铁路变断面大跨段站线隧道施工技术安康项目.pptx

1 1 工程概况工程概况 1.1 项目简介 襄渝线安康至梁家坝段XYNS-03标由大桥局与隧道局联合中标，标段全长42.37km。工程内容包括桥梁、隧道、站场、路基、轨道等，以桥、隧工程为主，其中桥梁11座、隧道共13座，桥隧相连。隧道局承建本标段内三座长大隧道，其余工程内容均由大桥局组织施工。建设单位：西安铁路局；设计单位：中铁二院；监理单位：铁科院（北京）工程咨询有限公司；工 期：2005年7月31日开工，合同工期43个月。1第1页/共42页2 新建襄渝线与既有高滩车站连接，在车站安康端和重庆端各设置一条联络线。安康端联络线伸入高滩隧道内，在出口端YD1K393+423+514形成91m大跨段隧道，隧道内净宽从6.8m分四级变化为13.4m，隧道最大开挖宽度达17.04m；重庆端联络线从新建线正线左侧引入新龙湾隧道内，在洞内YD1K395+225+335形成110m大跨段隧道，隧道内净宽从13.0m分三级变化为6.8m。1.2 变断面大跨段站线隧道概况第2页/共42页3第3页/共42页4第4页/共42页5 两隧均按新奥法施工，复合式衬砌，采用光面爆破和湿喷技术，锚网喷初期支护（预留变形量713cm），仰拱超前，拱墙一次衬砌成型。1.3 工程地质与水文工程地质与水文两隧处于中低山区，沟谷陡崖地貌，海拔高程300400m，相对高差70m左右。高滩隧道大跨段隧道埋深16m38m；新龙湾隧道大跨段隧道埋深115m125m。施工区域内工程地质条件差，不良地质主要为滑坡。两隧大跨段上覆人工填土、粉质粘土、角砾土、碎石土、块石土等，下伏基岩为泥灰岩、泥质灰岩夹页岩，岩层全风化弱风化，节理裂隙发育，岩体破碎。区域内地表水稍发育，主要为沟水，水量较小，动态变化较大。地下水为覆盖层孔隙水及基岩裂隙水，水量较小。第5页/共42页 针对这两座隧道大跨段均处于浅埋、偏压、软弱破碎围岩的不良地质条 件下，且具有多种衬砌断面的实际情况，需解决以下几个方面的重点、难点问题：大跨段隧道洞身开挖施工方案；洞身初期支护施工的工艺措施；隧道监控量测实施方案；变断面大跨段隧道衬砌施工方案。61.4 工程特点和重、难点第6页/共42页二、大跨段隧道洞身开挖施工二、大跨段隧道洞身开挖施工2.1 围岩地质评判方法的选择 考虑了以下三种评判方法：a、根据开挖暴露出来的掌子面状况进行观察的结果；b、根据洞身监控量测的数据分析；c、根据超前地质预测预报的结果，如利用TSP203地质探测仪、地质雷达、超前水平钻孔等。（以上方法的优缺点对比情况见下页。）通过对以上方法的综合对比，施工阶段主要采取了以掌子面观察为主、量测为辅的方法。7第7页/共42页评判方法优 点缺 点掌子面观察1、比较简便和直观，易于把握。2、隧道掘进施工中可及时观察、及时变更调整施工参数。3、对施工作业无干扰。1、一次性评判的围岩地段较短，仅限掌子面前方20m以内距离，并需在掘进中进一步验证。量测数据分析1、可以较为准确的掌握围岩和支护结构在施工阶段的应力、应变的动态变化，并判断支护的稳定程度，有利于保证施工安全。1、量测结果的处理需要很长的时间，掘进施工中，有关技术参数不能及时调整。2、对地质条件变化剧烈时不适应。3、需投入的仪器设备较多，对施工作业有一定的干扰。超前地质预测预报1、一次性预测预报的围岩地段较长，资料客观、完备。2、有利于提前确定下一阶段掘进中的施工措施。3、有利于提前进行变更设计。1、投入的设备较多，占据隧道内有限的作业空间，对施工作业干扰较大，影响施工进度。2、没有普遍性，是在必要时才采取的方法，主要针对隧道途径断层破碎带的位置及围岩完整性和地下水赋存情况、侵入岩与可溶岩接触位置、岩溶地质等。3、采取这种方法会造成施工成本加大。