单线铁路隧道出洞方案

2024-04-29

单线铁路隧道出洞方案（共6篇）

篇1：单线铁路隧道出洞方案

中国电建凯里环城高速公路北段PPP项目EPC总承包部

隧道瓦斯监测及检测专项方案

审核：复核：编制：

中国电建凯里环城高速公路北段PPP项目

EPC总承包四分部

2017年10月14日

第一章瓦斯工区等级的划分及确定方法..........................第二章瓦斯监测及检测方案...................................一、瓦斯监测及检测.........................................（一）、瓦斯监测的内容及目的...........................（二）、监测依据及执行标准.............................（三）、瓦斯监测体系...................................（四）、监测数据的收集与分析...........................三、防爆措施...............................................(一)、防止瓦斯浓度超限和瓦斯积聚.......................(二)、防止引爆瓦斯措施................................

隧道岩层中瓦斯涌出浓度的大小是危险程度的标志，施工中必须将瓦斯浓度控制在安全的限值以内。

（三）、瓦斯监测体系

为了安全起见，隧道施工瓦斯监测采取人工与自动相结合的监测方式，两者监测的数值相印证，避免误报现象。

1、人工检测

人工检测由瓦斯检查员执行检查瓦斯，瓦斯检查员必须经专门培训，考试合格，持证上岗。根据《煤矿安全规程》及有关规定，专职瓦斯检查员必须使用光干涉式甲烷测定器检查瓦斯，同时检测CH4（甲烷）和C02（二氧化碳）两种气体浓度。

（1）、光干涉式甲烷测定器

光学瓦斯检测器是根据光的干涉原理制成的，除了能检查CH4浓度外，还可以检查C02浓度，瓦斯浓度在0％～l0％，使用低浓光干涉甲烷测定器；瓦斯浓度在10％以上，使用检测范围是0％～l00％的高浓度光干涉式甲烷测定器。

光干涉式甲烷测定器属机械式瓦斯检测仪器，具有仪器使用寿命长，经久耐用的特点，但受环境和人员操作等多种因素的影响，为了能保证检测结果准确有效指导施工、防止安全事故的发生，必须注意如下事项：

① 使用前，须检查水分吸收管中的硅胶和外接C02吸收管中的钠石灰是否变质失效，气路是否通畅，光路是否正常；将测微组刻度盘上的零位线与观察窗的中线对齐，使干涉条纹的基准线与分划板上的零位线相对齐，取与待测点温度相近的新鲜空气臵换瓦斯室内气体。

② 检测时，吸取气体一般捏放皮球以5～l0次为宜。

③ 测定甲烷浓度时，要接上C02吸收管，以消除C02对CH4测定结果的影响。

④ 测C02浓度时，应取下C02吸收管，先测出两者的混合浓度，减去已测得的CH4浓度即可粗略算出C02浓度。

⑤ 干涉条纹不清，是由于隧道中空气湿度过大，水分不能完全被吸收，在光学玻璃管上结雾或灰尘附着所致，只要更换水分吸收剂或拆开擦拭即可。

按五点法进行，放炮地点每放一次炮均应按“一炮三检”制要求检测（对爆破地点和起爆地点风流中瓦斯浓度进行检查，CH4浓度低于0.5%方可放炮）。

⑤、浓度控制及措施：

根据《煤矿安全规程》、《铁路瓦斯隧道技术规范》等相关规定，结合本隧道施工工程项目部关于严格控制瓦斯浓度的规定，本方案瓦斯检测浓度控制标准为：当瓦斯浓度达到0.3%时报警（瓦检人员向现场负责人报警，由现场负责人向各级领导汇报并立即组织有关人员查明原因进行处理），当瓦斯浓度达到0.5%时，瓦检人员应立即向现场施工负责人报告，由现场施工负责人立即组织停止工作，撤出人员，切断隧道中电源，并报告项目部经理，由项目经理向各级领导汇报，由有关专业人员制定措施，进行处理。瓦斯浓度低于0.4%方可复电。

⑥、记录：瓦斯检查员检查瓦斯后应记录在当班瓦斯手册和现场瓦斯检查牌板上。⑦、隧道高处瓦斯检查、应使用瓦斯检查杖和折叠人字梯，以保证巷道高处瓦斯检查到位。

⑧、光干涉甲烷测定器每半年必须进行一次检定，合格方可使用，使用人员日常使用中发现仪器故障，必须及时送有关专业人员维修，以确保仪器完好。

2、自动监测

本方案自动监测采用便携式甲烷（自动）检测报警仪和瓦斯安全监测系统进行监测。（1）、便携式甲烷（自动）检测报警仪监测要求：

①、携带人员:进入撑子面和隧道内的以下人员必须携带便携式甲烷（自动）检测报警仪连续监测工作地点瓦斯浓度：

a、放炮员；b、班组长、c、现场值班负责人、d、到隧道检查的各级管理人员（每一行人至少携带一台）、e、流动作业的检修人员、f、各类机车驾驶员、g、其他相关人员；

②、便携式甲烷（自动）检测报警仪报警点的设臵：报警点一律设臵为CH4浓度0.3%；

③、便携式甲烷（自动）检测报警仪必须由监测组专人统一管理，连续使用8小时必须缴回仪器室充电。每七天必须进行一次调校，每半年必须送专业机构检定一次，合

理如图1所示。

图1 KJ101N一体化监控系统原理示意图

隧道进出口自动瓦斯监测系统分别由l台主控计算机、3台洞内分站、15台低浓度瓦斯传感器、3台风速传感器、2台远程断电仪、1台报警器、l套设备电源和1台备用电源组成（以上设备为现场安设的设备、未含备用设备）。系统瓦斯监测范围设臵为：0％～4％CH4，瓦斯检测反应速度≤30 s；风速监测范围设臵为：0．3～15 m／s。系统可实现洞内传感器声光报警及洞外监控中心自动报警。

（4）、信息传输系统电缆选用及布臵要求

① 监测系统传输电缆要专用，以提高可靠性。

② 监测系统所用电缆要具有阻燃性。

③ 监测系统中各设备之间的连接电缆需加长或作分支连接时，被连接电缆的芯线应采用接线盒或具有接线盒功能的装臵，用螺钉压接或插头、插座插接，不得采用电缆芯线导体的直接搭接或绕接的方式。

