建造师资料-铁路隧道工程.doc

IC417000 隧道工程IC417010 掌握铁路隧道主要开挖方法和出碴方式IC417011 铁路隧道围岩分级1、铁路隧道围岩分级的目的铁路隧道围岩分级的主要目的是评定围岩性质判断围岩稳定性选择隧道位置选择支护和衬砌指导隧道施工2、铁路隧道围岩分级的因素及其确定方法铁路隧道围岩分级考虑了岩石坚硬程度和围岩完整程度的两个因素。岩石坚硬程度和围岩完整程度，采用定性和定量相结合的办法确定。岩石坚硬程度按表IC4170111中的规定划分。表IC4170111 岩石坚硬程度的划分岩石类别单轴饱和抗压强度（Mpa）代 表 性 岩 石硬质岩极硬岩60花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆岩硅岩、钙质胶结的砾岩及砂岩、石灰岩、白云岩等沉积岩片麻岩、石英岩、大理岩、板岩、片岩等变质岩硬 岩3060软质岩软 岩530凝灰岩等喷出岩泥砾岩、泥质砂岩、泥质砂岩、炭质页岩、泥灰岩、泥岩、煤等沉积岩云母片或千枚岩等变质岩极软岩5岩体完整程度考虑其结构面、发育程度和受地质构造影响程度两个方面，其分级和受两个方面的影响之规定见表表IC4170112。表IC4170112完整程度结构面发育程度地质构造影响程度完 整不发育。结构面1组2组，平均间距超过1.0米轻微。地质构造变动小，结构面不发育较完整较发育、不发育。结构面2组3组，平均间距超过0.4米较重、轻微。地质构造变动较大，位于断裂（层）或褶曲轴的邻近地段，可有小断层，结构面发育较破碎发育、较发育。结构面3组以上，平均间距不超过0.4米严重、严重破碎极发育不发育极严重、严重。地质构造变动强烈，位于褶曲部或断裂影响带内，软岩多见扭曲及拖拉现象，结构面发育极破碎极发育。结构面3组以上，杂乱，平均间距不超过0.2米极严重。位于断裂破碎带内，岩体破碎呈块石、碎石、角砾状，有的甚至呈粉末状，结构面极发育 3、围岩基本分级及其修正围岩基本分级，应根据围岩的坚硬程度和完整程度分级。表IC4170113级 别岩 体土 体极硬岩，岩体完整极硬岩，岩体较完整硬岩，岩体完整极硬岩，岩体较破碎硬岩或软硬岩互层，岩体较完整软岩，岩体完整极硬岩，岩体破碎硬岩，岩体较破碎破碎软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整较破碎软岩，岩体完整较完整略具压密或成岩作用的黏性土及砂性土一般钙质、铁质胶结的碎、卵石土、大块石土黄土（Q1、Q2）软岩，岩体破碎较破碎全部极软岩及全部极破碎岩一般第四系的半干硬硬塑黏性土及稍湿潮湿的碎、卵石土、圆砾、砂、角砾土及黄土（Q3、Q4）软塑状黏性土及潮湿的粉细砂等隧道围岩级别的判定宜按表IC4170114判定卡进行。表IC4170114 施工阶段围岩级别判定卡工程名称位 置里 程评 定距洞口距离（m）岩性指标岩石类型（名称）粘结力C Mpa；=硬 岩中硬岩软 岩极软岩土单轴抗压极限强度Rb= MPa点荷载强度极限Ix= MPa变形模量E= GPa泊松比=天然重度= kN/m3其他岩性完整状态地质构造影响度轻微较重严重很严重完 整地质结构面间距（m）1.50.61.50.20.60.060.20.06较完整延伸性极差差中等好极好较 碎粗糙度明显台阶状粗糙波纹状平整光滑平整光滑有擦痕破 碎张开性（mm）密闭1.0黏土充填松 散风化程度未风化风化轻微风化颇重风化严重风化极严重简要说明地下水渗水量L/(min10m)干燥或湿润25漏有渗水25125经常渗水干燥或湿润偶有渗水经常渗水初始应力状态埋深H= m地质构造应力状态其他围岩类别备 注记录者复核者日期隧道围岩级别的修正围岩级别在勘察、设计阶段，应在围岩基本分级的基础上，结合隧道工程的特点，考虑地下水状态、初始应力状态等必要的因素进行修正。地下水状态的等级划分宜按表IC4170115确定。表IC4170115 地下水状态的分级级 别状 态出水量L/(min10m)干燥或湿润偶有渗水25经常渗水25125地下水对围岩级别的修正，宜按表IC4170116进行。表IC4170116 地下水影响的修正 修正级别地下水状态围 岩 基 本 分 级围岩初始应力状态，当无实测资料时，可根据工程埋深、地貌、地形、地质、构造运动史、主要构造线和开挖过程中出现的岩爆、岩芯饼化等特殊地质现象，按表IC4170117作出评估。