高速铁路隧道支护结构机械化施工技术

随着我国高速铁路工程建设的迅速发展,隧道工程的数量、难度和质量要求与日俱增。而传统的人工喷射混凝土、拼装钢拱架和浇筑二衬混凝土的施工模式难以满足新时代对施工安全、施工效率、工程质量的要求。因此,研发高速铁路隧道支护的新型机械化成套装备与施工方法势在必行。本文依托某高铁高家坪隧道工程,研究了采用混凝土湿喷机械手、钢拱架拼装机、三臂凿岩台车、涨壳式锚杆、自行式仰拱栈桥、水沟电缆槽台车、新型衬砌台车等成套设备的新型隧道支护机械化施工技术。结果表明,在隧道支护施工阶段,引入先进的机械设备并采用相应的机械配套技术,可显著提高生产率、施工安全及质量,降低施工成本并减轻工人劳动强度,研究成果可为类似工程提供借鉴。     

浅埋风积砂质黄土隧道免刷坡进洞施工技术

结合准池铁路朔州隧道浅埋风积砂质黄土隧道免刷坡进洞施工实例,在施工场地狭窄、进洞刷边仰坡或拉槽土方量偏大、进洞困难时,采用护拱和钢管混凝土挡墙加固偏压侧地基,偏压侧下导及中导钢拱架预埋在混凝土挡墙中,连接上导形成早进洞开挖施工作业,并抵抗偏压。隧道洞门进洞施工中达到不破坏原山坡土体,施工过程保护植被,环保,减少刷坡喷锚支换圬工防护的目的。     

函谷关隧道下穿新黄土冲沟施工技术

研究目的:研究大断面隧道下穿新黄土冲沟地段施工中的偏压影响,提出防止隧道坍塌的施工技术。研究结论:(1)水泥土回填、混凝土明渠修筑及混凝土咬合桩打设等技术措施,防止了地表水下渗、浸蚀,消除了地表水对湿陷性黄土的影响,提高了冲沟及其边坡的稳定性;(2)应用水玻璃硫酸浆液注浆固结粉砂层等加固措施,减少了因隧道开挖引起的地表沉降,保证了隧道开挖的稳定性;(3)提高隧道初期支护强度和刚度,控制隧道开挖支护变形,可有效控制隧道偏压的影响;(4)通过CRD工法优化,缩短工序距离和工序时间,可以达到初期支护早日成环,对控制黄土隧道变形和地表下沉行之有效。     

近接浅埋偏压黄土隧道支护结构的力学特性分析研究

研究目的:解决新建复线隧道与既有隧道平行近距离修建时,既保证新建隧道安全施工,同时确保既有线隧道的安全运营的问题。研究结论:(1)在浅埋偏压条件下,新建黄土隧道拱部下沉量和净空收敛量均较大;(2)围岩压力分布呈不对称猫耳状;(3)钢拱架远离侧应力大于临近侧应力,在支护体系中作用较大;(4)拱部和边墙喷射混凝土处于受压状态,而底部多为拉应力;(5)拱部系统锚杆受力较小,对结构的稳定性作用不大,而锁脚锚杆对结构的稳定性有一定的作用;(6)既有隧道受新建隧道开挖影响比较明显,新建隧道开挖对既有隧道产生了偏压和拉伸两种效应;(7)两近接隧道之间的间距对既有衬砌的影响较大,当间距一定时,临近侧所受影响大于远离侧所受影响。     

隧道深埋式中心水沟施工技术研究

石马寨隧道位于湖北省阳新县境内,本地区雨量充沛。设计采用贯通仰拱下方的中心水沟排水,水沟开挖最大深度至仰拱初支面以下1.29 m,施工难度非常大。加快深埋式中心水沟施工进度、减少中心水沟施工对仰拱施工进度的制约,确保施工安全是该工程施工的关键。本文结合石马寨隧道施工的实际情况,系统总结了隧道深埋式中心的施工工序及施工控制技术,可以指导其他类似工程施工。     

高原长大隧道水沟电缆槽组合式模具施工技术

结合兰新铁路客运专线大梁隧道和祁连山隧道水沟电缆槽施工,针对高海拔环境,采用整体移动模架与小模板拼装组合式模具。对比分析组合式模具,介绍水沟电缆槽施工关键技术;阐述和分析组合式模具施工工艺流程及操作,以及水沟电缆槽施工的混凝土浇筑与养护、质量控制措施、安全控制措施和环保措施。     

