高黎贡山越岭隧道方案研究
THM耦合作用下高黎贡山隧道软质岩力学特性试验研究的开题报告
THM耦合作用下高黎贡山隧道软质岩力学特性试验
研究的开题报告
一、课题背景和研究意义
高黎贡山隧道是中国千年工程之一，也是国内最长的铁路隧道之一。
隧道地质条件复杂，其中软质岩层较多，具有一定的岩溶特性，因此在
施工中面临较大的技术难题。
为了保证隧道的施工质量和安全性，需要
对软质岩的力学特性进行深入的研究。
本课题旨在通过实验研究，探讨THM耦合作用下高黎贡山隧道软质岩的力学特性，为隧道施工提供科学
的依据和技术支持。
二、研究内容和方法
1.研究内容
本课题主要研究高黎贡山隧道软质岩力学特性试验研究，包括以下
内容：
（1）软质岩的物理力学性质及岩石结构特征分析。
（2）THM耦合作用对软质岩力学性质的影响分析。
（3）软质岩力学性质试验研究。
2.研究方法
（1）采用岩石力学试验方法，包括抗压强度试验、拉伸试验、剪切试验等。
（2）建立THM耦合作用的物理模型，利用有限元软件进行数值模
拟研究。
（3）利用实验数据和数值模拟结果，分析软质岩的力学特性及
THM耦合作用对其力学性质的影响。
三、预期研究成果和意义
（1）深入了解高黎贡山隧道软质岩的力学特性，为隧道施工设计提供科学依据。
（2）探讨THM耦合作用对软质岩力学性质的影响，为岩石热力学-力学研究提供新思路。
（3）丰富和完善软质岩力学特性试验研究方法，为相关领域的研究提供借鉴和参考。
以上是本课题的开题报告，希望能对您有所帮助。
CSAMT法在高黎贡山隧道方案评价中的应用分析
√ …ｓ （ ｅ ３ ） Ｈ （ｉ １ ） ・ …ｓ ｓ （ 一 ＋ √ ０ｉ ４ ．ｅ ） ｎ Ｈ （ ｉ ・ ．ｃ０２ ５ ， １ ） √ （ ｓ ）（ ＿ ＋ ３ 。－ ）
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动 、 跃 的地 热 水 环 境 、 跃 的 外动 力 地 质 条 件 、 活 活 活 跃 的 岸 坡 浅 表 改 造 过 程 ） 特 征 ” 的 。
大 瑞 铁 路 高 黎 贡 山 越 岭 段 ， 是 集 上 述 “ 高 ” 正 三 、
“ 活 跃 ” 征 为 一 体 的 地 段 。鉴 于 高 黎 贡 山越 岭 段 四 特 复 杂 的 地 质 条 件 ， 院 采 用 可 控 源 音 频 大 地 电 磁 法 我 对 高 黎 贡 山 隧 道 进 行 勘 探 ， 的 是 探 测 ３ ． ｋ 隧 目 ９６ｍ
式 中 ・Ｅ 表 示 Ｅ 的 散 度 Ｉ ×Ｅ 表 示 Ｅ 的 旋 度 ； Ｐ为 自 由 电荷 体 密 度 Ｉ 为 电 流 密 度 ； 为 电 场 强 ｊ Ｅ 度 ； 为 磁感 应强 度 Ｉ Ｂ ｃ为 常 数 ， 光 速 。 即 麦 克斯 韦方 程组 实 质上 是反 映 了 电荷 、 流 、 电 电 场 、 场 随 时 间 和 空 间 变 化 规 律 的 定 律 ， 综 合 了 电 磁 它 磁 现 象 的 一 切 相 互 作 用 。 电 磁 波 进 入 介 质 中 后 要 产
位 置 破 碎 带 宽 度 及 隧 道 围 岩 的 完 整 程 度 作 了 详 尽 的 分 析 和 解 释 ， 对 物 探 判 释 的 隧 道 洞 身 穿 越 断 层 破 并
工程093第四组隧道1
在围岩内形成承载拱，由喷层锚杆及岩面承载拱构成外拱， 在围岩内形成承载拱，由喷层锚杆及岩面承载拱构成外拱， 起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分， 起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分，复喷后应达 到设计厚度，并要求将锚杆、金属网、 到设计厚度，并要求将锚杆、金属网、刚拱架等覆裹在喷射 混凝土内。在安装锚杆的同时， 混凝土内。在安装锚杆的同时，在围岩和支护中埋设仪器或 测点，进行围岩位移和应力的现场测量。 测点，进行围岩位移和应力的现场测量。 第二次支护和封底， 第二次支护和封底，起到提高安全度和整个支护承载能力增 强的作用。对于底板不稳，必然牵动侧墙及顶部支护不稳， 强的作用。对于底板不稳，必然牵动侧墙及顶部支护不稳， 所以应尽快封顶，形成封闭式的支护，以谋求围岩的稳定。 所以应尽快封顶，形成封闭式的支护，以谋求围岩的稳定。
高地温施工案例
新建铁路大理至瑞丽线高黎贡山越岭隧道高地温： 新建铁路大理至瑞丽线高黎贡山越岭隧道高地温：
隧道简介 新建铁路大理至瑞丽线高黎贡山越岭隧道均为深长隧道，拟 新建铁路大理至瑞丽线高黎贡山越岭隧道均为深长隧道， 选方案隧道长21.9KM 39.7KM，最大埋深1010 1167m。 21.9KM～ 1010～ 选方案隧道长21.9KM～39.7KM，最大埋深1010～1167m。隧 道区位于印度板块与欧亚板块间的缝合线地带，断裂、褶皱、 道区位于印度板块与欧亚板块间的缝合线地带，断裂、褶皱、 温泉发育，温泉水温最高达90 100℃。 90～ 温泉发育，温泉水温最高达90～100℃。高黎贡山隧道地形 地质条件极为复杂，具有“三高” 高地热、高地应力、 地质条件极为复杂，具有“三高”(高地热、高地应力、高 地震烈度)、“四活跃”(活跃的新构造运动、活跃的地热水 地震烈度) 四活跃” 活跃的新构造运动、 环境、活跃的外动力地质条件和活跃的岸坡浅表改造过程) 环境、活跃的外动力地质条件和活跃的岸坡浅表改造过程) 于一体的特点； 于一体的特点； 另一方面，大自然的鬼斧神工下所形成的高黎贡山，被誉为 另一方面，大自然的鬼斧神工下所形成的高黎贡山， 物种基因库、自然博物馆、天然植物园、 “物种基因库、自然博物馆、天然植物园、南北动植物交汇 的走廊” 工程带来的严峻挑战是高热带、 的走廊”，工程带来的严峻挑战是高热带、高埋深多断层及 如何实现自然生态保护。因此，本工程的建设难度极大。 如何实现自然生态保护。因此，本工程的建设难度极大。
大瑞铁路高黎贡山隧道施工挑战与对策
收稿日期:2019-01-07;修回日期:2019-04-19基金项目:中国中铁股份有限公司重大科研项目(17 重大 03)第一作者简介:卓越(1965 ),男,安徽灵璧人,2013年毕业于北京交通大学,岩土工程专业,博士,教授级高级工程师,主要从事隧道与地下工程设计㊁科研和施工管理工作㊂E-mail:zhuoyue120879@㊂∗通信作者:高广义,E-mail:151281010@㊂大瑞铁路高黎贡山隧道施工挑战与对策卓㊀越,高广义∗(中铁隧道勘察设计研究院有限公司,广东广州㊀510000)摘要:为解决高黎贡山隧道在施工中遇到的斜井软岩变形㊁竖井井筒防治水㊁TBM 穿越不良地质卡机等难题,通过对存在问题进行理论分析㊁现场试验㊁方案优化㊁阶段总结,提出解决方案与关键施工技术,现场实践结果表明:1)斜井软岩变形采用 早成环㊁快封闭 ㊁合理设置开挖轮廓线曲率㊁加强支护的综合防变形技术,达到初期支护不破坏㊁不拆换的目的;2)采取 有掘必探㊁以堵为主㊁堵排结合 的治水原则和地表深孔S 型深孔预注浆关键技术,能够大大降低富水软弱花岗岩竖井建井淹井风险;3)通过采用小导洞工法能使敞开式TBM 快速安全通过糜棱化花岗岩不良地层,充分发挥TBM 的快速高效施工性能㊂关键词:铁路隧道;高地应力;变形控制;井筒防治水;S 型地面预注浆;TBM 糜棱化花岗岩DOI :10.3973/j.issn.2096-4498.2019.05.013文章编号:2096-4498(2019)05-0810-10中图分类号:U 45㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:B开放科学(资源服务)标识码(OSID ):Challenges and Countermeasures in Construction ofGaoligongshan Tunnel of Dali-Ruili RailwayZHUO Yue,GAO Guangyi ∗(China Railway Tunnel Consultants Co.,Ltd.,Guangzhou 510000,Guangdong ,China )Abstract :In order to resolve the challenges encountered in the construction of Gaoligongshan Tunnel such as soft rockdeformation of inclined shafts,water drainage and protection of vertical shafts,TBM jam in crossing areas with adversegeology,solutions and key construction techniques are developed through theoretical analysis,field test,schemeoptimization and staged review and summary.The performance results of field practice show that:(1)the goal of nodamages and no replacement of the primary support can be achieved by adopting the comprehensive deformation prevention technique of "ring support early formation and quick closure",setting of proper excavation line curvature,and reinforcing of support;(2)the risk of vertical shaft flooding during construction in water-rich weak granite can begreatly reduced by adopting the water control principle of "exploration for any excavation,plugging as the main method,and supplemented with drainage method"and the key pre-grouting technique of S-shaped deep boreholes;(3)the open-type TBM can quickly and safely pass through the unfavorable mylonitic granite stratum by adopting the small pilot tunnelconstruction method,thus the fast and high-efficiency construction performance of TBM can be fully utilized.Keywords :railway tunnel;high geostress;deformation control;water drainage and prevention by vertical shafts;S-shape ground pre-grouting;TBM mylonitic granite0㊀引言近年来,随着我国高速铁路的快速发展,长大深埋铁路隧道数量逐年增多[1],施工环境恶劣㊁地质条件复杂㊁技术难度大等问题日益突出,施工中面临的风险㊀第5期㊀卓㊀越,等:㊀大瑞铁路高黎贡山隧道施工挑战与对策㊀日益加大,主要有以下几点:1)建设前期难以准确探清全隧范围内的详细地质信息,导致复杂地质问题难以提前判知,加大了施工中的风险[2];2)隧道的埋深大,在高地应力作用下易产生软岩大变形和硬岩岩爆问题;3)地下水和大型断层破碎带一直以来是长大山岭隧道面临的重要难题;4)铁路深大竖井和TBM 施工在长大隧道逐步推广应用,施工经验欠缺㊂目前,国内学者针对长大隧道施工难题进行了相关研究[3-16]㊂桂书超[3]介绍了长大铁路隧道施工中所面临的洞内施工环境狭小㊁隧道深埋较大㊁地质条件等工程难题,并结合实际施工情况提出了相应的解决方案㊂张梅等[4]依托兰渝铁路木寨岭隧道,进行了高地应力软岩隧道围岩分级,制定初期支护破坏准则,同时建立了地应力合理释放与有效约束之间的平衡,并从设计和施工入手制定控制变形的措施,有效控制了大变形发生㊂陈丽娟等[5]针对矿山竖井掘进过程中遇到的涌水,采用地表深孔预注浆和工作面预注浆技术,使竖井工作面涌水量控制在安全范围内,取得了很好的效果㊂魏文杰[6]结合中天山隧道TBM 过花岗岩节理密集带,采用刀盘内施作超前自进式锚杆㊁注新型聚氨脂化学浆液㊁围岩出护盾后径向注浆补加固等方法,有效地控制了围岩变形坍塌,提高了设备利用率,确保TBM 安全掘进㊂本文以高黎贡山隧道进场施工3年来各工点遭遇的地质难题为依托,研究复杂地质条件下隧道施工的成套关键技术,以期为今后长大难隧道的建设提供参考㊂1㊀工程概况高黎贡山隧道是我国第一条穿越横断山脉㊁地形地质条件极为复杂的国家Ⅰ级干线铁路隧道,工程地质条件差,施工难度极高,工程建设风险突出,其工程规模㊁建设难度与工程风险,在目前国内隧道施工领域首屈一指㊂隧道全长34.538km,最大埋深1155m㊂洞内为 人 字坡㊂上坡段21.8km 最大线路坡度为23.5ɢ,下坡段12.74km 最大线路坡度为9ɢ㊂全隧采用 贯通平导+1座斜井+2座竖井 的辅助坑道设置方案[7],出口段采用TBM 法和钻爆法相结合施工,其中TBM 施工段长10.180km㊂高黎贡山隧道线路布置如图1所示㊂图1㊀高黎贡山隧道线路布置示意图(单位:m)Fig.1㊀Schematic diagram of Gaoligongshan Tunnel Line layout (unit:m)118隧道建设(中英文)第39卷㊀2㊀现场施工过程中的地质难题自2015年12月工程开工以来,各工点地质难题不断涌现,施工难度和风险逐步递增,主要表现在4个方面㊂1)1#斜井在高地应力作用下围岩变形控制问题㊂1#斜井采用主㊁副井设置,长度3850m,施工过程中,后方初期支护持续变形,共计进行6次停工处理变形段落㊂变形段落初期支护混凝土开裂㊁掉块严重,局部段落钢架扭曲呈 S ㊁ Z 型(如图2所示),初期支护失效㊂该变形段埋深400m,揭示围岩为灰色板岩,弱风化,薄-中厚层,层间结合较差,左侧围岩受构造影响,岩体破碎,右侧岩体较破碎-破碎,岩层产状:N30ʎW /73ʎSW,节理裂隙较发育㊂变形特点为:1)变形部位多分布于两侧拱腰,连接板下部;2)破坏力极强,I20拱架扭曲成 Z 型;3)高地应力空间分布呈现 上下小㊁两侧大 的形式㊂图2㊀斜井钢拱架扭曲变形情况Fig.2㊀Distorted form of inclined shaft tunnel lining2)1#竖井富水高角度裂隙施工治水问题㊂1#竖井采用主㊁副井设置方式,井深764m,根据井检孔探测显示整个井筒为混合花岗岩强风化层,共13段,分布较分散,总厚度为124m㊂主井掘进至130m 时涌水达30m 3/h,副井在132m 处超前钻孔涌水量达70m 3/h㊂开挖揭示围岩破碎㊁裂隙发育且以高角度为主㊁走向和连通不规律㊁裂隙与周边及上部补水渠道畅通㊁水量大小及位置难以预测㊂据施工统计,一般井筒内涌水量小于5m 3/h 时,月进度达100m 左右;当涌水量在10~20m 3/h 时,月进度仅为30m 左右;当涌水量超过20m 3/h 时,井筒施工难度极大㊂施工过程中,必须提前对井筒内涌水进行封堵,才能确保安全掘砌㊂副井超前钻孔突涌水见图3㊂图3㊀副井超前钻孔突涌水Fig.3㊀Water gushing in pilot hole of auxiliary