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淺談復雜地質條件下鐵路隧道施工技術
2020-04-18 11:29:17   來源:焦作新礦機械

1 復雜地質環境中隧道施工方法

在復雜地質環境下,鐵路隧道施工方法的選用對圍巖穩定、施工安全、施工進度等會造成嚴重的影響。因此,必須綜合考慮施工方法的安全性、可靠性、經濟性等因素,進而選取合適的施工方法。

1.1 全斷面開挖施工法

該方法是鐵路隧道開挖的常用方法,其主要特點是施工效率高、開挖速度較快、工序簡單、對周圍環境造成的影響小、施工作業面空間比較大、施工場地充足,同時具有便于大型機械設備施工的場地。但該方法也存在許多缺點,比如對機械化要求的程度比價高、人員和機械的組織要求比較嚴謹,并且該方法對各工序的進度要求比較嚴格,其中任何工序出現問題都會影響整體進度。地鐵鋼管片

1.2 分臺階開挖施工法

分臺階開挖施工法主要是把作業面橫向劃分成2耀3個部分,隨后再分步開挖。一般情況下,是把設計斷面劃分為上半斷面部分與下半斷面部分,然后分步開挖成型。該方法具有適用圍巖形式范圍廣、施工機械化程度要求低等特點,此外,當洞內具有充足的作業面時,施工速度通常比較快[1]。進行開挖時,往往開挖面的穩定性比較高,特別是上部開挖支護完成后,下部作業安全系數比較高,因此,該方法是當前鐵路隧道開挖中應用最廣泛的一種。該方法也存在一些不足之處,比如上下部分作業過程中會互相影響,同時要注意下部施工對上部的穩定性的干擾以及對圍巖造成的一定程度的擾動。

1.3 分部開挖施工法

對于土層比較軟弱的區域,圍巖不能進行大斷面挖掘,因此,通常會選用分部開挖的方式。當前國內外鐵路隧道分部開挖法主要包括3種形式:預留核心土開挖法、雙側壁導坑開挖法和中隔壁開挖法[2]。

鐵路隧道開挖施工方法主要指標見如表1所示。

表1 復雜地質條件施工方法比較表

主要指標對比施工方法 前提條件 工期防水性能初期支護拆除情況全斷面施工法臺階施工法沉降情況正常 較短 良好耗資情況無需拆除良好核心土開挖CD工法CRD工法眼鏡工法正常正常 良好耗資少較小 耗資少無需拆除分部開挖施工方法地質條件好,跨度約8m地質條件差,跨度約2m地質條件差,跨度約12m地質條件差,跨度約18m地質條件差,跨度約20m大跨度較大 良好耗資少無需拆除較小 良好較大短短短長長差耗資偏高大 耗資偏高大 耗資偏高

2 某鐵路隧道開挖施工技術

2.1 工程概況

該鐵路隧道位于廣州地區,隧道全長為2185m。作為該標段該區段鐵路控制性標段之一,該鐵路隧道是按照時速客運專線形式設計的雙線隧道鐵路,從地貌看,該區域屬于丘陵區,地形起伏變化比較明顯,高程變化在40耀95m,平均埋深達到50m,其坡度約為30毅,坡面可采取植被方式加固。

2.2 鐵路隧道施工技術

該工程涉及的施工技術包括以下幾個方面:(1)提起進行支護;(2)拱部進行環形開挖;(3)拱部進行前期支護;(4)核心土與其下部進行開挖;(5)實施二次襯砌與防水排水作業。

2.3 隧道施工過程的塌方治理與預防

2.3.1 塌方原因分析

通常鐵路隧道出現塌方的主要原因包括人為原因、自然原因、項目經驗不足原因等;從塌方的塌方部位進行分析,隧道塌方主要包括洞口部位引起的塌方、洞內部石體部分引起的塌方和洞內部土體類不穩定引起的塌方。

2.3.2 鐵路隧道塌方的主要處理措施

鐵路隧道出現塌方時,必須及時采取處理措施。處理時必須按照詳細的塌方觀測范疇、外形、塌方部分的地質情況等。了解塌方出現的原因與所處的地質條件后,應進行仔細研討,并盡快制定解決方案[3]。塌方部分的處理,首先要對其加強防排水處理,塌方通常與地下水活動有很大的關系,因此,治理塌方必須做好水的處理,防止因地表水的滲入造成塌方。此外,防水處理還可以截斷地下水,進而達到防止其滲入塌方地段造成更大面積的塌方。

2.4 鐵路隧道施工監測

該鐵路隧道具體檢測內容及監測方法如表2所示。

表2 鐵路隧道施工監測項目及內容

監測序號主要監測項目名稱 監測內容和目標 要求12地質情況與支護情況水平收斂開挖部分的巖性、巖層情況、結構面層與地下水位依據水平收斂情況,對巖體穩定、支護情況、二次襯砌等進行監測必須監測必須監測34沉降情況地表變化監測頂部下沉情況,判斷拱頂穩定性監測地表下沉情況,判斷隧道支護是否安全必須監測選擇監測

 

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