8第8页/共42页2.2 大跨段隧道开挖施工方法 山岭隧道一般采用钻爆法开挖。根据两座隧道大跨段的地质条件、隧道埋深、断面大小、现场设备等情况，在选择大断面隧道施工方法时，考虑了中隔壁法、分部开挖法、双侧壁导坑法等三种方法，对较小的断面则考虑采用台阶法或全断面法。“隧道大跨段拟采用的施工方法适用性比较表”见下页。基于两隧大跨段地质状况、方便开挖断面转换及确保施工安全等方面，通过对上述施工方法的研究及适用性分析比较，确定两隧大跨段均采用分部开挖法并结合应用台阶法的施工方案，即“三台阶+分部开挖法”。9第9页/共42页施工方法施工方法 适用性适用性中中隔隔壁壁法法开挖时，先沿一侧自上而下分为二或三部进行，开挖时，先沿一侧自上而下分为二或三部进行，各部的开挖高度宜为各部的开挖高度宜为3.5m3.5m；每开挖一步及时施作；每开挖一步及时施作喷锚支护、安设钢架、施作中隔壁（采用型钢钢喷锚支护、安设钢架、施作中隔壁（采用型钢钢架支撑），中隔墙壁从上至下依次分步联结而成架支撑），中隔墙壁从上至下依次分步联结而成弧形。之后再开挖中隔壁的另一侧，其分步次数弧形。之后再开挖中隔壁的另一侧，其分步次数及支护形式与已开挖的一侧相同。后一侧的开挖及支护形式与已开挖的一侧相同。后一侧的开挖应全断面及时封闭；左、右两侧纵向间距，应拉应全断面及时封闭；左、右两侧纵向间距，应拉开一定距离，一般情况下为开一定距离，一般情况下为303050m50m。在灌注二。在灌注二次衬砌前，将对应段的中隔壁逐段拆除。次衬砌前，将对应段的中隔壁逐段拆除。1 1、适用于、适用于级围岩的浅埋双线隧道，软弱围岩弱爆或机械开挖的情况。级围岩的浅埋双线隧道，软弱围岩弱爆或机械开挖的情况。2 2、技术要求严格，若控制好每一部各个工序的施作质量和工序衔接，有利、技术要求严格，若控制好每一部各个工序的施作质量和工序衔接，有利于施工的安全。于施工的安全。3 3、工序多，临时支护工作量大，施工成本费用较高。、工序多，临时支护工作量大，施工成本费用较高。4 4、围岩急剧变化时，施工方法不便及时转变，措施处理费用增大。、围岩急剧变化时，施工方法不便及时转变，措施处理费用增大。5 5、两隧各不同断面的长度均较短，不宜使用中隔壁法，因对断面转换施工、两隧各不同断面的长度均较短，不宜使用中隔壁法，因对断面转换施工带来不便，且存在施工干扰。带来不便，且存在施工干扰。6 6、两隧大跨段围岩属较软岩，但尚需爆破开挖，则中隔壁、横撑等临时支、两隧大跨段围岩属较软岩，但尚需爆破开挖，则中隔壁、横撑等临时支护结构易遭到破坏。护结构易遭到破坏。分分部部开开挖挖法法开开挖挖时时，将将大大断断面面上上下下、左左右右分分解解为为若若干干个个小小断断面面。掘掘进进时时每每部部的的开开挖挖顺顺序序为为从从上上至至下下、从从两两侧侧向向中中部部依依次次进进行行，即即中中部部预预留留核核心心土土。每每部部开开挖挖后后，及及时时施施作作初初期期支支护护（必必要要时时采采取取临临时时支支护护措措施）。仰拱超前，拱墙衬砌紧随施作。施）。仰拱超前，拱墙衬砌紧随施作。1 1、适用于、适用于级围岩的浅埋双线隧道。级围岩的浅埋双线隧道。2 2、适宜软弱围岩或土质围岩、人工开挖或机械开挖、局部弱爆的情况。、适宜软弱围岩或土质围岩、人工开挖或机械开挖、局部弱爆的情况。3 3、该法简单易行，无需投入特殊的机械设备，并能较好的利用围岩的自承、该法简单易行，无需投入特殊的机械设备，并能较好的利用围岩的自承能力及核心土的反压作用，临时支护工作量较小，可减少施工投入费用。能力及核心土的反压作用，临时支护工作量较小，可减少施工投入费用。4 4、围岩急剧变化时，可及时转变施工方法。、围岩急剧变化时，可及时转变施工方法。