高速铁路隧道施工技术

一、前 言
5、隧道分部分项划分
序号 分部 工程 2 洞口及缓冲结 加固处理 构工程
地表注浆 开挖
1
3
洞身开挖 超前地质预报
高铁隧道分部分项划分 4 5 6 辅助坑道及 支护 衬砌 附属洞室 监控量测 模板 开挖
7
明洞工程 明洞开挖
8
防水和排水 洞口防排水
9
附属设施
10
备注
井点降水
桩基处理 洞内预注浆 分项 工程
三、隧道暗洞施工
5、隧道防排水施工
（四）施工缝、变形缝防水
环向及纵向施工 缝均设中埋式止水带， 止水带接头搭接采用 热熔焊接，搭接长度 不小于30cm。 环向变形缝采用 钢边式式止水带，止 水带两侧设置50型抗 剪钢棒。
三、隧道暗洞施工
（四）施工缝、变形缝防水
环向止水带安装
纵向止水带安装
三、隧道暗洞施工
运营通风 土建工程 救援通道 与救援站 紧急出口
电缆槽 洞内附属 构筑物
二、洞口工程施工
1、隧道边仰坡施工
2、截水天沟施工
3、洞口管棚施工 4、洞口注浆加固
5、洞门施工
二、洞口工程施工
1、边仰坡施工
• 边仰坡开挖采用 挖掘机直接进行开 挖，采用自上而下 分段分台阶的开挖 顺序进行开挖，边 开挖边打设锚杆、 挂网喷射混凝土防 护，喷射混凝土厚 度为10cm。
三、隧道暗洞施工
5、隧道防排水施工
（二）防水板铺设
防水板铺设前，先割除混凝土衬砌表面外露的锚杆头，钢筋尖头等硬物，凸凹不平处需先 喷平，使混凝土表面平顺，局部漏水处需先进行处理；防水板，特别是在凸凹较大的基面上，要 预留足够的松散系数，使其留有余地，并在断面变化处增加悬挂点，保证缓冲面与混凝土表面密 贴。同时做好防水板与泄水孔的密闭性连接。铺设防水板地段距开挖工作面不小于爆破安全距离； 衬砌混凝土灌注前检查防水板质量，填写检查证。灌注衬砌混凝土时，不损坏塑料防水板。防水 板是易燃物品，因此工作区内禁止烟火，并设消防设施和高压水管备用。 防水板采用无钉铺设方法，一次铺设长度根据混凝土循环灌筑长度确定，铺设前先行试铺， 再加以调整。防水板采用无钉孔铺设，即先用φ 80塑料垫圈和射钉将无纺布固定于基面上（垫圈 间距：拱0.5m～0.8m，边墙1.0m，呈梅花型布置），再将防水板用专用粘合剂粘合在垫圈上；防 水板接缝采用热合机自动焊缝形成或专用胶粘结，即将两层防水板的边缘搭接不小于10cm，通过 热熔加压或专用胶粘合，两侧接缝宽不小于2.5cm；防水板搭接用热合机进行焊接或专用胶粘结， 接缝为双面缝，中间留出空隙以便充气检查。
适用围岩级别及说明
1、单线隧道Ⅰ.Ⅱ. Ⅲ级围岩；2、双线隧道Ⅰ.Ⅱ. Ⅲ级围岩 1、单线隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩；2、双线隧道Ⅲ级围岩 1.单线Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩 ； 2.双线Ⅲ、Ⅳ级围岩； 3.地下水状态：有少量渗水； 1.单线Ⅴ级围岩； 2.双线Ⅳ、Ⅴ级围岩；
备注
三、隧道暗洞施工
3、隧道开挖施工
（一）开挖方法选择
三、隧道暗洞施工
4、隧道支护施工
（一）钢架及格栅钢架加工
钢架及格栅钢架根 据设计要求进行分节加 工，各节之间通过高强 螺栓进行连接，钢架加 工时需根据围岩的级别 进行预留沉降量：一般 Ⅱ -Ⅲ级围岩预留5～ 8cm、 Ⅳ级围岩预留 8～10cm、 Ⅴ级围岩预 留10～15cm 。
三、隧道暗洞施工
2、隧道超前支护
3、隧道开挖施工
4、隧道支护施工 5、隧道防排水施工 6、隧道衬砌施工
三、隧道暗洞施工
1、隧道超前地质预报
方法名称 适用范围 超前探测隧道掌子面和侧帮的含水构造 探测岩溶、洞穴、地质界线 （1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测岩体接触带；（3）含水构造及地下暗河等 （1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测地下岩溶、洞穴；（3）探测地层划分 （1）划分隧道围岩级别；（2）测定岩体的纵波速度
双线、三线隧道Ⅴ级围岩， Ⅵ级围岩浅埋或偏压隧道
中洞法
双连拱隧道
三、隧道暗洞施工
3、隧道开挖施工
（二）开挖方法之全断面法开挖
三、隧道暗洞施工
3、隧道开挖施工
（二）开挖方法之两台阶法开挖
三、隧道暗洞施工
3、隧道开挖施工
（二）开挖方法之三台阶临时仰拱
