高速铁路隧施工培训

衡茶吉铁路HCJ-2标隧道施工培训中铁五局集团工程管理部2009年6月6日1200km时速标准铁路隧道第一部分

现场综合管理要点1、施工准备a、技术准备：施工调查、设计文件汇审、施组编制、控制测量、作业人员培训、技术交底等b、资源准备：①管理人员②作业班子（开挖、喷砼、钢筋加工、挂防水板、模注砼、注浆等）③机械设备（变配电系统、空压机、自备发电机凿岩机具、装渣运输机械、喷砼机、管棚钻机、钢筋加工机械、试验检测设备、通风机、衬砌台车、超前地质预报设备等）④周转料具⑤材料供给中铁五局集团12200km时速标准铁路隧道c、施工场地与临时工程①现场平面规划原则：永临结合、动态管理、功能区划、专项设计。②现场平面规划的内容：施工便道、生产生活房屋（棚）、临时供水、供风、供电设施、通讯设施、拌合站、预制场、仓库、堆料场、渣场、排水系统、消防设施等。③临时工程施工要求：运输道路应满足运量和行车安全要求；严禁将住房等临时设施布置在受洪水、泥石流、落石、滑坡等自然灾害威胁的地点，不应在洞顶修建房屋、高压水池和其它建筑；应采取消防和环境保护工程措施，并应考虑突发自然灾害时的应急预案措施；中铁五局集团23200km时速标准铁路隧道中铁五局集团4④紧邻洞口的桥、涵、路基挡护等工程的施工，应结合隧道施工场地布置及早完成。c、洞口段围岩加固：隧道洞口浅埋、偏压段开挖，进洞前宜先加固洞口段围岩，加固措施：①地表喷锚网喷、地面预注浆、地表旋喷桩等方式加固地层②设置长管棚、超前小导管、超前锚杆等超前支护措施。3、洞身工程施工

a、基本概念①围岩自稳时间—围岩开挖暴露后，在未进行任何支护的情况下，能够自行持续稳定的时间。②岩爆—在高地应力围岩中开挖隧道后，地应力重5

新200km时速标准铁路隧道分布，隧道周边围岩应力集中部位突然释放而发生爆裂，引起岩块向外抛射或大片拨路剥落的现象。③光面爆破—为了使爆破形成平整的开挖面，减少超挖，由开挖面中部向外侧依次顺序起爆的爆破方法。④喷锚支护—由喷射砼、锚杆、钢筋网、格栅钢架等组合而成的支护结构。⑤超前支护—在隧道开挖前，对开挖工作面前方的围岩进行预加固的支护技术。⑥管棚—在隧道开挖前，沿开挖工作面的外轮廓线外，按一定外插角插入直径大于70mm的钢管，压注水泥浆或水泥砂浆，然后将钢管与钢架焊接为一体形成的支护体系。中铁五局集团56200km时速标准铁路隧道⑦小导管预注浆—在开挖前，沿开挖面的拱部外周插入直径小于70mm的钢导管，并进行注浆，加固隧道周边岩体而进行的预支护方法。⑧回填注浆—在支护或衬砌完成后，为了填充支护与地层或衬砌与防水板之间的空隙而进行的注浆。⑨监控量测—是喷锚构筑法施工的重要组成部分，通过对施工过程中周边环境影响因素(如地层位移、围岩收敛、建筑物沉降等）的监测，分析其变化规律，正确评价围岩动态和支护工作状态，为设计、施工安全提供依据和参考。中铁五局集团67200km时速标准铁路隧道b、开挖方法：根据地质条件、断面结构、衬砌与支护设计、机械配备、工期以及经济效益等综合确定。中铁五局集团开挖方法横断面示意图适用围岩级别全断面法11、单线隧道Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ级围岩2、双线隧道Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ级围岩台阶法11、单线隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩2、双线隧道Ⅲ级围岩278中铁五局集团开挖方法横断面示意图适用围岩级别环形开挖预留核心土法1、单线隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩2、双线隧道Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、

Ⅵ级围岩双侧壁导坑法1、单线隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩2、双线隧道Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、

Ⅵ级围岩中隔壁法（CD法）单、双线隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩、浅埋隧道、三线隧