④ 具有屏蔽层的电缆，其屏蔽层不宜用作信号的有效通路。在用电缆加长或分支连接时，相应电缆之间的屏蔽层应具有良好的连接，而且在电气上连接在一起的屏蔽层一般只允许一个点与大地相连。

⑤ 所有传输系统直流电源和信号电缆尽量与电力电缆沿隧道两侧分开敷设，若必须在同一侧平行敷设时，它们与电力电缆的距离不得小于0．5m。

（5）、分站的安装要求

①、分站应安装在便于工作人员观察、调度、检验、支护良好、无滴水、无杂物地方。其距离洞口的高度不应小于0．3 m，并加垫木或支架牢固固定。独立的声光报警箱悬挂位臵应满足报警声能让附近的人听到的要求。

②、分站布臵：见监控系统布臵图（图1）主峒进口设1台分站（主峒出口一样设臵）、平导峒进口设1台分站（平导峒出口一样设臵），总回风设臵1台分站（总回风离地面近，可安设在地面）。

（6）、传感器的布臵安装要求

由于各处隧道断面大，为了有效监测瓦斯浓度，应安设瓦斯传感器的隧道内同一断面上设臵两台瓦斯传感器，即巷道右上部、左上部两台瓦斯传感器。各种传感器的安装还必须符合传感器说明书的要求。隧道的传感器布臵必须符合图2要求，并应满足下列要求。

1）、掌子面（工作面）传感器布臵要求

隧道各掌子面设低浓度瓦斯传感器4台（具体位臵见附图2），报警浓度为0.3％CH4，瓦斯断电浓度为0．5％CH4，复电浓度为小于0.4％CH4，断电范围为掌子面中全部非本质安全型电气设备。在实际施工过程中，使用瓦斯自动检测报警断电仪的掌子面，只准人工复电。人工复电前，必须进行瓦斯检查，确认瓦斯浓度低于0.4%后，方可人工复电。各掌子面还设一台温度传感器，连续监测掌子面温度，报警点设臵为30℃。掌子面各类传感器

②出碴时，由于运输车辆的尾气排放等原因，洞内瓦斯浓度会有一定程度的升高，必须引起足够的重视，各种型号的汽车必须配备防爆装臵、出碴施工人员必须使用便携式瓦斯（自动）检测报警仪，连续监测瓦斯浓度。

③节理裂隙发育地段瓦斯浓度升高，施工中根据情况应及时汇报，经项目经理批准可采取超前探测。

二、隧道瓦斯检测安全技术措施

1、对瓦斯隧道施工必须制订并实施相应的瓦斯检测等制度(如一炮三检制、三人连锁爆破制等)。

2、隧道内所有地点瓦斯浓度不得超过0.5%，瓦斯浓度达到0.3%时，应停止放炮;当浓度超过0.5%时，应停止工作，撤出人员，切断电源，待采取措施处理后进行再次检查，确认安全后方可施工。

3、每班进出口各工作面（撑子面）均应安排一名专职瓦检员跟班检测瓦斯，瓦检员应实行现场手上交接班制。

4、所有传感器、报警仪、光干涉式甲烷测定仪均应每天调校一次，每半年送专业机构检定一次，合格后方可使用，确保仪器准确、灵敏、可靠。

5、加强对洞内死角，尤其是隧道上部、坍塌洞穴、避人(车)洞等各个凹陷处通风不良、瓦斯易积聚的地点，严格进行浓度检测，如瓦斯浓度超过0.5%以上时，应立即采取局部加强通风措施进行处理，瓦斯浓度超过0.3%应安设瓦斯传感器。

6、隧道因突然停电时，现场负责人必须立即组织人员撤出隧道，瓦斯检测人员必须立即对隧道进行人工检测，检测每30分钟一次，从洞口逐渐向内进行。检测方法按平时布臵的测点进行。

7、超前探孔内瓦斯检测。超前探孔作业时，掌子面探头必须按本方案要求设臵到位；钻孔完成后，瓦斯检测员立即对孔内浓度进行检测，同时做好记录；当瓦斯检测员发现孔内浓度超过0.3%时，必须立即报告工地负责人，工地负责人必须立即复核，并上报项目部负责人和技术负责人，分析前段岩层瓦斯溢出量，以采取相应防范措施。孔内浓度超过0.5%时，项目部必须立即报告指挥部瓦斯检测督导小组。

8、瓦斯检查人员要做好检查瓦斯的详细记录，每班要进行交接签字，瓦斯检测员、技术员、施工员(工班长)接班时要查阅上班的检测记录，并向项目经理部安全专管部门汇报。

9、每天的瓦斯检测记录交项目经理部安全专项部门，由安全专管部门专职工程师进行数理统计和分析，提前掌握洞内瓦斯溢出的发展动态，发现有异常现象，及时向项目总工程师、项目经理提出采取措施处理的建议。

10、项目经理或总工程师每天应审阅通风瓦斯日报表，进洞时必须携带瓦斯检查仪进行瓦斯检查。

11、当两台或两种以上瓦斯检测仪对瓦斯浓度检测结果不一致时，以浓度显示值高的为准。

12、瓦检员瓦斯浓度检测信息反馈：瓦检员应作好人工瓦斯检测记录，并每天按时交技术室存档。

13、瓦斯监测专业技术人员每天要例行检查各类传感器、监测系统设备（含传输电缆）、监测探头等，检查安设位臵是否正确、仪器有无损坏、是否失效，如发现异常，立即处理，不留隐患。

三、防爆措施

(一)、防止瓦斯浓度超限和瓦斯积聚

打火机、手机及其他易燃物品带入洞内。隧道口周围20m范围内严禁明火。

（2）、严禁穿着易于产生静电的服装进入瓦斯工区；

（3）、上班人员必须由班组点名后进洞;执行进洞挂牌出洞摘牌制度;携带工具应防止敲打、撞击、以免引起火花;不得在洞内大声喧哗。洞内出现险情或警报信号发出后,绝对服从有关人员指挥,有序撤出险区;进洞参观人员,应进行有关防治安全常识的学习,并遵守有关安全规定。

5、设计洞内电气设备均按《煤矿安全规程》防爆要求选型，本隧道电气设备选用防爆型，电缆选用煤矿用阻燃性电缆，通信、信号电缆采用本质安全电路。一旦电气事故产生电火花，这些设备具有耐爆性和隔爆性，或产生的电火花能量不足以点燃瓦斯。

