国外高速铁路隧道施工简介

国外高速铁路隧道施工简介国外高速铁路隧道施工简介意大利佛罗伦萨—博洛尼亚高速铁路隧道--投资27亿美元，全长78km约94%穿越亚平宁山脉。1997年9月总长71.5km（9座）的双线隧道正式开工，其开挖断面为135m2

。采用方法有：钻爆法、装有剥离破碎装置或液压锤的机械开挖，1.5km用明挖。最长18561m。--“ADECO”设计理念针对沿线地层复杂多变，部分地段存在高应力、大变形的挤压岩层，地质条件较差的情况。类似我国“动态设计、信息化施工”的概念。基本程序是通过大量地质勘查和土工试验，经计算具体分析，预测隧道开挖后岩体变形收敛情况及稳定状况，针对不同的情况，采取有针对性支护方式及结构设计参数，进行预设计。施工中加强监控量测及预测预报，将信息及时反馈给设计者，对预设计安全度进行评估，必要时及时调整设计参数，指导施工。处理困难的岩土应力-应变情况证明是有价值的。意大利佛罗伦萨—博洛尼亚高速铁路隧道--新奥法原理贯彻特别强调软弱围岩地段隧道开挖后，及时对开挖断面周边径向进行支护。二次衬砌紧跟、仰拱超前施作等措施对软弱围岩施工具有较强的指导意义。大断面软弱围岩开挖支护，初期支护变形20~30mm，初期支护厚度最大达550mm，对我国高速铁路隧道大断面隧道设计参数的确定有一定参考价值。意大利佛罗伦萨—博洛尼亚高速铁路隧道--超前支护措施针对不同的地质情况，采取超前锚杆、全断面帷幕注浆等支护措施。玻璃纤维锚杆，在国内运用较少，其超前支护长度达24m，目前国内使用大管棚超前支护措施，施工进度较慢。--密集隧道群总体施工组织根据该段隧道工程的特点、造价及工期（5年）要求，采用钻爆法、装有剥离破碎装置或液压锤的机械开挖进行施工，共修建总长19km辅助坑道和100km施工便道，开辟40个工作面进行施工，隧道平均掘进速度36m/d。马德里—巴塞罗那高速铁路线上的隧道工程--最高行使速度350km/h--采用两种断面形式：长大隧道断面面积74m2

，短隧道（≤1000m）断面面积109m2

。短隧道扩大的净空面积用于降低列车在通过隧道时进洞期间和两列列车在隧道内会车时的空气动力学效应。马德里—巴塞罗那高速铁路线上的隧道工程--在隧道施工方面在大断面隧道施工中，埋深较浅的覆盖层，采用分部形式的土层挖掘机，这样对周围岩体的扰动较小，其初期支护采用钢拱架，反填贝尔纳板，然后施作5cm厚喷混凝土。在岩层较好的地层施工时，采用钻爆法。在断面隧道施工中，先用小直径的TBM（4m直径）法在拱顶作超前导坑掘进后，再进行扩挖，这在我国未试验过。当隧道通过地层较差的围岩地段时，使用喷混凝土导坑先行的方式（台阶法，我国经常使用）。在隧道支护方面，围岩较差，隧道周边变形大的地段，初期支护一般采用钢拱架、贝尔纳板及喷混凝土支护形式。德国科隆—莱茵/美因高速客运线隧道工程--线路长219km，设计时速300km/h，隧道47km（30座），24座采用矿山法施工。--Ferthal隧道全长1526m，在一座圆形垃圾场通过，覆土层厚约35m，采用能很好控制下沉的侧壁导坑法施工，侧壁导坑开挖后就对整个断面的仰拱进行封闭，与我国目前采用的中部预留核心土的侧壁导坑法有明显的区别。德国科隆—莱茵/美因高速客运线隧道工程--Dernbach隧道全长3285m，埋深相当浅，分两个矿山法施工段。北段隧道在叶岩断裂带区段设置了半圆形临时仰拱，并采用了钢钎作为超前支护，这与目前我国隧道过断裂带常用的拱部小导管注浆加固作为超前支护基本相同。隧道在穿越3号联邦高速公路时采用侧壁导坑法施工引起高速公路路堤下沉量达25cm，需对路面进行修复。开挖作业再加上含水量高和高达13m弃土的填方荷载引起了下沉（采用钻孔注浆支护，是否可用拱部大管棚）。德国科隆—莱茵/美因高速客运线隧道工程--Schulwald隧道全长4500m，是本线最长的隧道。由于千枚岩地层岩石分界面特别光滑，遇水容易破碎，为此，在开挖面上设置一条长约30米的排水钻孔，采取预先降低地下水位的措施。隧道采用超前顶部导洞小断面、台阶法施工。对于水量较大的隧道采用超前小导洞作为排水导洞不失为一种好方法。⑤①②③④①：核心土支撑超前上导坑②+③：左右拱顶部开挖④：台阶开挖⑤：底拱开挖地质测绘·事先地质勘查·开挖面测绘·特性值确定·推算统计计算书用于设计和施工·统计证明·参数研究·评估地质测量·变形测量·应力测量·水位测量解释经验开挖等级确定德国科隆—莱茵/美因高速客运线隧道工程--万德斯曼北隧道两个单线隧道，覆土5.5~20m，穿越粘土层，局部有水，采用具有中央平台的敞胸平台盾构施工。采用臂式挖掘机挖土、装渣机出土的开挖方式。为浅埋、软弱地层隧道的设计和施工提供了借鉴。盾构机外径11m，管片采用5+1的分块方式（底块作封闭块，衬砌1.2m宽）隧道设计为两层衬砌，内层衬砌内径9.7m，用防水混凝土做成不透水的结构，接头处设置止水橡胶带（我国用遇水膨胀止水条）。德国科隆—莱茵/美因高速客运线隧道工程--尼登豪森隧道开挖断面160m2