道1423

431

4

2

1

42

53

689中铁五局集团开挖方法横断面示意图适用围岩级别交叉中隔壁法（CRD法）1234双线、三线隧道Ⅳ、Ⅴ、

Ⅵ级围岩、浅埋隧道56双连拱隧道中洞法3624175910200km时速标准铁路隧道c、钻爆设计：应根据地质条件、开挖断面、开挖方法、循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行爆破设计。内容应包括：炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、深度、斜角和数目、爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。钻爆设计图应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。①单孔爆破成缝试验：试验前初选单孔药量、装药集中度、堵长度、装药结构等参数，试验时通过调整这些参数直到爆后孔口只出现裂缝不产生爆破漏斗为止，此时的装药深度即为临界深度（装药重心至孔口距离）②排孔爆破成缝试验：根据单孔爆破成缝试验，初选炮眼间距行排孔爆破成缝试验，直到不出现爆破漏斗，只出现孔间贯通裂缝为止（缝宽一般为5—10mm)。中铁五局集团1011200km时速标准铁路隧道③预裂爆破试验：通过排孔爆破试验，得出炮眼间距（E）④光面爆破试验：根据排孔爆破试验得出的炮眼间距（E）选定一组E/W值，定出不同的抵抗线W，进行试验，得出最小抵抗线

W值。⑤预裂爆破参数表中铁五局集团岩石类别周边眼间距E（cm)至内排崩落眼间距（cm）装药集中度q(kg/m)极硬岩40～50400.3

～0.4硬岩40

～45400

.2

～0.25软质岩35

～40350.07

～0.121112200km时速标准铁路隧道⑥光面爆破参数表中铁五局集团岩石类别周边眼间距E(cm)周边眼抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度q(kg/m)极硬岩50

～6055

～750.8

～0.850.25

～0.3硬岩40

～5050

～600.8

～0.850.15

～0.25软质岩35

～4545

～600.75

～0.80.07

～0.12⑦炮眼布置要求：周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖面符合设计要求。底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破；辅助眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装碴的需要；周边眼和辅助眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽眼应加深10

～20cm；1312200km时速标准铁路隧道⑧全断面光面爆破示例中铁五局集团111111333335555553333333335557777777777777999999913

999710099999131313131313131313131313131313

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11Ⅱ级围岩全断面光面爆破爆眼布置示意图抵抗线W=0.80m100100掏槽眼辅助眼间距0.8m周边眼间距0.5m

底板眼爆孔间距0.6m1314200km时速标准铁路隧道⑨上半断面光爆示例中铁五局集团三圈眼间距E=100cm内圈眼间距E=80cm周边眼间距E=60cm掏槽眼底板眼间距E=80cm1Ⅲ、Ⅳ级围岩上半断面开挖炮眼布置示意图375911331415200km时速标准铁路隧道⑩装药结构和爆破器材常用的周边眼装药结构有小直径连续装药、间隔装药、空气柱状装药等。爆破器材采用非电毫秒雷管和光面爆破专用炸药。中铁五局集团光爆炸药非电毫秒雷管(ms)炸药名称药卷规格直径X长度（mmxmm)段别DH-1GB-63781号岩石硝铵20X(200

～600)10＜132号岩石硝铵20X(200

～600)225±1025±102号岩石硝铵25X(200

～600)350±1050±10低爆速炸药20x2004……75±1075±101615200km时速标准铁路隧道中铁五局集团质量检查断面检合格查压力风清理基面断面整修埋设检测标识桩喷射混凝土喷射机就位混凝土养护预拌喷射砼不合格不合格d、支护①支护体系：系统锚杆（径向锚杆）钢筋网、钢架、喷砼。②喷砼喷砼应采用湿喷工艺，喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序自下而上，喷嘴宜与喷射面垂直，其间距宜为1.5

～2.0米;一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定,且拱部不得超过10cm,边墙不得超过15

cm,分层喷射时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行;喷射作业紧跟开挖作业面时,下一循环爆破应在喷混凝土终凝后3h进行.合格湿喷混凝土施工工艺框图1617③径向锚杆、钢筋网、钢架中铁五局集团17布设孔位钻孔清孔灌砂浆机具调试锚杆入孔安设垫板灌浆试验砂浆锚杆施工工艺框图砂浆拌制锚杆类型：砂浆锚杆、树脂锚杆、中空

