1、西南交通大学硕士学位论文秦岭终南山特长公路隧道施工技术研究姓名：陈万忠申请学位级别：硕士专业：建筑与土木工程指导教师：周晓军;胡守正20060501西南交通太学硕士if究生学位论嫩 第1贯摘 要特长隧道的施工方法主要谢钻爆法和隧道掘进机法。我国主骥采用钻爆法燕工。论文襞台我港秦泠终辩出蓉长公赣隧递工程撼工熬实馘，充分羁耀既有的隧道施工经验，对特筏公路隧道豁施工技术进行研究。通过对秦醅褥南山特长公路隧道试验段施工的探索，调憨了施工组织设计的不台理之处。在隧遂燕蕊开工嚣，主要铮对藏工缀织设诗、麓工疆鼹、遂道撼王麓挺授瓤套、不是造质灾害的蓣瓣与醣业措施、髓遒运输方式抟选择等控制施工静装键因素避行研究
2、。藏王缀织设计中姆长隧邋舵组织枧鞫秘人员安排、运输(舷缓帮物爨供虚)、懑披、籍瓣求、链漂设计、捡瓣帮试验等俸鸯圭簧控裁蛙因素来醑巍。施工通风选择以压入式通风为主、个别工匿辅助抽出式的混合溅通风方式。对不良地鹰灾害的预测和防止涉及断层、岩爆、涌水和围岩失稳等。其中盎要露尝攥麓成嚣、发生、发震、鞭嚣煮辩止锋了骏为洋纲蕊搽讨鞲薹手撰，并采用有黻元方法，通过数值分析来预测施工中岩爆的发生。通过对比分析霄轨运输和无轨运输的优缺点，结合终南山特长公路隧道的施工热件和工程特点，提搿了透舍匏隧道运赣方惑。奉文封特妖隧遂麴设诗察麓工中存在瓣一些问越也进行了论述和探讨，鞋期能够对今后的特长隧道旌工撼供借鉴。通过终
3、南山特长公路隧道的施工实际论文总缁出一套相对宪整的特长隧莲链爆法蓬王豹终蠢出模式。帮善巍要解决好施工组织设计、藏互透风、支护俸系、毒穗方式、不良选餍条悻携鞭擞爰萁施工方法、姨速拯遴静搋戡化配套技术，此外，还要做刘加强质量控制，建立究祷的安全保障体系，积投配合好现场质黩控铡，加强越工的监测工作和相关科研项髫韵磷发等，遂迮歪是终麓出特长公路隧遵藏王模式蘸麟髓。采阁这种模式有效地控制了施工进廉，满足了阶段工期和艨工期的要求，保证了工程质量和：6毽【工安全。但是隧道工程的各异性罄求结合工程的实际选释吴捧翁施工方案，莲整，终簿出隧遵鹃麓工攘式援W趋妥参考髓签戆终鼹。关键镯t特长隧遂，钻爆法，不良地旗，燃
4、爆，数傻计算，施工拽术西南交通太学硕士研究生学位论文 第|I页AbstraetThere has been existed two chiel constnlction metllods appIi鲥tO constnlctlon ofextra一1蚰g tunnels，namoly DrmlngBI勰ting Metllod and Tunnel Bonng MachinesThema汝me蠡。矗ntillz醯氆ostly汪。搿eoun时据娃s耄h$pfecede妊eoof斑e酬li珏g赫dblEs矗gmethod in cons虮lc虹on ofextra-long nHlneL Wi血t
5、he conslderation of血e ac机al onstructionconditions ofzhong Nanshan exp把ssw町机nnel in Qin Ling MouIl协1n，and ba8ed on料靠able ex婶i翱ees曲|蘸瓣d蠹。m o蛙l靛Hn翻cons妊屯ctien，如ls p3pefhi。建y辩ed髓the constnlotton method applied to extra-long tunfl01The probe into the pllot sectlon oftu皿e1 constmctlon ln tho extra 10“g tu
6、nnel has been c。nducted before the bullding Work钟as fo跚aliy undenakon，and wo have a蟛档担d some谯如g un蛐itablen theons概lc鞋onorganiza畦on+A矗er fhe fomlal cof姗oncement ofthe tunnel constr珏ctlon，th chlefstudy onconstmction O。ganiz“ion pla嘶ng，oonstruction Ven虹1ation，optimaI arrangement of曲丑s灯qcnon equip脚n拓，辩e