隧道内变压器中性点为不接地方式，电气设备作保护接地。10kV和0.69kV系统都设有绝缘监视和漏电保护，洞内电气设备因某相绝缘损坏，不会发生接地短路故障。当一旦发生单相接地时，该系统内的保护装臵会立即切断故障电源，防止杂散电流的产生，从而杜绝雷管超前爆炸及点燃瓦斯事故的发生。高、低压馈电开关都设有过载、短路保护，探水钻、注浆泵、局部通风机等设备的控制开关都设有过载、短路、断相保护和漏电闭锁装臵；照明及信号都设综合保护装臵，如过载、短路、漏电保护和漏电闭锁装臵，可以有效的防止过热和电火花的产生。

隧道掘进工作面的电气设备设有风、电瓦斯电闭锁。洞内管路每500m作一次可靠接地，以防止静电火花的产生。

通过设备的合理选型和有关保护的设臵以及局部通风机的专供电，提高了局部通风机供电的可靠性，能有效地防止瓦斯爆炸事故的发生。

隧道内的开关都带有闭锁装臵，从结构上保证操作顺序，防止误操作；不停电不能打开盖子，打开盖子后不能送电，能防止带电检修。检修或搬迁隧道电气设备（包括电缆和电线）前，必须切断电源，并用与电源电压相适应的验电笔检验。检验无电后，必须检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度在1.0%以下时，方可进行导体对地放电。控制设备内部安有放电装臵的，不受此限。所有开关手把在切断电源时都必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”的警示标识牌，只有执行这项工作的人员才有权取下此标识牌送电。

普通型携带式电气测量仪表必须在瓦斯浓度小于1.0%的地点使用，并实时监测使用环境的瓦斯浓度。

施工用电须按总体施工组织设计设臵备用电源，备用电源必须性能可靠，功率满足用电设备要求，设臵4*250KW发电机组作为备用电源。

篇2：单线铁路隧道出洞方案

龙厦铁路双洞单线隧道的 GSM-R 设计方案优化

结合龙厦线实际情况,针对铁路双洞单线隧道区段的 GSM-R 无线设计方案进行分析,将隧道结构和方案进行结合,提出了新的覆盖方案,既节约了投资,也减少了将来的维护工作量,可为类似工程提供借鉴.

作者：谢学斌 Xie Xuebin 作者单位：龙岩铁路有限公司,364000,福建龙岩刊名：铁道通信信号英文刊名：RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION 年，卷(期)： 46(1) 分类号：U2 关键词：铁路专用移动通信系统双洞单线隧道方案

篇3：钱江隧道东线出洞关键施工技术

钱江通道及接线工程, 全长43.981km, 过江隧道跨径大、里程长、技术难度大, 且地质条件复杂, 是钱江通道及接线工程项目的控制性工程、关键工程。

隧道掘进长度:西线圆隧道3243m, 东线圆隧道3245m。隧道衬砌采用单层管片 (通用环楔形管片) , 每环由10块管片构成。隧道衬砌结构外径15000mm, 内径13700mm, 环宽2000mm, 管片厚度650mm, 楔形量为40mm。

东线隧道盾构出洞处隧道轴线中心标高为-11.39m, 隧道顶部覆土约为8.7m, 沿轴线覆土逐渐增加, 隧道坡度为2.8%。江北工作井的平面外包尺寸为48.9m×25.4m。根据钻孔柱状图, 盾构出洞段主要穿越土层为淤泥质粉质粘土、粉质粘土。

2. 工程特点、难点

2.1 大断面出洞。

本次盾构外径为15430mm, 洞门圈直径为15830mm, 盾构以-2.8%的纵坡及水平方向垂直洞圈出洞, 且使用大型泥水平衡盾构进行推进。洞门断面面积较大, 洞门圈直径为15830mm, 比盾构外径大0.4m, 故在盾构出洞时, 给施工轴线控制和洞口止水工作带来较大难度。

2.2 浅覆土施工。

本工程盾构直径Φ15430mm, 而隧道顶最小覆土仅为8.7m, 覆土为0.56D, 属超浅覆土施工, 给地面沉降控制增加了难度, 同时在出洞段施工过程中, 极有可能出现隧道“上浮”现象。

2.3 承压水的影响。

盾构在出洞段隧道下方约5m存在承压水。出洞过程中若土体扰动过大或泥水压力过高, 一旦击穿承压水层, 将会对洞门封堵带来很大不良影响, 施工中需加以注意。

3. 盾构出洞地基加固处理

本工程盾构出洞时采用深层搅拌桩方式进行地基加固, 加固范围为纵向工作井围护结构向外延伸17m (其中西线进洞段加固14m) , 横向同工作井宽度为49.4m, 深度为29m, 加固强度为0.8MPa。由于加固区与工作井围护结构之间存在500mm的空隙, 在盾构工作井施工结束后对此范围增加了一排旋喷桩进行补加固。另在加固区周围布置6个降水井。降水井的深度为39.0m, 经计算, 群井抽水水位降深可达15.8m。

4. 施工前期准备重点

4.1 基座

盾构在工作井内需进行调头后推进, 因此, 基座采用可移动式的钢结构搁架。基座搁架共设11榀横梁, 并通过纵联连成一体。横梁为变高度工字梁, 横梁两端设开口箱形柱, 可设置调坡千斤顶, 箱柱顶设千斤顶弧形顶座, 箱柱底设环形连接板可与调坡垫块螺栓连接, 箱柱外侧上、下连横撑座板, 以便与井壁横撑固定。

在盾构调头完成后, 根据东线盾构出洞段设计轴线为R=7740m的右曲线, 坡度为2.8%。通过预留的千斤顶将基座坡度按照设计坡度-2.8%调整。基座纵向和横线的支撑与工作井支撑连接, 以增加基座与工作井的相对稳定性。

4.2 密封装置安装

本次盾构出洞将在洞圈预埋钢板上布置一个箱体结构, 该箱体按照实测盾构外形轮廓尺寸制造安装。箱体内安装2道橡胶帘布板, 内侧橡胶帘布板紧贴洞门圈放置, 外侧橡胶帘布板基本垂直于盾构中心线。