shaft3)2#竖井井筒穿越大区段挤压破碎带超前加固问题㊂2#竖井采用主㊁副井设置方式,井深642m,井检孔探测显示井筒岩体受构造挤压影响,岩体完整性差,间断出现岩体挤压破碎带㊁构造影响带(补勘孔部分岩芯样如图4所示)㊂构造影响带共14处,总厚度63.2m,含水层7层,分布深度位于80~580m,根据抽水试验确定岩层渗透系数K 后,最大涌水量出现于第④含水层,为71.92m 3/h,厚度为31.95m㊂含水层分布深度及预测最大涌水量详见表1㊂图4㊀2#竖井补勘孔部分岩芯照片Fig.4㊀Photo of cores from #2vertical shaft supplementaryexploration borehole218㊀第5期㊀卓㊀越,等:㊀大瑞铁路高黎贡山隧道施工挑战与对策㊀表1㊀2#竖井含水层分布及涌水量预测Table 1㊀Aquifer distribution depths and predicted maximum water inflow of #2vertical shaft含水层序号起止深度/m 厚度/m 最大涌水量(m 3/d)(m 3/h)渗透系数K /(m /d)水头高度/m 隔水层厚度/m①81.05~86.05530 1.250.04862.45②91.35~97.05 5.736 1.500.04573.565.20③㊀107~135.6528.65451.880.007111.689.95④270.25~302.231.95172671.920.158277.19134.60⑤318.9~431.85112.9533614.000.005404.5616.7⑥471.25~478.87.551787.420.039446.6739.4⑦568.6~579.7511.15105143.790.148546.3789.8㊀㊀2#竖井地质差,出水段多,井筒掘砌过程中易发生片帮㊁抽帮㊁突水等事故,必须对井筒系统加固处理后才能保证竖井顺利到底㊂4)敞开式TBM 穿越不良地质卡机问题㊂出口大小TBM 在掘进过程中先后2次通过岩性接触带,6次通过节理密集带,1次通过断层破碎带等不良地层,遭遇多次掘进缓慢和5次卡机㊂揭示地层均为糜棱化花岗岩,围岩整体破碎,强度低,整体呈碎颗粒状砂石,稳定性差,地下水较发育,破碎岩体遇水则成流沙状,发生涌渣㊁涌泥及涌水现象,造成TBM 掘进困难㊂卡机图片如图5和图6所示㊂图5㊀破碎围岩抱死TBM 护盾Fig.5㊀Broken surrounding rock locks TBM shield3㊀问题对策及关键技术3.1㊀1#斜井井身初期支护变形控制技术3.1.1㊀变形成因分析1)高地应力和围岩强度低㊂依据地应力测试成果,测试点位置附近的地应力状态以水平方向的构造应力为主,这一点与西南地区的宏观整体地应力表现基本一致,也与监控量测显示出的周边收敛值始终大于拱墙下沉值基本一致㊂虽然绝对地应力值不高,但初始强度应力比㊁围岩强度应力比均表现出处于极高的地应力状态,大变形风险高,加之岩块的饱和抗压强度虽然属于次硬岩,整体看不属于软弱围岩,但存在薄层板岩,围岩整体的强度将进一步降低,因此局部高地应力㊁围岩强度低是发生大变形的主要因素㊂图6㊀刀仓内糜棱化岩体Fig.6㊀Mylonitic rock mass in cutter chamber2)群洞效应㊂初步数值分析结果显示:缓倾层状地层由于层间软弱带及节理的存在,隧道开挖后的应力场与位移场形式与均质地层相比将有所变化,其主方向由竖直方向变为垂直于层理方向,且位移出现明显的增大;围岩的层理及软弱夹层的存在弱化了围岩强度,改变了地层结构,使得围岩变形的318隧道建设(中英文)第39卷㊀趋势及大小均发生了较大变化㊂因此,群洞效应对隧道围岩发生大变形有一定影响㊂3)隧道埋深㊂变形段埋深约300m,埋深较浅;按照埋深自重计算的垂直应力约为7.5MPa,实测垂直主应力10.3MPa,两者差距2.8MPa,因此埋深也是决定隧道围岩发生大变形发生的因素㊂3.1.2㊀变形控制措施1)变形地段优先选择 早成环㊁快封闭 的施工工法㊂具备条件的可采用全断面法或微台阶法施工[8]㊂2)合理设置开挖轮廓线曲率㊂①主井仰拱开挖应加大仰拱曲率㊂②副井由直墙改为曲墙并增加仰拱㊂③初期支护封闭成环的位置距掌子面应不大于2倍洞径㊂3)加强支护措施㊂①优先采用型钢钢架全环支护,钢架纵向连接,必要时采用槽钢等型钢㊂②采用长短锚杆结合的群锚方式㊂短锚杆施作快速便捷,用于初期变形控制,为长锚杆创造施作时机,同时后期长短结合形成群锚效应㊂短锚杆采用砂浆锚杆或树脂锚杆;长锚杆采用普通中空锚杆㊁YE锚杆㊂3.2㊀富水高角度裂隙下花岗岩竖井防治水施工技术以 有掘必探㊁先探后掘 原则施工,施工中采取 探㊁注㊁掘 三大工序转换施工,每次工作面探水注浆长度80m,允许掘进70m㊂首先施作4个探水孔,采用下行式注浆方式,注浆孔沿井筒均匀布设,主井13个(副井12个)注浆孔(其中1#㊁4#㊁7#㊁10#4个兼作探孔),孔口管距井筒衬砌内轮廓线60cm,各注浆孔等间距均匀布置,终孔位置距竖井开挖轮廓线为3m,注浆孔竖向外插角度为4ʎ㊂经现场试验,普通硅酸盐水泥注浆吸浆量小,将注浆材料调整为超细水泥,吸浆量大幅提升㊂初步分析原因:花岗岩风化成的高岭土等矿物细度约为300目,但普通水泥的细度也是300目,造成普通水泥颗粒很难通过裂隙,800目以上的超细水泥能够比较轻松的通过裂隙㊂注浆压力为静水压力的2~4倍,浆液水灰比为(0.8~1)ʒ1㊂经主㊁副井各9个阶段 探㊁注㊁掘 循环施工,各循环开挖过程中裂隙渗水量较小,每段高累计出水量小于5m3/h,井壁稳定,无井壁偏帮现象㊂注浆堵水效果较好,衬砌后,井壁出水点及渗水量明显减少,缩短了壁后注浆时间;掘砌过程中抽排水时间减少,保证了混凝土浇筑质量㊂工作面预注浆孔口布置如图7所示㊂图7㊀工作面预注浆孔口布置图(单位:mm) Fig.7㊀Layout of pre-grouting holes in working face(unit:mm) 3.3㊀竖井井筒地面深孔S型预注浆施工关键技术3.3.1㊀钻注设计1)钻孔布置㊂由于目前2#竖井场坪设备已安装,同时为降低造孔难度,便于注浆孔造斜及降斜,在主㊁副井各布置3台钻机,施作6个S型孔钻孔,分为2序施工,其中SZ1-1㊁SZ2-1和SZ3-1为1序孔,SZ1-2㊁SZ2-2和SZ3-2为2序孔,1㊁2序孔共用垂深0~50 m,2序孔为分支孔㊂2#竖井主㊁副井S孔轨迹示意图如图8所示㊂S型钻孔轨迹如图9所示㊂418㊀第5期㊀卓㊀越,等:㊀大瑞铁路高黎贡山隧道施工挑战与对策㊀(a)主井(b)副井图8㊀2#竖井主㊁副井S 孔轨迹示意图Fig.8㊀Schematic diagram of S-shape borehole trajectory of #2main and auxiliary verticalshafts图9㊀S 型钻孔轨迹图Fig.9㊀Diagram of S-shape borehole drilling trajectory2)钻孔结构㊂钻孔开孔钻至50m 处,下套管并注浆固管㊂1序孔定向钻进至垂深250m 入靶,之后钻至钻孔设计垂深590m 处;1序孔注浆完成后施工2序孔,2序孔从1序孔垂深50m 处施作分支,定向钻进入靶后至垂深250m,后钻至钻孔设计垂深590m处㊂2#竖井主㊁副井S 孔钻孔结构图如图10所示㊂先施工的孔兼作注浆前水量检查孔,后施工的孔作为注浆质量检查孔㊂图10㊀2#竖井主㊁副井S 孔钻孔结构图(单位:m)Fig.10㊀Structural diagram of S-shape boreholes for #2main andauxiliary vertical shafts (unit:m)3)注浆段高及浆液扩散半径㊂为保证注浆钻孔可实施性,采用分段下行式注浆,由上而下分段,在同一段内钻孔与注浆交替进行㊂注浆孔终孔深度应伸入含水层下方完整基岩不透水层10m㊂注浆上限为第④含水层顶部270m 处,注浆下限为第⑦层含水层下10m,即深度590m㊂根据GB 