7、击髓bn and pre珊miofI ofpoo。驴ologjcal dlsaste描，the optlon。onstfIlotionlran暑poft etc+h量曲e雌08玎ioutint沁p印efThe porquisites ofperso皿el organization，竹anspschedule，”ntila虹on，waterdrainage，doslgn ofblasting mo曲etc have been t“en into accounI d毗illg thee1e强s溉e矗黼MH建羚a溉n矗强hasbe搴珏pa撼辩蛙瓣e驰s拍穗ion ve珏啦a矗黼，gcolo垂c垂ca
8、l唧ines such as rock f轴lt，rock bllfst，water innow and c01Iapse of surrDunding rockTheFEM is used tO analyze the cause，develoPment ofrOck burst durmg恤nnel exoavationThe瑚譬耵isoA轴铆e髓弧娃h臧age鞣d t持ba氆age狲砖髓adH妇d趣。斑er沁chso娃臻*0ptimal way to血l矗ll柳m8port dufi“g constrIlctionthe alm of discussion presenled in th
9、ispaper wlll be helpmlto the dcslgn and constrIlcnon ofex订a-long tunnelin也o futurem撖he pfactice of eon鼬uc蛀on强魏。璐NanSh熊锻pr。ss w掣tnnBel，Ihave draw弧out a rela硅Vely complete constmction sty王e曲out协嚣雠t豫一longtu皿e1 by using tlle drilling-blasting memod，as it i8 called the mode forconstnJc“on of Zhong Nansh蹴
10、tunnelBut the difrent situation betwee玎di螽efent tHnnels礤摭the。pt主馘c。ns燃ct琢tb砥aceo撼i硅g她conetepr。ject，therefore zhong Nan shans constnIction method only can be regarded a8a fhction of refbrence for similar ex虹a-10ng tunnel under similar ge0109icalco!避itio蘸sKey words：Extralong tu仰el，drilling_blasting me
11、thod，poor geology，rockIbur8t，numeric“computation，construction teclln蛔ue磷南交邋大学硕士研究生学位论文 第1页1瀚两羚豫突麓获第1章绪论最橱熟隧道专攒胃酸作为交遴孔道的圭蠹下空间，意寒为了辕水、送窀、灌溉致凝聚矿等鼙戆矮歼挖懿线状迷下窆阕瞧技纳入了隧遘的撬嗨。棂搪我国公路隧道的分类标准，隧道长殿L3km时属于长大隧道；当1kmL金站仪和NA2承准仪(鞲度2mm)。水平角测量每姑左右角蛋6个测豳，灏两角闭合羞小予二等导线黻差20”。水准测量采硝往邋闭合环，嚣3，2终南出特长隧道遴镒毅芷精尊线帮藿每千米水凇测量中误菱M小于2mm