盾构机以2.8%的坡度出洞造成盾构上下超前量存在较大差值, 导致盾构机不能同时进入止水箱体。为保证洞门封堵的一次性完成, 箱体外壳尺寸制作时有差异, 最窄处800mm, 最宽处1254mm。

在箱体上两道橡胶帘布板之间沿外圈上部的240°范围内均匀布置12只1.5″注浆孔。止水箱体外弧下部60°范围内采用混凝土充填, 以支撑止水箱体。

4.3 盾构后靠制作

为使盾构推进得到一定的推力保证, 需制作后盾支撑体系。后盾支撑体系由负环管片和钢筋混凝土后靠组成, 为现浇八边形钢筋混凝土结构 (底部弧形) 。盾构推力主要通过该后靠结构传递于工作井和暗埋段JB21节相应结构上。

为了保证盾构后续车架的通行限界, 设计后靠为Φ13700mm圆的外接八边形结构体, 结构厚度为800mm, 设2.8%的纵坡。

4.4 负环拼装

为了使盾构推进得到一定的推力保证, 要拼装盾构后座即负环管片。本次盾构推进负环管片共10环 (-9环~0环) , 其中-9环为钢管片, 其余为钢筋混凝土管片。负环的定位相当重要, 对后续管片拼装起着基准面的作用, 在拼装-8~-4环管片时, 由于正前方没有阻力, 千斤顶的顶力不大 (20bar) , 所以, 每块管片拼装均需要进行连接加固, 其中包括管片块与块之间的环向连接、环管片之间的纵向连接, 同时所有螺栓都拧紧。

4.5 洞门凿除

于盾构机洞推进准备时进行洞口混凝土预凿除。此次江北工作井槽壁厚度为1200mm, 采用人工破碎混凝土方式, 凿除前先对加固土体进行钻孔取样, 钻孔位置在洞门上按米字形取13个孔。确定加固强度达到0.8MPa, 同时检查加固土体与地下墙胶结情况。探孔除6点钟位置有少量渗水, 其余孔位均无任何渗漏情况, 针对渗漏位置插入注浆管进入土层1.0m, 压注双液浆后封孔。

5. 盾构推进技术参数控制

5.1 气泡舱压力

切口水压的设定尤为重要。本工程是采用泥水气压平衡盾构推进, 可通过气泡舱压力的设定来调节切口水压。出洞段施工时, 由于盾构处于加固区域, 且洞门还未封堵, 切口水压的设定不宜过高, 但必须能维持正常的泥水循环。

在洞门封堵完成后, 盾构刀盘推出出洞段加固区时, 可能由于刀盘自重的作用导致盾构机磕头, 为此要掌握好盾构机进入自然层的准确位置, 在进入前调整泥水压力使其略大于理论值。盾构出加固区后根据隧道埋深、土的容重等因素, 将切口水压逐步提高, 并根据地面沉降情况及时进行调整。

出加固区后切口水压值设定公式为:

P:切口水压值 (k Pa) ;

γx:各层土的容重 (k N/m3) ;

Hx:各层土的厚度 (算至隧道中心) (m) 。

5.2 泥水质量控制

出洞段盾构推进过程中, 由于盾构处于加固区内, 泥水指标不宜过高。比重为1.05~1.15g/ml, 当盾构穿越加固区后, 则应适当提高泥水指标:比重为1.15~1.22g/ml;粘度控制在为20左右 (漏斗粘度) ;

5.3 超挖量控制

一旦超挖严重, 必然会发生地面塌陷甚至坍方等事故。因此, 在推进过程中, 必须时刻关注泥水进、排流量差值, 一旦发现超挖现象, 立即停止推进, 重新调整推进参数。

5.4 推进速度

为控制推进轴线、保护刀盘, 出洞段推进速度不宜太快, 控制在5~10mm/min以下。

5.5 盾构姿态控制

在切口水压正确设定的前提下, 严格控制各区域油压及千斤顶的行程, 盾构在基座上只能直线推进, 不能纠偏。在盾构整体进入加固区内, 盾构需保持平稳推进, 减少纠偏, 减少对土体的扰动。

5.6 同步注浆

采用单液注浆方式, 利用车架上的注浆设备, 在盾构推进的同时通过6点注出口注入土体, 及时充填建筑空隙, 防止地面沉陷。

(1) 注浆压力一般设定为0.45~0.6Mpa, 施工中根据地面沉降情况进行调整, 做到注浆压力和周围土压力维持平衡。

(2) 注浆量:理论空隙20.54m3, 实际的注浆量为理论建筑空隙的110%~130%, 即22.60~26.70m3, 压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。根据西线隧道的施工经验, 出洞段压浆量控制在23m3左右。

5.7“上浮”控制

在东线隧道管片设计上该区域放置剪力销, 能够起到控制管片的上浮的作用, 同时通过放置剪力销拼装管片时, 其整圆度得到了有效的控制。由于出洞段为浅覆土, 当发现隧道上浮较大时, 可以通过调整注浆量的方法来克服。上部的注浆量控制在注浆总量的60%~70%, 注入过程中尽量减小上下注浆孔的压力差。使得管片外部上下的压力差尽量小, 这样就大大减小了管片的上浮力。

5.8 盾构油脂

盾尾刷是盾尾与外界泥水和土层隔绝的重要屏障, 包含钢板束和钢丝刷。钢板束的主要作用是阻隔泥、砂粒等物质;钢丝刷主要作用是阻隔泥水。需要注意的是:

(1) 出洞前采用90号的康纳特油脂进行初始涂抹。不但要使油脂充满钢丝刷内部, 而且钢丝刷钢板腋角处也要全部塞满, 不能有漏点。

(2) 待负环拼装完成, 盾尾密闭空间形成后, 不间断压注盾尾油脂填充满盾尾与管片间的空隙。

(3) 合理分布盾尾油脂压注点, 在推进过程中实时、足量地压住盾尾油脂。

6. 结语

(1) 采用搅拌桩加旋喷桩并辅助井点降水的出洞地基加固方案完全能够保证洞门凿除的安全, 同时能够保证盾构切入土体及封堵洞门时土体的稳定性。

(2) 在大型泥水盾构机出洞阶段施工中, 不可避免有隧道上浮的问题, 在本次出洞施工中, 通过剪力销、同步浆液等措施, 隧道上浮量得到了较好的控制。

篇4：单线铁路隧道出洞方案

【关键词】单向掘进隧道;超前小导洞出洞;反向扩挖

1.工程概况

巨口隧道为双线隧道，隧道起止里程为DK717+950～DK718+365.32，全长415.32m。隧道出口明暗交界里程为DK718+349.32。隧道出口位于陡坡之上，且下方为当地公路。受地形限制，隧道出口便道修筑困难，无法开辟工作面，相连标段桥台施工也需利用本隧道作为运输通道，故本隧道采取由进口往出口方向单向掘进施工。