5 5、对大跨段隧道断面转换施工较易进行。、对大跨段隧道断面转换施工较易进行。双双侧侧壁壁导导坑坑法法采用先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初采用先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及边墙衬砌，侧壁导坑领先长度宜为期支护及边墙衬砌，侧壁导坑领先长度宜为303050m50m。再根据地质条件、断面大小，对剩余部分。再根据地质条件、断面大小，对剩余部分断面进行一次或二次开挖。断面进行一次或二次开挖。1 1、适用于、适用于级软弱围岩地段的双线或多线隧道。级软弱围岩地段的双线或多线隧道。2 2、该法相当于先开挖、该法相当于先开挖2 2个小跨度的隧道，再开挖中部剩余部分。但侧壁导个小跨度的隧道，再开挖中部剩余部分。但侧壁导坑的形状、大小和长度需要合理确定，施工组织需精心安排，否则，将导坑的形状、大小和长度需要合理确定，施工组织需精心安排，否则，将导致较严重的施工干扰。致较严重的施工干扰。3 3、工序多，临时支护工作量大，投入的施工成本费用较高。、工序多，临时支护工作量大，投入的施工成本费用较高。4 4、大跨段不同断面之间转换施工不易进行。、大跨段不同断面之间转换施工不易进行。台台阶阶法法将整个断面分为上下二（或三）步开挖，上步先将整个断面分为上下二（或三）步开挖，上步先行开挖，台阶长度宜为隧道开挖宽度的行开挖，台阶长度宜为隧道开挖宽度的1 12 2倍。倍。1 1、适用于、适用于级围岩的单线隧道。级围岩的单线隧道。2 2、对、对级围岩的大跨级围岩的大跨A A段断面较适用。段断面较适用。全全断断面面法法整个断面一次钻爆开挖成形，每循环进尺可控制整个断面一次钻爆开挖成形，每循环进尺可控制在在2 23m3m。1 1、适用于、适用于级围岩的单线隧道。级围岩的单线隧道。2 2、对、对级围岩的大跨级围岩的大跨A A段断面比较适用，对段断面比较适用，对级围岩地段不适用。级围岩地段不适用。10第10页/共42页“三台阶三台阶+分部开挖法分部开挖法”的施工步骤如下：的施工步骤如下：弱爆破开挖部，施作部导坑周边的初期支护和临时支护；在滞后于部一段距离后，左右跳槽，弱爆破开挖部，预留部核心土，施作部导坑周边的初期支护和临时支护；与部保持一定距离，开挖部后方部分；在滞后于部一段距离后，左右跳槽，弱爆破开挖部，预留部核心土，施作部导坑周边的初期支护和临时支护；与部保持一定距离，开挖部后方部分；在滞后于部一段距离后，弱爆破开挖部隧底。安装仰拱钢筋，浇筑部仰拱混凝土。灌注部仰拱填充混凝土至设计高度。安装两侧小边墙的钢筋，灌注部小边墙的混凝土。安装边墙和拱部钢筋后，衬砌台车就位，灌注部衬砌混凝土（拱墙衬砌一次浇筑成型）。11第11页/共42页12第12页/共42页13第13页/共42页14施工中采取的控制措施：始终坚持“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，控制围岩收敛和拱顶下沉量在预计范围内，并尽快施作仰拱和二衬，确保安全快速通过大跨段。每部开挖断面尺寸及台阶高度根据施工机具、人员等安排进行适当调整，尽量减少施工干扰。施工阶段视岩土层实际状况，必要时对核心土或台阶坡面采用临时锚喷支护。围岩地质条件变差时，及时变更调整支护参数，采取超前预加固或小导管周边注浆加固等措施，抑制围岩变形。第14页/共42页2.3 2.3 钻爆施工钻爆施工2.3.1 钻爆施工技术参数的确定 在施工前和施工阶段，有针对性地进行隧道内不同地质地段的钻爆设计，并通过试爆检验光爆效果，适时调整优化钻爆参数。