，拱部（80m2

）、台阶和底部开挖，采用弱爆破法。在掘进中湿喷5cm厚的混凝土，安设锚杆系统，沿周边每2m进尺循环施作14~15根锚杆，再喷15cm厚喷混凝土。在石英岩中每次进尺增加到2.7m。隧道施工不分昼夜，每星期工作7天。当覆盖层增至98m时，隧道需设具有仰拱的内层衬砌。在水压高的情况下需设强劲的仰拱。在下钻A3公路段，因覆土很薄，采用侧洞法并辅以大管棚施工。英法海峡隧道工程

----长49km连接英国和法国的英法海峡隧道工程由三条隧道组成，于1987年2月开始动工，1993年6月对外运营开放。在整个隧道长度的走向中，直径4.8m的服务隧道居中，直径7.8m铁路隧道位于两侧。建成后的铁路隧道主要用于装载乘客、汽车、特快列车和货运慢车运行。----总计长度147km的隧道，主要由11台具有高度自动化和ZED激光导向特点的盾构掘进机担任掘进施工。盾构掘进机后辅助设备车架长数百米，盾构掘进机昼夜不停地连续施工，推进速率达到1400m／月。当英法海峡隧道施工完成后，大多数盾构掘进机的施工距离都超过世界上已有的其它多数盾构掘进机设计施工的三倍多。隧道断面超前钻探----在制定英法海峡隧道设计和施工方案中，提出一个重要建议是利用服务隧道对前方渗透度很高的不稳定地层或地带进行超前钻探，以期掌握服务隧道前方的地层规律。服务隧道进行钻探，在开挖工作面前经常保持至少20m的地层探查，钻孔深达100m。勘探钻机在工作面稍稍偏上部位钻入，垂直地向下来找出泥灰质粘土层的位置，并向侧面达到铁路运行主隧道的位置。一旦查明确定是一个不稳定的高渗透性地带，在盾构掘进机到达通过前使用速凝水泥浆进行注浆加固处理。----隧道总长近50km,其中38km位于海底以下，因此，作了超前探测，以确定潜在的大量涌水地段的位置。探测孔直径56mm，钻孔长度有时接近240m，定期监测涌水、渗透率以及钻探冲洗返回物．即冲洗水和岩屑的性质。超前钻探----除在隧道内进行探测工作外，岩土工程师还承担了对暴露出的工作面与侧墙地段（位于工作面后16m处）的一般地质描述分析工作。对于危险程度高的地段，如在超前的服务隧道中已出现过问题的地段，应予以特别注意。

施工高峰期间有30个岩土工程技术人员参加地面和地下监测仪器的安装与监测工作，以及工作面的正规地质描绘（作了几千份记录）。探测钻进总长约32km，建立了计算机数据库，广泛使用了计算机成图、赤平投影图以预测岩土状况。服务隧道超前探测作用

服务隧道在英法海峡隧道工程中起着超前导洞的作用。在盾构掘进机里面，实施掘进钻探和对地层特性进行量测，并记录地质条件情况。同时也在盾构掘进机后面进行调查研究，以查明位于上部的蓝色白垩地层和位于下部的泥灰质粘土层等地质情况

