2023年新建铁路精伊霍线技术全面汇总归纳.pdf

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1、新建铁路精伊霍线北天山隧道进口段 工程施工技术总结 精伊霍项目自 2004 年 10 月开工至今已近两年。在此期间北天山隧道遇到了不良地质段和多次特大涌水，下面我将精伊霍项目北天山隧道施工过程 中遇到的难点以及相应的施工技术措施作以简单总结。一、工程概况 北 天 山 隧 道 为 北 天 山 越 岭 主 隧 道，起 迄 里 程 为DK109+240 DK122+850，全长 13610m，是精伊霍铁路的控制工程。隧道进口位于阿萨勒沟右岸山体斜坡上，最大埋深约1038m。该 地 区 年 平 均 气 温1.1 3.4 ，极 端 最 高 气 温38.0，极端最低气温，年平均降水量 250860mm，最

2、大冻结深度 200cm。为辅助正洞隧道施工需求，并结合运营、养护及防灾要求，在正洞左侧线间距 30m处设一全长贯穿平行导坑，平导纵向每隔 420m设一横通道与正洞相通。本隧道洞身岩性主要为下石炭系的砂岩夹灰岩、英安斑岩、奥陶统灰岩。隧道在 DK110+920处穿越 F14 区域性断层，断层影响带宽 500m。而且隧道主要穿越灰岩地层，因此可能有涌水、岩爆、岩溶等不良地质。本地区地震烈度为八度。全隧设计正洞洞身为模筑衬砌，整体道床。平导洞身级以上围岩模筑衬砌，级以下围岩不进行二次衬砌。二、工程特征 北天山隧道是全线重点控制工程。隧道正洞和平导施工受洞口场地条件限制，施工干扰较大。此外，平导还要辅

3、助正洞施工，其多工作面施工在长距离通风、运输、供水、供电等方面存在较大的干扰和难度。由于北天山隧道地质环境复杂，断裂构造发育，岩层挤皱褶曲，进口段隧道穿越F14断层，地下水量大、岩溶地质较为突出，局部地段可能出现围岩失稳、突然涌水、岩爆、岩溶等不良地质，施工难度大。三、施工概况 北天山隧道是全线工期控制性工程，我项目部负责施工的进口段担负正洞长度 6805m，平导长度 6770m的施工。一、施工进度：根据业主的要求及投标书的承诺，决定工期的主要是平导洞的掘进，但施工时因为遇到塌方和涌水影响以及其它地质不良地段掘进速度的降低等问题，使工程进度大受影响。截止目前，北天山隧道平导洞掘进至 DzK11

4、2265，开累 2990米。正洞掘进 2775 米，衬砌 1550 米。二、施工中遇到的难题及对应的施工技术措施 北天山隧道地质状况复杂，且施工中实际地质状况与设计存在较大的差异，因此造成了对塌方和涌水准备不够充分的现实。1、“”：塌方经过：2005 年 5 月 17 日凌晨 7：10 分，由平导掌子面里程 DZK110 372357 段从拱顶到左拱脚的范围突然大面积塌方。5 月 19 日由建设单位、设计院、监理单位及我局指挥部等四方到场经会议商讨共同确认 DzK110357372 段左侧塌方段为一小断层，东西走向，倾角约 45左右，围岩为泥灰岩，石质破碎，遇水、空气易风化成泥，稳定性很差。按

5、断层走向分析推断，在 DZK110 377 处断层基本会消失，导坑将从断层的下盘穿过。施工处理措施及过程：按照四方会议纪要并结合现场的实际情况以如下方法处理：.对塌方体外表进行喷砼封闭，从 DzK110357 里程左边墙处向塌方体斜向外插长度 4 米小导管进行注水泥水玻璃双液浆加固。.每循环开挖，并及时进行锚、喷、网、拱架联合支护，拱架间距。.左边墙纵向间距预留 3 根管径为 80 的注浆管伸向边墙背后喷砼无法完全填塞封闭的空腔。2、“”、“”、“”和“”：2.1、从 2005 年 8 月 22 日至今，北天山隧道平导进口先后发生四次大规模涌水，其中“”最大涌水量达 56000m3/d，在开挖

