德国高速铁路岩溶隧道工程经验和施工方法..doc

现代隧道技术2004年增刊(189—200德国高速铁路岩溶隧道工程经验和施工方法RudolfPottler(ILFConsultingEngineers,A6020Inn§bmck,Austria摘要在德国新高速铁路线Nuremberg至Ingolstadt段的工程中,修建了总长约15km的若干座隧道,最长的是7250m的Irlah矗ll隧道。该隧道是在喀斯特地质条件下开挖的。当时没想到喀斯特地质现象分布范围如此广泛,迫使业主、设计人员和承包商对该工程采取了一些新对策。他们研制了一些不同的机具来应付现场发生的问题。同时不得不增加了一些现场勘查工作以查清隧道附近的喀斯特现象。为确保该隧道的稳定性和服务能力,还必须找到一种新的确定施工事故概率的新方法。根据德国高速铁路Nuremberg至Ingolstadt段的隧道施工经验,本文将对两种隧道施工方法:钻爆法(或新奥法和TBM法进行讨论。关键词高速铁路铁路隧道岩溶隧道设计施工lIrlah矗ll隧道工程概况这座长7260m的隧道(图1是采用新奥法原理进行开挖的,隧道断面积(包括仰拱为140m2(图2。采用的支护措施包括锚杆、钢格栅、喷混凝土初期支护和永久衬砌。在3920m长洞段铺设了仰拱,在3340m长洞段铺设了底板。除了在南侧洞口约300m区段采用了能承受水压的防水内衬外,其余地段边墙布置了排水系统。在高于永久地下水位渗漏水较严重的区段,需增设一些排水设施。,环与环之间的接缝是很平整光滑的施工缝,环与环之间没有力的传递。修改稿返回日期:2004一05一10作者简介:RudolfPottler,博士,CEO|.!!!..!:!.i.:!!.;.。!!.图2IrlaJnU隧道的正常横剖面图(带仰拱道但为了适应喀斯特地层,一些洞段使用另一种接缝,即,环与环之间的接缝是能够传递剪力的。这样,如果某一环混凝土下面有喀斯特溶洞,混凝土环产生的是均匀的沉降。从而可以避免某一环混凝土发生突如其来、预想不到的沉陷,因为相邻环能够托起。另外在高度喀斯特化的地段,仰拱被做成与轨道标・189・万方数据现代隧道技术2004年增刊高一样高的现浇整体结构。最终的衬砌尺寸,是根据出现的地层荷载和已发现的喀斯特现象确定的。每500m布置一个行人和机动车辆的紧急出口,这些紧急疏散通道的总长度达3720m。2分阶段计划Irla“。在隧道开挖过程中,还获得了更多的关于喀斯特的一些资料,例如喀斯特的程度、类别和特点。与投标阶段获得的资料相比,喀斯特的范围要广泛得多(图3。图3在隧道掘进期间遇到的喀斯特现象考虑到这种情况,需要调查和确定在隧道结构附近的任何一个喀斯特现象的位置和结构,以便获得足够的地质资料,这是验证隧道持久稳定性和服务能力的一个重要前提。关于这一点可归纳为以下几个问题:・哪些喀斯特结构会影响隧道的稳定性?・受附近喀斯特结构影响的永久衬砌的性能如何?・这些可能的影响是否需要额外的地层加固措施或对永久衬砌采取额外的结构措施?通过实施一个对有喀斯特和落水洞倾向的地带进行全面勘察的分阶段计划来处理这些问题。对所有历史文献的研究以及现场的勘查和记录的目的是建立一个最实际的地层模型。这个模型描述了每一种可能的灾害情况,成为确定任何可能需要的地层・∞’4’5J。这项分阶段计划包括以下几方面(图4:・历史性调查(文献资料,涉及地质、水文地质、构造地质、洞穴学等;・沿隧道线路的喀斯特地貌测绘;・以野外勘查为中心的常规现场勘查计划;・用以处理隧道开挖期间可能灾害的常规设计;・隧道开挖的地质与水文地质资料;・地质风险分析;・数值分析以确定喀斯特现象对永久衬砌的影响,并明确辅助地质勘查的目标;・对概率的调查研究,以确定辅助地质勘查所要求的精确度;・物探(地震法、地电法、重力法、地质雷达以及与摄像探查相结合的控制钻孔;・建立有关灾害的地层模型;・确定对地层和隧道结构的加固措施。对隧道开挖灾害的调查施工前的勘探野外调查喀斯特地貌历史调查场地的描述措施分类隧道开挖开挖前的勘探,并作文档记录将遇到的溶洞作文档记录钻锚杆孔地质一水文地质文档记录调查运营可靠性对异常地质的非直接勘查一般用地球物理方法2种方法复核直接勘探(钻孔,摄像法勘察辅助勘查(如需要地层加固措施的规划图4分阶段计划万方数据德国高速铁路岩溶隧道工程经验和施工方法分阶段计划的实施和评估是在Arbeitskreis喀斯特专家组的指导下进行的。,成员包括地震学家、岩土工程师、设计师、喀斯特问题专家和现场工程师。3施工前的勘察在施工开始前进行的探查提供了沿程关于岩层表面、软弱带、岩溶发育带以及可能