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Arid
毛乌素沙漠与黄土高原过渡区重载铁路隧道综合施工技术
郭明
完成单位中铁十七局集团有限公司
登记(发布)日期2019
中文摘要蒙华铁路是继大秦线之后国内又一条超长距离的重载铁路,蒙华铁路穿越毛乌素沙漠和黄土高原的过渡区,国内外对黄土隧道微台阶法、长大管棚、软岩隧道悬臂掘进机施工、洞内水平旋喷桩等有所研究,但对富水土砂互层隧道、富水白垩系砂岩隧道、双层超长管棚、湿陷性黄土隧道基底处理施工和检测、长距离悬臂掘进机施工、粉细砂层隧道双层小导管超前支护等施工技术研究较少。 在蒙华铁路工程的建设中,存在着砂质新黄土隧道进洞风险高、富水土砂互层施工难度大、富水白垩系砂岩施工困难、隧道穿越粉细砂和爆破敏感区等诸多技术难题,还要同步解决黄土高原生态环保等问题。针对施工中存在的问题,需要系统研究毛乌素沙漠与黄土高原过渡区特有地质的隧道修建技术、环保节能技术及施工机械设备配套技术等综合性技术问题, 针对砂质新黄土隧道洞口地形地貌和地质结构特点,采用双层超长管棚、大管棚、密排小导管、地表注浆、洞内注浆等超前支护措施,结合微台阶施工工法,确保进洞施工安全。 针对隧道部分洞身段落穿越古冲沟土砂互层地质,稳定性极差、初支变形风险大等特点,采取水平旋喷桩超前预支护,在中、下台阶钢架连接处打设斜向旋喷桩,在下台阶处横向布置旋喷桩与斜向旋喷桩形成止水和加固帷幕,同时采取真空降水措施,降低围岩含水量,提高围岩自稳性。 针对隧道富水白垩系砂岩地段,白垩系砂岩强度低、节理裂隙较发育、抗压强度和抗剪强度随含水率的增加迅速降低、遇水软化等工程特性,采用长短眼结合钻爆法开挖施工、多种综合降排水措施、施工淤泥及时处理、初支背后注浆、24m液压栈桥仰拱及填充整体施工等措施,保证施工安全和质量,提高施工效率。 针对穿越粉细砂层地段,采取水平旋喷桩和长短超前小导管预支护,从安全性、经济性进行对比分析,找到一种更有效的支护方法。 针对隧道洞口段普遍为砂质新黄土段落,对于湿陷性砂质新黄土地基采取水泥土挤密桩进行加固,对于非湿陷性砂质新黄土地基采取钢管桩进行加固,但是隧道内地基处理施工,受施工空间限制,无法使用大型机械,同时与其他工序间干扰较大,设备的选型和加固后的地基检测方法需要进一步研究。 针对隧道近距离侧穿油井区、浅埋下穿村庄段等爆破敏感区,由于对油井的完整性、抗变形能力及密封性不确定,存在施工震动、围岩收敛变形引起的直井段大变形、油气溢出等安全隐患,同时地表构筑物对变形及震动较敏感,采用钻爆法开挖,极易造成破坏,研究采用悬臂式掘进机机械法开挖,需要进一步研究解决掘进机除尘问题。 在蒙华铁路工程的建设中,存在着砂质新黄土隧道进洞风险高、富水土砂互层施工难度大、富水白垩系砂岩施工困难、隧道穿越粉细砂和爆破敏感区等诸多技术难题,还要同步解决黄土高原生态环保等问题。针对施工中存在的问题,需要系统研究毛乌素沙漠与黄土高原过渡区特有地质的隧道修建技术、环保节能技术及施工机械设备配套技术等综合性技术问题,主要关键技术如下： ⑴开发了砂质新黄土隧道微台阶开挖施工工法,研发了黄土隧道微台阶施工方法、黄土隧道大拱脚微台阶施工方法、隧道内移动式液压防护台车等技术,配合长管棚、密排小导管、多级临时仰拱、加强拱脚等技术措施,解决了隧道进洞施工风险大的难题。 ⑵开发了大断面隧道悬臂式掘进机开挖施工工法,有效控制沉降变形,解决了临近油井及下穿居民区、古寺庙等爆破敏感区隧道掘进的难题,确保周边构筑物的安全,研发了一种用于隧道施工的通风防尘方法、隧道施工的通风防尘系统等专利技术,降低作业环境粉尘浓度,改善隧道内作业环境。 ⑶开发了富水红砂岩隧道降水帷幕注浆施工工法,研发了一种隧道反坡排水施工方法、一种长大隧道抽排水系统等专利技术,配合真空降水+帷幕注浆组合工艺,实现了隧道安全穿越全风化白垩系砂岩的难题。
中文关键词重载铁路隧道 ; 超前支护 ; 微台阶施工工法
语种中文
国家中国
中图法分类号U455.4
资源类型成果
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/365876
推荐引用方式
GB/T 7714		 郭明. 毛乌素沙漠与黄土高原过渡区重载铁路隧道综合施工技术[Z]. ,2019.
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