大跨度隧道全斷面開挖施工工法

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1、大跨度隧道全斷面開挖施工工法(YJGF15-92)鐵道部隧道工程局隧道施工如仍采用60——70年代以輕型機(jī)具為主的小型機(jī)械進(jìn)行分部開挖、斗車運(yùn)輸、木支撐替換混凝土襯砌的施工方法，已不能適應(yīng)隧道全斷面施工的高速、優(yōu)質(zhì)和安全的要求，同時(shí)，也無法滿足修建大跨度和長(zhǎng)大隧道的需要。80年代建設(shè)的衡廣復(fù)線，在鐵道部的領(lǐng)導(dǎo)和支持下，針對(duì)評(píng)樂段長(zhǎng)14.295km的大瑤山雙線電氣化鐵路隧道的修建，開發(fā)了大跨度隧道全斷面開挖施工工法，解決了隧道長(zhǎng)、斷面大、工期短帶來的一系列難題。在施工中打破常規(guī)應(yīng)用十項(xiàng)科研關(guān)鍵技

2、術(shù)成果，做出了許多新的嘗試和突破，發(fā)展、改變了近百年來修建隧道的傳統(tǒng)方法。全面應(yīng)用新奧法原理指導(dǎo)施工；成功地進(jìn)行了硬巖深孔爆破和軟巖全斷一次成型爆破；首次運(yùn)用了光電測(cè)距導(dǎo)線和光電三角高程控制測(cè)量新技術(shù)進(jìn)行隧道控制和豎井投點(diǎn)；成功的進(jìn)行了27.6km獨(dú)頭巷道的施工通風(fēng)；第一次大規(guī)模的應(yīng)用帶塑料板的復(fù)合襯砌技術(shù)，發(fā)揮了圍巖的承載能力，創(chuàng)造了大的施工空間，解決了隧道漏水問題；全面采用大型機(jī)械化進(jìn)行全斷面施工，形成了破巖裝運(yùn)、支護(hù)、襯砌三條卓有成效的機(jī)械化作業(yè)線，創(chuàng)造了較高的施工速度，最高單口月成洞21

3、7雙線米，全隧道平均單口月成洞99.2雙線米，通過地質(zhì)惡劣的長(zhǎng)465m的F９斷層帶，單口月平均開挖19.75雙線米；施工中采用各種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)；多種注漿加固圍巖及堵水；全面進(jìn)行施工監(jiān)控量測(cè)，信息反饋技術(shù)。從而，大大改善隧道施工作業(yè)環(huán)境，為安全快速施工，提高工程質(zhì)量提供了技術(shù)保證。使該隧道施工技術(shù)成為我國(guó)隧道建設(shè)史上一個(gè)新舊方法的轉(zhuǎn)折，開創(chuàng)了隧道施工采用新方法、新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝的成功模式，并制定了各種施工工藝操作細(xì)則及標(biāo)準(zhǔn)。本工法的單項(xiàng)科研技術(shù)成果前后通過了部級(jí)技術(shù)鑒定。其綜合配套技術(shù)獲

4、1989年鐵道部科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。參加了首屆全國(guó)工業(yè)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步成果展覽，國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目圖片展覽、國(guó)際第16屆隧道年會(huì)展覽和1992年國(guó)際鐵路現(xiàn)代化展覽等。本工法的多項(xiàng)科技成果已納入鐵道部的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并已得到廣泛推廣和應(yīng)用。如大秦線西段二十多座鐵路隧道，梧桐山、板樟山等公路隧道和大廣壩、太平驛、銅頭水電工程的地下工程均應(yīng)用了本工法施工，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。一、工法特點(diǎn)(1)本工法全面應(yīng)用新奧法原理指導(dǎo)施工。(2)采用五米深孔光面爆破，解決了深孔掏槽、克服管道效應(yīng)、非電起爆、

5、爆破振動(dòng)監(jiān)控量測(cè)、周邊預(yù)裂光爆等系列技術(shù)問題；通過優(yōu)選爆破器材和選擇合理爆破參數(shù)等，使炮眼利用率平均95%以上，炮眼痕跡保存率達(dá)70%左右(見隧道硬巖深孔爆破工法)。(3)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理方法和信息反饋的判斷準(zhǔn)則技術(shù)用于施工，使一切施工管理、施工方法用數(shù)據(jù)說話，保證了隧道施工的安全作業(yè)。(4)初始應(yīng)力場(chǎng)及二次應(yīng)力場(chǎng)的量測(cè)技術(shù)，超前15m聲波探測(cè)光譜顯微構(gòu)造分析，結(jié)合洞內(nèi)素描，赤平極射投影技術(shù)，進(jìn)行了準(zhǔn)確的地質(zhì)預(yù)報(bào)，其準(zhǔn)確率達(dá)80%左右。(5)采用噴錨支護(hù)復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)，其外層用錨桿噴射

6、混凝土初期支護(hù)，內(nèi)層模注混凝土作二次襯砌，兩層間設(shè)置塑料防水層(見隧道復(fù)合式襯砌施工工法)。(6)大型機(jī)械化快速配套施工，成功地建立了鑿巖裝碴運(yùn)輸、混凝土錨噴支護(hù)和二次襯砌三條機(jī)械化作業(yè)線，使單口開挖月進(jìn)尺最高達(dá)到203m，平均月進(jìn)尺187m，混凝土襯砌施工最高達(dá)300m/月進(jìn)尺(見隧道大斷面快速施工工法)。(7)隧道長(zhǎng)距離(2763m)獨(dú)頭無軌運(yùn)輸施工通風(fēng)的成功，可減少一條平行導(dǎo)坑的工程。10(8)通過F9斷層嚴(yán)重地層破碎帶，采用的周邊淺孔預(yù)注漿堵水、加固地層技術(shù)(見雙線隧道富水軟弱破碎圍

7、巖大斷面工法)。(9)控制精密測(cè)量技術(shù)，使14.295km隧道貫通誤差精度橫向17.3mm(限制±400mm)，僅為限差的4.4%，高程誤差4.6mm(限差±50mm)，僅為限差的9.2%。(10)隧道做到安全施工，死亡率為第km0.57人。二、適用范圍(1)本工法適用于新奧法原理指導(dǎo)施工的各種隧道、地下通道及洞室。(2)深埋、鐵路圍巖Ⅲ-Ⅳ類，開挖斷面80~120m2的隧道。(3)采用大斷面深孔爆破機(jī)械化快速施工的公路隧道。水工隧道及其它類似的地下工程。三、工藝原理(1)以巖體力學(xué)

8、理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用新奧法原理指導(dǎo)施工，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，通過控制爆破技術(shù)，及時(shí)進(jìn)行噴錨初期支護(hù)，防止圍巖松動(dòng)，應(yīng)用量測(cè)監(jiān)控及時(shí)反饋，充分發(fā)揮圍巖和初期支護(hù)的作用，利用大型機(jī)械快速施工。(2)應(yīng)用爆破成型原理，做到了對(duì)不同圍巖的光面爆破、預(yù)裂爆破和深孔爆破。(3)利用變位反分析法原理，進(jìn)行復(fù)合襯砌的計(jì)算和設(shè)計(jì)。(4)利用圍巖特性曲線，確定施工工序之間的合理施作時(shí)間。(5)應(yīng)用流體力學(xué)氣體流動(dòng)理論，解決了施工長(zhǎng)距離管道通風(fēng)。(6)應(yīng)用地質(zhì)力學(xué)原理、淺層地震反射波原理和遙感原理探明了構(gòu)造