显示渗雨透率、阅涌水量巡寿与钻屑丙返回物借的典型涌超前探贫测图将切割舒下来的拦岩屑试悦样在现捎场作显崇微古生间物学分柱析，以舱确定隧膝道所处腿的地层茄层位。为在英国速一侧，粉探测工勿作占盾冒构掘进寻机停机论时间的7％。酒几乎教海峡待的整灭个宽密度都问进行膀了上膏述的泻探测渔。服务魂隧道认向铁岁路隧愧道拱呆部作嘴侧向休探测这种侧么向探测掘的频率译取决于米对潜在赚问题重所视的程淡度。特失别要注秧意在直祸接邻近删服务隧龟道已经欲发现涌这水量增旷大和岩忌土条件琴恶化的主那些地堤段，探竟测间距权应密集闲些。通革常作取村芯钻探淘井作压骗水透水罗性试验谷，以验饶证岩石偿质量与赌涌水量第。在海屋底波线牢洞室施氏工开始节之前，食对其拱谦顶部位盟也进行禁了类似以的侧向偏探测。贯通缺监测切情况19纽奉89年12月1日，磨英法她海底带服务什隧道咏在里峡程415浑96m处最终丛贯通，复从英国欣一侧开忆挖算起宴历时3年，斧距离21烈77肝3m．TBM在英符法海祝峡隧咳道工拆程中歉取得粉惊世姨成就英法海炼峡隧道云采用TBM施工嘴法进最行长蠢距离情、大适断面析机械爆开挖窄施工介成效耻显著查。特喝别是TBM机型的钉确定，TB准M技术驰创新漫与进栏步，南新型醋掘进明机的返技术虎性能恼和功茫能特加征以刮及TBM后车架液配套设凭备优化雾等技术罪环节起厕到了非怜常重要甘作用，诊其有效帽性也得粱到了证膛实。(1）采用TB胃M掘进大盟断面隧吨道长度地达185灾32m拴(8号TBM）创世坐界之最途；(2）最词大月储进尺我达14亦87溪m(洞9号TB栗M）创洲长大剩海底粥铁路饭隧道纲施工哗掘进膨最好蜂成绩样之一梦；TB劳M在英奖法海题峡隧呼道工如程中食取得呀惊世宋成就(3）在长腊大的海好峡隧道饥中TB遮M时间利艳用率提毒高到90闹%，整购个系作统的漫时间唐利用蜻达到坊了60%的最磨好成漫绩，祖也是他最新抄纪录阵；(4）建造特海底长键大铁路喇隧道采灿用混合陷机型TB炎M崭新技津术的施敞工还属炭首创；(5）由渴于最丈初的掏基本致技术警的应济用得过到了绞极大润的变许革，励已与忧复杂它地质源条件叶下施养工相绸适用搅，TBM的适邮用性控、可掘靠性览和先芬进性董在工队程实爽践中残作用村也得侦到证元实。丹麦斯迫多贝尔抵特大海间峡隧道脉工程丹麦境月内连接那菲英岛律与西兰醉岛、丹怜麦首都从哥本哈余根之间奥交通的如斯多贝冰尔特大冰海峡连没接工程怒，是丹圈麦建筑较史上最战大的土吼木工程始，也是贡当前世露界三大较隧道工河程之一焰。该工鼓程对隧妇道事业舰的建设老和发展制具有很扮大的影测响，有个助于丹飘麦将公旧路、铁熊路交通撤网贯通礼全国，间将来也摘有助于狸交通网抗连接丹其麦、瑞染典和欧练洲大陆办。斯多贝手尔特越湿海工程填是连接叼东、西轻丹麦（桑西兰岛青和菲莫雁岛）的队一条由物桥梁和珠隧道组岂合而成切的通道进。在斯晕多贝尔真特大海汪峡的中撕间有一刚个斯普返罗的小银岛，该款岛将海投峡分成隐东、西矩两部分醒。连通仁菲英岛党和斯普略罗的通甚道是一赌座铁路效／公路吴两用桥遥；连通贵西兰岛梯和斯普览罗岛的据通道是途由一座上公路桥洗和两条按铁路隧前道组合绝而成。安斯多贝勉尔特大尸海峡通百道的全芽长为18k狠m，其中乘隧道长稳度为7．9km。与英容法海峡准隧道相例似。设计要乔点(1）隧道诉的竖向揪曲率半僻径和平腔面曲率所半径按薪列车运梦行速度160绒km/编h的指间标设豆计。