50511 2010‘煤矿井巷工程施工规范“,浆液有效扩散半径宜为8~10m,结合高黎贡山隧道2#竖井注浆段地质情况,地面预注浆浆液扩散半径按9m 考虑㊂4)注浆材料㊂结合竖井建井施工的特点,本次方案中地面注浆以堵水为主要目标,兼顾一定的围岩加固作用,同时结合含水层渗透系数的大小㊁浆液配合比的精度和施作工艺控制的难易程度,因此,固管段选择单液水泥浆,地表注浆选择黏土-水泥浆作为主要的518隧道建设(中英文)第39卷㊀注浆材料,若遇到漏浆严重的层段,可采用水泥-水玻璃浆作为补充注浆材料㊂5)注浆段划分及注浆压力㊂垂深250~270m段设置止浆岩帽,岩帽段注水泥浆,270~590m注浆范围共划分为11个注浆段,注浆材料为黏土-水泥浆㊂3.3.2㊀注浆情况及工艺要点1序孔先行施工,分段注浆至590m垂深后,开始2序孔施工及竖井井身掘砌㊂副井1序孔施工过程中遭遇30m厚破碎带,成孔困难,及时将下行式注浆调整为上行式注浆㊂工艺要点:S孔造孔精准度㊁黏土水泥浆配置及分段注浆的浆液防止上串是工艺控制重点,现场使用JDT-6型陀螺测斜仪每30m进行一次测试与设计值对比,如出现孔位偏移,采用泥浆动能驱动螺杆钻具进行纠偏;通过陀螺仪定位在造孔过程中的适时纠偏来确保造孔精准度,通过黏土质量控制㊁制浆流程监控确保浆液质量,通过止浆塞的精准定位来防止浆液上串㊂3.3.3㊀效果验证2#竖井地面深孔S型预注浆历时5个月完成,累计完成造孔工程量7080m,黏土水泥浆51494m3,经压水试验检查,满足结束标准㊂目前主井已累计开挖417m,副井累计开挖390m,从开挖揭示情况来看,井筒范围内黏土浆液充填痕迹明显,井筒内渗水量小于5m3/h,注浆效果较好,达到预期效果㊂3.4㊀敞开式TBM穿越糜棱化花岗岩施工关键技术3.4.1㊀方案设计1)加强TBM段地质预报工作㊂采用TSP和激发极化法2种物探方式相互验证,异常段落采用超前地质钻进行验证,做到提前预判,提前处理㊂2)当糜棱化花岗岩段落范围小于5m或浸入隧道范围小于1/4时,则通过化灌盾体周边加固㊁刀盘前方局部掏渣等手段加固㊂3)当糜棱化花岗岩段落距离长(大于10m),需要进行超前加固时,采用施作小导洞法施工,在导洞内进行超前注浆和管棚施工㊂3.4.2㊀盾体周边加固1)浆液类型选择㊂因TBM工法特殊性,盾体注浆位置处于刀盘及护盾周边,无法做到浆液与设备的隔离㊂通过调研分析和现场试验,TBM盾体周边注浆宜采用化学浆液,具有低黏度㊁高强度㊁高黏结力㊁发泡倍数高(可适时调整)㊁可灌性等优点㊂化学浆液对岩体有黏结作用,但不会将设备与岩体固结在一起(已经过多次验证),化学浆液的固结体与钢材黏结力差,不会使设备抱死㊂化学浆液分为堵水型及加固型,在腰部集中出水点灌注堵水型浆液,其余部位均采用加固型浆液㊂2)化灌注浆施工㊂考虑TBM设备的特殊性,刀盘前方不可安装铁管(后续掘进时钢材损坏刀盘㊁刀具及皮带机等设备),因此刀盘前方需采用自进式玻璃纤维管作为注浆管,护盾上方采用ϕ42小导管㊂注浆管位置根据现场围岩情况及刀盘内空间确定,破碎松散处安装㊂3.4.3㊀小导洞施工在护盾顶部人工开挖小导洞并向两边扩挖,将刀盘上方㊁前盾顶部的积渣进行清理,恢复刀盘转动,同时利用扩大洞室,施作超前管棚对前方不良地质围岩进行超前加固,以及进行护盾前端卷边变形整修工作,完成后TBM掘进通过㊂618㊀第5期㊀卓㊀越,等:㊀大瑞铁路高黎贡山隧道施工挑战与对策㊀施作小导洞的主要目的是为护盾上方盾尾至刀盘之间提供一个施工通道,兼顾用于掌子面后方护盾周边扩挖施工㊂小导洞布置位置为正拱顶,自盾尾后方2榀拱架之间开口进入,小导洞内净空高度1.3m,拱部宽度1.2m,长度6.25m,采用化灌周边固结+方木临时支撑+HW150型钢支撑架+140mm槽钢纵连+锁脚锚管+超前小导管+喷射混凝土(视围岩情况)联合支护,小导洞结构如图11所示㊂㊀㊀㊀㊀(a)小导洞剖面图(A-A)㊀㊀(b)小导洞纵面图(俯仰图)图11㊀小导洞结构示意(单位:mm)Fig.11㊀Structural schematic diagram of small pilot tunnel(unit:mm)㊀㊀小导洞开口位置选择在正拱顶最后2榀拱架之间,开口前需对该处及周边径向化灌注浆加固,然后割除开口处TBM初期支护,人工自下而上开挖,开挖完成后进行初期支护㊂3.4.4㊀扩挖段施工小导洞施作完成后,利用导洞沿着护盾环向向左右两侧开挖,开挖范围为拱部162ʎ,高度1.3m(净高),长度2m㊂上半断面扩挖分6部,按照①-⑥的顺序施工,不可同时进行2个部位的开挖,每部开挖支护完成后方可进行下一部,如图12所示㊂开挖采用人工手持风镐施工,渣体装袋人工转运至皮带上输送至矿车㊂开挖过程中采用木板+方木+钢插板的临时支撑体系进行防护㊂图12㊀扩挖断面正视图(单位:mm)Fig.12㊀Front view of expanded excavation section(unit:mm)3.4.5㊀超前管棚施工利用上断面扩挖空间,施作ϕ76超前中管棚对前718隧道建设(中英文)第39卷㊀方围岩进行支护㊂管棚长度一般为25m,施作范围为拱部120ʎ,间距40cm,共计22根㊂考虑长距离管棚施作成抛物线状前端会向下垂,因此管棚角度考虑为斜向上3~5ʎ,理论上最前端距离隧道轮廓线2m[17]㊂3.4.6㊀现场实践敞开式TBM采用小导洞法处置糜棱化花岗岩不良地段,在开始掘进前,综合评估加固效果㊁试转刀盘㊁清理完成护盾底部及仰拱块端头渣体具备立拱及仰拱块安装条件,掘进时采取 三低(低推力㊁低转速㊁低贯入度)㊁一快(快速支护封闭)㊁一连续(连续施工)㊁宁慢勿停 的掘进原则㊂具体参数及注意事项如下:1)刀盘转速控制在约1.5r/min㊂2)掘进过程中时刻观察1#皮带压力及渣量情况,当皮带机压力过大时(接近11MPa),启动皮带机脱困模式,最大极限压力可达到15.8MPa;当皮带机压力达到极限压力值时,必须停止推进原地转刀盘或向后退刀盘,降低1#皮带机压力㊂3)推进时注意观察主电机电流,将电流控制在360A以内,刀盘最大扭矩不能超过9000kN㊃m㊂从已通过的5处卡机处理情况看,卡机处理综合施工效率达到0.8~1m/d,取得较好效果,主要表现在以下方面:1)导洞可以提供超前支护作业空间,有效避免自盾尾打设管棚造成的外插角过大㊁长距离管棚失效的问题;2)导洞可向两边继续进行扩挖,对于护盾被卡同样有效;3)利用导洞对刀盘周边积渣进行清理加固,相对于刀盘内施作,施工作业空间增大,速度及效率提高㊂4㊀结论及建议本文针对高黎贡山隧道施工地质难题开展研究与分析,并总结出了一系列处置关键技术㊂同时,结合类似工程施工特点提出以下建议:1)针对斜井软岩变形采用 早成环㊁快封闭 ㊁合理设置开挖轮廓线曲率㊁加强支护的综合防护技术,达到了初期支护不破坏㊁不拆换的目的㊂2)富水高角度裂隙下花岗岩竖井施工应优先采用 有掘必探㊁以堵为主㊁堵排结合 的施工原则,将井筒掌子面涌水量(含井壁渗㊁淋)控制在10m3/h以下,降低淹井风险㊂3)采用S孔深孔地面预注浆对大区段挤压破碎带井筒进行堵水加固,可以避免井筒淹井的风险,进而保障井筒掘进过程中的人员及设备安全㊂4)采用小导洞工法通过刀盘顶部作业空间,对刀盘前方及上部围岩进行超前加固和支护,改良围岩条件,确保TBM能安全㊁顺利地通过糜棱化花岗岩破碎围岩㊂参考文献(References):[1]㊀陆传波.长大深埋铁路隧道施工中难点问题及控制对策浅析[J].工程与建设,2013(2):48.LU Chuangbo.A brief analysis of difficult problems andcontrol countermeasures in construction of large deeply-buried railway tunnels[J].Construction&Design 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高黎贡山隧道逃生管道设置方案