（1）工艺流程：依据掌子面的地质情况，确定围岩级别选定爆破方案依据爆破设计布眼钻眼、清孔装药人员设备退场起爆通风排烟、检查爆破效果修正爆破设计进入下一工序。（2）钻爆设计参数 A、炮眼数量（不含空眼数量）：Nqs/a 式中：q单位用药量（kg/m3），一般取q=1.22.4Kg/m3，硬岩取大值，软岩取小值；s开挖断面积（m2）；a炸药装填系数，即装药长度与炮眼全长的比值；每米药卷的炸药质量（kg/m）。周边眼间距3045cm，周边眼抵抗距W=6080cm。15第15页/共42页16 B、装药结构：拱部部开挖时，周边眼采用小直径（25）药卷空气间隔装药，掏槽眼和辅助眼采用标准药卷（32）连续装药；其它各部的周边眼采用空气间隔装药，其余炮眼采用集中装药。眼内的起爆雷管采用116段塑料导管非电毫秒雷管，为提高掏槽效果，避免穿段现象，掏槽眼隔段使用，引爆雷管为8号工业纸壳火雷管。眼口堵塞长度不小于20cm。C、起爆网络：采用导爆管非电毫秒雷管微差起爆，掏槽眼采用孔内复式网络，其余孔采用单式网络。2.3.2大跨隧道光面爆破施工技术措施 两隧道围岩均属软质岩或非匀质软岩，钻孔成孔困难，装药常常达不到爆破设计要求，爆破后也很难在洞壁上留下半孔，围岩沿开挖轮廓往往成片状剥落，拱部易掉块造成超挖量大。施工阶段，为了减少部断面掏槽爆破对拱部围岩的影响，将部断面掏槽区尽量放在底部，并相应地减少主掏槽眼之间的间距，同时对部断面周边炮孔采用密孔布置、隔孔装药的技术措施，以减轻爆破振动对围岩的扰动。具体措施还有：第16页/共42页（1）拱部周边密空孔布置。由于围岩岩质较软，易于钻孔，光爆设计时沿设计轮廓线布置一排密集的空孔，隔孔装药。相邻孔距取孔径的812倍，即孔距为3540cm。（2）周边保护层厚度的选取。根据围岩软硬变化以及爆破效果观察，取保护层厚度为6575cm。厚度过大，则保护层不易剥落，光爆效果不好；厚度过小，则起不到对设计轮廓的保护作用。（3）炮眼深度及循环进尺。由于围岩强度较低，为了便于爆破后及时支护，设计循环进尺为1.5m，钻凿眼深度为1.6m（掏槽眼）和1.5m（辅助眼、周边眼）。（4）周边眼线装药密度。线装药密度影响光面爆破的效果，线装药密度过大时，会破坏炮孔的孔壁；线装药密度过小时，则可能形不成炮孔之间的裂缝且爆破大块率较高。由于在软岩中实施爆破，岩石抗压强度较低，炮孔壁很容易被压坏。因此，线装药密度应适当减少，经试爆，取0.100.12Kg/m较为合适。17第17页/共42页3 3 大跨段隧道初期支护施作大跨段隧道初期支护施作3.1 初期支护设计参数适用性研究及变更调整大断面隧道掘进施工阶段，要确保初期支护的效果，主要需解决三个方面的工作：根据围岩地质状况，确定必需的支护措施及参数，并结合监控量测的结果适时调整加强；控制好初期支护各项工序的施作工艺及质量，提高其共同承受围岩变形的能力；施作支护措施要及时，并抓好工序衔接，使隧道断面支护尽快得以封闭，减少围岩暴露时间。施工阶段通过对大跨段隧道掌子面观察和量测结果进行分析研究，必要时，及时申请变更调整围岩级别、支护参数和预留变形量，防止围岩的实际变形量超过预留变形量造成初期支护侵入二衬净空，也可避免发生支护开裂变形甚至局部塌方的情况发生。18第18页/共42页 隧道在开挖后，若遇到围岩自稳时间小于完成初支所需时间的地段时，需提前根据围岩地质条件、开挖方式等情况，选择一种或几种有效可行的支护加强措施，如：喷射混凝土封闭掌子面；格栅钢架或型钢钢架加强支护；超前锚杆或超前小导管支护；设置临时横撑或临时仰拱；小导管周边注浆加固等。施工阶段采取的其它加强措施，如：高滩隧道出口进洞开挖前，在仰坡中部边缘设置三排75mm钢管桩（36根），钢管桩至少要伸入至W2地层以下2m，间距1.0m，梅花形布置。注浆材料采用水泥砂浆（水灰比1:1、砂灰比2:1），注浆压力为11.5MPa。