论客运专线隧道施工技术

【摘 要】：客运专线隧道与一般传统隧道相比，断面面积大，施工工艺和施工质量要求高。文章介绍了客运专线的主要技术特点，提出了水平岩层隧道施工技术措施。

【关键词】：客运专线；隧道；施工技术

【 abstract 】 : special passenger line tunnel and general than traditional tunnel, cross section area is large, construction technology and construction high quality requirements. This paper introduces the main technical characteristics of the passenger special line, and puts forward the rock tunnel construction level technical measures.

【 key words 】 : passenger special line; Tunnel; Construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1引言

客运专线隧道与一般传统隧道相比，断面面积大，施工工艺和施工质量要求高。硖门隧道是温福客专重点控制工程之一，隧道围岩水平岩层特点明显，若控制不当，开挖后超欠挖现象不可避免。

薄层水平岩层，特别是软硬互层的薄层围岩，施工中极易形成严重超欠挖。超欠挖问题的发生不仅增加附加工作量，还将严重影响洞室稳定，也关系到初期支护和二次衬砌的质量。隧道施工过程中超欠挖的控制技术不仅从侧面反映了施工单位管理和技术水平．也关系到项目的经济效益。一般情况下，在水平岩层软硬互层围岩中，隧道开挖施工引起的超欠挖不可避免。超挖引起装运洞渣多，增加同填量，给初期支护、防排水、二衬等后续作业造成困难；欠挖则要清除，造成人工、材料的超额消耗，处理欠挖更容易引起更大的超挖。超欠挖影响隧道工程的综合效益，以现阶段客运专线双线隧道为例，衬砌外轮廓开挖周长约为25m，如每个开挖断面的平均超挖量为l0cm，每平米损失在1000元以上。严重的超欠挖对隧道洞室的稳定性也会产生一定的影响，因此必须对隧道超欠挖问题予以重视。

2客运专线的主要技术特点

客运专线铁路以其运行速度高、线路要求平直、安全舒适、节约时间等特点，比其他交通工具有更多的优越性。客运专线的隧道工程具有占地少、环境污染小、结构安全可靠、拆迁量和对城市干扰小等优点，从技术上有以下几个主要特点。

2.1空气动力学效应

列车在高速运行的条件下，对隧道结构的要求主要是空气动力学特性方面的。高速列车通过隧道时会产生一系列的空气动力学效应，如压力波动、出口处微气压波、洞内行车阻力增大等，这些均是列车速度目标值比较高的客运专线隧道的显著特点。

2.2可靠性和结构耐久性要求高

所谓可靠性，是指结构在规定的时间内，在正常规定的条件下，完成预定功能的能力，包括安全性、适用性和耐久性。当以概率来度量时，成为结构的可靠度。

所谓结构耐久性，是指结构及其部件在可能引起材料性能劣化的各种作用下能够长期维持其应有性能的能力。客运专线隧道由于其运营速度比较高，对结构和各种运营设施所产生的作用影响也就越大，对相应工程结构的可靠性和耐久性的要求也就越高。

2.3对环境的影响更加明显

环境包括自然环境、生态环境和周边人文环境，客运专线列车以较高的速度运行，其产生的轮轨噪声、机械噪声、弓网噪声和空气动力学等噪声将比普速列车明显，对环境的影响也比普速列车大。例如，列车进入隧道后，形成压缩波，当压缩波传到隧道出口突然释放形成微气压波时，会对洞口的环境造成一定的影响，严重时会产生爆破音，影响附近的建筑物和居民的正常生活。所以客运专线隧道的修建就应该更加重视对环境的影响，围绕降低噪声、减少对自然环境、生态环境和周边人文环境的破坏，采取不同于普速铁路隧道的工程措施。

2.4防灾救援要求高

客运专线隧道中运行的主要是高速度的旅客列车，一旦发生事故和灾害，后果比一般铁路要严重的多。如何尽量避免高速度的旅客列车在隧道内发生事故和灾害，以及旅客列车在隧道内因故停车时，如何快速疏散乘客，发生灾害事故时如何快速救援等，是客运专线隧道应该重点考虑的问题，相对普速客货共线的铁路隧道来讲，客运专线隧道对防止发生事故和灾害以及快速救援的要求更高。

3水平岩层隧道施工技术

3．1隧道开挖方案

在选定本隧道开挖方案时，主要考虑了以下三点：水平岩层隧道开挖边墙部围岩稳定性较好，一次开挖高度可适当加大；为避免爆破振动造成顶部岩板层间强度明显降低，应尽量减少开挖扰动次数；若掌子面围岩稳定性允许，采用大断面开挖技术有利于机械化作业。综合上述观点并结合硖门隧道的具体情况，拟定采用全断面开挖作业方式。隧道轨面以上部分一次爆破成形，落底采用跳挖法横向一次挖成，并搭建栈桥以利出碴，仰拱、铺底与轨面以下矮边墙一次浇注，其余拱墙混凝土采用整体移动式模板台车、泵送混凝土一次成形，纵向循环长度12米。