隧道出口表层为第四系残坡积（Qel+dl）粉质黏土，硬塑，厚1～2m。下伏J3n凝灰熔岩，全风化～弱风化，全风化厚3～10m，强风化厚3～5m，下为弱风化，岩质较硬，节理裂隙发育。地下水为基岩裂隙水，较发育。节理面倾向洞外，覆盖层较薄，施工时需加强支护及防排水措施，坡面有风化岩块散落，施工前应对危石进行清除或进行加固处理。

2.施工方案的确定

巨口隧道出洞前采用台阶法开挖，上台阶施工至里程DK718+340，下台阶施工至里程DK718+305，即进入Ⅴ级围岩出洞段。巨口隧道出口洞口段为浅埋地段，且地表边坡较陡，为确保洞口出洞安全和边坡稳定，采取短进尺、强支护、弱爆破、勤测量设计原则。原设计采用三台阶临时仰拱法加超前小导管支护直接出洞，由于超前支护在大里程侧为浅埋偏压软弱围岩，掌子面受爆破扰动后极易失稳出现塌方，极易给下方公路交通造成重大影响。因此，根据现场详细踏勘及综合各方因素分析，必须严格控制開挖断面，防止出现失稳塌方，采用超前导洞先出洞后，在做好边仰坡防护再反向扩挖成洞，可以很好解决这一难题。同时在施工过程中加强监控量测，以数据指导施工，最大限度地控制安全风险。具体施工顺序：超前导洞出洞—出口边、仰坡支护—反向扩挖成洞。

3.施工步骤

3.1超前导洞出洞

DK718+340～DK718+349.32采用导坑法开挖至贯通里程DK718+349.32，根据现场围岩情况并考虑贯通后机械设备及风水管能直接到达出口，提供施工通道，超前导洞断面尺寸拟定为4m*5m，为有利于结构稳定导洞顶部采用半径2.5m圆弧设计。同时考虑后期扩挖操作空间及增大超前导洞覆盖层，导洞顶距正洞拱顶预留1.5米。超前导洞加强支护设计考虑到出口段围岩较差，围岩破碎，裂隙发育，地下水丰富，自稳时间较短，早期围岩压力增长快等不利因素，为了抑制围岩过大的变形，在超前小导管预支护条件下，开挖后采用锚杆、钢筋网联合喷射混泥土初期支护基础上增加格栅钢架加强支护，确保围岩及出口处边仰坡稳定。支护参数为：锚杆采用Φ22砂浆锚杆L=3m,间距1.5m×1.5m梅花形布置，喷射混凝土为C30喷射砼，厚25cm，钢筋网采用?准6mm，网格20×20cm。在锚网支护的基础上增设?准22@160格栅钢架支护，钢架间距100cm, 两榀钢架之间设置?准22纵向钢连接钢筋，环向距离1米，钢架连接采用螺栓上紧，其拱脚及底脚置于基岩上，不能有悬空现象，并用锁脚锚杆将钢架与岩体紧密焊接。导洞开挖及支护尺寸设计见图一：

图一超前导洞加强支护断面图

导洞拱顶超前支护采用?准42超前导管，导管长4m，间距40cm，纵向间距搭接不小于1m。导洞超前支护设计详见图二。

图二超前导洞超前支护断面图

导洞格栅钢架加强支护设计详见图三：

图三加强格栅钢架轮廓

3.2出口边、仰坡支护

隧道贯通后，立即进行出口边、仰坡的开挖支护，隧道出口边坡及回填后的仰坡采用骨架护坡，隧道再次进暗洞前应对拱顶开挖线外2～3m范围采用喷锚网防护，同时对临时边坡采用喷锚网防护，锚杆采用?准22砂浆锚杆，L-4m，间距1.5×1.5m梅花形布置，钢筋网采用?准8钢筋，网格25cm×25cm，喷射混凝土采用10cm厚C25网喷混凝土。对洞口段存在危岩落石，设计考虑对部分危岩落石进行清除，并进行M7.5浆砌片石嵌补及锚索加固处理，并按设计设置被动SNS防护网，网高5m、长60m。

3.3反向扩挖成洞

待出口边、仰坡施工完毕后再由DK718+349.32反向施作双层小导管后，按设计三台阶临时仰拱法扩挖施工至设计断面。扩挖过程中应严格遵守短进尺、强支护、弱爆破、勤测量原则，围岩破碎且因超前导洞增加临空面，扩挖时开挖进尺控制在0.6米左右，如需爆破需预裂爆破，尽量减少对围岩扰动。周边岩间距控制在30cm,辅助眼控制在45cm左右，严格控制装药量，对爆破后少量欠挖采用人工风镐凿除。开挖后及时按设计做好支护，确保洞身稳定。

4.监控测量

4.1洞内监测

围岩及支护状态观察：采用观测的方法，对围岩的岩性、岩质节理裂缝发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落、掉块现象、有无漏水等；初期支护状态包括喷层时候产生的裂缝、剥离和剪切破坏、钢支撑是否圧屈等。观察分析，一一进行描述、记录，以此作为支护参数选择的参考与量测等级选择的依据。

拱顶下沉、周边位移及收敛量测应布置在同一断面，导洞内监测断面间距加密至5m。拱顶下沉量测测点布置应在拱顶。周边位移量测点以初期支护上个点的绝对位移为主，同时增加水平及斜向收敛量测，以便校核水平位移结果。

拱顶下沉、周边位移及收敛量测在开挖后尽早进行，拱顶下沉、收敛量测起始度数宜在12h内取得，其他量测读数在开挖24h内且在下一循环开挖前读取。测点应牢固可靠，易于识别，并注意保护，严防爆破损坏。沉降较大时，应加大观测频率。

4.2地表监测

洞口段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段施工安全，应进行地表沉降监测。地表浅埋段设置地表观测点，观测点与洞内量测点尽量布置在同一断面上，以便反应量测数据的关联性，地表量测断面间距为5m，每个量测断面上测点为2m，每日量测两次。