这样，有效的保证了仰坡稳定及洞口段施工的安全。对于拱墙围岩的松驰变形、支护开裂问题，采用设置临时钢支撑，并对变形部位及时进行小导管径向注浆加固小导管径向注浆加固，是施工阶段采用最多最有效的一种方法。19第19页/共42页3.2 初期支护施工工艺措施 隧道初期支护位于二次衬砌外轮廓线外周，分为系统支护和加强支护。前者指洞身锚、网、喷等支护措施，、级围岩采用拱墙均采用22砂浆锚杆；级地段拱部采用25中空注浆锚杆、边墙采用22砂浆锚杆；钢筋网采用8250250mm；喷射混凝土为C20。后者指在围岩级别较低时（级）采用的格栅钢架或型钢钢架、超前22砂浆锚杆或42超前小导管等支护措施。20第20页/共42页21隧道初期支护工艺措施控制要点：1、拱部超前小导管施作的重点是保证其注浆加固拱部围岩的效果，确保浆液充满钢管、管周及其附近的岩层裂隙。2、锚杆施作的重点是保证其锚固力，确保锚杆孔内灌注砂浆饱满密实。施工中主要从锚杆自身质量、灌浆、插杆锚固三个方面的措施来保证，并通过锚杆的抗拔力试验来验证锚固效果。3、钢架施作的重点是控制其制作及安装质量。钢架安装须保证其竖直度、钢架单元之间的连结及接头锁定、钢架拱背及底脚抄实等。4、对喷射混凝土的控制重点是保证喷混凝土层的厚度、密实度、大面平整度、混凝土强度等。第21页/共42页洞身初期支护施工实况洞身初期支护施工实况新龙湾隧道初期支护高滩隧道初期支护22第22页/共42页4 4 大跨段隧道监控量测工作大跨段隧道监控量测工作 施工阶段通过监控量测，不但可以及时掌握围岩和支护结构在施工过程中应力、应变的动态变化情况，借以判断支护的稳定程度，确保施工安全，而且可为调整初期支护设计参数、确定二次衬砌和仰拱的施作时间，提供反馈信息，同时作为变更设计的依据。4.1 确定监控量测项目 根据两座隧道大跨段的设计情况和现场所具备的技术条件，选定监控量测项目为：洞内外观察；水平相对净空变化值；拱顶下沉；浅埋隧道地表下沉。23第23页/共42页4.2 量测断面的间距和量测频率 净空变化量测断面的间距根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性等因素确定，一般宜为1050m，因大跨段不同衬砌断面的里程段落较短，断面较大，故决定每一衬砌断面中不少于2个量测断面，即间距为1020m。拱顶下沉量测与净空收敛量测设在同一断面内进行，并用相同的量测频率。量测频率根据变形速度和距工作面距离按下表中较高频率执行：位移速度位移速度(mm/d)(mm/d)量测断面距开挖工作面的距离量测断面距开挖工作面的距离量测频率量测频率5(01)B2次/d15(12)B1次/d0.51(12)B1次/23d0.20.5(25)B1次/3d0.25B1次/7d注：B表示隧道开挖宽度。24第24页/共42页埋置深度H地表下沉量测断面间距(m)备注H2B2050无地表建筑物时取表中上限值；B表示开挖宽度。BH2B1020HB10 地表下沉量测的测点与净空水平收敛及拱顶下沉量测的测点布置在同一个横断面内。进行横断面方向地表下沉量测时，测点间距取25m，在一个量测断面内设711个测点。地表下沉的量测频率和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同。地表下沉量测在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直至衬砌结构封闭，下沉基本停止时为止。