质预报、掌子面超前预加固、隧道全断面机械开挖工法、初期支护机械化施工、宽幅防水板作业台车铺装和智能衬砌台车的全断面机械化施工技术; 2)基于机械化施工技术,建立隧道围岩稳定性分级方法,并在新奥法理念指导下,优化隧道支护结构设计参数; 3)建立隧道施工管理系统、施工信息采集系统、施工安全管理系统、混凝土拌合站质量管理系统、质量信誉评价系统以及施工动态管理系统等,以对隧道施工进行信息化管理。最后,在隧道机械化、信息化修建技术的基础上,从隧道支护体系智能动态设计系统、隧道支护体系智能机器人施工技术和隧道结构智能化监测系统等方面对隧道智能化修建技术进行探索和展望,以期将我国隧道建设水平推向新高度。     

博深高速公路石鼓隧道机械化施工特点浅析

结合博深高速公路石鼓隧道的施工实践,介绍配套设施建设、人员与机械设备配置、施工工艺及前期右线人工施工和左线机械化施工比较,从而得出隧道机械化施工具有明显的社会效益和环保效益的结论.     

机械化配套在秦岭公路隧道2号竖井施工中的应用

叫针对秦岭公路隧道2号竖井井筒深、岩石硬、直径大、交通不便以及工期紧等特点,提出了进行机械化配套对快速安全施工的重要性;采用合理的机械化设备配套方案和维修制度,做到了打眼配套、出矸配套、喷射混凝土配套,取得了连续数月掘进尺超过50m的好成绩。实践表明：机械化配套的应用具有良好的经济和社会效益。     

蒙华铁路隧道工程施工技术要点及机械化配套

目前我国隧道钻爆法施工存在整体机械化程度较低、施工环境恶劣、工人劳动强度大的问题。以蒙华铁路隧道工程实践为依托,从建立监控量测信息化平台、大断面开挖及初期支护早封闭施工、提高硬岩地段隧道光面爆破水平、确保隧道支护结构质量等方面总结蒙华铁路隧道工程施工技术要点,即"一强化(强化量测)、二紧跟(钢架紧贴掌子面、仰拱紧跟下台阶)、三超前(超前预报、超前加固、超前支护)、四到位(工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌质量到位)";并重点介绍隧道施工机械化配套情况,包括湿喷机械手、自行式仰拱长栈桥、新型二次衬砌台车工装、马蹄形盾构、预切槽设备、悬臂式掘进机等的应用和创新;为全面统筹全线路隧道施工技术管理及提高隧道施工机械化水平形成示范效应并提供技术支撑。     

长大铁路隧道机械化施工配套技术经济分析研究

为研究长大隧道大型机械化施工建造费用确定的方法和途径,通过对隧道施工机械化配套技术研究及实际施工情况的调查与测定,对机械化施工进行工程经济分析研究,核算出隧道在不同围岩条件下的施工机械化配置,在合理的施工组织条件下的经济指标及所需要的工程费用。通过与普通钻爆法对比,长大隧道机械化施工配套能有效地加快施工进度,缩短工期,改善作业环境,保证施工质量,降低安全风险,虽然直接建造费用有小幅度增加,但综合效益显著。     

郑万高铁隧道大型机械化配套全断面法施工围岩-支护结构相互作用力学特性研究

为研究郑万高铁大型机械化配套全断面法施工围岩-支护结构相互作用力学特性,依托郑万高铁隧道现场实测数据,确定台阶法和大型机械化配套全断面法2种工法施工的围岩压力分布特征,并采用数值模拟的方法建立围岩-支护结构有限元模型,分析2种工法对围岩压力和结构内力的影响规律。研究结果表明： 1)台阶法多次施工扰动易导致支护结构和围岩之间产生空隙而发生脱空,大型机械化配套全断面法施工对围岩扰动次数少,初期支护快速封闭成环,可保证初期支护及围岩之间良好的密贴性; 2)在软弱围岩中,采用大型机械化配套全断面法施工比台阶法更有利于改善结构受力,减缓结构内部偏心受压的程度,能有效发挥拱形隧道结构承载力; 3)大型机械化配套全断面法在软弱围岩快速施工、控制支护结构变形、保证支护结构受力安全等方面具有综合优势。     

郑万高铁隧道大断面机械化施工关键技术研究

为实现大断面隧道机械化施工,针对郑万高速铁路湖北段隧道机械化施工所面临的掌子面稳定性控制、支护结构参数优化、机械化施工工法及施工工艺参数选取等主要问题,采取现场试验、资料调研、理论分析等手段,提出掌子面稳定性综合分级方法及稳定性控制措施,并对超前支护、洞身支护参数进行优化。郑万高速铁路采用全断面法和微台阶法2种工法进行施工,同时,对高压劈裂注浆、低预应力锚杆、超挖控制、高标号初喷混凝土等施工工艺进行探索和应用; 在信息化项目管理平台的基础上,建立基于施工动态管理的隧道作业面分类管理方法。研究成果在郑万高速铁路的成功应用将极大提高隧道建设的机械化水平,为隧道机械化施工提供参考。     