表IC4170117 初始地应力场评估基准初始应力状态主 要 现 名评估基准(Rc/max)极高应力1、硬岩：开挖过程中时有岩爆发生，有岩块弹出，洞壁岩体发生剥离，新生裂缝多，成洞性差42、软岩：岩芯常有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体有剥离，位移极为显著，甚至发生大位移，持续时间长，不易成洞高应力1、硬岩：开挖过程中可能出现岩爆，洞壁岩体发生剥离和掉块现象，新生裂缝较多，成洞性较差472、软岩：岩芯有饼化现象，开挖过程中岩体位移显著，持续时间长，成洞性差 注：RC围岩单轴抗压强度（Mpa）；max应力场的最大地应力值（Mpa）。初始应力状态的修正按表IC4170118进行。表IC4170118 初始应力状态的修正 围岩基本分级修正级别初始应力状态极高应力或高应力或IC417012 铁路隧道主要开挖方法1、铁路隧道开挖方法的基本要素铁路隧道开挖方法的选择应根据施工条件、地质条件、隧道长度、断面横断面、埋深、环保条件等综合确定。施工条件指施工队伍的施工能力、素质及管理水平。地质条件指围岩级别、地下水及特殊地质现象等。隧道长度指单座隧道长度。断面横断面指隧道横断面的形状及大小。埋深指隧道开挖拱顶至地面深度。工期要求指建设者要求的项目建设时间对特定隧道的工期要求。环保条件指周围环境对铁路隧道开挖产生的不良影响（如爆破振动、地表下沉、噪音、地下水变化等）的限制程度。经济效益指选择的开挖方法对隧道最终效益的影响程度。2、铁路隧道开挖方法分类如图IC417012-1铁路隧道开挖方法暗挖非钻爆掘进机法盾构法钻爆矿山法一般矿山法浅埋暗挖法明挖基坑开挖盖挖沉管图IC417012-1 铁路隧道开挖方法分类3、铁路隧道主要开挖方法的施工要点 (1)、钻爆法矿山法含一般钻爆法（矿山法）和浅埋暗挖法它是隧道工程中通过钻眼、爆破、出碴而形成结构空间的一种开挖方法，是目前修建山岭隧道的最通行的方法。矿山法的主要形式有：全断面、台阶法、环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法、交叉中隔壁法。矿山法主要形式见IC417012-1。表IC417012-1 铁路隧道矿山法施工（开挖）方法序号名 称横断面示意图纵断面示意图1全断面开挖法2台阶法 3环形开挖预留核心土法 4双侧壁导坑法 5中洞法 6中隔壁法（CD法） 7交叉中隔壁法（CRD法） 矿山法开挖施工要点采取一切措施保护围岩原有特性。为了充分发挥围岩的结构作用，应容许围岩有控制的变形，既要容许变形达到不在围岩中形成松弛的量级，又要限制它，使围岩不会过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在浅埋或地表下沉受到控制的条件下，控制变形及其发展是异常重要的。在施工中必须合理选择支付方案及参数，各种支护手段相互配合、底部封闭时间、一次掘进长度等。推行信息化施工。重视施工地质工作。在选择支护手段时，应选择能大面积牢固与围岩紧密接触的、能及时施设和应变能力强的支护手段。尽量采用全断面或大断面分部的开挖方法。应尽量采用先修筑仰拱（或临时仰拱）或铺底的施工方法。矿山法开挖的优点适用于各种地质条件和地下水条件。具有适合各种断面形式（单线、双线及多线、车站等）和变化断面（过渡段、多断面等）的高度灵活性。通过分部开挖和辅助工法，可以有效地控制地表下沉和坍塌。与盾构法比较，在较短的开挖地段使用，也很经济；与掘进机法比较，对围岩匀质性质几无要求。与明挖法比较，可以极大地对地面交通和商业活动的影响，避免大量的拆迁；从综合效益观点出发，是比较经济的一种方法。(2)、掘进机法（TBM）TBM的分类 中硬岩、软岩用 自由断面掘进机 土砂用 隧道掘进机 碎岩机 无护盾的TBM 全断面隧道机 带护盾的TBM图IC417012-2 隧道掘进机分类TBM施工方法的优点 、开挖作业能连续进行，因此，施工速度快，工期得以缩短，特别是在稳定的围岩中长距离施工时，此特征尤其明显。 、没有像爆破那样大的冲击，对围岩的损伤小，几乎不产生松驰、掉块，崩塌的危险小，可减少支护的工作量。此外，超挖小，衬砌也省。TBM法扰动围岩较爆破法为小。、开挖表面平滑，避免或减小应力集中现象。、震动、噪音小，对周围的居民和结构物的影响小。 因机械化施工，安全、作业人员少。近期的TBM可以防护棚内进行刀具的更换，密闭式操纵室、高性能的集尘机等的采用，使安全性和作业环境有了较大的改善。TBM施工方法的缺点 、机械的购置费和运输、组装、解体等的费用高，机械的设计制造时间长，初期投资高，因此，很难用于短隧道。 、施工途中不能改变开挖直径。