6、过程中，隧道底部的出水量和水压力均大于上部，经超前钻孔和 TSP203 地质预报资料分析显示，此次涌水主要来自隧道底部。目前北天山隧道的日涌水量稳定在 46000 m3/d。后三次涌水主要来自隧道上部。经专家分析鉴定，北天山隧道涌水为岩溶裂隙水。但经过长期观察，北天山隧道“2、10 涌水”和“4、16 涌水”存在与地表水贯穿的可能。北天山隧道涌水位置均有一条很发育的大裂隙，并且出水比较集中。、“8.22 涌水”、“2.10 涌水”、“4.4 涌水”的处理方法：在涌水的掌子面进行短进尺掘进，钻眼深度控制在 0.5 1米之间，为防止所装药卷被孔内高压水冲出，将药卷用胶布绑扎在与炮孔基本等长的盘条钢

7、筋上，再塞入孔中，并用较大石块将孔口压住。在每循环钻眼之前都要在出水口的位置附近用钻深可达 30 米的水平钻机钻 13 个深度达 5 米以上的探水孔，探明前方出水状况，并将高压水进行分流泄压。2.3、“4.16 涌水”处理：由于“”涌水发生后至今仍没有减小迹象，在对本次涌水处理方法上，设计院改变了以往强行穿过的思路。在建设指挥部的要求下，实施注浆堵水方案。本次堵水采用帷幕注浆方式对掌子面前方围岩裂隙进行注浆封堵。注浆段长度 27 米，封堵范围为超出开挖范围 4米范围以内。帷幕注浆前，先施做止浆墙，以封堵和归流掌子面涌水。但是在止浆墙施工过程中又发现了新的问题：在施工第二道止浆墙完毕后，我们对止

8、浆墙背后的空腔进行注浆填塞时，发现水泥浆从距掌子面 40 米远的地方冒出，关闭泄水管的闸阀后，掌子面后方 60 米范围内的出水量明显增大，第二道止浆墙在关闭闸阀 3040 分钟后发生变形移位，说明该段围岩裂隙贯穿，水压较大。因此为了保证帷幕注浆能够到达预期效果，帷幕注浆前应先对掌子面后方 60米范围进行围岩裂隙封堵。经四方会议纪要讨论确定，该段DzK112+190+253.4 实施径向注浆方案，同时实施第三道止浆墙。但由于围岩裂隙内水压较大，注浆很难实现。注浆导管施工完毕后对岩面进行全面挂网补喷，然后再实施径向注浆。补喷工作完毕后，又考虑到喷射混凝土的强度不能完全抵抗注浆压力，所以在注浆过程中

9、经过多次试验，采用间歇注浆成功的将 DzK112+190+253.4段出水封堵住，目前该段出水已经由全断面减小到拱部范围。注浆效果非常明显。目前该段正在实施补孔注浆。为帷幕注浆工作的展开作最后的准备。四、其它施工技术措施 一、有轨运输 前期由无轨运输向有轨运输过渡。有轨运输采用43kg钢轨，轨距900mm，轨枕采用1501815cm方木。1、运输组织方法 北天山隧道进口的正洞及平导施工受洞口场地布置限制，先期施工采用无轨运输过渡，待洞口施工场地形成，并具备有轨运输条件后，由无轨运输转换为有轨运输组织施工。正洞洞内运输采用四轨二线的布置特点，轻车及重车分线，隧道口设置工地调度室对进出洞有轨运输车

10、辆进行统一调度，保证洞内运输的畅通。平导及平导辅助正洞施工前，为减轻洞内进、出车干扰，加快出碴速度，平导及平导辅助正洞施工的出碴梭矿在爆破前分别调入空车道等待装碴，装完碴后重车出洞按次序放行，并尽可能采用多列跟踪运行，以提高通过能力。2、有轨运输列车管理措施.成立列车调度管理机构：为了快速、安全地搞好出碴运输工作，我们对所有车辆进行编号，由工地调度室进行统一调配管理，确保施工运输的高效畅通。.成立专职班组，落实工作职责：由项目副经理主管现场，调度中心组织协调形成车辆运输管理、维修、保养、轨道养护等专业管理体系，使运输管理系统化和高效化。二施工通风 北天山隧道进口段正洞掘进长度为 6805m，平