每日对观测数据进行统计分析，特别是洞口范围内外监测数据，要进行综合分析，通过分析成果及时反映围岩下沉、收敛动态，正确指导施工，及时调整支护参数。

5.安全控制

为了将不可测因素掌握在可控范围之列，保证工程安全顺利的完成施工前制定安全生产措施及应急预警方案，设立专职安全员，分班组实施24h跟班制度。加强安全技术交底工作，同时加强与相邻标段沟通协调。由于巨口隧道出口处与武步溪特大桥0#台人工挖孔桩交叉施工，故当隧道贯通施工前，应先将出口危石清除，按设计做好出口防护工程，施工坚持弱暴破短进尺原则，并及时通知武步溪特大桥0#台挖孔桩施工人员，做好安全防护措施。同时应做好隧道出口下方当地公路的警戒防护工作，确保施工安全。

6.施工注意事项

(1)施工前安排专人对洞口围岩进行观察，对存在的安全隐患及时采取加固措施。

(2)开挖出洞时应加强陡坡下方道路协调及安全防护措施，并在洞口附近设置防护网，确保道路通行安全。

(3)小导洞施工过程中，每循环钻眼时增加2~3个探眼，探眼深度5m，探明具体剩余距离，便于安全出洞。

(4)在爆破后进入掌子面施工前，应先对掌子面周边围岩进行详细调查，将因爆破震动产生的危石清理干净后方可继续进行正常施工。

(5)开挖后及时进行初喷和初期支护，并加强对掌子面附近围岩的巡回找顶工作，以防落石伤人。

(6)出洞时应加强监控量测及超前地质预报，步步为营，稳扎稳打，及时支护，确保施工安全。建立安全施工保证小组，并对洞内外作业进行24h巡查，确保施工安全。

7.结语

巨口隧道单向掘进、小导洞出洞及反向扩挖施工，已在巨口隧道软弱围岩且为浅埋偏压的出洞施工中成功实施。取得成功关键在于严格按照既定的施工方案进行施工，并坚持了“短进尺、强支护、弱爆破、勤测量”施工原则。通过对本工程从方案确定到实施全过程的总结，希望为今后类似工程再采用单向掘进小导洞出洞的施工提供借鉴参考。

【参考文献】

［１］《巨口隧道设计图》图号：合福施（隧）185.中铁第四勘察设计院集团有限公司,2010,06.

篇5：中国铁路隧道

自新中国成立以来，中国经济快速的发展着，而轨道交通也在慢慢起步。我国是个多山的国家，75%左右的国土是山地或重丘，为了保护自然环境，消除山地危害，隧道工程已经成为了当前的主要解决方法。

从一九四九年到一九八五年，已建成的隧道共有4323座，总延长为2020.5公里。旧中国从一八八九年在台湾省台北至基隆的铁路线上，建成第一座261.4米的狮球岭隧道起，到一九四九年的六十年间，在大陆共建铁路隧道331座，总延长为100.1公里。新中国三十六年所建隧道座数和总延长分别为旧中国六十年所建的13.1倍和20.2倍。在这些新建的标准轨距铁路隧道中，五十年代建成的有994座，总延长为268.3公里；六十年代建成的有820座，总延长为388.1公里；七十年代建成的有2277座，总延长为1226.3公里；八十年代前半期，由于铁路建设重点转向既有线路改造和在中部、东部地带修建运煤线路，截止一九八五年底共建隧道232座，总延长为137.8公里。中国已成为二十世纪八十年代中期世界上铁路隧道最多的国家之一。随着山区铁路建设数量的增长，修建隧道的密度相应增大。据统计，一九四九年全国铁路线上平均每65.9公里有一座隧道，隧道总延长仅占线路总长的0.46%；而一九八五年全国平均每11.2公里铁路就有一座隧道，隧道总延长占线路总长的比例达4.1%。新中国成立初期修建的宝成铁路线上，隧道总延长为84.4公里，占线路长度的12.6%；六十年代修建的成昆铁路，隧道总延长344公里，占线路长度的31.3%；七十年代建成的襄渝铁路，隧道总延长287公里，占铁路线长度的33.4%。若以线路某一区段来说，成昆铁路的金口河至乌斯河一段盘山展线隧道密度为最。这段铁路长26公里，其中隧道13座，共延长21公里，占线路长度的80.8%，平均每公里线路中就有800多米是隧道。旧中国修建的隧道，其长度绝大部分在600米以下，标准轨距隧道的平均长度为374米，窄轨隧道的平均长度为121米。新中国成立初期，修建宝成铁路翻越秦岭时，由于受修建长大隧道的能力所限，不得不迂回展线盘山而过。从五十年代后期起，修建长大隧道的能力逐渐增强。一九五九年建成了4270米长的凉风垭隧道，首次突破4000米长度。一九六七年建成了6379米长的沙木拉达隧道，一九六九年又建成了7032米长的驿马岭隧道，一九八一年开工新建的大瑶山隧道长达14295米，在中国铁路隧道建设史上第一次突破1万米。从一九四九年到一九八五年建成的铁路隧道中，长度在3公里以上的有58座，其中4公里以上的有20座。由于长隧道增多，隧道的平均长度也显著增长。新中国成立以后新建的隧道，五十年代平均每座长310米，六十年代平均每座长499米，七十年代平均每座长533米，八十年代前半期平均每座长588米。总平均为467.4米。另外还修建了几十座多线隧道。这是中国铁路隧道科学技术有了较大发展和综合建设能力大为增强的标志。

方法也发生了很大变化。目前我国主要的技术有，爆法隧道施工技术，特殊围岩隧道施工及地质灾害防治要点，埋暗挖施工技术，挖法设计与施工，敞式岩石掘进机与复合衬砌施工，法设计与施工，埋管段隧道修建技术，助施工方法，水下隧道等等。说道水下隧道，拿广深港客运专线的狮子洋隧道为例子据中国工程院院士专家组会诊论证显示，狮子洋隧道水下工程占总量的57%，开掘难度极高，而且是内地铁路首次以盾构法进行水下隧道施工，列为全线最高风险等级，其间将遭遇长距离掘进中盾构设计与配置、地下防坍和控制变形、特殊环境下结构耐久性、水下隧道防救灾等九项重大技术难关，譬如盾构机在水深仅7米的小虎沥水道，隧道顶距水底仅7到9米，且全为淤泥或软硬不均地层下作业，风险极大，加上高铁运行时速350公里的速度目标值，都是世界级的考验。