12、。施浸对采用Te黼10全涎搜(溅角麟度15”，测躐精度2十2x104D)和S3水准仪(精度3mm)。水平角测童每站左右角各9个测回，采用南方平差大全平差软件进行乎麓，人工计算加以校核。水准测量备点同时布设铤导线点j：，按水准支线进行往遮分段阏台施测。磁裁开挖敖样分剐采阐，2Y一5三维激光断瑶仅和j2激巍经纬倥直接设站于滴肉中线点上，将掌子面里程和仪器离程输入编稷计算机后即可确定掌予面拱郧中心，搭藏器放出开挖轮辩。2施纛试验秘测镟根据工程旌工的实际需要以及以Is09000质量体系对工程试验的要求，施工琨场按潮家一缀安骏室标准设中心实验室一处，势投工程试验礞凳醮嚣奉考力检验、水泥试验、砂石品矮检验
13、、混凝土、土工产始、水虞分褥等6类测试仪器(设备)。其性能、精度均满足国家标凇的要求，并经陕两省技术监督局认证许可。中心嶷验糍受责管内混凝土、砂浆配台比的设计；承撼混凝土力学性能和长期性辘试验；混凝土外加剂试验；土工试验；水溺、钢筋、砂着料等搦理、力学靛辘试验鞋及工援孺永稿嚣壤蔼永韵托学分耩等。除戴乏辫，还要参加有关工稷质嫩检查朝质爨事故的分析调查。另外，还结仑设计、施工需要进行必要的试验研究，推广应用“两新”技术。322熬遭开挖按照绘定条件，歪洞除鸯避强端撼避棒，还努裂程l线铁路隧遂的9、l、15、通(试验段)处开设横通道进入正溯野挖。摄撼公路隧邀开挖跨壤太、复合衬确支护标猿简的特点，对II
14、、掰装潮岩施工时采用上、下断面分部开西南交通太学硕士研究生学位论文 第1 o页挖，也叫微台阶开挖，其爆破网络设计见豳33所示，残上弧导先行，上、-F断面再分部开挖。对富求趣段投断层带的、I类疆蠢地段，蒌袋用上弧学先行，拉中槽、跳挖马口的开挖方式。软弱围岩开挖前一般采用45m长超前注浆锚枰，按间距20cm施打，进行预支护特殊情况下采用长6 0m 040超前注装管魏，按淹鞭筠cm台车)藏打，送行蘩支护。每锤强避足按。5、l鼠O5m不等。开挖后立即索喷混凝土，厚度5cm以上，封闭围岩，之后施打径向锚杼并挂网，虚支撑拱架，复喷混凝土至设计厚度，以进一步稳定围岩。凡施打超翦锚抟鞫超藐管糖鞠，立拱黎睡必绥
15、保诞姆尾藏罄怒与摸譬磐接牢匿。趣邻两排超前锚秆的搭接长度不艨小于15m；相邻两摊超前管棚豹搭接长度不应小于20 m：对于rV、v类围岩则采用垒断丽一次开挖，爆破设计见图3-4。开挖螽立酆施打径向罐车并挂嘲，唼混凝士霹延至距王作面20m处进行。图3-3 II、III类围岩上下断面臻破网络设计(单位：c【11)西南交通失学硕士研究擞学位论文 第1页图34 I、，一类围岩奎断薅开挖爆破网络设计(单位：cm)32。霪燧l蓬翻茭、藤撮疑二次衬猢躺熬工1施伟时机对予强、掰类潮卷施羧，榔摸、鞴授及=次张砌的施作漂粥燕“怖按先行，衬翻巍墙霜撰”(因为季寸蝴设计滞翳，模板静车潞来到位。)。芷涧的仰拱、赢扳及二次
16、衬砌，主要视灏岩较硬程菔来攀撩施作时机。伸拱一般要鼹至鼹乏终瑶l镧峨200m。对子塞末段及龄层带躺l、疆类霞浠皱段，开挖时往锰在黪挖马弱瓣隧鄄藏律溪攥|秘拱，静及时材瓣，默毽韭：瀚瀣塑缝受澎的发震。对于豢孵岩缝段，秘摸、焦教及二次树籀懿对机胃适当滞搿。避车洞及其他专用洞室，随主洞树砌，嘲期成形。受有轨运输轨邋的影响，西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 2聪褒校需螽嬲燕终，健擞墙挂秘五囊援疆岩壤况鬻握憨捧时橇。对V磙类蠢鬻地段，树礤一般不逡予开挖盛的30d6嬲，2砼供应正澜辨鼹混凝土由澜步滤凝拌裆站肄裁压出遐撩专弱鞭送罐，窖擐为6m3，商轨运至洞内，经混凝土输送裂入横。s褥确横吴根据设计的不同
17、树砌类型，正洞树砌蔷有5套共3种模具。其中，2营长度为12、Om韵穿梭式液匿大型模粳树碗台车，主器用于设计为复合式村砌的正常断瑟；l套囊12eem20潍静小模扳缝装残，孛重瑚龋嚣热大憝熬长囊为lom“台车”，专用于设计为模筑衬砌的风机段衬砌：另l套由小模板组装的长度为18m熬变裁瓣“主套率”，专用予蓬常莰与风撤翔宽莰之阉的过渡袋糟密；述膏l套由小骥蠛组装成长发为7。2礅秘“土台攀”，则用予溺爷嚣缝大模授台车的瓣隙或用于软弱围岩地段的及时衬砌。3，24隧灌涟工麓、簧永播藏出于隧道避鞠羧为线路穷向桶上城式中； Qt一谢缺氧空气时所需避风爨；v一块茕空气嚣鹚蹙，臻2m3舷in诗；e一鬻遵孛空气氧气浓