福州绕城高速公路隧道施工机械的合理配置

结合福州绕城高速公路西北段隧道的实际施工情况,通过对地质条件、施工方法和机械的使用要求分析,再根据施工组织设计的工程量、计划工期和作业机械的技术能力、运距等进行机械化配置。在确保隧道机械化施工组织合理、科学的基础上,实现连续、高效作业。实践表明,对类似隧道机械化系统采用规范、合理的方式进行配置是必要的。     

川藏铁路隧道钻爆法施工机械化设备选型初探

为解决川藏铁路隧道钻爆法施工机械化设备配套问题，结合隧道9条作业线，针对每条作业线对设备进行分类，从设备性能、结构参数与川藏铁路隧道断面大小、海拔高度、施工效应等方面对国内现行隧道机械化设备进行适宜性评价初探，提出隧道施工9条作业线配套的机械化设备。基于配套设备，初步提出川藏铁路隧道机械化配置模型，将隧道机械化配套划分为3种类型，即低海拔高配型（A）、低海拔低配型（B）、高海拔高配型（C）。A型是以“凿岩台车+混装炸药台车”为代表的机械化配套类型； B型是以“风枪+开挖台架”为代表的机械化配套类型； C型是以“凿岩台车+混装炸药车+高原型挖装设备+电动运渣设备+高原制氧机+移动式免维护空压机”为代表的机械化配套类型。     

古夫隧道软弱围岩普通型机械化配套试验性施工技术

为提高隧道软弱围岩施工安全性和加快施工进度,依托古夫隧道出口段工程,首先通过超前地质预报、监控量测、应力应变测试等判断围岩及掌子面稳定性; 然后通过超前支护、低预应力涨壳式锚杆加固围岩,提高围岩自稳能力; 最后采用普通型机械化配套大断面法施工,对围岩的拱顶沉降、周边收敛、应力应变等进行监测,通过数据分析结果指导现场施工。研究结果表明： 1)隧道软弱围岩普通型机械化配套试验性施工技术可以有效地加快施工进度,保证施工安全; 2)信息化管理可以通过数据分析结果指导现场施工,大大提升隧道施工的管理水平。     

隧道硬岩掘进经济成本对比分析

目前国内山岭隧道多数采用人工开挖,机械化、自动化水平低,不能满足隧道快速施工的要求。结合某隧道施工实践,介绍了人工开挖和双台车开挖机械设备配套、光面爆破技术,统计隧道开挖各工序的消耗时间,预估单台车开挖的时间消耗,并以此为基础详细分析、计算了各自施工成本组成,得出了台车开挖施工成本低,节约循环时间,更有利于快速掘进的结论。     

翔安海底公路隧道陆域段安全快速施工技术

结合厦门翔安海底公路隧道陆域段大断面全-强风化花岗闪长岩隧道开挖施工工法、施工组织和机械化施工配套技术等施工手段的实施情况，介绍了大断面隧道CRD工法施工对该地层的适应性和实现安全快速施工的技术措施和机械配套技术。     

涨壳式预应力中空锚杆在机械化开挖大断面隧道中的施工应用研究

为了解决软弱围岩隧道机械化开挖后快速支护的难题，采用三臂凿岩台车、风动扳手等配套机具施作涨壳式预应力中空锚杆对围岩进行快速支护。通过在郑万高铁高家坪隧道软弱围岩段大断面机械化施工条件下涨壳式预应力中空锚杆的应用研究，总结出涨壳式预应力中空锚杆工作原理、工艺流程，通过注浆试验对比分析，提出适合的隧道锚杆注浆比例，并结合锚杆轴力监测和地层位移监测结果，表明该锚杆具有快速约束围岩、形成应力拱、减少围岩松动圈、保证围岩稳定的优势，能够有效保障隧道机械化施工的安全，并提高隧道机械化施工效率。     

南昆铁路二排坡隧道无轨运输施工机械化配套

随着科学技术的发展，实践证明中长隧道采用无轨运输机械化作业是可行的，研究如何立足国产机械，解决配套模式及管理方式。乃是提高我国隧道施工机械化作业水平的重要途径，本文就二排坡隧道工程机械化配套模式作一简要介绍。     

一种新型隧道施工用拱架安装机

为解决我国隧道修建中人工进行拱架安装的问题,实现拱架安装的机械操作和机械化配套作业,介绍国内外隧道施工采用钢拱架安装机的现状以及利用挖掘机底盘开发研制新型隧道施工用钢拱架安装机的简要情况,通过对铁道部立项研究的"隧道围岩稳定性及其控制技术研究"项目第七子课题——长大隧道施工机械化配套及其国产化研究的钢拱架安装机样机工业性试验情况的分析,就研制安装机的基本思路、需要解决的技术关键问题进行探讨,提出的持续改进、形成批量生产的几点思考,对优化、完善安装机技术性能,尤其是进行类似设备的国产化开发研制具有一定的借鉴意义。     

双台车快速掘进技术在方斗山隧道施工中的应用

介绍了瑞典353E凿岩台车在重庆石忠高速公路方斗山隧道中的应用情况，并通过对双台车施工方案的的分析，总结了在高速公路双车道隧道中单洞利用双台车及配套设备实现快速掘进的施工技术，为长大隧道提供了一种快速施工的思路。