黄土隧道围岩含水率变化及拱架受力特征研究

为了研究黄土隧道围岩含水率和钢拱架应力在施工期间的变化规律,以在建银西高铁董志塬区上阁村隧道为例,采用现场监测方法,对黄土隧道围岩体积含水率变化规律和钢拱架受力特征进行分析研究。结果表明:黄土隧道围岩含水率在时间上呈先增长后平稳的两阶段变化,在空间上表现为拱顶和拱腰位置的含水率总体小于拱脚和仰拱底部的含水率;钢拱架应力在施工期内呈先非线性增大后出现波动最后趋于平稳的三阶段变化规律,在施工期内钢拱架对承受围岩压力、确保大断面黄土隧道围岩稳定性方面发挥着重要作用。建议对大断面黄土隧道在施工期内形成"勤测含水率、重视防排水、加强初支"的管理理念。     

某浅埋偏压铁路隧道变形综合治理及监测研究

广西某铁路浅埋偏压隧道在施工和运营期间出现变形,体现为衬砌开裂、地表裂缝与边坡滑移等病害,影响行车安全。为明确变形原因并提出合理治理措施,同时探明综合加固措施对坡体和隧道的加固效果及其稳定性状态,通过地质勘察、现场监测试验与理论分析等技术手段,对该典型浅埋偏压山区铁路隧道进行变形特征、变形原因、综合治理措施及其现场监测试验等方面研究。结果表明：(1)加固前隧道内水沟电缆槽侧壁、仰拱、拱顶等出现裂缝,地表相继出现纵向开裂和弧形裂缝,地表变形较大;(2)隧道边坡变形主要由于隧道通过丘陵斜坡中下部,呈浅埋偏压,洞身所在地层为全风化层,坡脚开挖造成应力释放,稳定性差,持续降雨强度大,地表水下渗较严重;(3)提出卸载反压、注浆增强、锚索桩相结合的综合加固处理方案。加固后,地表横向位移呈幅值小于4.7 mm的小幅波动状态,锚索桩深部横向位移最大挠跨比为1.45‰,有效抵抗地层下滑力;隧道径向、竖向相对位移稳定在较小值,有效控制了隧道和边坡变形发展,增加其稳定性。     

百合隧道仰拱施工质量控制技术

本文以南昆铁路南宁至百色段增建二线工程百合隧道的施工为例,对隧道仰拱施工技术问题进行了探讨,从仰拱结构混凝土、中埋式止水带施工质量控制技术上进行分析,提出了仰拱施工钢端模新工艺技术措施,以便对隧道仰拱施工质量进行有效控制。     

高原长大隧道几种施工装备的选取与研制

结合祁连山隧道施工实际,选取和研制了几种施工装备,并通过在高原地区长大隧道施工建设中超前预报、开挖支护、仰拱施作以及水沟电缆槽等一系列工序中的应用,从而提高了工作效率,加快了施工进度,保证了施工安全及质量。     

太中银铁路苗家坪1号隧道进口复杂地质施工技术

苗家坪1号隧道进口段地质比较复杂,是太中银铁路工程的重点项目。重点介绍太中银铁路SJSI标段项目部,在该隧道存在典型湿陷性黄土、隧道偏压、人工填土、人工洞穴等复杂地质条件下,根据围岩监控量测数据和黄土工程地质特点,采用加强工序措施和扇形钢架支撑预案,有效防止隧道偏压;采用加密钢架回填片石混凝土技术措施,处理隧道内的人工洞穴;采用先进行仰拱封闭、后进行挤密桩或混凝土桩施工技术,对隧道基底进行加固处理。通过实施验证,各项施工技术措施可行。     

深埋大断面土质隧道初期支护结构受力特征研究

研究目的:新奥法中初期支护结构作为承受围岩压力的主要结构有着重要的作用。为研究深埋大断面隧道复合衬砌中初期支护结构的受力特性,本文以银西高铁庆阳某隧道为工程依托,通过现场监测,得到深埋大断面红黏土隧道的围岩压力、钢拱架内力与混凝土内力变化规律,分析初期支护结构内力变化规律及分布特征。研究结论:(1)红黏土大断面隧道两侧的围岩压力大于拱顶和仰拱内的围岩压力;(2)初期支护结构内力呈现出上大下小的分布规律,且钢拱架承担了大部分围岩压力;(3)可考虑在边墙及拱顶增高钢拱架标号,仰拱内减少拱架截面积,以达到充分利用材料降低造价,提高衬砌结构可靠性;(4)本研究结果可以为类似地质条件下衬砌设计优化及隧道初期支护的施工组织提供参考。     

纵环向注浆联合支护技术在滑坡体黄土隧道中的应用

结合工程实践,采用方案比选优化、现场试验测算及实施验证,归纳总结青兰高速公路青皮塔隧道纵环向注浆联合支护施工技术,本工程穿越原始森林浅埋偏压黄土滑坡带,滑坡段土体极发育,土体松散,含水率达25.8%~31.5%,基底承载力不足200 kPa,隧道埋深浅,围岩稳定性极差。本技术在普通隧道超前纵向注浆支护的基础上进行改进,增加径向浅层注浆,采用水泥-水玻璃双液浆,形成了钢拱架、超前纵向与径向注浆导管、固结体联合的支护体系,提高了岩体的稳定性,有效控制了洞体整体变形,减小岩体变形,确保偏压高含水量黄土隧道施工质量和安全,保证了后续作业施工和运营安全,加快了施工速度。     