但是，如用同一机种开挖不同直径的断面，在硬岩的情况下，更换附属部件，在数十厘米范围内，还是可能的。 、地质的适应性受到一定限制。目前虽然正在开发全地质型的机种，但还满足不了这种要求，对软弱围岩，还存在不少问题；对硬岩，强度超过200Mpa后，刀具成本急剧增大，开挖速度也降低。、开挖断面的大小、形状变更难，在应用上受到一定的制约。因此高性能的、高功率的自由断面掘进机得到了相应的发展。TBM的基本构成 TBM，其构成要素大体上可分为3部分： 挖部刀盘及其主轴和驱动装置； 开挖反力支撑部支撑靴； 推进部推进千斤顶。TBM的推进按下述动作反复进行： 扩张支撑靴，固定掘进的机体在隧道壁上； 回转刀盘，开动千斤顶前进； 推进1行程后，缩回支撑靴，把支撑靴移置到前方，返回1的状态。排土方式TBM的排土方式如下:皮带运输机排碴 皮带运输机使用在所有的梁型TBM和敞开式盾构TBM。 有涌水时，排土困难是其缺点，运量大，可高速化。喷射泵排碴 喷射泵使用于敞开式盾构TBM。 喷射泵以后，进行液体输送，但喷射泵是开回路的，掌子面能够开放出来。 有涌水时，也极为有效，但因排土效率低，只用于小口径的TBM。螺旋式输送机排碴 螺旋式输送机使用于密闭型盾构TBM，也有在土压式TBM中采用。 掌子面自稳性高，在无涌水时，掌子面可开放，故能代替皮带输送机。此时，不采用管片。泥土加压方式液体输送 该方式多使用在密闭型盾构TBM中。稳定掌子面效果好，但需设置管片。TBM的附属设施 TBM的附属设施，包括与TBM本体接续的在洞内配置的后续设备和在整个洞内布设的设备以及洞外的设备，这些设备多与通常在爆破法中采用的设备一致，主要有：运输设备、装碴设备、轨道设备、弃碴设备、集尘设备、通风设备、洞内超前钻孔设备、排水设备、给水设备、喷射设备、其它设备等等。TBM的运输方式在隧道施工中采用的运输方式有： A、轨道方式； B、无轨方式； C、连续皮带运输方式； D、泥浆运输方式。 在TBM施工中，无轨方式几乎不被采用。这是因为： 无轨的走行空间要求严格（圆形断面）； TBM隧道一般都较长，需要较强的通风设备，为此，要求能源大的、排放大量有害气体的内燃机车的无轨方式有很多不利之处； 在TBM掘进中，开挖和出碴是连续的，大型装载车交换时，如不使掘进中断，就要设置大型的储碴设施，但因受空间限制有时是不可能的。TBM采用辅助施工方法注意事项 TBM法一般是在良好的地质条件下采用的。因此，当需要采用多种辅助方法的围岩条件，应尽量避免采用TBM法。但是，采用TBM法的隧道长度是较长的，复杂的地质条件常常是难以避免，如通过几条断层破碎带是一般的，因此，完全不采用辅助施工方法进行掘进的情况是很少的。需采用辅助施工方法的地质条件见下表IC417012-1。表IC417012-2 TBM法常见需采用辅助施工方法的地质现象围岩条件项 目现 象地形条件埋深小埋深大崩塌、偏压、地表下层岩爆地质条件围岩强度地 热地 下 水有害气体掉块、崩落、膨胀、流砂高温围岩大量涌水、高压涌水、高温涌水有毒瓦斯、缺氧空气、可燃性瓦斯(3)盾构法盾构基本概念及类型盾构法是使用所谓的“盾构”机械，在围岩中推进，一边防止土砂的崩坍，一边在其内部进行开挖、衬砌作业修建隧道的方法。用盾构法修建的隧道称为盾构隧道。盾构法是现阶段在软弱地层中修建隧道以及各种用途管道的最先进的施工方法之一。 盾构的类型可以从不同的方面进行分类。按开挖方式：手掘式盾构、半机械式盾构、机械式盾构.按开挖面的支护方式：无固定支护式的盾构、固定机械支护式盾构、工作面近旁带有气压室的盾构、泥水加压式盾构、土压式盾构。(4)、明挖法明挖法是从地表面向下开挖，在预定位置修筑结构物方法的总称。一般多采用在平坦地形，埋深在40m以内的场合，而且可以适应不同类型的结构形式。采用明挖法修筑隧道，最主要得问题是隧道设置深度问题。一般说，隧道应设置在尽可能良好的地层中，并进行充分的调查，以确保隧道建成后的功能和安全性。明挖施工法的种类明挖顺筑法结构物的施工顺序是在开挖到预定深度后，按底板侧壁（中柱或中壁）顶板的顺序修筑的，是明挖法的标准施工方法。施工步骤为：测量支挡路面盖板上部开挖埋设物防护主体开挖主体构筑埋设物复旧回填拆除路面盖板拔出支挡桩恢复道路。明挖逆筑法逆筑法，在开挖过程中，结构物的顶板（或中层板）是利用刚性的支挡结构先行修筑的，而后进行开挖，此法在进行下部开挖前，可对顶板上面的埋设物和地面进行恢复。逆筑法主要适用于以下场合：接近开挖地点有重要结构物时；有强大土压和其他水平力作用，用一般挡土支撑不稳定，而需要强度和刚度都很大的支撑时；开挖深度大，开挖或修筑主体需要较长时间，特别需要保证施工安全时；因进度上的理由，需要在底板施工前修筑顶板，以便进行上部回填和开放路面时。