复杂铁路隧道关键施工技术.ppt

复杂铁路隧道关键施工技术研究 张顶立 Zhang Dingli 北京交通大学 隧道及地下工程教育部工程研究中心 Tunnel Underground Engineering Research Center of Ministry of Education Beijing Jiaotong University April , 2007 演讲内容 隧道洞口形式及施工技术 地质保障技术--超前地质预报 注浆加固技术及注浆效果评价 安全风险管理及质量控制 洞门的基本形式 洞门的变化形式 隧道洞口工法选择 对于铁路隧道而言，进洞是隧道施工的第一道工序，也是决定整个隧道施工成败的关键工序。洞口段的地质情况十分复杂而且断面大小不一，选择一个合适的施工方案直接牵涉到工程施工准备期的长短及下一步的施工效益、质量和安全。 根据施工条件、围岩类别、埋置深度、断面大小、坡面情况以及环境条件等，并考虑安全、经济、工期等要求，钻爆法施工的大断面隧道的工法有： 台阶法开挖 CD工法 CRD工法 双侧壁导坑法 工法选择不当造成塌方 工法及设计参数选择不当造成塌方实例 采用洞口辅助工法的意义 隧道洞口段施工由于洞口段复杂的地质条件，如：浅埋、偏压、围岩破碎以及目前隧道开挖断面大等特点，对进洞施工带来很多问题。因此在施工中除了要选择合适的工法外，辅助工法的选择也很重要。如果辅助工法选择不当或者施工不到位的话也会引起洞口的塌方，造成严重的后果。于是，在洞口段的施工中不仅需要采用合适的施工方法，而且要根据不同的地质条件选择合适的辅助工法。 大管棚支护 小导管注浆 辅助工法选择不当 隧道洞口段施工技术要点 套拱应有一定的长度，一般3~4m为宜； 套拱的基础应支承在稳定的地层或结构物上； 大管棚施工应保持较高的水平精度，避免进入隧道开挖空间； 套拱与地层的连接部位应进行加固处理，以免刚度差异较大引起的地层坍塌； 及时封闭和施作仰拱，并加强地层变形监测，严格控制地层沉降和收敛。 超前地质预报技术 TSP地震波探测 地质雷达 红外探水 水平钻孔（直接取芯） 综合预报手段 超前地质预报方法选择 TSP地震波探测 水平超前探孔 水平超前探孔 红外探水 地质雷达 地质雷达记录数据 忽视超前预报 不良地质段(导洞)上台阶施工的技术要点 超前小导管帷幕注浆要到位，这是避免不良地质段隧道出现坍塌及大范围冒顶的前提和保证。 锁脚锚管应按要求打设，并严格注浆， 由此可以有效防止拱顶沉降和围岩变形，使初期支护及时发挥作用。 初期支护背后及时进行回填注浆，这样一方面可以减小围岩的无支护范围，避免冒顶的发生；同时可使支护结构与围岩密贴，使支护结构受力更趋合理。 在下台阶施工时，应尽量减小上台阶支护结构的悬露时间和悬露范围，及时进行支护。 全断面注浆 超前注浆 初期支护背后回填注浆 全断面预注浆堵水加固效果 圆梁山隧道注浆效果 质量控制和安全风险管理 由于隧道工程本身的不确定性，隧道工程本身存在较大的风险性。近年来发生的一系列的风险事故也提醒着我们要加强风险管理，尤其对复杂地质条件下的隧道工程施工而言，隧道本身的地质复杂性更增大了风险事故发生的概率，具体表现在以下几个方面： 不良地质 地质灾害 有害气体及高温 爆破、施工用电等造成事故 不良地质(P1) 不良地质(P2) 不良地质(P3) 地质灾害（P1) 地质灾害（P2） 地质灾害（P3) 地质灾害(P4) 隧道施工安全风险管理 由于复杂地质隧道工程施工中存在着大量的不确定性因素，为了确保隧道工程施工的质量，我们必须对隧道施工中的风险进行规避和控制，以尽可能地控制和避免安全事故的发生。运用科技手段、成熟的技术、先进的设备和可靠的经验，有效降低隧道工程施工的风险。 安全风险预测及规避对策（P1) 安全风险预测及规避对策（P2) 安全风险预测及规避对策（P3) 隧道工程质量控制技术 及时探测初期支护背后的空洞、回填状况及密实度； 初期支护及二次衬砌的厚度； 初期支护钢拱架及格栅间距； 初期支护与二次衬砌之间的回填注浆效果。 粉细沙层充填物 淤泥质充填物 溶洞 回填处理后的溶洞 富水沙层侵入开挖限界 贯通掌子面的岩脉 断层处有大量涌水点 涌水 涌 砂 掌子面涌泥 突 泥 局部小范围塌方 围岩严重变形 (1)尽量旱季施工 (2)做好排水工程 (3)对滑坡体进行预加固:设置抗滑桩、锚索桩或桩间挡土墙等 (4)辅助工法：开挖前，超前长管棚，注浆填塞裂隙 (5)做好监控量测 (1)滑坡上缘裂缝 (2)地面变形速度明显加快，如地面建构筑物等移位、变形 (3)渗出水变混浊，开挖面岩层出水冒泥 (4)裂缝处有响声 洞 口 顺 层 滑 坡 (1)分部开挖：采用CD法或CRD或双侧壁