新建大理至瑞丽铁路怒江至龙陵段土建1标高黎贡山隧道逃生管道设置方案编制：审核：审批：中铁十八局集团有限公司大瑞铁路怒江至龙陵段项目经理部一分部二〇一四年十二月目录一．目的 (1)二、适用范围 (1)三、材质及设置要求 (1)高黎贡山隧道逃生管设置方案一．目的根据国家安全监管总局、交通运输部、国务院国资委、国家铁路局文件关于《隧道施工安全九条规定》及《铁路隧道施工抢险救援指导意见》的相关要求，为加强高黎贡山隧道施工安全管理，确保隧道掘进过程中施工人员的人身安全，特制定本实施方案。
二、适用范围1.本方案适用于高黎贡山隧道进口工区正洞、平行导洞掘进施工，要求隧道施工时在Ⅳ、Ⅴ级及以上围岩地段必须预先设置逃生通道及救生管道，以确保隧道掘进过程中施工人员的人身安全。
2.围岩量测累计变形达到100mm及以上时，须设置逃生管道。
3.在隧道的掌子面开挖、喷锚、支护及仰拱部位的开挖、浇注砼的过程中，均必须确保逃生通道的完好，救生管道设置到位，并随着掌子面的不断掘进而向前移动。
三、材质及设置要求1.逃生钢管采用外径φ630mm、壁厚12mm的无缝钢管，管节长度6～7m，为便于安装及拆装，管节间采用法兰盘连接,螺栓连接。
为保证管道承受坍塌体的压力，对采用的材质管材，必须确保其承压能力和连接头的牢固，并经试验室具体试验后，方可用于隧道中。
逃生管道布置示意图2.施工现场应根据隧道围岩、掘进开挖方式等情况备足管道和连接材料，除整节管道外，应同时备足1米、2米、3米短节管道、转接接头（135°）等。
3.管道须经加工方可使用，我分部结合材质及现场实际情况分别进行加工，要求连接简单、牢固、紧密可靠，且在地面做好临时固定措施，施工时管口可加临时封盖，并易于打开和封闭。
4、逃生管道与风管布置在同一侧。
5.逃生通道设置位置如下图所示，管道采用φ630mm的无缝钢管，逃生管道一端放置在距离开挖面20m以内的适当位置，另一端伸入已施工仰拱地段5m以上。
大(理)瑞(丽)铁路高黎贡山越岭段地质灾害工程分区研究
ｔ ｈ ｅ ｉ ｍ ｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｆ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｈ ａ ｚ ａ ｒ ｄ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｒ ｏ ｃ ｋ ｆ ａ ｌ ｌ ｓ ， ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ｌ ｉ ｄ ｅ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｂ ｉ ｒ ｓ ｆ ｌ ｏ ｗ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ
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第４ ８卷 第 ２期 ２ ０ １ ３年 ４月
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Ｖｏ Ｉ ． ４８ Ｎｏ． ２
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文章编号 ： ０ ２ ５ ８ － ２ ７ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ － ０ ３ １ ０ － ０ ７
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高黎贡山隧道施工难度到底有多难
高黎贡山隧道施工难度到底有多难在彩云之南，你想不想坐着火车感受一下全长34.538公里的中国第一铁路长隧?大瑞铁路高黎贡山隧道，该项目由中铁隧道局集团承建。
针对其无所不在的“难”，笔者从以下8个方面逐一讲解，希望能让广大读者对高黎贡山隧道的难有所了解。
1、难在一条普速隧道直到2015年才开工2006年7月1日，青藏铁路通车，结束了西藏地区没有铁路的历史，也标志着中国铁路建设技术突破板块运动频繁区域、高低温高地应力区域、高原高寒区域的建设瓶颈。
通车当天铁道部公布了营业线示意图。
可以看出，当时我国大陆大部分的人员密集区域已经有了铁路，唯一大量人员密集区却没有铁路的区域就是横断山脉区域范围内。
云南的铁路也就在大理戛然而止。
丽江、香格里拉、保山、瑞丽等世界著名的风景名胜区只能通过汽车、飞机才能到达、享誉全球的翡翠、石斛等特产也不能采用铁路运输出去。
横断山脉，世界年轻山群之一，中国最长、最宽和最典型的南北向山系群体，位于青藏高原东南部，通常为四川、云南两省西部和西藏自治区东部南北向山脉的总称。
因“横断”东西间交通而得名。
怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河、岷江在横断山脉南北并行，形成落差较大的大峡谷。
公路具有坡度限制、转弯半径要求较小的特点，可以盘山上下，在山顶处直接翻山或在埋深较浅处修隧而穿越，在谷底处修桥而跨河，受地形限制较小。
而铁路线路更为平直，高山峡谷地段难以调整线路，隧道只能选择深埋。
埋深越大，隧道越长，遭遇的不良地质种类更多、风险更大，隧道修建技术工艺、安全防护技术、工装设备及材料达不到要求则铁路隧道难以建设。
其实，随着国家综合实力和科学技术的进步，我国铁路建设者们在研究高铁建设技术的同时，已经于2005年悄然开展了第一条穿越横断山脉的铁路——大（理）瑞（丽）铁路的勘察设计工作。
历时3年，2008年大瑞铁路大（理）保（山）段开始修建，秀岭隧道（17.62km）、大柱山隧道（14.48km）、杉阳隧道（13.39km）是该段三座主要隧道，其中频频经历突泥涌水、高地温、隧道变形的大柱山隧道历时12年于2020年4月28日贯通，而秀岭隧道和杉阳隧道至今未通。
高黎贡山越岭隧道方案研究
线路横跨呈 南北 向分布 的澜 沧江 、 江峡 谷 ， 穿越 高 怒 并
黎 贡山。跨越澜 沧江及怒江桥位桥高 、 黎贡山隧道 位置及 高
长度 的合理 选择 ， 对线路 走 向和拔 起高 度有着 极大 的影 响。
笔者参 与了该项 目的方案研究 ， 并结合线路 走 向和怒 江桥位
黎贡山至下龙接上方案 Ｉ。 基本 一致 ， 黎贡山隧道 长度 为 ｌ． ３ｋ 怒江桥 的设 计标 高 ８７ ｍ， 高为 ８ ４ ０ ｍ。 方案 Ｖ： 桥梁设计高程 ８ ４ ０ ｍ方案 。线 路走 向同方案 Ⅱ 基本一致 ， 高黎贡山隧道 长度 为 ２ ．４ｋ 怒江 桥 的设计 标 Ｏ ５ ｍ， 高为 ８ ４ ０ ｍ。 各方案 的主要 工程数量及投资 比较见表 １ 。
３—３ Ｏ ５ ２ ４
ｌ一１２ ． ０５８ ３ ６ ４ ． ７— ４ ６ ８
３— ｌ ｌ ３９０
ｌ一 ８ ． ６９２ ２ ４ ６ ． ０— ３ ８ ８
３— ５ ｌ ３５０
ｌ一 ３ ． ６３３ ２ ３ ４ ． ｌ一 ６ ９ ８
３— ５ ４ ３６０
隧
道
３ ｍ≤Ｌ＜ ｋ ｋ ６ｍ
路设计工作 。
邦换 。之后线路 转 向南 ， 沿龙 江左 岸行进 ， 经龙 陵县 西侧抵
方案 比较 终点潞西。
５ ２
四川建筑
第２ ６卷 ２期
２ ０ ． ０６４
维普资讯
磐０淫 囊 事
后， 沿西南方 向行进 ， 阳广寨 以长 ｌ．５ｋ 于 ６ ７ ｍ的隧道 穿越高
高黎 贡山位 于怒江 和龙 江之 间， 南北走 向， 呈 大瑞铁 路
从怒江水系转入瑞 丽江水 系 ， 必须穿越 高黎贡 山。高程障碍
高黎贡山隧道设计及施工技术初探
．－．ａＬ．－口同黎贡山隧道设计及施工技术初探Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｇａｏｌｉｇｏｎｇｓｈａｎｔｕｎｎｅｌ陈馈／ＣＨＥＮＫｕｉ（中铁隧道集团隧道设备制造有限公司，河南洛阳４７１００９）【摘要】新建大瑞铁路高黎贡山隧道地形地质条件复杂，具有高地热、高地应力、高地震烈度、多断层的特点，工程建设难度极大。