明挖分部开挖法在修建大跨度隧道时，可采用每一次开挖较小的范围，分部修筑的方法，以防止底鼓、支撑松弛。明挖式沟槽法本法的施工顺序：首先设置先行筑造主体的挡土墙，在其间一边架设挡土支撑，一边开挖，并部分地修筑先行的主体。其后，利用此主体作为挡土墙，开挖中央部分，修筑主体并与两侧主体联成一体，形成整个结构物。此外，两侧主体能够自稳时，开挖中央部分可不用挡土支撑，就可修筑中央部分的主体。修筑大规模地下结构物时，特别是地层软弱、周围地层可能产生较大变形的情况，为防止开挖造成围岩松弛和移动，把对周围地层和相邻结构物的影响限制在最小限度，可采用本法。沉管法沉管法，就是在水底预先挖好沟槽，把陆地上预制的适当长度的管体，浮运到沉放现场，顺序的沉放于沟槽中，并回填覆盖而成为隧道。是修建水底隧道通常采用的方法。其主要特点：隧道深度与其他隧道相比，在只要不妨碍通航的深度下就可以设置，故隧道全长可以缩短；管段是预制，结构的质量好、水密性高，施工效率高、工期短；因为有浮力作用在隧道上，故比重小，要求的地承载力不大，故也适用于软弱地层；对断面形状无特殊要求，可按用途自由选择，特别适应较宽的断面形式；沉管的沉放，虽然需要时间，但基本上可在13日内完成，对航运的限制较小；不需要沉箱法和盾构法的压缩作业，在相当水深的条件下，能安全施工。施工顺序：沉管隧道施工，大体上分为节段制作、沉管段施工。竖井及引道施工等几部分。节段制作有钢壳方式和干船坞方式，其施工顺序是不同的。一般施工流程如图IC417012-2：节段制作干船坞方式钢壳方式修建干船坞制作钢壳制作管段浮运、牵引、临时设定浮运、牵引、临时设定混凝土灌注牵引、临时设定浮运、牵引、停置沉放准备牵 引沉 埋 段竖井引道段疏通沟道拆除既有结构物浮泥处理修筑围堰明挖施工砾石基础临时支撑支 挡开 挖横梁、支撑引道主体竖井占部竖井占部临时护岸拆除围堰附属设施护岸恢复沉 放压注砂浆接 头混凝土道床回 填附属设施内装修图IC417012-2 沉管隧道施工流程铁路工程中明挖法采用较少，主要是洞口部分或明洞的开挖，多采用简单的明挖式沟槽法施工。IC417013 隧道工程出碴方式 出碴是隧道施工的基本作业之一。出碴作业能力的强弱，决定了它在整个作业循环中所占时间的长短（一般在一个作业循环时间的40%60%），因上，出碴运输作业能力的强弱在很大程度上影响施工速度。 在选择出碴方式时，应对隧道或开挖坑道断面的大小、围岩的地质条件、一次开挖量、机械配套能力、经济性及工期要求等相关因素综合考虑。 出碴作业可以分解为：装碴、运碴、卸碴三个环节。1、装碴装碴方式 装碴的方式可采用人力装碴或机械装碴。人力装碴，劳动强度大，速度慢，仅在短隧道缺乏机械或分部断面小而无法使用机械装碴时，才考虑采用。装碴机械 装碴机械的类型很多，按其扒碴机构型式可为：铲斗式、蟹爪式、立爪式、挖斗式。铲斗式装碴机为间歇性非连续装碴机，有翻斗后卸、前卸和侧卸式三个卸碴方式。蟹爪式、立爪式和挖斗式装碴机是连续装碴机，均配备刮板（或链板）转载后卸机构。2、隧道运碴 隧道施工的洞内运输（出碴）可以分为有轨运输和无轨运输两种方式。 有轨运输是铺设小型轨道，用轨道式运输车出碴。有轨运输多采用电瓶车及内燃机车牵引，斗车或梭式矿车运碴，它可适应大断面开挖的隧道，更适用于小断面开控的隧道，尤其适应于较长的隧道运输（3km以上），是一种适应性较强的和较为经济的运输方式。 无轨运输是采用各种无轨运输车出碴和进料。其特点是机动灵活，不需要铺设轨道，能适用于弃碴场离洞口较远和道路坡度较大的场合。缺点是由于多采用内燃驱动，作业时，在整个洞中排出废气，污染洞内空气，故一般适用于大断面开挖和中等长度或短隧道中，并应注意加强通风。 运输方式的选择应充分考虑与装碴机的匹配和运输组织，还应考虑与开挖速度及运量的匹配，以尽量缩短运输和卸碴时间。一般均应作技术经济合理性分析，以求方案最佳。有轨运输运输车辆常用的轨道式运输车辆有斗车、梭式矿车。斗车结构简单，使用方便，适应性强。斗车运输是较经济的运输方式。按其容量大小可分为小型斗车（容量小于3m3）和大型斗车。小型斗车轻便灵活，满载率高，调车便利，一般均可人力翻斗卸碴。在无牵引机械时还可以人力推送，它是最常用的运输车辆。大型斗车单车容量较大，可在20m3，须用动力机车牵引；并配用大型装碴机械装碴才能保证快速装运。根据斗车类型采用驼峰机构侧卸或翻车机构卸碴；对轨道要求严格；但可以减少装碴中调车作业次数，而缩短装碴时间。