地表下沉量测断面间距见下表：25第25页/共42页分析、研究地质勘测资料制定监控量测计划施工监控量测开挖工作面状态评价数据处理安全否经济否施工完成否已施工区段的支护加强施工方法变更支护加强否施工方法变更支护减弱否是是是结束否4.3 监控量测工艺流程：26第26页/共42页4.4 测点设置采用分部开挖法施工时，在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。净空水平收敛量测采用JSS30A型数显收敛计（球铰弹簧式），测量精度0.06mm。拱顶下沉量测的位置在每个断面布13点。当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，同时量测拱腰下沉及基底隆起量。测点的安装一般保证在开挖后12h（最迟不超过24h）内和在下一循环开挖前测到初次读数。4.5 量测数据的处理现场量测数据后，做好隧道净空收敛、拱顶下沉观测记录，对每一量测断面绘制水平相对净空变化、拱顶下沉时态曲线。对初期支护时态曲线进行回归分析，选择与实测数据拟合性好的函数进行回归，预测可能出现的最大位移。根据量测结果按规范和设计要求对隧道稳定性进行综合判别。根据铁路隧道喷锚构筑法技术规范规定的变形管理等级决定是否可正常施工、应加强支护或应采取特殊措施。27第27页/共42页4.6 增强围岩稳定性的整治措施通过分析研究，当围岩稳定性不能满足要求时，需及时变更设计或加强支护。变更设计考虑的主要内容：围岩级别的变更；预留变形量的调整；施工工序或开挖方法的变更；监控量测项目或测点位置的变动；增加超前地质预测预报手段；增加超前预加固和周边注浆加固的措施；支护、衬砌参数的调整；二次衬砌结构加强，如提高混凝土等级、增设钢筋等。28 实践证明，在施工中必须进行实地监控量测，才能及时提出可靠的、足够数量的量测信息，指导施工和设计，要建立“设计-施工检验-地质预测-量测反馈-修正设计一体化”的施工管理系统，才能确保隧道施工安全。第28页/共42页5 5 大跨段隧道衬砌施工方案大跨段隧道衬砌施工方案 两座隧道大跨段衬砌类型因隧道不同断面净宽值（2b2）不同，其断面尺寸（内外轮廓线半径、边墙高度、衬砌厚度等）也随之变化。5.1 高滩隧道衬砌台车 高滩隧道共7种断面，其中大跨衬砌段4种断面。台车设计时考虑的因素有：a、台车经多次改造后要适用于7种不同断面的衬砌施工（由大断面向小断面依次改造）且操作较为方便；b、台车结构力求简单明了，便于在现场加工制造及进行多断面改造；c、现场具有洞外拼装的便利条件；d、尽可能降低施工成本。经过研究比选，确定采用简易衬砌台车方案，自行设计，加工及拼装均在现场完成。模板采用定制的 变弧模板。29第29页/共42页5.1.1 台车构造与操作 台车总体构成包括主构架、模板及支撑系统、行走系统、升降系统、平移装置等。台车的门架式主构架采用型钢构件拼装而成，台车纵向长度为7.5m，共设4榀门架，对应每榀门架下方分别设螺旋支顶，门架内的净空尺寸均满足通行需要。台车模板及支撑系统包括顶模支撑构架、变弧模板、拱肋、可调撑杆等，拱肋用I20型钢分段冷弯而成，每环拱肋纵向间距1.5m，顶模拱肋与两侧边模拱肋采取铰结。变弧模板安装时，其背面与拱肋拉结紧扣可适用于不同断面。台车走行系统采用P43钢轨、枕木、轮对（非电动）等，用导链或机械同步拖拉滚动前移。主构架及模板系统的整体升降采用置于轮箱顶的4台500KN机械千斤顶实现，模板安装及脱模作业利用主构架升降、可调撑杆调节实现。平移装置主要作用是微调模板中线，由两个边门架横梁顶面的4台300KN机械千斤顶调节。30第30页/共42页高滩隧道大跨段台车拼装31第31页/共42页高滩隧道台车断面改造顺序：台车断面改造由大到小进行，每次改造台车断面需57天。32第32页/共42页高滩隧道衬砌实况33第33页/共42页5.2 新龙湾隧道 新龙湾隧道大跨衬砌段共3种断面。