针对高黎贡山隧道工程地质、施工设计及施工难点，对施工设计和施工措施进行了探讨。
【关键词】高地热；长大斜井；深竖井；ＴＢＭ法施工新建铁路大理至瑞丽线的高黎贡山隧道全线３４．５３１ｋｍ，是世界第七长大隧道。
高黎贡山隧道１工程地质地形地质条件极为复杂，具有“三高”（高地热、１．１地形地貌高地应力、高地震烈度）、“四活跃”（活跃的新构大瑞铁路高黎贡山越岭段穿越北窄南宽呈南造运动、活跃的地热水环境、活跃的外动力地质北向展布的高黎贡山山脉南段，隧道进口段接怒条件和活跃的岸坡浅表改造过程）于一体的特江大桥，地形较为陡峻，出口段靠近龙川江，地点；另一方面，大自然的鬼斧神工下所形成的高黎形分布相对较为宽阔。
隧道区内地表沟谷纵横，贡山，被誉为“物种基因库、自然博物馆、天然植地形起伏大，山脉、河流相间。
地面高程６４０～物园、南北动植物交汇的走廊”，工程带来的严峻２３４０ｍ，相对高差约１７００ｍ，地形起伏大。
挑战是高热带、高埋深多断层及如何实现自然生１．２地层及地质构造态保护。
因此，本工程的建设难度极大。
高黎贡山隧道全长３４．５３ｌｋｍ，最大埋深约１２００ｍ，全隧平均埋深约为８００ｍ。
进口段长度约１２．５ｋｍ的范围内围岩软硬不均，以沉积岩、变质岩为主；同时分布１ｌ条断层，受构造影响强烈。
出口段２２ｋｍ范围内有７套地层，以燕山期花岗岩为主ｌ并分布有８条断层，受构造影响相对轻微。
１．３地温分布高黎贡山隧道地质条件复杂，该地段工程地质条件具“三高”、“四活跃”集于一体的特征，其中最为突出及决定线路方案的地质条件为高地热。
大瑞铁路高黎贡山隧道
亚洲铁路第一长隧——大瑞铁路高黎贡山隧道2017-08-09 19:04大瑞铁路是我国《中长期铁路网规划》中完善路网布局和国家实施西部大开发战略的重要举措，是一条贯通滇西，走向南亚、东南亚的战略之路；更是一条事关国家“一带一路”战略、重塑南方古丝绸之路，促进滇西地区跨越发展的交通大动脉。
高黎贡山隧道为全线重点控制性工程，是目前亚洲最长的山岭铁路隧道。
1工程概况高黎贡山隧道平面布置见图1。
隧道位于怒江车站与龙陵车站之间，全长34 538 m，最大埋深为1 155 m。
设计速度为140 km/h，隧道进口（里程D1K192+302）紧邻怒江特大桥，怒江车站部分进入隧道进口段，出口（里程D1K226+840）位于龙陵县，龙陵车站部分进入隧道出口段。
图1 高黎贡山隧道平面布置图高黎贡山隧道施工平面布置见图2，分为一、二期施工。
图2 高黎贡山隧道一期施工平面示意图（单位：m）一期为Ⅰ线隧道+辅助坑道（1座贯通平导+1座斜井+2座竖井）施工。
Ⅰ线隧道全隧线路中线为直线，隧道内线路纵坡为人字坡，最大线路坡度为23.5‰。
进口段21.198 kmⅠ线隧道及23.077 km平导采用钻爆法施工，出口段13.340 kmⅠ线隧道及11.518 km平导以TBM施工为主，TBM施工困难段及洞口段均采用钻爆法施工，TBM步进通过，Ⅰ线TBM直径为9.0 m，平导TBM直径为6.36 m。
1号斜井位于线路右侧，按主副井设置，主斜井平长3 850 m，副斜井平长3 870 m； 2座竖井均按主副井设置，其中1号竖井主井深762.59 m、副井深764.74 m，2号竖井主井深640.22 m、副井深640.36 m，主井内径均为6.0 m，副井内径均为5.0 m。
二期将贯通平导扩挖为Ⅱ线隧道。
2工程地质情况2.1区域地质构造分布高黎贡山隧道区域地质构造分布见图3。
隧道位于印度板块与欧亚板块相碰撞缝合带附近，地跨扬子亚板块、印支亚板块和滇缅泰亚板块，穿越其两两相互碰撞汇聚的金沙江缝合带、澜沧江缝合带、保山地块与腾冲地块碰撞汇聚之怒江缝合带，褶皱、断裂构造相当发育。
高黎贡山隧道花岗岩岩石高温单轴压缩试验研究
岩石单轴压缩全过程试验是在无侧 限条件下 ，给 试件施加轴 向荷载 ，从初始加载到逐 渐出现裂缝 、到
高黎贡 山越 岭 段 的工 程 地 质 条 件 具 有 “ 高 ” 三 （ 高” （ 活 跃的新构造运动 、活跃 的地热水环 境 、活跃 的外 动力 地质条件 、活跃 的岸坡浅表改造过程 ） 的特 征…。根
岩石往往呈这种变形破坏型式 ；Ｉ型破坏则是 非稳定 Ｉ
的，其破坏不需外力做功 ，岩石试件所储存 的应 变能 突然释放 即可使其 自身破裂 ，并得 以继续 发展 ，一般 脆而坚硬 的岩石往往属此种变形破坏型式 ，这类 岩石
有发生岩爆的可能 。
现出不 同的温度特性 ，即使 同一种 岩石 在不 同的地质 及赋 存 条 件 下 ，其 温 度 响 应 特 性 也 会 存 在 巨 大 的
・
８ ・ ４
路 基 工 程 Ｓｂｒｄ ｎｉ ｅｎ ｕｇ ｅＥｇ ｅ ｉ ａ ｎ ｒｇ
２ １ 年第 ６期 （ ０１ 总第 １９期 ） ５
试件直径一致 ，避免加载时在试件端部形成 径 向压力 区 ，从而影 响真实抗压强度 。 １ ３ 试验方法 ． 采用 四川大学水 利水 电学院 Ｍ Ｓ １ Ｔ ８ ５型程 控伺服 刚性 试 验 机 对 花 岗岩 试 样 进 行 试 验 ，取 样 概 况 见
何勇华 ：高黎 贡山隧道花岗岩岩石高温单轴压缩试验研究
・ ３・ ８
高黎贡 山隧道花 岗岩岩石 高温单轴压缩试验研究
锕 勇华
（ 中铁二局股份有限公 司 ，成都 ６ ０３ ） １０ ２
摘 要 ：高黎贡 山隧道位 于特 定的高地 应力和高地热条件下 ，施工 中可能发 生岩爆 。为 了查明 高 温下隧道硬质岩 的物理 力学性质 ，以 占隧道硬 质围岩绝大部分的花 岗岩为代表 ，进 行 了高温单 轴压缩
亚洲铁路第一长隧——大瑞铁路高黎贡山隧道
图２ 高 黎 贡 山 隧 道 平 面 布 置 图
Ｉ
黎 ｌ ｌ ｌ 隧道 施 Ｉ 平 仿 ’
３ ， 分为 ・ 、 二Ｉ Ｊ ｆ Ｊ 施 ｌ 一 期为 ｌ ＿ 线 隧道 ＋ 辅 助 坑道 （ １
２ ． ２ 工 程地质 特征
本线 是我 第 一 条穿越 横断 山脉 、 地形 地质 条件 极 为复 杂 的 国家 Ｉ 级 干线 铁 路 ， 沿线 ： 地质条件置， 良 地质 及特 殊 岩土发 育 ， 具有 “ 三 高” （ 高地 热 、 高地 应 力 和 高地 震 烈度 ） 、 “ 四 活跃 ” （ 活跃 的新 构造 运 动 、 活跃 的地 热水 环境 、 活跃 的外动 力地质 条 件和活 跃 的岸坡 浅 表改造 过程 ） 的特征 。
第 ３ ７卷
第７ 期
隧道建 设 ｏ ｎ
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎｏ ． ７
２ （ ） ｌ ７年 ７ 月
Ｊ ｕ Ｉ ｖ ２ ０ｌ ７
亚 洲 铁 路 第 一 长 隧— — 大 瑞 铁 路 高 黎 贡 山 隧道
ｌ 工 程 意 义
块、 印支 亚板块 和滇 缅 泰亚板 块 ， 穿越 其两 两相 互碰撞 汇 聚 的金 沙 江缝合 带 、 澜沧 江缝合 带 、 保【 ｊ ｊ 地块 腾洲ｔ 地 块
碰掩 ： 聚之 怒江缝 合带 ， 褶皱 、 断 裂构 造相 当发 育 。
图 ４ 高 黎 贡 山 隧道 区域 地质 构 造 分 布 图
蚪 设置 ， 其 中 １号竖井 主井深 ７ ６ ２ ． ５ ９ ｍ、 副 井深 ７ ６ ４ ． ７ ４ ｍ， ２号竖井 主 井深 ６ ４ ０ ． ２ ２ ｍ、 副井深 ６ ４ ０ ． ３ ６・ １ １ ’ 主外 内径
高黎贡山隧道高地温热源分析
文章编号：1009-6825 (2018) 02-0190-02高黎贡山隧道高地温热源分析李甚(河南理工大学安全科学与工程学院，河南焦作454003 )摘要:为研究高黎贡山隧道高地温问题,根据高黎贡山越岭地段水文地质研究报告，介绍了该区域的地质概况，对高黎贡山隧道 中可能存在的热源进行了分析，确定导致高地温的主要因素是水热活动、活动断裂和岩浆活动的共同作用。
关键词:高地温隧道，热源，水热活动，活动断裂，岩浆活动中图分类号:U 452.l l文献标识码:A以高黎贡山特长隧道为例，深埋特长隧道在施工过程中，高 温围岩和地下热水使隧道内温度超过28丈，产生的高地温问题 严重影响施工安全和人员健康。