11、导掘进长度为 6770m。由于工序作业造成的空气污染较严重，各工序交叉影响也较多，原设计的巷道式通风难以实现。经通风计算并借鉴国内以往长大隧道成功的通风施工经验，本隧道施工通风仍采用压入式通风，按工程进展情况分为以下阶段实施：第一阶段：平导口设置功率 2110KW的轴流式风机，在满足洞内通风条件的前提下，每次爆破后通风时间为 30 分钟，工作面爆破时间间隔最小 30 分钟，所得最大通风距离1500 米。因此在进洞 1500 米处设置接力风机。第二阶段：是在第一阶段通风的基础上进行改良，在洞内 3000 米、4500 米、6000 米处分别设置接力风机。在第一阶段通风中，开口式接力通风即二级接力

12、风机直接安设在一级通风管的出口，不作任何封闭处理空气在洞内易形成内部循环，所以在第二阶段通风中将开口式接力改为封闭式，在接力点上设置临时风室，次级风机进风口和首级风机出风口利用临时风室连接，确保接力点与隧道空气流隔离，同时也减少了接力点的空气损耗。但由于通风距离过长，隧道所形成的空气阻力大而导致空气在洞内的流动速度降低，局部地段空气可能出现停滞的现象，计划在洞内设置射流风机增加洞内空气向洞外的推力，加快空气流动，改善 三、监控量测及地质预报 1、监控量测 量测前检查仪器设备是否完好，假设发现故障及时进行修理或更换；确认测点是否松动或发生人为破坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项

13、测量操作规程安装好测试仪器，每测点一般读数三次，三次读数差值在仪器使用所规定范围内事，取平均值作为观测值。、围岩及支护状态监测 开挖工作面的观察，在每个开挖面进行，特别是在软弱围岩地段，开挖后应立即进行地质调查，绘出地质素描图。假设遇特殊地质情况时，应派专人进行不间断的观察。周边水平位移、净空、拱顶下沉量测：对于全断面法施工，洞口和一般地质地段设置12条水平基线，其它地段设置3条基线。净空变化量基线布置 一条水平基线 二条水平基线 三条水平基线 四条水平基线 测点布置：初期支护施做后，用冲击钻钻孔，用锚固剂填满再插入测点固定杆，尽量使同一极限两测点的固定方向在同一直线上，待锚固剂凝固后即可进行

14、量测工作。量测方法：采用SWJIV型收敛计监测。、隧底隆起量测：测点布置：与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应，隧底隆起沉观测点在隧道中线及隧底左右两侧设测点。测量方法：采用精密光学水平仪、水准尺配合测量隧底隆起。1.3、量测数据的处理与反馈 及时对现场量测数据绘制时态曲线和空间关系曲线。当位移时间曲线趋于平缓时，进行数据处理、回归分析；当位移时间曲线出现反弯点时，说明围岩和支护已呈不稳定状态，此时增加量测频率、密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖，研究对策。二次衬砌施做在满足以下要求时进行：各测试项目的位移速率明显收敛、围岩基本稳定；已产生的各项位移已到达预计总位移量的80%90%；

15、周边位移速率小于0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.15mm/d。2、超前地质预报 针对本隧道所处地理位置和环境及施工存在的主要工程地质问题，结合目前国内隧道施工地质预报现状，采用以地质法为基础与其他方法相结合的综合方法进行地质预报，并相互验证，有效指导施工。特别应加强不良地质段的地质预报工作。常规地质法：主要有地质素描法、超前水平钻孔法、断层参数预测法、地质雷达探测法、TSP法地震负视速度法。我项目采用地质素描、超前水平钻孔、TSP法相结合的方法进行地质预报。另外对富水区配有红外探水仪加强超前探水工作。在北天山隧道施工中，由于前期对本隧道地质复杂程度认识不够，在经受了“”和“”经验教训后，我项目部除加强了职工的培训工作之外，还在围岩量测、地质预报、超前探水方面加强监测力度，为后续施工提供了指导性的数据，防止突发事件的发生，为项目带来了一定的经济效益。因时间仓促，我们所做的施工技术总结难免有粗陋之处，请大家给予指正。