该标段工程具有规模大、工期紧、设计标准高、涉及工法多、地质复杂、水压大、盾构掘进距离长等特点。同时，还存在明挖基坑地层软弱、刀具管理难度大、高水压带压作业以及江底地中盾构对接与拆解等工程难点。

自2007年11月9日狮子洋隧道第一台盾构机开始掘进以来，建设、设计和科研部门联合展开攻关，先后攻克了“高水压、强渗透”地质条件下，掘进机水中带压更换刀具等多项世界性的技术难题，成功穿越深水、淤泥和超浅埋地段，实现了盾构机的水下精确对接。

2011年03月12日，我国采用盾构法施工的首座水下铁路隧道广深港高铁狮子洋隧道12日全线贯通。直径超过11米的巨型盾构机在水下60米深处的精确对接，标志着我国长距离水下铁路隧道的施工和科研取得了重大突破。这座隧道多项世界性技术难题全部破解，填补了我国泥水加压平衡盾构机施工多项技术空白。

担负狮子洋隧道SDIII标施工的中铁隧道股份项目部全体员工历经磨难，克服了江底复杂地层施工风险、设备故障频发、频繁带压进仓、洞内施工作业面多、战线长，工艺工法交叉转换频繁，施工干扰大等困难，狮子洋员工经历了超乎想象的艰辛、坎坷„„

面对诸多施工难题，全体参战员工始终坚持“至精、至诚，更优、更新”的企业精神，充分发挥专业化队伍的优势，周密部署，精心组织，依靠集团的技术和专家优势，在监理、设计、咨询的共同帮助下，不断摸索总结经验，优化工序安排，积极主动采取各种措施确保正常生产，在江底破碎带施工中，科学制定方案，精心组织施工，大力开展科技攻关，先后攻克了江底破碎带施工难题，实现了施工技术突破，为国内同等地质条件下海底盾构掘进施工积累了宝贵经验。

项目部承担施工任务的狮子洋隧道左线正线长5999.94米，右线正线长5966.626米。开工伊始，项目部以高标准、严要求、讲科学、不懈怠的理念推进狮子洋隧道建设。2006年5月项目进场施工，2007年11月首台越洋盾构“跨越号”始发，2010年5月17日、7月19日左右线盾构分别掘进至原定合同里程。在之后的施工中，为了早日实现隧道贯通，本着“不见不散”的原则向洋底持续推进，顺利完成四次追加任务量，并率先达到对接里程。此间，项目部针对狮子洋隧道的特点和技术难题逐一开展科研立项和攻关。克服了众多世界性难题，创造了国内外隧道施工多项记录，攻克了带压进仓等多项技术难题，逐步探索了一套软硬不均地层特长隧道泥水盾构施工技术方案。其中有些主要重难点，1.径泥水平衡盾构机长距离穿越复杂地层。

工程盾构隧道施工为国内铁路首次进行江底长距离的推进，圆隧道内直径9.8m，盾构独头推进近5000m，对整个系统的运行、维护要求高。

盾构掘进需通过粉质粘土、淤泥质粘土、细砂、中砂、粗砂、全风化～弱风化的泥质砂岩、粉砂岩、细砂岩等多种复合地层，基岩地段还需通过断层或节理密集带，对刀具的适应性、泥水系统和推进中参数的控制有较高的要求。2.江中对接

盾构机采取在江中对接解体的方式，国内尚无施工先例，施工风险大，对接段的加固止水和盾构机拆解后对盾壳的支撑都要确保万无一失。3.联络通道施工

本标段共设12处联络通道，其中盾构段10处，部分联络通道处于淤泥质土、粉细砂岩地层中，在地下水丰富的情况下开挖，需进行特种注浆和冷冻法施工，施工难度和风险均较大。

4.盾构机浅埋段和近接段施工

盾构机穿越地段覆土深度最小仅6.2m，河道最低处距隧顶仅10m左右，始发段左右线间距离仅0.5倍洞径，在这种情况下对轴线控制、地面沉降及参数稳定控制难度很大。

5.工程接口多、防水要求高

本工程的防水等级较高，且由于施工工艺繁杂，特别是明挖隧道与暗挖隧道、明挖隧道与盾构工作井、盾构工作井与盾构隧道、联络通道与隧道、江中对接等接口较多，而且隧道经过地段地下水丰富、与江河存在水力联系，为承压水，在防水施工上存在一定困难。

但是自2007年11月9日狮子洋隧道第一台盾构机开始掘进以来，建设、设计和科研部门联合展开攻关，先后攻克了“高水压、强渗透”地质条件下，掘进机水中带压更换刀具等多项世界性的技术难题，成功穿越深水、淤泥和超浅埋地段，实现了盾构机的水下精确对接。负责隧道设计的中国铁建铁四院副院长谢海林介绍，在安全设计上，隧道可满足“抗震抗火抗暴抗洪”要求。抗震设计可抗7级强震，抗爆可抵御5公斤炸药的冲击。抗洪设计，可以满足300年一遇洪水水位下，河道的冲刷变形对隧道的影响。防水采用了双道密封条，可以防渗防漏，满足100年耐久性要求。此外，隧道内设计的19条逃生横通道，可以有效应对火灾、火车意外撞击等事故发生时人员的安全撤离。可见施工人员并没有被种种困难而吓退，而是义无反顾的冲了上去，与其战斗，直至战胜了这些困难。狮子洋隧道的列车通过时速设计350公里，是目前世界上通行速度最快的水下铁路隧道。这些离不开施工人员的智慧结晶和汗水。

经过几十年的努力，中国隧道与地下工程修建技术已比肩欧美，成为世界隧道大国。中国中铁隧道集团公司秉承“勇于跨越，追求卓越”的企业精神，肩负起行业科技创新的重任，发展了钻爆法等传统工法，首创了浅埋暗挖法，并迅速在我国隧道与地下工程中推广应用。尤其是“十一五”期间，他们不仅进一步发展了传统隧道施工方法，而且利用盾构工法修建城市地铁，穿越大江大河，引领我国隧道施工进入穿江越海时代。

