铁路隧道设计施工要点及安全措施.ppt

主要内容
一、铁路隧道设计理念



二、铁路隧道钻爆法施工作业监控要点





三、隧道施工事故预防
1. 设计安全技术问题
(1)线路方案确定及外业勘察
在线路方案研究、选线阶段,应避免隧道长段落的浅埋、偏压,或长段落位于各种不良地质中。
铁建设[2007]88号文:……“地质复杂,长度大于1000m的隧道,洞身应按不同地貌及地质单元布置勘探孔查明地质条件,主要的地质界限,重要的不良地质、特殊岩土地段等处应有钻孔控制;埋深小于100m的较浅隧道或洞身段沟谷较发育的隧道,勘探点间距不宜大于500m;断层和物探异常点应设有勘探控制点,并请当地专家参与分析和评估”。
(2)隧道洞口位置的选择
对隧道的洞口应合理选择,应遵守早进晚出、不刷洞口仰坡,甚至可设置明洞段进洞。避免设在滑坡、岩堆等不良地质处;避免设在地形十分困难位置,如极端偏压、悬臂、沟谷等位置。
(3)合理的设计方案和技术措施
隧道设计一般由以下部分组成:隧道洞口设计、衬砌结构设计和结构分析、不良地质段特殊设计、施工方法和辅助施工措施设计、超前地质预报和监控量测设计、防排水设计、辅助坑道设计、运营维护设施、环保、水保设计,长大重难点隧道还应进行风险评估、防灾救援和安全预案设计,特长隧道还应进行运营通风和施工通风的设计。
对施工安全有影响的主要有:
方案设计错误,技术措施的不到位,支护参数偏弱。
地质判断有误,重大不良地质遗漏,如对岩溶、地下水判断失误,造成隧道突水、涌水;高地应力判识不准,造成大变形、塌方等。
前期线路方案不合理,造成工程实施困难,如有些隧道线位设置不合理,造成隧道长段落的偏压或浅埋,发生初期支护变形,隧道开裂。
铁建设[2007] 88号文:……对于地质条件变化特别快或勘探有疑问的重点地段应选用较强的支护、衬砌措施。地下水发育的岩溶地区,长、特长隧道宜优先采用人字坡。一般情况下,新建长度小于10km的隧道可采用单洞双线隧道方案;长度大于等于10km隧道,宜优先采用两个单线隧道方案。

新奥地利隧道修建方法(简称新奥法)遵循这样一个原理,即主动地使隧道围岩(岩土体)成为环状承载“结构”的一部分。
——奥地利国家地下空间委员会 1980
铁路隧道新奥法指南(铁道部基建总局,1988年):
新奥法是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时地进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。
应用岩体力学的理论,通过对隧道围岩变形的量测、监控,采用新型的支护结构,尽量利用围岩自承能力指导隧道设计和施工的方法。其特点是在开挖面附近及时施作密贴于围岩的薄层柔性喷射混凝土和锚杆支护,以便控制围岩的变形和应力释放,从而在支护和围岩的共同变形过程中,调整围岩应力重分布而达到新的平衡,以求最大限度地保持围岩的固有强度和利用其自承能力(见围岩压力)。因此,它也是一个具体应用岩体动态性质的完整力学方法,其目的在于促使围岩能够形成圆环状承载结构,故一般应及时修筑仰拱,使断面闭合成圆环。它适用于各种不同的地质条件,在软弱围岩中更为有效。
基本特点:光面和预裂爆破,及时施作密贴于围岩的喷锚支护,充分利用时间和空间效应,断面及早闭合,超前地质预报,监控量测及时反馈及时变更设计、动态管理。

老规范条文:
TBJ108-92铁路隧道喷锚构筑法技术规则、BJ204-96铁路隧道施工规范、JTJ042-94公路隧道施工规范、TB10108-2002铁路隧道喷锚构筑法技术规范、TB10204-2002铁路隧道施工规范、 TZ214-2005客运专线铁路隧道工程施工技术指南
二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。,。
建议:
二次衬砌一般情况下应及时施作。二次衬砌距拱部掌子面的距离建议:Ⅰ、Ⅱ级围岩不大于200米,Ⅲ级围岩不大于90~120米,Ⅳ、Ⅴ级围岩不大于70米。(铁路信誉评价规定Ⅰ、Ⅱ级围岩不大于200米,Ⅲ级围岩不大于120米,Ⅳ、Ⅴ级围岩不大于90米)
变形量大的挤压性地层中的隧道应通过强化初期支护手段控制围岩变形,二次衬砌则应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。

(1)注浆加固
施工要点
超前帷幕注浆每一循环长度不超过30m。浆液有效注入范围为开挖轮廓线外5~8m,钻孔和注浆顺序由外向内,同一圈孔间隔施工,孔口设注浆管,埋设牢固,并有良好的止浆设施。
局部注浆堵