地温一般随着隧道埋深和长度 的增加而升高。
国内外隧道在施工过程中已多次遇到高地温问 题，如四川乡城娘拥水电站引水隧道1号支洞有热水突出，最高 温度为78 t [1];新疆布伦口一公格尔电站引水隧道围岩最高温 度82 t [2];新疆齐热哈塔尔水电站引水隧道施工过程中高温气 体喷出，温度达到98丈[3]。
王楚骄[4]总结了国内外隧道高地温 情况，确定了高地温现象存在于特殊热源和地下水对流导热并存 的情况。
焦国锋[5]通过对拉萨一日喀则铁路的地质条件分析，得 到地热分布主要受断裂的影响。
赵国斌等[6]通过对喀喇一昆仑 山区引水发电洞高地温现象的分析，指出造成高地温问题的条件 是高热流背景值、岩体的良好导热性以及分布密集的断层和裂隙。
因此，对高黎贡山隧道的地质水文特征进行深人研究，探讨造成高 地温环境的本质原因，为隧道施工建设提供较好指导作用。
1高黎贡山隧道概况1.1 地理位置大瑞铁路东起大理站，西至瑞丽站。
高黎贡山隧道位于怒江车站至龙陵车站区间，全长为34.538 km ，其中进口紧邻怒江特大 桥，隧道出口从1 1〇〇余米深的地下穿过松山抗战遗址和龙陵县 城后，进人德宏州芒市。
研究区主要位于云南省保山市龙陵县境 内，北起腾冲县，南过潞西市，东起怒江，西至龙川江，横穿高黎贡 山南部。
高黎贡山隧道高适应性TBM设计探讨
中图分类号 ： Ｕ ４ ５ ５ ． ３
ห้องสมุดไป่ตู้文献标 志码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ６ ７ ２— ７ ４ １ Ｘ（ ２ ０ １ ６ ） １ ２—１ ５ ２ ３— ０ ８
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｔｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ＴＢＭ ｗｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｔ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ Ｇａ ｏ ｌ ｉ ｇ ｏ ｎ ｇ ｓ ｈａ ｎ Ｔｕ ｎ ｎｅ ｌ ｉ ｓ ｖ ｅ ｒ ｙ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ．Ｔ ｈｅ ｍａ ｉ ｎ ｂ ａ ｄ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ Ｇａ ｏ ｌ ｉ ｇ ｏ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ Ｔｕ ｎｎ ｅ ｌ ａ ｒ ｅ ｓ ｕ ｍｍａ ｉｚ ｒ ｅ ｄ；ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉｓ ｒ ｋ ｓ ， ｉ ． ｅ ． ＴＢＭ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｓ ｏ ｔ— ｆ ｗｅ ａ ｋ ｂ ｒ ｏ ｋｅ ｎ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｒ ｏ ｃ ｋ ｂｕ ｒ ｓ ｔ ｏ ｆ ｔ ｕ ｎｎ ｅ ｌ ｆ ａ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ｇ ｒ ｏ ｕｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｂ ｅ ｈ ｉ ｎ ｄ ｓ ｈｉ ｅ ｌ ｄ，ｓ ｕ ｐ ｐｏ ｔ ｒ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｑｕ ｅ ｅ ｚ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｃ ｋ， ｗａ ｔ ｅ ｒ ｇ ｕｓ ｈｉ ｎｇ ｗｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ， ａ ｒ ｅ ａ ｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ． Ｆｕ ｔｈｅ ｒ ｍ ｏ ｒ ｒ ｅ， ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｃ ｈｅ ｍｅ ｏ ｆ ＴＢＭ ｗｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ａ ｄａ ｐ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ，ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｐ ｐｏ ａ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ，ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ ｃ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｈｅ ａ ｄ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ，ｗａ ｔ ｅ ｒ ｕｓ ｇ ｈｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ
高黎贡山隧道破碎地层TBM施工技术与应对方法研究
高黎贡山隧道
高黎贡山隧道
高黎贡山是中国云南的一座著名山脉，位于滇东的怒江傈僳族自治州，是中国境内海拔第三高的山脉。
这里风景秀丽，山峰连绵起伏，被誉为“云南的屋脊”。
随着交通建设的不断完善，为了方便来往于高黎贡山的行人和车辆，当地政府决定修建一条穿越高黎贡山的隧道，以缩短行车的时间和距离，提高通行效率。
隧道的设计者考虑到了高黎贡山的地形复杂和气候条件，选择了一种新型材料来确保隧道的稳固性和安全性。
这种材料具有耐高温、耐冻融、防水等特点，能够在恶劣的自然条件下保持良好的性能。
修建隧道并非易事，施工人员需要深入高山峡谷，面对险峻的峭壁和多变的气候，他们克服重重困难，不断攻克隧道建设过程中遇到的各种挑战。
经过漫长的努力，终于顺利完成了高黎贡山隧道的建设。
如今，高黎贡山隧道已经成为连接云南省内外的重要通道之一，极大地方便了人们的出行，促进了当地经济的发展。
高黎贡山隧道的建设不仅是一个基础设施工程，更是对人类智慧和勇气的体现，为未来的发展留下了宝贵的遗产。
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方案 Ⅱ:桥梁设计高程 850 m 方案 。线路跨过怒江
[收稿日期 ]2005 - 12 - 20 [作者简介 ]何娘者 ,哈尼族 ,本科毕业 ,工程师 ,从事铁 路设计工作 。
52
四川建筑 第 26 卷 2 期 200614
· 岩 土 工 程 ·
后 ,沿西南方向行进 ,于阳广寨以长 16175 km 的隧道穿越高 黎贡山至下龙接上方案 Ⅰ。
线路横跨呈南北向分布的澜沧江 、怒江峡谷 ,并穿越高 黎贡山 。跨越澜沧江及怒江桥位桥高 、高黎贡山隧道位置及 长度的合理选择 ,对线路走向和拔起高度有着极大的影响 。 笔者参与了该项目的方案研究 ,并结合线路走向和怒江桥位 桥高 ,主持研究了高黎贡山越岭隧道线路方案 。在此基础 上 ,结合工程地质条件及工程可靠性 、怒江桥高程 、隧道施
四川建筑 第 26 卷 2 期 200614
53