18、度，魏17计CP一鞭鲜空气中戴气浓度，以21计。溪虢蕉薪嚣巯爨Qz意1蜒AL援Rqo38删(鞔面式中 Q2爆破后所霈风辍，m3mm蠢。一避巍簸搴，戳谤；叠一嚣灏通风时淌，塔3赫lin译P一爆破后cO的黢生量，P黹AA L#X；孓一e斡翌窆疑蕊灌，3魏耐醇；矗一瓣邋净繇蕊掰积，毅85静两南交通犬鬻硕士研究嫩学位论文 第25贾AL一一淡爆破避跫，竣3m诗；$_瀑碱l叠岩羲瀵糕建药爨，豺1镪瓢计；x一炸药所产生的肖害物质即CO含量，mm3。藏互枫辕瑟豢谣胤量Q3磅ssx g S式中 Q3一施工机械尾气排放所需通风薰，m3m衲；珏i一施工机械总功举，kw；q。一藏工撬槭纂经露鬻、单毽琏攀搿零适、鼹量，
19、甄45m3，minkw计：n s一藏工机械平均王作效攀，戳蛭诗。较兔诲矮蘸风速诗舞薪释淫蕊量Q4端AV式中 v一兔诲最低风速，敷02#；A一隧邋净颧嚣嚣积，程产。求QmaxQmM“Q，Q，镰，镰设诗接裁逶甄爨诗葬QD=4O60i15峨76m3翩in镰=2l 7，(21一17)=85m。m派Q2篇038磊s53l+450搿，583043棼描1nC8530，(O，530)】=ini70龆l 53m5，m溆岛=750O7354sO5=1240m3，min(笼辘运输愤擞)铬嘲辩。7354。50 5745瑚3，m遮露鞔运辕猎嚣04=600285端i020硇，min所以滗轨运输情况下鼹粼。i2m3融逸=2
20、72+1240=t 5lOm。，min商轨运输情况下瓴产1020m魄Q=27尊十1020=1296m3，min控制邋风量的确煺两南交通太攀硕士掰究擞学位论文 第26贾遴避以上计磐，霹懿看逡试验爱豹遥鬣距离最长，扶施工长遴考虑，选取Q=15lO黼3触in乍为设计控制遴最量。试验段施工遄风设备试验裁麓工避风设备燕下表51彝示。表s。l试验段施工避风设备型 号 直径(mm) 风量(m。，硼in) 全聪(Pa) 功率(h)PF一】lOSW55 llOO 12 4000 5S女28Kj66一11N063 7S6 726 2500 4553小结藏工邋熙效果毂好坏，雨馑影嘞到撼避速度，最主要斡悬它粪接关最到
21、工人身体健康。成用中，由于通风系统安排合理，加之对通风工作的严格管理，取得了照好的透风效畏。也正实了我们遮样的通风系统毒置蹙切实可行的，既解决了风桃安装地点的矛鹰，又霄效蝰防止了污风循环。藏工避风作为施I中重攘一环必殒予戳衔度重视。因此，选择合理静施工通风方式就显得尤为重要。率文笔者及单位同事在过去几年从枣的隧道施工通飙工窜中，对馕禽式通风在特长(长大)隧道施工通风中进行多次应用尝试，事实涯鹗燕一耪不错秘选捧。西南交通大攀硕士研究生学位论文 第27鞭筻6耄终赢出特长公路隧道机械化快速凝套施王81阐内外特长及长夹隧道施工模式20世纪gO年代，在衡广复线修建过程中，邂步建立了“太瑶山”双线铁路隧遵
22、藏工枫躐酝套骥式。20世缀9e肇代，在赘鹣铁路建设审，又黟戏了单线镶路隧道施工“米花蛉”桃械配套模式。目煎我霸长大肇线铁路隧道戆工机械既囊主要有龃下几种模式：1蠢轨金断嚣掘进模式：果用轨行门絮式港岩客车、轨行装碴槛与誊孰运输，组成掘进、装逡、支护及衬撷配囊诈溉线；2，廷辘套断嚣掘进模式；3鹾台阶模式：为避免使用大型掘进、设备，将隧道分成上、下台阶施工，上台除开挖，下台阶蘩跟。国辨隧道施工，骞经历了逡分部开擦蠢垒凝瑟开携教震躲避疆。在20鲢纪60年代，随着新艇法被广泛采用，支护和衬砌生产线的机械设备已日趋成熟，共达到了较毫靛生产藐力。歼控与装运戏走剿终施工遴度戆关键生产线，壤据其椒槭设备走章亍方式，国外长大单线铁鼹隧遭藏工枫攘配套夫髂可分为两种模式：1衬轨钻孔有轨装碴霄轨运输2，有辘铸孔无轨装碴有轨运输i3蠢鞔旗藐无鞔装碴无辘运输；4无轨钻孔无轨装碴无轨运输。其中宽淡第一秘模残最为罄遍。铸2桊岭终南山隧道机械化快速施工模式结合本工程实际，要进行快谯施工就必须采用大型机械设备。因此，考虑到链强懿裔数、装毯撬、遗辍霉秘喷射稚棱台数静效聚，确定髑院运嚣约大2倍工作能力的设备。当然，还簧充分考虑安全性及作业的具体环境等因紫鲢联台影嚷。8，2藏薹方法豹确定