三、隧道暗洞施工
3、隧道开挖施工
（二）开挖方法之四部CD法
6、隧道衬砌施工
（一）隧道仰拱钢筋施工
隧道仰拱初期支 护施工完成后即可进 行仰拱钢筋绑扎施工， 根据现场要求设置仰 拱钢筋支立钢筋。
三、隧道暗洞施工
6、隧道衬砌施工
（二）隧道仰拱模板及混凝土施工
仰拱曲型模板
仰拱混凝土
三、隧道暗洞施工
6、隧道衬砌施工
（二）隧道二衬钢筋
二衬钢筋
二衬钢筋
三、隧道暗洞施工
三、隧道Байду номын сангаас洞施工
5、隧道防排水施工
（二）防水板铺设
三、隧道暗洞施工
5、隧道防排水施工
（三）排水盲管施工 隧道初期支护与防水板 间设软式透水纵向及环向 排水盲管，环向盲管设置 间距为每纵向10m设置一道， 纵向排水盲管沿线两侧拱 墙位置设置排水盲管，每 一板二衬设置两个泄水口， 纵向排水盲管的坡度与隧 道纵向坡度相同；环向排 水盲管伸入到纵向排水盲 管中。
三、隧道暗洞施工
2、隧道超前支护
（一）洞口长管棚超前支护 （二）单层超前小导管支护
（三）双层超前小导管支护
（四）超前预注浆小导管支护
三、隧道暗洞施工
3、隧道开挖施工
（一）开挖方法选择
1、开挖方法：根据地质条件、断面结构、衬砌与支护设计、机械配备、 工期以及经济效益等综合确定。
开挖方法
全断面法 台阶法 环形开挖预留 核心土法 三台阶临时仰拱法
电 法 电 磁 法
直流电法 高密度电阻法 甚低法 地质雷达 折射波法
地震 波法 和声 波法
反射波法 隧道地震法（TSP) 瑞雷波法 红外线地下水探测
（1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测地下洞穴；（3）探测地层划分；（4）测定含水层分布 （1）划分地层界线；（2)查找地质构造；（3）探测不良地质体的厚度和范围 （1）探测隐伏断层、破碎带；（2)探测地下岩溶、洞穴 （1）探测局部地温异常现象；（2）判断地下脉状流、脉状含水带、隐伏含水体等所在的位置
一、前 言
1、隧道分类
高铁隧道的长度等级划分：
⑴长度在500m及以下为短隧道。 ⑵长度在500m以上及3000m以下为中长隧道。 ⑶长度在3000m以上及10000m为长隧道 ⑷长度在10000m以上为特长隧道。
京福项目共有长隧道道1座（蘑菇山隧道）、中长隧道3座（ 陈山坞隧道、棋盘上隧道、楼村隧道）、短隧道5座。
1、开挖方法：根据地质条件、断面结构、衬砌与支护设计、机械配备、 工期以及经济效益等综合确定。
开挖方法
双侧壁导坑法
适用围岩级别及说明
1.单线Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩； 2.双线Ⅲ、Ⅳ级围岩；3.地下水状 态：有少量渗水； 4. Ⅴ级围岩埋深较浅或偏压地段。
备注
CD法
CRD法
Ⅴ级围岩深埋单、双线隧道， Ⅵ级浅埋或偏压隧道、三线隧道
模板
钢筋 混凝土 洞口防护
洞身开挖
隧底开挖 弃渣场防护
喷射混凝土
锚杆 钢筋网 钢架 管棚 超前小导管 初期支护结构
钢筋
混凝土 回填注浆 综合接地 沉降观测与 评估
喷射混凝土
锚杆 钢架网 钢架网 管棚 超前小导管 模板 钢筋 混凝土 坑道口及其 封闭
模板
钢筋 混凝土 回填
洞内排水沟
检查井 结构下纵向保 温排水盲管 施工缝防水 变形缝防水 涂料防水层防 水
二、洞口工程施工
4、洞口加固
陈山坞隧道进 口地表为堆积体内 ，为了确保进洞安 全设计要求对隧道 进口地表采用袖阀 管注浆进行加固处 理。
二、洞口工程施工
5、洞门施工
洞门钢筋及模板照片
洞门钢筋及模板照片
二、洞口工程施工
5、洞门施工
洞门混凝土施工
施工完洞门照片
三、隧道暗洞施工
1、隧道超前地质预报
三、隧道暗洞施工
3、隧道开挖施工
（二）开挖方法之六部CD法
三、隧道暗洞施工
3、隧道开挖施工
（二）开挖方法之CRD法 （二）开挖方法之三台阶七部法
三、隧道暗洞施工
3、隧道开挖施工
（三）钻爆设计 钻爆设计：应根据地质 条件、开挖断面、开挖方法、 循环进尺、钻眼机具和爆破 材料等进行爆破设计。内容 应包括：炮眼（掏槽眼、辅 助眼、周边眼）的布置、深 度、斜角和数目、爆破器材、 装药量和装药结构，起爆方 法和爆破顺序，钻眼机具和 钻眼要求等。
高速铁路隧道基本都属于山岭隧道，常规的方法为矿山法（钻爆法）中间的新奥法施工。
一、前 言
4、新奥法的施工原理