注浆锚杆、自钻式锚杆、摩擦型锚杆等。锚杆施工要点；应按设计要求定出位置，孔位允许偏差±150mm，应保持在同一法向面；应保持直线，应宜与其所在部位的围岩主要结构面垂直；深度及直径应与杆体相匹配；有水地段应先引出孔内的水或在附近另行钻孔（或采用药卷型锚固剂）；对成孔困难地段，应采用自钻式锚杆钢筋网施工要点：钢筋网宜在初喷混凝土后铺挂，使其与喷射混凝土形成一体；锚杆制作钢筋网应与锚杆、锚钉连接牢固；喷混凝土时，应调整喷头与受喷面的距离和角度，钢筋保护层厚度不得小于2cm。18200km时速标准铁路隧道中铁五局集团欠挖处理测量定位断面检查不合格锚杆锁定设置纵向连接钢筋、喷混凝土结束注浆合格钢架施工工艺流程图钢架施工要点：钢架应在开挖或初喷射混凝土后及时架设；安装前应清除底脚的虚碴及杂物，拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块；钢架按设计要求安装，安装尺寸钢允拱架、钢筋加工钢架就位许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度±2°。每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠；钢架之间宜用直径为Ø22mm钢筋采用焊接方式连接，环向间距不应大于2m；钢架应与喷混凝土形成一体，钢架与围岩间的间隙必需用喷混凝土充填密实，钢架应全部被喷混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。1819f、防排水中铁五局集团检查净空及初期支护表面情况割除外露超长的钢筋、锚杆，整平凹凸不平的表面，并施做一层防水砂浆安装环纵向透水盲管和盲沟铺设防水板衬砌台车定位安装施工缝止水带进入下一道工序原材料检验和试验防水层检查防水板铺设台20合格不合格防排水体系：防水板、止水带、砼自防水、排水盲（管）沟等。防水板施工要点：防水板采用无钉铺设方法，一次铺设长度根据混凝土循

环灌筑长度确定，铺设前先行试铺，

再加以调整。防水板采用无钉孔铺设，即先用φ80塑料垫圈和射钉将无纺布

固定于基面上（垫圈间距：拱0.5m～

0.8m，边墙1.0m，呈梅花型布置），再将防水板用专用粘合剂粘合在垫圈

上；防水板接缝采用热合机自动焊缝

形成或专用胶粘结，即将两层防水板

的边缘搭接不小于10cm，通过热熔加压或专用胶粘合，两侧接缝宽不小于2.5cm；防水板搭接用热合机进行焊接或专用胶粘结，接缝为双面缝，中间留出空隙以便充气检查。20200km时速标准铁路隧道e、二次衬砌施工要点：宜采用移动摸板台车，拱墙整体浇注；二次衬砌施作时间：Ⅰ～Ⅳ级围岩段的二次衬砌应在初期支护变形基本稳定后施作，既拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/d，拱顶相对下沉速度小于0