中铁隧道集团公司高度重视科研开发工作，坚定实施“科技兴企”战略。集团公司董事长、党委书记郭大焕要求加大科技创新力度，努力打造中国中铁隧道知名品牌。集团公司总经理张继奎根据建筑市场发展形势，进一步提出了“大专业，小综合”的发展思路，要求充分发挥科技人才的创造力，培育核心技术优势，提升企业的整体竞争能力。

集团领导的正确领导使得中铁隧道集团公司在“十一五”期间完成科研立项100余项，取得了丰硕的科研成果。承担国家863计划项目4项，铁道部重点科研项目7项。通过省部级鉴定22项，其中17项科研成果达到国际领先或国际先进水平，17项科研成果达到国内领先或国内先进水平。五年来共获得各类科技进步奖82项次，其中国家级科技进步奖2项，省部级科技进步奖13项。获得国家级工法9项、省部级工法24项。目前累计拥有国家级工法17项，省部级工法50项。获国家发明专利9项，实用新型专利25项。主持和参加编写的国家和行业以上技术规范标准22项，翻译标准2项。科技创新和技术进步大大提高了隧道施工技术水平，为制订和实施“十二五”科技创新技术打下了坚实基础。中铁隧道集团公司高瞻远瞩，根据行业发展趋势，瞄准国际先进技术，提出了中长期隧道科技四大发展方向：一是低碳、节能、环保型地下工程修建技术。二是隧道及地下工程施工智能化、信息化和机械化技术。三是海底、水底隧道修建技术。四是盾构、TBM隧道及隧道专用设备研制技术。

为了四大发展方向的顺利实施，他们提出打造创新型、科技型、环保低碳型现代化企业集团的目标，确立了“十二五”科技创新11大重点开发技术：一是软弱围岩隧道安全快速施工技术，二是盾构及TBM施工脱困和超前加固地层技术，三是大直径泥水盾构施工关键技术，四是客运专线、重载铁路隧道施工关键技术，五是深大基坑和多线并行隧道施工关键技术，六是水下隧道修建关键技术，七是长大隧道修建关键技术，八是复杂桥梁施工关键技术，九是智能化和信息化施工技术，十是严寒地区隧道防排水及防冻综合技术，十一是基于互联网技术的工程项目三维图形信息管理系统。

他们还进一步提出了六大推广和转化技术：一是注浆加固地层技术；二是软弱围岩快速施工及大变形控制技术；三是盾构和TBM始发、到达和脱困技术；四是节能通风技术；五是降水技术；六是可视化检测技术。这些技术紧密结合企业实际，目前在某些领域已经取得一定进展，对企业发展产生了积极的推动作用。在跨越大江大河施工领域，过去是桥梁建设具有传统优势，但是随着世界先进的盾构技术在我国工程建设领域中的逐步成熟，从大江大河甚至海底下面穿越已不再是梦想。特别是沿江沿海码头城市，城市空间非常有限，地下和水下空间开发将是必然趋势。

“万里长江第一隧”武汉长江隧道已于2009年底通车，长江过江交通迎来“江上架桥、江面行船、江底通隧”的“三维”时代。该隧道面临盾构机掘进姿态控制难、高水压、超浅埋、强透水、长距离掘进五大世界级难题。中国中铁领导高度重视，多次亲临现场帮助解决问题。中铁隧道集团公司联合体采用“气垫式泥水平衡技术”，保持水压平衡，水土沉降控制在３厘米以内；采用最新的防水接缝技术防止隧道施工渗漏水。为了控制隧道变形，施工方研制出特种管片，被列入国家863计划，最终成功攻克了五大世界级难题。

我国是个多山的国家，75%左右的国土是山地或重丘，此外，我国江湖还区域比较广泛，沿海公路通道规划中常遇到桥梁方案与隧道方案必选的问题，内河的横跨通道也同样遇到这些问题。过去跨江通道之考虑桥梁方案，这对于解决南北交通发挥了巨大作用，但同时对航道造成不良影响。相比之下，隧道建设的优势就体现了出来，不仅不收自然环境影响，能全天候通行，还对生态环境影响小，一洞多用的特点受到广泛重视。

近半个世纪以来，中国铁路隧道修建技术虽然有很大发展，但与当代世界铁路隧道长度不断增加并向水域发展的趋势比较还有一定差距。中国当前铁路隧道的修建的数量，已列世界前茅，但 10km 以上的隧道（包括贯通的）只有 4 座，既大瑶山、长梁山双线隧道和秦岭 I、II 线单线隧道。20km 以上的长大隧道和水下铁路隧道还是空白。因此，特长和超长隧道的设计理论和施工技术还有待开发、研究和提高。同时，对于为数众多的 500m 以下的短隧道施工机械化程度还不高。对于隧道环境工程、防灾技术以及山区铁路隧道普遍存在的各种地质灾害防治技术也许要研究和加强。隧道建设组织管理水平亟待提高，以适应铁路隧道高质量高效率建设发展的需要。

中国铁路隧道建设，走过一个多世纪的风雨历程，又面临着 21 世纪更大的挑战。国家已作出决策，加强铁路基础设施建设、拉动国民经济发展和西部大开发，云、贵、川、藏铁路，沿江铁路，以及南部沿海铁路等，都有大山阻隔，长隧道和隧道群不可避免，铁路隧道建设任重道远。西安南京铁路东秦岭隧道，长 12268m（建成后将是我国第三长的双线隧道），已于 2000 年 3 月动工。京沪高速铁路南京过长江的水下隧道，黄河水下隧道，以及穿越胶州湾、渤海湾、杭州湾、琼州海峡和台湾海峡的海底隧道也已在研究中。中国铁路隧道向超长和水域发展将是在所必然。铁道部在《铁路科技发展“十五”计划和 2015 年长远规划纲要》中强调，未来 5-15 年铁路科技发展的重点任务是：发展高新技术，实现技术跨越；加强技术创新，促进产业技术升级；强化基础技术，提供技术保障。铁路隧道工程技术的发展，也要向这一目标努力。要加强高新技术的开发研究，加强地质勘探和新技术、新设备的应用研究，发展隧道工程地质学，加强施工地质勘测和超前预报工作，改进和完善施工机械化配套，加强对隧道灾害的防治及环境保护等方面的研究，努力提高隧道建设组织管理水平，把铁路隧道修建技术的发展推向新阶段。