台车设计时需考虑便于洞内拼装和两次断面改造的因素。5.2.1 台车设计方案比选 结合现场实际情况，拟定了两种方案：方案一：由隧道衬砌台车专业生产厂家设计制造。门架采用大截面焊接构件，模板系统采用拱架及小模板，全液压自动行走。方案二：自行设计、现场加工拼装及断面改造。门架横梁和立柱均采用桁架结构，用小型钢构件组拼而成，模板系统采用拱肋及小模板，台车靠钢轨滑道拖拉滑动行走。内容优 点缺 点方案一1、结构简单，走行方便，台车定位容易；模板安拆操作方便。2、现场台车拼装及断面改造有厂家负责。1、大跨段隧道长度较短，而台车制造、运输、断面改造等施工成本费用很高。2、吊机在洞内无法使用，洞内拼装、拆除和断面改造等施工不便。方案二1、台车制造、运输、断面改造等施工成本费用低。2、台车均由小构件组成，便于现场加工、洞内拼装、断面改造等作业。1、台车无平移装置，对台车走道位置控制严格，否则，台车模板中线与隧道中线存在偏差。2、台车走行不方便。经过研究和比选，选择方案二为实施方案。34第34页/共42页5.2.2 台车构造设计 新龙湾隧道大跨段衬砌台车门式构架主要采用I18和I14型钢构件组拼而成桁架式，共6榀门架，台车纵向长度6.0m。各断面门架内的净空尺寸均满足通行需要。台车纵移采用10t导链同步拖拉法进行。断面改造时，将主桁架两端部分构件拆除，或部分切除后加焊端头板后变为较小断面的主桁架；立柱应向内移动一定距离，模板的拱肋相应在现场改制完成，以适应较小断面的衬砌施工。该台车未设平移装置，对台车滑道的平面定位应严格控制。顶模支架及拱肋、模板的整体升降依靠在第2榀和第5榀门架横梁顶面的8台300KN螺旋顶（每榀横向布置4台）实现，再通过可调撑杆收张等，可进行模板安拆作业。拱肋采用=10mm厚钢板焊接成工字型（h=18cm），每环拱肋纵向间距1.2m，顶模拱肋与两侧边模拱肋采取铰结，模板采用P3012型组合钢模。35第35页/共42页新龙湾隧道台车断面（1）36第36页/共42页新龙湾隧道台车断面（2）37第37页/共42页5.2.3 台车拼装与二衬施工l先施工洞身两侧的矮边墙，测量放线，定出台车滑道的准确位置，设置5cm高20cm宽砂浆找平层，严格控制找平层顶面标高及砂浆带中心位置。l在每根滑道两侧植12钢筋，安装P43钢轨，并将12锚筋向钢轨侧打弯，固定钢轨位置在设计位置的5mm内。l安装每榀门架的立柱、主桁架，安装门架间纵联。l安装支腿及拱部纵梁，安装拱架及拱肋。l对围岩基面进行处理后，铺设防水板，安装拱墙钢筋。l安装模板的拱肋纵联及可调撑杆，将台车各拱肋调整至设计位置。l安装衬砌模板及堵头模，浇筑拱墙混凝土。l拆模。l采用10T导链同步拖拉台车两侧，前移，进入下一二衬施工循环。38第38页/共42页新龙湾隧道大跨段衬砌施工39第39页/共42页406 6 施工心得施工心得 1、本工程项目结合大断面隧道围岩级别、地质特征、断面尺寸变化等具体情况，选定合适的开挖方法，即“三台阶+分部开挖法”，合理进行钻爆设计，有效保证了隧道掘进施工的安全。2、根据围岩及地质情况变化，必要时及时调整隧道初期支护参数，严格控制初期支护各工序的工艺操作，通过强化工艺执行，进一步确保了隧道施工安全和质量，取得良好效果。3、通过开展对大断面隧道的监控量测工作，及时分析隧道围岩和初期支护变形特征，用于指导现场支护和衬砌施工，建立了隧道变形风险评级体系，为隧道安全施工提供技术保障。4、根据隧道各断面衬砌类型，自行设计适合本工程多断面衬砌施工的简易衬砌台车，可以满足洞外或洞内拼装、台车断面多次改造等技术要求，达到结构简单、施工方便、降低成本的目的。第40页/共42页41中铁大桥局集团有限公司2010年9月第41页/共42页42感谢您的观看！第42页/共42页