.15mm/d，在特殊条件下（如松散堆积体、偏压、浅埋地段等）应及时施作二次衬砌；采用9～15m模板台车衬砌，泵送混凝土入模，每环在拱顶预留压浆管兼排气管，保证拱顶混凝土与围岩密贴，混凝土采取附着式振捣器振捣，辅以插入式振捣器辅助振捣。※衬砌工序安排采取先浇筑仰拱砼再填充砼，后拱墙施工，仰拱全幅超前。施工仰拱距掌子面距离：Ⅲ级围岩不超过90m，Ⅳ级围岩不超过50m，Ⅴ级围岩及以上者不超过40m或设计；二次衬砌距掌子面距离：Ⅰ、Ⅱ级围岩不超过200m，Ⅲ级围岩不超过120m，Ⅳ级及以上围岩不超过90m或设计。中铁五局集团1921200km时速标准铁路隧道※防水板铺设前，先割除混凝土衬砌表面外露的锚杆头，钢筋尖头等硬物，凸凹不平处需先喷平，使混凝土表面平顺，局部漏水处需先进行处理；防水板，特别是在凸凹较大的基面上，要预留足够的松散系数，使其留有余地，并在断面变化处增加悬挂点，保证缓冲面与混凝土表面密贴。同时做好防水板与泄水孔的密闭性连接。铺设防水板地段距开挖工作面不小于爆破安全距离；衬砌混凝土灌注前检查防水板质量，填写检查证。灌注衬砌混凝土时，不损坏塑料防水板。防水板是易燃物品，因此工作区内禁止烟火，并设消防设施和高压水管备用。止水带、施工缝（变形缝）施工要点：环向施工缝处设中埋式止水带，纵向施工缝先凿除浮渣再刷涂混凝土界面剂；止水带全环施作止水带施作除材料长度原因外只允许有左右两侧边基上部两个接头接头搭接长度不小于30cm。变形缝拱墙部位采用中埋橡胶止水带，或止水条；在二次衬砌混凝土浇筑后的12小时内，拆除堵头模板，然后用钢丝刷将接缝处的混凝土刷毛，并将接缝处清理干净。在下组混凝土浇筑前先将接缝混凝土洒水润湿，然后刷水泥浆两道，30分钟后可以浇筑混凝土。中铁五局集团2122200km时速标准铁路隧道结构自防水（砼防水）施工要点：隧道二次衬砌混凝土均采用防水砼施工，防水砼的抗渗等级不小于P8;防水砼施工采用“双掺”技术，掺加一级粉煤灰及具有补偿收缩功能的抗裂高效防水剂,粉煤灰掺量占水泥重量不小于30%,抗裂高效防水剂掺量占水泥重量的8～10%,混凝土施工前应做试配试验。实际施工时应选用合格的原材料进行选配砼配合比，严格控制外加剂的品质和掺量，严格搅拌时间和运输过程的时间控制，使砼浇筑过程做到连续，振捣密实，保护层达到规定要求等措施保砼抗渗性指标达到规范要求。排水盲管施工要点：隧道初期支护与防水板间设软式透水环向盲管在泄水孔标高处直接与隧道排水侧沟相连通。环向盲管设置间距满足设计要求。纵向排水盲管沿纵向布设于隧道左、右墙脚外侧泄水孔标高处分段设置，段长符合设计要求，中间安排水管与隧道排水侧沟相连。按设计要求结合现场实际情况，每设计段长设一排水盲沟与水沟沟身连接。在水量较大地段适当加密。中铁五局集团2223200km时速标准铁路隧道中铁五局集团23g、风、水、电供应①隧道施工通风应能提供洞内各作业所需的最小风量,每人应供应新鲜空气3m³通风管高压风管高压水管动力线排水沟隧道中心线隧底照明线/min,采用内燃机械作业时,供应风量不宜小于3m³/(min.kw)；通风方式可采用压入式、吸出式或混合式；风速全断面开挖不小于0.15m/s、分部开挖的坑道中不应小于0.25m/s；通风机、风管的选择应根据隧道长度、断面、运输方式等确定。②隧道掘进应采用空压机供风，空压机功率应能满足同时工作的各种风动机具的最大用风量和足够风压的要求。隧道工作面风压不应小于0.5MPa，风管的前端至开挖面距离宜保持30m，并用分风器连接高压软风管。当采用导坑或台阶开挖时，软风管的使用长度不宜大于50m.24200km时速标准铁路隧道③隧道施工供水水源的水量应能满足工程和生活用水的需要，水池的高度应能满足动内最大水压的要求，水池的容量应有一定的储备量，满足洞内外集中用水的需要；采用机械供水站供水时，应考虑机械的扬程和备用抽水机。④施工用电应进行施工用电设计，并采用三级配电两级保护方式；长大隧道施工电源采用10

KV供电，经过变压后对用电设备供电，供电线路采用400V/230V三相五线系统；照明电压、作业地段宜36V，成洞和不作业地段可采用220V；变压器容量应按电器设备用电总容量确定，照明和动力电线路安装在同一侧时必须分层架设，电力线悬挂高度应满足：400V以下不小于2

.0m、10KV不小于3.5

m；隧道施工作业地段必须有足够的照明，宜采用防水防尘等灯具。中铁五局集团24施工作业地段照度标准（LX）施工作业面30开挖地段和作业地段10运输巷道6道特施殊作工业照地明段标或准不安全因素较多地段15成洞地段4竖井内8隧25200km时速标准铁路隧道h、工程病害地质技术措施：工程病害地质类型：富水软弱破碎围岩、岩溶、含水砂层、瓦斯、岩爆、大变形围岩、膨胀岩、黄土等。施工原则：①富水软弱破碎围岩：施工中宜采用注浆堵水结合超前钻孔限量排水，特大涌水时可采用辅助导坑排水，辅助导坑应超前；当地下水与地表水连通时，经技术、经济比选，宜采用注浆堵水措施，当隧道埋深在20m以内时，可采用地表注浆；宜采用超前小导管注浆、管棚、钢架、钢筋网、喷砼等多种支护手段，构成强支护手段；施工时应采取加强防排水技术措施。②岩溶：按照“以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理”的原则分别以“疏导、堵填、注浆、加固、跨越、绕避、宣泄”等措施进行处理。③含水砂层：隧道通过含水砂层时应特别加强防水工作，开挖前应先护后挖，可采用注浆方法固结砂层，施作小导管或插板作超前支护，支护应及时，边挖边喷混凝土封闭；衬砌应仰拱先行，必要时仰拱应紧跟开挖面，及时形成封闭的结构体系，并应采取措施防止沙土液化