深埋碳质板岩隧道采用不同开挖方法时围岩及初期支护变形特征

大理至瑞丽铁路高黎贡山隧道为深埋碳质板岩隧道,利用MIDAS/GTS建立数值模型研究该隧道开挖过程中围岩及初期支护变形特征。结果表明:含仰拱全断面开挖在控制围岩变形和剪切破坏方面比不含仰拱全断面开挖更有优势,掌子面渗水导致实测的围岩变形量稍大于数值模拟结果;围岩压力和钢拱架应力出现急剧增长、增速变缓、趋于稳定3个阶段。急剧增长阶段围岩压力和钢拱架应力的最大值分别占整体最大值的70%～85%和60%～85%,围岩变形、围岩压力和钢拱架应力的最大值均出现在拱顶,较大值均出现在右拱腰和左拱脚,存在右上左下的偏压现象。     

定型钢模板在隧道仰拱混凝土施工中的应用

张唐铁路全长524 km,其中隧道共85座,隧道总长度达到239 km,现场隧道施工质量控制对于工程质量影响较大.文章介绍了隧道现场使用定型钢模板浇筑仰拱混凝土以及填充混凝土施工技术,定型钢模板的使用便于仰拱混凝土现场施工,保证了止水带安装质量,该工艺在张唐铁路全线推广使用后效果良好.     

预切槽法开挖黄土隧道预衬砌支护参数研究

研究目的:随着我国交通建设的发展,迫切需要解决软弱围岩隧道机械化施工的问题,本文以洪亮营大断面黄土隧道为依托工程,采用数值模拟方法分析不同条件下预衬砌的整体安全性,通过对预衬砌的支护参数进行分析,以期为后续类似工程的设计与施工提供参考。研究结论:(1)钢拱架间距对预衬砌整体安全系数有显著影响,间距越小,安全系数越高;(2)不同的预衬砌拱脚处理措施,对预衬砌整体安全系数影响较大;(3)由于切槽采用分段施工,各段接头部位的安全系数较低,当预衬砌局部弱化程度超过50%时,预衬砌的整体安全系数不能满足安全要求;(4)本研究以洪亮营大断面黄土隧道实际工程为依托,获取了预衬砌在不同的埋深、不同的钢拱架间距、不同的拱脚处理措施以及不同的预衬砌局部弱化程度条件下的整体安全性,可为预切槽法隧道在今后的工程设计和施工中提供指导作用。     

仰拱栈桥在铁路隧道施工中的运用

隧道仰拱施作与开挖、支护施工工序的交叉干扰一直是隧道施工的关键问题之一,在某新建铁路隧道施工中,中国水电集团专门研制了大型可移动式仰拱栈桥并成功应用于隧道施工。本文结合铁路隧道的工程实践,对移动栈桥的结构组成及采用移动栈桥进行仰拱施工的工艺进行了介绍,分析总结了可移动栈桥在隧道施工应用的注意事项和应用效果,对于推进铁路隧道工程的机械化和标准化施工,提高施工效率和保证施工质量具有重要的意义。     

偏压超浅埋大断面黄土隧道施工技术

结合郑西铁路客运专线坳渠隧道施工实例,介绍了偏压、超浅埋、大断面黄土隧道洞口段的施工技术,对施工中出现的问题,分析产生的原因后,提出了解决方案与建议,对类似偏压超浅埋黄土隧道工程施工有一定的参考借鉴意义.     

隧道水沟电缆槽共缝机理及变形缝防水设置技术研究

随着铁路隧道工程建设标准化的提高,水沟电缆槽作为最后一项附属工程施工,其浇筑工艺及施工装备均有了新的提高,但是施工后期和线路后期运营,水沟电缆槽开裂变形的问题依然是难以解决的质量缺陷,对隧道运营安全产生极大影响。本文通过成兰铁路长大隧道工程施工过程中的试验,分析其变形开裂成因以及对水沟电缆槽、衬砌施工缝共缝机理进行研究,结合现场技术应用效果,提出"共缝"设置理念,并针对变形缝设置提出相应解决措施,可为今后隧道工程设计、施工提供有益借鉴。     

浅埋偏压铁路隧道信息化监测施工技术

结合晋祠隧道在浅埋偏压的复杂地形情况下所采取的信息化施工监测施工技术,详细分析了在施工过程中围岩、支护结构及地表的变形规律,隧道开挖施工不同阶段各监测项目的具体数据,并针对这些信息及时调整施工速度和方案,确保了在浅埋偏压等不利地形条件下隧道施工安全、高效经济,对今后类似工程施工具有参考应用价值。