梭式矿车采用整体式车体，下设两个转向架，车箱底部设有刮板式或链式转载机构，便于将整体车箱装满和转载或向后卸碴。它对装碴机械要求条件不高，能保证快速运输，但机构复杂，使用费较高。 梭式矿车单车容量为6m318m3，可以单车使用，也可以24节搭接使用，以减少调车作业次数。其刮板式自动卸碴机构，可以向后（即码头前方）卸碴，也可以使前后转向架分别置于相邻的两股道上，实现向轨道侧面卸碴，扩大充碴的范围。轨道间距应为2.0m2.5m，车体与轨道的交角可达3540。有轨运输牵引类型常用的轨道式牵引机车有电瓶车、内燃机车，主要用于坡度不大的隧道运输牵引。料井出碴多采用卷扬机提升。当采用小型斗车和坡度较缓的短隧道施工时，还可以采用人力推送。 电瓶车牵引无废气污染，但电瓶须充电，能量有限。必要时可增加电瓶车台数，以保证行车速度和运输能力。 内燃机车牵引能力较大，但增加洞内澡声污染和废气污染。必要时，须配备废气净化装置和加强通风。运输轨道有单线运输和双线运输两种常见形式。 单线运输能力较低，常用于地质条件较差或小断面开挖的隧道中。 单线运输时，为调车方便和提高运输能力，在整个路线上应合理布设会让站（错车道）。会让站间距应根据装碴作业时间和行车速度计算确定，并编制和优化列车运行图，以减少避让等待时间。会让站的站线长度应能够容纳整列车，并保证会车安全。 双线运输时，进出车分道行驶，无须避让等待，故通过能力较单线有显著提高。为了调车方便，应在两线间合理布设渡线。 渡线间距应根据工序安排及运输调车需要来确定，一般间距为100m200m，或更长，并每隔23组渡线设置一组反向渡线。工作面轨道延伸及调车措施工作面的轨道延伸，应及时满足钻眼、装碴、运输机械的走行和作业要求，并避免轨道延伸与其它工作的干扰。有时需延至开挖面。延伸的方法可以采用浮放“卧轨”、“爬道”及接短轨。待开挖面向前推进后，将连接的几根短轨换成长轨。工作面附近的调车措施，应根据机械走行要求和转道类型来合理选择确定，并尽量离开挖面近一些，以缩短调车的时间。 单线运输时，首先应利用就近的会让站线调车；当开挖面距离会让站较远时，则可以设置临时岔线、浮放调车盘或平移调车器来调车，并逐步前移。 双线运输时，应尽量利用就近的渡线来调车，当开挖面距渡线较远时，则可以设置浮放调车盘，并逐步前移。洞口轨道布置 洞口外轨道布置包括卸碴线、上料线、修理线、机车整备线以及调车场等。 卸碴线应搭设卸碴码头，其重车方向应设置一段0.5%1.0%的上坡，并在轨端加设车挡，以保证卸碴车列安全。 其它各线均应满足使用要求。轨道铺设要求轨距常用的有600m、762mm、900mm三种。双线车间净距不小于20cm；单线会让站车间净间距不少于40cm。车辆距坑壁式支撑净间距不小于20cm；双线不另设人行道；单线须设人行道，其净宽不小于70cm。轨道平面最小曲线半径，在洞内应不小于机车车辆轴距的7倍；洞外不小于10倍；使用有转向架的梭式矿车时，最小曲线半径不小于12m，并应尽量使用较大的曲线半径。洞内轨道纵坡按隧道坡度设置。洞外轨道除卸碴线设置上坡外，其余尽量设置为平坡或0.5%以下的纵坡。钢轨重量有15kg/m、24kg/m、30kg/m、38kg/m、43kg/m几种，轨枕截面有10cm12cm、10cm15cm、1215cm、14cm17cm（厚宽）几种。钢轨和枕木的选择，应根据各种机械的最大轴重来确定，轴重较大时应选用较重的钢轨和较粗的枕木；枕木间距一般不大于70cm。轨道铺设可利用开挖下来的碎石碴作为道碴，并铺设平整、顺直、稳固。若有变形和位移，应及时养护和维修，保证线路处于良好的工作状态。无轨运输 隧道用无轨运输车的品种很多，多为燃油式动力、轮胎走行的自卸卡车。载重量2t25t不等。为适应在隧道内运输，有的还采用了铰接车身或双向驾驶的坑道专用车辆。 无轨运输车的选择应注意与装碴机的匹配，尤其是能力配套，充分发挥各自的工作效率，提高整体工作能力。此外，一般要求选用载重自重比大，体形小、机动灵活、能自御、配有废气净化器的运输车。 洞内转向，还可以局部扩大洞径，设置车辆转向站，或设置机械式转向盘。IC417020 掌握铁路隧道支护、衬砌及防排水施工方法IC417021 隧道初期支护施工方法 1、初期支护的基本概念初期支护是为了解决隧道在施工期间的稳定和安全而采取的工程措施 初期支护主要采用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，它是现代隧道工程中最常见也是最基本的支护形式和方法。 