(2）隧道族使用寿沟命100年；(3）坡度吸≤1．56％；(4）隧升道最址浅覆片土15m（位昌于泥羞灰岩个层）督；(5）为确挣保隧道饶是在未雅受过扰蔽动的地躬层中掘捷进，相龟邻两条屠隧道的孙中心间聪距为25m；(6）在立铁轨双旁设柴有紧柜急人以行道桥；(7）相负邻隧古道旁局通道养的最辉大间竹距为25际0m；(8）设隐置25雾kV的悬垂侨式电缆盖；(9）隧道漏中设有孤排水系蒙统、灭钉火系统煌、动力悬供给、屈灯光、蠢隧道通杜风、电再气设备持的通风补和冷却耕、监控般系统（拜空气污跟染、可窗视度、吐温度和跨湿度等幸）和通迫讯系统骗。隧道内岗径7．7m、外遥径8．5m，管片绑厚度0.4增m铁路运仆行隧道庸和旁通世道断面隧道防悟腐设计1．地毯下水安氯化紫物影趋响严施重地层中挂的碳化作胳用、细析菌、硫鞋酸盐侵复蚀、(衬砌诉表面宫水泥翅的）紧集料裳的碱呈化反援应、交地层锣里偶苹然出兵现的搅间层兽和感斧应电接流的衬侵蚀等，都惩是潜在也的腐蚀及因素。夹而氯化涉物对钢摔筋的腐央蚀，对胖大海峡抵隧道衬脚砌是一惰个最严绑重的风连险。可选用恩的方法剑是增加钢俊筋保护继层和混址凝土施迈工掺合匠料，同运时用镀馒锌和不梁锈钢钢斩筋以及彻阴极保叼护。阴战极保耐护的捏现行尿技术油还不策能充演分确热保数春千米淡长的顽隧道惠衬砌到，反芳而会蔽造成短钢筋茂骨架府分离撒。因比而，巡寿用于办阴极氏保护季的设级备装烫置还搁须进这一步笼研制若。隧道防齐腐设计2．钢炸筋上从涂环纷氧粘染合料对衬砌进的两个累保护系娇统进行仓了测试顾，发现押大多数节有效的辣防腐方忙法，是拌在管片言的背面墓应用涂柏膜和使还用涂在边钢筋上率的环氧果粘合料(BE访CR)。在受丘控状态伸下，钢渡筋施受遮涂膜，尾并埋置镜在混凝斩土里。如钢筋施曾受涂膜禾在隧道哀施工中框具有不恨易损坏林的优点芒，而管顺片上的辞涂膜易务遭损坏正。挎基于锹最初调休查研究住的结论堪，招投举标设计帝中已将华两种方算法作为逝比较方轮案。比梅较的结弹果是,采用疫在钢旅筋上王涂膜残的方佛案成主本低多，受修益率属高。耳富有何成功荒经验牛的丹笋麦MT财团谷也选猜择了因这个边方案追。这赔样斯考多贝萄尔特堆大海膏峡东努面航赠道隧浅道衬象砌的筒防腐聚，就寇采用岗了在钢跪筋上滋涂上括环氧饭粘合竿料的斑方法翁。防腐妙机理版研究3.尽管恭斯多楚贝尔形特大共海峡敌隧道澡所处枯的地涝质环绕境条葵件很踢差，辉仍然抵要求象隧道肚能使殊用10O年。设计交者利屿用模支型对朴防腐认工艺化进行键了研叼究，总认识胸到腐附蚀通捧常有4种机理峰：(1）钢刑筋锈刑蚀；(2）碱一虹硅反应联；(3）化半学反券应（晒如：惧酸化敲）；(4）冻融螺引起管始片爆裂遵。劫影响平以上因快素的最转重要的处两个参乒数是水和屠盐。对虹管片考的具伤体不业利影默响因酬素有热：隧惕道处转于侵挤蚀性铅的地挖质环夺境中窗，地鹊下水惹含有C1按-1询9．000挎ppm、SO锤42泄-：1．90绳0p天pm，地下酷水的最云高压力难可达0．8Mp旗a。隧道毅衬砌内布充满着朱温热、萝潮湿和坟有害气摇体（包胡含柴油秆烟）,随着压猛力和气且体流动丽而受到勉侵蚀作驻用。氯化物膏和硫酸妹盐对衬杨砌的侵沟蚀衬砌帮综合睡防腐颜措施4．衬砌叛综合防郊腐措施所有惠这些缓不利烫条件锦要求妻对隧破道衬准砌进豪行必摇要的洲防腐乱处理危，基分本对己策如湾下所帖述：(1）在隧暂道外侧冲形成环形楚注