3．2爆破技术

3．2．1钻爆设计

考虑到水平岩层的特点，为控制水平软硬互层围岩超欠挖和拱部围岩的稳定性，各炮眼布置、间距及放炮顺序采用不耦合间隔装药结构全断面爆破。

3．2．2施工工艺

(1)作业要点：为有效控制药卷的距离，实现间隔装药，充分形成不耦合装药结构，可制作长度比孔深短30era左右竹片条进行装药。炮泥制作过程中，泥条的直径一般比成孔直径略大一些，以便能塞紧炮孔。

(2)量测布孔：用经纬仪(或全站仪)定出隧道中心线，按开挖轮廓线(比设计开挖线大5cm)定出最高点和最低点，从上至下每隔1．0m按该点设计对应的宽度作平行于起拱线的平行线，交于设计轮廓线的点，用红油漆标出后再将这些点顺次连接起来，便形成了开挖轮廓线。

(3)钻爆施工：台车(架)中心线与隧道中心线重合，采取各种措施(如加斜撑、剪刀撑和连墙件加固等)充分保证钻眼平、直、准和稳。台架分三层，每层搭铺木板(或竹排)，作为施工平台，并设置防护栏杆以确保施工安全。按照布孔设计，下一茬炮眼的施钻应沿着上一茬炮的炮痕钻进。周边眼及内圈眼钻眼的外擦角按小于3％的斜率钻进。施钻人员应固定施钻同一部位的炮眼，钻眼结束，装药前应将炮孔内泥浆、石粉用高压风清孔。由于本隧道断面较大，炮眼数目较多，为减少钻眼时间，提高工作效率，每茬炮眼共24台钻机作业，其中拱部9台，左右边墙分别为6台，底层为3台。

(4)装药和起爆；光面爆破孔采用032mm的药卷间隔装药，力争使周边眼炮痕保留率达到85％以上。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20era。采用不耦合装药结构，不耦合系数为1．5～2．0，乳化炸药可通过搓揉使其变为小直径药卷，采用间隔装药时装药结构。装药原则是：眼底加强装药，中部间隔装药，孔口少量装药，导爆索贯通整个炮孔。拱部、边墙采用025mm／150g乳化炸药，采用不耦合装药，底板采用集中加强装药。将药卷在竹片条上按规定距离布设好后绑扎结实，并将导爆索夹在竹片条与药卷的中间，之后将竹片条送入孔中，再用炮泥堵塞孔口约30cm左右。

3．3控制超欠挖的措施

(1)优化每循环进尺，合理确定炮眼深度。炮眼深度的确定主要受隧道地质条件、施工组织能力、单循环作业时间、装碴机械及能力、工期及进度要求等因素的制约。深孔钻爆，虽然能获得较好的施工进度，但由于受钻孔倾斜率的影响，降低了炮眼利用率，增大了炸药消耗量，循环时间会加长，超挖值也会增大。经施工中不断实践，确定循环进尺为2．5～2．7m，炮眼深度3．0m。

(2)提高装药质量和爆破技术。超挖造成浪费，欠挖处理极为困难。隧道施工中，要充分运用光面爆破、预裂爆破和等差毫秒技术，精心进行钻爆设计，合理选择钻爆参数，提高装药质量。从实施光面爆破控制超欠挖出发，选择与岩石声阻系数相匹配或相接近的炸药品种，周边眼可采用ABS法聚能药包结构，利用装药不耦合系数或相应的间隔装药方式，增加炮孔的线装药高度，改善爆碴块度，提高炮痕保存率。爆破后，及时进行轮廓断面测量检查，找出各处超欠挖值，并反馈到施工中去，根据地质条件和爆破效果修改设计，以达到减少超欠挖的目的。对自稳能力差的软弱围岩更要注意因爆破设计不当造成的大量坍塌。

(3)提高测量技术，减少预留误差，控制人为超挖。测量是控制超挖的基础，提高测量和画线精度是控制隧道超欠挖的重要措施。施工中，要尽可能采用高精仪器和先进的测量手段，经常调试校核仪器，并将设计轮廓线放样于掌子面上，以降低或取消预留和放样误差，减少人为超挖现象。

(4)加强人员培训，提高钻孔精度。为了使超欠挖值限制在最小范围内，必须加强对司钻人员的培训，使他们熟练掌握钻孔技术，做到按操作细则、设计要求和布置的孔位施钻，确保达到规定的孔位、孔深和倾斜度等。采用台车钻孔要实行定人、定钻、定眼，保证钻臂推进器水平，推力均匀适当。同时要严格工序间的检查和监督，坚持按图验收，不合格的坚决重打，以提高总体劳动成效和管理水平。

结束语

根据隧道的具体工程地质情况，在施工过程中不断地修正爆破参数，以减小爆破对层状岩层扰动，减小施工超欠挖量，确保开挖质量和围岩稳定，保证隧道的施工安全和施工进度。

参考文献：

[1]JTJ 042-2000公路隧道施工技术规范[S]

[2]于书翰,杜谟远.隧道施工[M].北京:中国交通出版社, 1999

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