初期支护施作后即成为永久性承载结构的一部分，它与围岩共同构成了永久的隧道结构承载体系。在这一点上，初期支护不同于传统施工方法中采用的钢木构件支撑。构件支撑在模筑整体式衬砌时，通常应予以拆除，不作为永久承载构件，称为临时支撑。 2、锚喷支护工程特点 锚喷支护较传统的构件支撑，无论在施工工艺和作用机理上相比较都有以下特点：、灵活性锚喷支护是由喷射混凝土、锚杆、钢筋网等支护部件进行适当组合的支护形式，它们既可以单独使用，也可以组合使用。其组合形式和支护参数可以根据围岩的稳定状态，施工方法和进度，隧道形状和尺寸等加以选择和调整。它们既可以用于局部加固；也易于实施整体加固；既可一次完成，也可以分次完成。充分体现了“先柔后刚，按需提供”的原则。、及时性锚喷支护能在施作后迅速发挥其对围岩的支护作用。这不仅表现在时间上，即喷射混凝土和锚杆都具有早强性能，需要它时，它就能起作用，而且表现在空间上，即喷射混凝土和锚杆可以最大限度地紧跟开挖而施工，甚至可以利用锚杆进行超前支护。虽然构件支撑的最大优点是即时承载，而锚喷支护同样具有即时维护甚至超前维护作用，且能容纳必要的支撑构件（如格栅钢架）参与工作。、密贴性喷射混凝土能与坑道周边的围岩全面、紧密地粘结，因而可以抵抗岩块之间洞节理的剪切和张裂。 从整体结构来看，喷射混凝土填补了洞壁的凹穴，使洞壁变得圆顺，从而减少了应力集中。 喷射混凝土尚能使锚杆和钢筋网的点约束作用得以分配和改善，使其发挥协同作用，从而增强了支护对围岩的有效约束，体现出“围岩一支护”一体化的力学分析和结构设计思想。、深入性锚杆能深入围岩体内部一定深度，对围岩起约束作用。这种作用尤其是以适当密度的径向锚杆群（称为系统锚杆）的效果最为明显。系统锚杆在围岩中形成一定厚度的锚固区，锚固区内的岩体强度和整体性得以提高和加强，应力分布状态也得以改善。其承载能力和稳定能力显著增强。此时隧道的稳定性实际上就是指锚固区的承载能力和稳定能力。 在围岩中加以锚杆，相当于在混凝土中加入钢筋形成钢筋混凝土，可以称为加筋岩石或加筋土。 另外，沿隧道轴承方向有一定外插角的超前锚杆或钢管，同样具有深入岩层内部对围岩起预支护作用。它们也经常与系统锚杆、喷射混凝土一起发挥协同作用。这对于处理一般的工作面不稳定的问题颇有效果。、柔性锚喷支护属于柔性支护，它可以较便利地调节围岩变形，允许围岩作有限的变形，即允许在围岩塑性区有适度的发展，以发挥围岩的自承能力。、封闭性喷射混凝土能全面及时地封闭围岩，这种封闭不仅阻止了洞内潮气和水对围岩的侵蚀作用，减少了膨胀性岩体的潮解软化和膨胀，而且能够及时有效地阻止围岩变形，使围岩较早地进入变形收敛状态。3、锚喷支护的作用和效果锚喷支护具有以下作用和效果，这也是进行锚喷支护设计的原理和依据。(1)、锚杆的作用和效果表IC4170211 锚杆的作用和效果锚杆的作用和效果支承围岩 锚杆能限制约束围岩变形，并向围岩施加压力，从而使处于二轴应力状态的洞室内表现附近的围岩保持三轴应力状态，因而能制止围岩强度的恶加固围岩 由于系统锚杆的加固作用，使围岩中，尤其是松动区中的节理裂隙，破裂面等得以联结，因而增大了锚固区围岩的强度（即C、值）；锚杆对加固节理发育的岩体和围岩松动区是十分有效的，有助于裂隙岩体和松动区形成整体，成为“加固带”提高层间摩阻力，形成“组合梁” 对于水平或缓倾斜的层状围岩，用锚杆群能把数层岩层连在一起，增大层理间摩阻力，从结构力学观点来看就是形成“组合梁”“悬吊”作用 所谓“悬吊”作用是指为防止个别危岩的掉落或滑落，用锚杆将其同稳定围岩联结起来，这种作用主要表现在加固局部失稳的岩体(2)、喷射混凝土表IC4170212 喷射混凝土的作用和效果喷射混凝土的作用和效果支承围岩 由于喷层能与围岩密贴和粘贴，并给围岩表面以抗力和剪力，从而使围岩处于三向受力的有利状态，防止围岩强度恶化；此外，喷层本身的抗冲切能力阻止不稳定块体的滑塌“卸载”作用 由于喷层属柔性，能有控制地使围岩在不出现有害变形的前提下，进行一定程度的变形，从而使围岩“卸载”，同时喷层中的弯曲应力减小，有利于混凝土承载力的发挥填平补强围岩 喷射混凝土可射入围岩张开的裂隙，填充表面凹穴，使裂隙分割的岩层面粘联在一起，保护岩块间的咬合、镶嵌作用，提高其间的粘结力，摩阻力，有利于防止围岩松动，并避免或缓和围岩应力集中覆盖围岩表面 喷层直接粘贴岩石面，形成风化和止水的防护层，并阻止节理裂隙中充填物流失阻止围岩松动 喷层能紧跟掘进进程后及时进行支护，早期强度较高，因而能及时向围岩提供抗力，阻止围岩松动分配外力 通过喷层把外力传给锚杆、钢拱架等，使支护结构受力均匀分担(3)、喷射混凝土表IC4170213 