新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称，它是奥地利学者在长 期从事隧道施工实践中，从岩石力学的观点出发而提出的一种合理 的施工方法。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、监控来指导隧道施工和地下工程设计 施工的方法和原则。新奥法施工方法包括：全断面法、台阶法、环 形开挖留核心土法、中隔墙法（简称CD法）和交叉中隔墙法（简称 CRD法）、双侧壁导坑法。
一、前 言
2、高铁隧道的特点
高铁隧道不同于一般的铁路隧道，高速 铁路隧道具有横断面较大（开挖断面152m2， 衬砌断面100m2），隧道受力和衬砌混凝土 的地质环境复杂，且列车运行速度较高的 特点，这些特点对隧道施工的质量、衬砌 的安全性、耐久性、抗冻性和抗渗性提出 了更高的要求。
一、前 言
3、隧道施工的主要方法
二、洞口工程施工
2、截水天沟施工
为了防止山体地表 水流入到隧道中，在隧 道所在山体顶部设置1 道截水天沟，截水天沟 在隧道洞口征地红线范 围内设置。
二、洞口工程施工
3、洞口管棚施工
为了确保隧道进洞的安全，一般 在洞口段设置洞口管棚超前支护； 洞 口长管棚采用φ 108热扎无缝钢管，每 环47根，环向间距40cm，洞口长管棚 长度30～80m，外插角1°～3°；注浆 为水泥浆液，钻孔施工采用管棚机施 工，施工过程运用测斜仪量测钻进的 偏斜度，保证钻孔方向准确，管棚安 装时管节接头应错开，不得在同一截 面，注浆压力达到设计终压后应继续 注浆10min方可结束注浆。
一、前 言
4、新奥法的施工原理
新奥法的基本原理创建了信息化量测设计和施工的新理念，采 用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系，初期支护按全部承担基 本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备；初期支护和二次衬砌共 同承担特殊荷载。 新奥法施工时，采用多种辅助施工工法，超前支护，改善加固 围岩，调动部分围岩的自承能力；初期支护和围岩为暗洞隧道的主 要受力结构，保护围岩是暗挖施工的关键技术。 在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计，实现不坍 方、少沉降、安全生产和施工。施工中应坚持十八字方针：管超前、 严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测。
三、隧道暗洞施工
5、隧道防排水施工
（一）防排水系统及防水板台车
防排水体系：防水板、 止水带、砼自防水、排水 盲管等。 防水板台车根据隧道 净空尺寸及工作面长度而 设置，一般防水板台车纵 向长度设置6m，高度方向 一般设置5层，每层的高 度约2m。防水板台车可设 置轮胎自行式或者采用装 载机拖推式。
高速铁路施工技术
刘周礼
中交一航局第三工程有限公司京福项目部
目录
一、前言 二、洞口工程施工 三、隧道暗洞施工技术 四、隧道附属施工技术 五、隧道主要设备投入情况
六、隧道施工功效
七、隧道质量通病
八、个人体会
一、前 言
1、隧道分类 2、高铁隧道的特点 3、隧道的主要施工方法 4、新奥法的施工原理 5、隧道工程分部分项划分
4、隧道支护施工
（二）钢架及格栅钢架安装
钢架及格栅 钢架采用人工配 合机械的方法进 行安装，钢架安 装完毕后立即打 设锁脚锚杆；然 后铺设钢筋网片， 同时焊接钢架之 间的连接钢筋。
三、隧道暗洞施工
4、隧道支护施工
（三）喷射混凝土施工
喷砼应采用湿喷工艺，喷 射作业应分段分片依次进行， 喷射顺序自下而上，喷嘴宜与 喷射面垂直，其间距宜为 1.5 ～2.0米;一次喷射厚度可 根据喷射部位和设计厚度确定, 且拱部不得超过10cm,边墙不 得超过15 cm,分层喷射时,后一 层喷射应在前一层混凝土终凝 后进行;喷射作业紧跟开挖作 业面时,下一循环爆破应在喷 混凝土终凝后3h进行
6、隧道衬砌施工
（二）隧道二衬台车
二衬台车拼装
二衬台车结构
三、隧道暗洞施工
6、隧道衬砌施工
（三）隧道二衬混凝土施工
采用移动摸板台车，拱墙 整体浇注，泵送混凝土入模， 台车模板纵向及环向每隔2.4m 左右设置一个长宽均约30cm的 观测及振捣窗口，混凝土采取 附着式振捣器振捣，辅以插入 式振捣器辅助振捣。