较短 ,桥梁高度低 ,能采用梁桥方案 ,隧道施工工期相对较 短 。该方案能够满足本线的近期设计能力 ,适应本线作为国 际通道其运量具有不确定性的特点 ,远期可根据运量增长的 具体情况适时进行扩能 ,可节省初期投资 ,运营费用低 。因 此采用综合最优的 181735 km 隧道 、桥梁设计高程 804 m 方 案 (方案 Ⅳ)是合理的 ,也是切实可行的 。
方案 Ⅴ 771125 153114 37192 1 - 63313 21 - 364918 3 - 35640 2 - 6825 6 - 11865 8 - 3350 27694512
3 方案综合比较
311 从工程地质条件及工程可靠性分析 方案 Ⅰ基本正穿高黎贡山 ,洞身通过 7条断层 ,其中与 6
313 从能力适应性分析 根据各方案线路纵断面条件计算的近 、远期能力适应情
况看 ,方案 Ⅰ能够满足近 、远期能力需要 ,方案 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ只能 满足近期要求 ,远期需要区间复线 ,方案 Ⅴ能力不能满足要 求 ,需要建成一次区间复线 。 314 从隧道施工 、运营通风分析
方案 Ⅰ,隧道总施工工期可控制在 3年以下 ,工期较短 ; 方案 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ隧道总施工工期为 3～415年 ,工期相对较 长 。各方案穿越高黎贡山的隧道均为特长隧道 ,在正常运营 情况下均需换气运营通风 。根据计算结果 ,隧道采用射流风 机纵向射流通风 ,风机按壁龛方式布置 ,通风方式简单可靠 , 运营维修方便 。 315 从工程投资及运营费分析
各方案的主要工程数量及投资比较见表 1。
工程项目
线路长度
路 基
土石方 圬 工
桥 梁
特大桥 大中桥
6km ≤L
隧 道
3km ≤L < 6km 1km ≤L < 3km
L < 1km
工程投资预估算总额 (静态 )
单 位
km 104m3 104m3 座 -m 座 -m 座 -m 座 -m 座 -m 座 -m 万元
3 - 27580
3 - 32045
3 - 31910
5 - 18435
3 - 10575
3 - 10595
7 - 12370
5 - 8640
4 - 8860
20 - 9135
13 - 5150
10 - 3590
32955317
29360613
28762514
方案 Ⅳ 781809 163158 40151 1 - 68912 20 - 436818 3 - 35510 2 - 7305 6 - 11045 9 - 3695 27056717
条近正交 ,工程地质条件略好 ,方案 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ斜穿高黎贡 山 ,洞身通过 5条断层 ,线路与断裂夹角为 50°～80°,地质条 件基本相当 。 312 从与怒江桥高程的结合及线路的顺直性分析
本段线路的走向受制于怒江特大桥及高黎贡山越岭隧 道 。结合目前桥梁设计与建造技术 ,怒江大桥标高应选择在 750～880 m 之间 ,桥墩高度控制在 120 m以下 。本次研究的 越岭线路方案均能满足怒江大桥的要求 。方案 Ⅳ、Ⅴ具有桥 梁高度低 ,能采用梁桥方案 ,节省桥梁建设投资的优点 。方 案 Ⅱ、Ⅲ桥梁桥墩高 ,其技术复杂 ,施工难度大 。方案 Ⅰ线路 最长 ,分别比其它方案长 141079～161738 km。
表 1 主要工程数量及投资比较表
方 案 名 称
方案 Ⅰ
方案 Ⅱ
方案 Ⅲ
931863
791784
781537
181105
165194
16217
44184
41105
40129
1 - 107315
1 - 901135
1 - 102518
25 - 534311
36 - 604311
37 - 644618
从工程投资折现总额看 ,方案 Ⅴ投资最高 ,其次是方案Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ,方案 Ⅳ最省 ,但方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ差别不大。从运营费来看 ,方案Ⅰ最 高 ,其次是方案Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ,方案 Ⅲ最省。从换算工程运营费看 ,方 案 Ⅳ最少 ,方案 Ⅴ最高 ,其它方案介于两者之间。
4 研究结论
综合上述分析比较 ,方案 Ⅳ线路展线少 ,线路长度相对
方案 Ⅲ:桥梁设计高程 878 m 方案 。线路走向与方案 Ⅱ 基本一致 ,高黎贡山隧道长度和方案 Ⅱ的隧道长度相同 ,仅 抬高了怒江桥的设计标高 。
方案 Ⅳ:桥梁设计高程 804 m 方案 。线路走向同方案 Ⅱ
基本一致 ,高黎贡山隧道长度为 18173 km ,怒江桥的设计标 高为 804 m。
方案 Ⅴ:桥梁设计高程 804 m 方案 。线路走向同方案 Ⅱ 基本一致 ,高黎贡山隧道长度为 20154 km ,怒江桥的设计标 高为 804 m。
由于各方案高黎贡山隧道所在区间对能力适应程度不 同 ,对各方案的近 、远期工程投资及运营费综合比较见表 2。
项 目
线路长度 ( km )
隧道长度 ( km )
工 程 内 容
工程投资
初期投资 (万元 ) 远期投资 (万元 )
工程投资折现总额 (万元 )
累计运营费现值 (20年 ) (万元 )
工 、运营通风 、工程投资及运营费Βιβλιοθήκη 进行综合比选 ,确定最优 方案 。
2 高黎贡山越岭隧道方案比选
高黎贡山位于怒江和龙江之间 ,呈南北走向 ,大瑞铁路 从怒江水系转入瑞丽江水系 ,必须穿越高黎贡山 。高程障碍 大 ,区域地质复杂 ,工程集中 ,线路走向对主要技术标准以及 工程数量和运营条件等有极大影响 。在该地区进行了大面 积选线 ,认真研究 ,寻找合理的越岭线路方案 。
换算工程运营费 (万元 )
表 2 工程投资比较表
方案 Ⅰ
方案 Ⅱ
931863
791784
121285 —
16175 远期区间复线
32955317 —
29360613 3399010
32955317
32759613
12888911
11320619
45844218
44080312
方案 Ⅲ
781537 16175 远期区间复线
28762514 3399010 32161514 11145713 43307217
方案 Ⅳ
781809 181735 远期区间复线
27056717 3767110 30823817 11279514 42103411
方案 Ⅴ
771125 20154 近期区间复线
38069812 —
38069812 11166219 49236111
本段线路方案根据地形 、地貌 、地质条件 ,结合怒江桥 位 、高度及高黎贡山越岭隧道的长度 ,分别研究了以下方案 (见图 1) 。
图 1 高黎贡山越岭隧道方案比选示意图
方案 Ⅰ:桥梁设计高程 861 m 方案 。线路自比较起点引 出 ,经三达地 ,于中寨附近跨越怒江 。尔后 ,线路转向西北 , 并于新寨子附近折向西 ,以 12128 km 隧道穿越高黎贡山至 邦换 。之后线路转向南 ,沿龙江左岸行进 ,经龙陵县西侧抵 方案比较终点潞西 。
【中图分类号 】 U45 【文献标识码 】 B
1 概 述
大理至瑞丽铁路位于云南省西部地区 ,东起广大铁路终 点大理站 ,经永平 、保山 、潞西等市县 ,跨越漾濞江 、澜沧江 、 怒江等大江大河 ,西至瑞丽 ,线路长度 328187 km。是中缅国 际铁路通道的重要组成部分 。
· 岩 土 工 程 ·
高黎贡山越岭隧道方案研究
何娘者
(铁道第二勘察设计院 ,四川成都 610031)
【摘 要 】 结合工程地质条件及工程可靠性 、怒江桥位桥高 、长隧运营通风 、工程投资及运营费等进行 综合比选 ,确定高黎贡山越岭隧道的最优方案 。 【关键词 】 铁路 ; 越岭隧道 ; 方案 ; 研究