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大断面隧道的施工中的关键问题 二、客运专线的隧道特点 首先，如何认识客运专线中隧道工程与一般线路中隧道工程有何不同。 一、列车运行的高速度，引起的列车——空气动力学问题突出，不容忽视； 这包括： · 隧道净空有效断面积的确定－舒适性； · 列车运行产生的空气压对结构物的影响－耐久性； · 对周边环境的影响－缓冲结构的设置。三个方面的问题。 二、考虑列车高速运营的特点，隧道的净空有效断面积增大，例如在350km/h速度的条件下,Ⅴ级围岩隧道的开挖断面积可达170m2，属于超大断面隧道的范畴，与三车道公路隧道的开挖断面积相当，给设计、施工提出来许多新课题； 三、由于开挖断面积的增大，施工难度也急剧增加，特别是对一般地质条件下的初期支护技术和不良地质条件下的超前支护技术，提出来很高的要求； 四、列车高速运行的作用，对洞内轨道（包括基底结构，如仰拱或铺底、混凝土填充层等）的影响增大，不仅需要加强基底结构，对衬砌结构也具有一定的影响，不容忽视。 五、对衬砌混凝土的耐久性，如抵抗列车风压的疲劳特性；如何保证初期支护的喷混凝土的耐久性?，以及大断面衬砌结构的抗开裂特性等，都提出来了明确的要求； 结合具体情况，主要谈三个问题： 1、初期支护； 2、初期支护的喷混凝土； 3、隧道防水板的铺设工艺。 一、掌子面稳定性 在大断面条件下，如何控制掌子面的稳定性，减少和预防掌子面出现坍塌的风险，是极为重要的。特别是在通过各种不良地质地段时。 从风险的角度看，掌子面失稳有多种方式： ·掌子面挤出； ·掌子面拱部坍塌； ·上半断面拱脚下沉； ·底部鼓起等。 从技术角度出发，预防和减少上述风险发生的主要方法也是多种多样的。 ·超前支护； ·扩大拱脚、设置拱脚锚杆或锚管； ·正面喷射混凝土和锚杆； ·底脚锚杆或锚管等。 例如意大利在修建高速铁路隧道中，曾采用以下稳定掌子面的方法。 这些方法都是为了确保掌子面稳定，减少施工风险而形成的。 超前支护 工程实践证实，在地质不良的地段，发展各种稳定掌子面的辅助工法并使之模式化是极为重要的。日本、意大利在这方面都做了极有成效的工作。 定义：以稳定掌子面和地层下沉为目的的拱形薄壳结构体。即：不仅沿隧道纵向具有梁结构的作用，在横断方向还具有拱形结构支护效果的支护。 适用范围： 1、需要提高掌子面稳定性的土砂围岩； 2、以控制地表下沉和相邻结构物的影响为主要目的的场合；如浅埋地点、接近重要结构物施工的场合等 模式化的超前支护 日本在新版“城市矿山法隧道技术标准”（2004年）中，把超前支护类型、参数及适用条件做了具体的规定。 预衬砌 其标准参数如下。 超前支护厚度：１７０ｍｍ 设置范围：１２０o（１１５o～１２５o） 设置角度：７o（５o～１０o） 纵断方向钻孔长度：４.０ｍ 纵断方向充填长度：３.５ｍ 搭接长度：０.５ｍ 超前残余长度：１.０ｍ（１.０～２.０ｍ）． 水平喷射注浆方式 其标准断面如下： 喷射改良体直径：６００ｍｍ 设置范围：１２０o（１２０o～１８０o） 设置角度：５o（５～１０o） 纵断方向钻孔长度：１３.０ｍ（９～４８ｍ） 纵断方向改良长度：１０ｍ 搭接长度：１.０ｍ 超前残余长度：４.０ｍ（３.０～４.０ｍ） 设置间距：６００ｍｍ（４００～１６００ｍｍ） 长钢管注浆方式 标准断面如下： 钢管直径：１１４３ｍｍ 设置范围：１２０o（５０～１８０o） 设置角度：５o（４～３０o） 纵断方向钻孔长度：１２.５ｍ（４～４０ｍ） 纵断方向注浆长度：１２５ｍ（４～４０m） 搭接长度：３.５ｍ 超前残余长度：３.５ｍ（１.０～７.５ｍ） 设置间距：４５０ｍｍ（２００～１０００ｍｍ） 除预衬砌方式外，其它两种方式，我们也是经常采用的。也取得不少的经验，因此，当务之急是如何提高超前支护技术的水平，一个重要措施就是首先要建立模式化的、标准的超前支护工法体系，在此基础上，根据我们的实践确立各种超前支护的类型、设计参数及使用机械的配套。 预衬砌工法的机械 预衬砌工法采用的机械，有2大类： 1、排钻。示于下图。用其钻设槽形孔，中央的钻用于压注砂浆或混凝土，形成拱形混凝土壳体。 二、支护结构 支护结构的构成 隧道的支护结构包括： 初期支护；喷混凝土、锚杆、钢支撑或格栅 超前支护； 二次衬砌包括仰拱及底板； 临时支护：需要拆