钢筋网及钢纤维的作用及效果钢筋网及钢纤维的作用及效果防止收缩裂隙或减少隙数量和限制裂缝宽度提高支护的抗震能力使喷层应力得到均匀分布，改善变形性能，增强锚喷支护的整体性增强喷层的柔性提高喷层承载力承受剪力和拉力(4)、钢拱架表IC4170214 钢拱架的作用和效果钢拱架的作用和效果加强限制围岩变形 因钢拱架的刚度较大，它对围岩松驰变形的限制作用更强硬，可及时阻止有害松动作为超前支护的后支点承受部分松驰荷载 因钢拱架的强度较大，它可以承受已发生的松驰荷载，保证坑道稳定与安全，此时应按临时的支撑来设计，参观背板法一节 一般情况下，对整体围岩采用喷混凝土或喷锚支护；对层状围岩宜采用喷锚或喷混凝土支护，有可能失稳的层状岩体及软硬互层岩体，则必须以锚杆为主；块状岩体宜采用锚杆钢筋网喷混凝土或钢筋网喷混凝土支护；散体状和软弱岩体宜采用锚杆钢筋网喷混凝土支护，必要时加钢拱架。 常用喷混凝土厚度一般在5cm20cm之间，有时也用到25cm。锚杆间距在表中已有显示，锚杆间距一般不宜大于其长度的一半，类围岩中的锚杆间距宜为1.0m左右，且不得大于规范规定的最大间距。另外，对于大跨度隧道为节省钢材，可以采用长短相间的锚杆支护形式。IC417022 隧道二次衬砌施工方法 1、衬砌形式在永久性的隧道及地下工程中常用的衬砌形式有以下三种；即整体砼衬砌、复合式衬砌及锚喷衬砌。2、衬砌模板类型 常用的模板类型有：整体移动式模板台车、穿越式（分体移动）模板台车、拼装式拱架模板。、整体移动式模板台车 整体移动式模板台车主要适用于全断面一次开挖成形成或大断面开挖成形的隧道衬砌施工上。它是采用大块曲模板、机械或液压脱模、背附式振捣设备集装成整体，并在轨道上走行，有的还没有自行设备，从而缩短立模时间，墙拱连续灌筑，加快衬砌施工速度。 模板台车的长度即一次模筑段长度，应根据施工进度要求、混凝土生产能力和灌筑技术要求以及曲线隧道的曲线半径等条件来确定。 整体移动式模板台车的生产能力大，可配合混凝土输送泵联合作业，是较先进的模板设备，但其尺寸大小比较固定，可调范围较小，影响其适用性，且一次性设备投资较大。我国有些施工单位自制较为简单的模板台车，效果也很好。、穿越式分体移动模板台车 这种台车是将走行机构与整体模板分离，因此一套走行机构可以解决几套模板的移动问题，既提高了走行机构的利用率，又可以多段初砌同时施行。、拼装式拱架模板 拼装式拱架模板既适用于顺作，也适用于逆作，但拼装，拆模较费时费工。 拼装式拱架模板的拱架可以采用型钢制作或现场用钢筋加工成桁架式拱架。为便于安装和运输，常将整榀拱架分解为2-4节，进行现场组装，其组装连接方式有夹板连接和端板连接两种形式。为减少安装和拆卸工作量，可以作为易移动式拱架，即将几榀拱架连成整体，并安设简易滑移轨道。 拼装式拱架模板的模板多采用厂制定型组合钢模板，其厚度均为5.5cm,宽度有10cm、15cm、20cm、25cm、30cm，长度有90cm、120cm、150cm等。局部异形及挡头板可采用木板加工。 拼装式拱架模板的一次模筑长度，应与围岩地质条件、施工进度要求、混凝土生产能力、以及开挖后围岩的动态等情况相适应。一般分段长度为2m-9m，松软地段最长不超过6m。 拱架间距就应视未凝混凝土荷载大小及隧道断面大小而定，一般可采用90cm、120cm及150cm。 拼装式拱架模板的灵活性大，适应性强，尤其适用于曲线地段。因其安装架设较费时费力，故生产力较模板台车低。在中小型隧道及分部开挖时，使用较多。传统的施工方法中，因受开挖方法及支护条件的限制，其衬砌施作多采用拼装式拱架模板。3、衬砌施工方法在灌筑衬砌混凝土之前，要进行隧道中线和水平测量，检查开挖断面，放线定位、立模、混凝土制备和运输等准备工作。 这些准备工作，除应按模筑混凝土工程的一般要求进行外，还应注意以下各点。断面检查 根据隧道中线和水平测量，检查开挖断面是否符合设计要求，欠挖部分按规范要求进行修凿。并作好断面检查记录。 墙脚地基应挖至设计标高，并在灌筑前清除虚渣，排除积水，找平支承面。放钱定位 根据隧道中线和标高及断面设计尺寸，测量确定衬砌立模位置，并放线定位。 采用整体移动式模板台车时，实际是确定轨道的铺设位置。轨道铺设应稳固，其位移和沉降量均应符合施工误差要求。轨道铺设和台车就位后，都应进行位置、尺寸检查。 放线定位时，为了保证衬砌不侵入建筑限界，须预留误差量和预留沉落量。并注意曲线加宽。 预留误差量是考虑到放线测量误并和拱架模板就位误差，为保证衬砌净空尺寸一般将砌内轮廓尺寸扩大5cm。 预留沉落量是考虑到未凝混凝土的荷载作用会使拱架模板变形和下沉；后期围岩压力作用和衬砌自重作用（尤其是先拱后墙法施工时的拱部衬砌）会使衬砌变形和下沉。故须预留沉落量。这部分预留沉落量根据实测数据确定或参照经验确定。 预留误差量和预留沉落量应在拱架模板定位放线时一并考虑确定，并按此架设拱架模板和确定模板架的加工的尺寸。拱架摸板整备 使用拼装式拱架模板时，立模前就应洞外样台上将拱架和模板进行试拼，检查其尺寸、形状，不符合要求的应予修理。配齐配件，模板表面要涂抹防锈剂。洞内重复使用时亦应注意检查修整。拱架模板尺寸应按计算的施工尺寸放样到放样台上，并注意曲线加宽后的衬砌及模板尺寸。 使用整体移动式模板台车时，在洞外组装并调试好各机构的工作状态，检查好各部尺寸，保证进洞后投入正常使用。每次脱模后应予检修。立模 根据放线位置，架设安装拱架模板或模板台车就位。安装和就位后，应作好各项检查，包括：位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性等。混凝土制备与运输 由于洞内空间狭小，混凝土多在洞外拌制好后，用运输工具送到工作面再灌筑。其实际待用时间中主要是运输时间，尤其是长大隧道和运距较远时。因此运输工具的选择应当注意装卸方便，运输快速，保证拌好的混凝土在运输过程中不发生漏浆、离析泌水，坍落度损失和初凝等现象。 可结合工程情况，选用各种斗车、罐式混凝土运输车、或输送泵等机械。混凝土的灌筑、养护与拆模 在做好上述准备工作后，即可进行混凝土灌筑。隧道衬砌混凝土的灌筑应注意以下几点。保证捣固密实，使衬砌具有良好的抗渗防水性能，尤其应处理好施工缝。整体模筑时，应注意对称灌筑，两则同时或交替进行，以防止未凝混凝土对拱架模板产生偏压而使衬砌尺寸不合要求。若因故不能连续灌筑，则应按规定进行接茬处理。衬砌接茬应为半径方向。边墙基底以上1m范围内的超挖，宜用同级混凝土同时灌筑。其余部分的超、欠挖应按设计要求及有关规定处理。衬砌的分段施工缝应与设计沉降缝、伸缩缝及设备洞位置统一考虑，合理确定位置。封口方法。当衬砌混凝土灌筑到拱部时，需改为沿隧道纵向进行灌筑，边筑边铺封口模板，并进行人式捣固，最后堵头，这种封口“活封口”。 当两段衬砌相接时，纵向活封口受到限制，此时只能在拱顶中央留出一个50cm50cm的缺口，待后进行“死封口”。 采用整体式模板台车配以混凝土输送泵时，可以简化封口。多数情况下隧道施工过程中，洞内的湿度能够满足混凝土的养护条件。但在干燥无水的地下条件下，则应注意进行洒水养护。 采用普遍硅酸盐水泥拌制的混凝土，其养护时间一般不少于七天；掺有外加剂或有抗渗要求的混凝土，一般不少于十四天。养护用水的温度应与环境温度基本相同。二次支护拆模时间，应根据混凝土强度增长情况来确定。一定应混凝土强度达到2.5Mpa时，方可拆模。有承载要求时，应根据具体受力条件来确定。 6、仰拱和底板若设计无仰拱，则铺底通常是在拱墙修筑好且开挖完毕后进行，以避免与拱墙衬砌和开挖作业的相互干扰。若设计有仰拱，说明侧压和底压较大，则应及时修筑仰拱使衬砌环向封闭，避免边墙挤人造成开裂甚至失稳。但仰拱和底板施工占用洞内运输道路，对前方开挖和衬砌作业的出查、进料造成干扰。因此，应对仰拱和底板的施作时间、分块施工顺序和与运输的干扰问题进行合理安排。 仰拱和底数可以纵向分条、横向分段灌筑。纵向通常可分为左右两部分，交替进行；横向分段长度应视边墙施工缝、伸缩缝、沉绛缝及运输要求来确定。当侧压力较大时，底部开挖分段长度不能太长，以免墙脚挤人。 为施工方便，仰拱和底板可以合并灌筑，但应保证仰供混凝土强度符合设计要求。 待仰供和底板纵向贯通，且混凝土达到一定强度后，方能允许车辆通行。其端头可以采用石渣土填成顺坡通过。灌筑仰拱和底板时，必须把隧道底部的虚渣、杂物及淤泥清除干净，排除积水。超挖部分应用同级混凝土或片石混凝土灌筑密实。IC417023 隧道防排水施工方法1、隧道工程防排水原则为避免和减少水的危害，我国铁路隧道坚持“防、排、堵、截综合治理原则，因地制宜的治水原则”。、防就是利用不透水或弱透水材料，将地下水隔绝在隧道之外。(2)、排就是人为设置排水系统，将地下水排了出隧道。 (3)、堵就是以衬砌混凝土为基本防水层，以其它防水材料为辅助防水层阻隔地下水，使之不能进入隧道内的防水措施，必要时还可以采用注浆堵水措施。堵水措施可以较好地保护地下水环境。(4)、截就是在隧道以外将地表水和地下水疏导截流，使之不能进入隧道工程范围内。(5)、因地制宜就是综合考虑，适当选择治水方案，做到技术可行，费用经济，效果