乌鞘岭隧道施工组织设计方案

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乌鞘岭隧道弹性整体道床施工技术　

王占龙　（中铁十六局集团有限公司，北京　１０００１８）　摘要：时速２００　ｋｍ标准的弹性整体道床施工国内首次在乌　鞘岭特长隧道左线使用，结合工程实践，介绍其施工工艺以及　精度的控制情况。　关键词：乌鞘岭特长隧道；整体道床；施工技术　中图分类号：Ｕ２１３．２　４１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—２９５４（２００６）１０—００１０—０３　

１　工程概况　乌鞘岭特长隧道为左右线并行电气化铁路越岭隧　道，线间距４０　ｍ。为减少后期运营时隧道内工务作业　量，隧道全长采用套靴式弹性支承块整体道床，左线轨　道标准提高为时速２００　ｋｍ（右线为时速１６０　ｋｍ）。　弹性整体道床是一种新型无碴轨道基础结构，为　隧底填充混凝土上部的钢筋混凝土结构，表面精确定　位设置套靴式弹性支承块，近期一次铺设６０　ｋｇ／ｍ高　强耐磨钢轨超长无缝线路。道床横断面宽度为２．６０　ｍ，单元长度６．２５　ｍ，单元间用沥青木板隔开。主要由　Ｃ４０钢筋混凝土道床、橡胶套靴及块下橡胶垫板、支承　块、弹条式可调扣件、钢轨等组成（图Ｉ）。仅在西康线、　西南线等铁路隧道中使用过。施工精度、施工质量要求　较高，其弹性与有碴轨道相当，具有少维修或免维修的　特点；轨道状态及几何形位能持久保持，提高了列车运　行的安全性；轨道刚度的均匀性好，适应高速运行舒适　性和对轨道平顺性的要求。　

图１　弹性整体道床断面（单位：ｍｍ）　２　施工准备　２．１　高精度组合式轨道排架　整体道床施工采用模具轨道排架。悬挂轨道支承　收稿日期：２００６—０６～ｌ５　作者简介：王占龙（１９７１一），男，工程师，１９９３年毕业于石家庄铁道学　院桥梁工程专业。　１０　块精确就位后，按设计结构尺寸浇筑道床Ｃ４０混凝　土。要达到时速２００　ｋｍ整体道床施工工艺标准要求，　高精度的模具轨道排架是必不可少的施工设备。　模具轨道排架的加工制作自钢轨至其中任何一个　细小配件，在满足结构强度前提下，全部经过高精度的　机加工。加工作业由具有专业加工能力的厂家完成，　出厂前组装验收合格后运至施工现场。在现场由厂方　和施工方联合对轨道排架进行验收、调整。　轨道排架验收标准：　（１）排架轨距１　４３５　ｍｍ，误差＋０．５　ｍｍ，一１　ｍｍ，　顺坡率＜１‰（轨距尺）；　（２）轨底坡坡度１：（４０±２）（２　ｍ直尺与塞尺）；　（３）钢轨直线度及平面度１　ｍｍ／ｍ（１　ｍ直尺与塞　尺）；　（４）对称挂篮外作用边间距Ｉ　６９８　ｍｍ，误差＋０．５　ｍｍ，一１　ｍｍ，相邻变化率＜１　ｍｍ（２　ｍ钢卷尺）；　（５）相邻挂篮间距（５６８±２）ｍｍ（２　ｍ钢卷尺）；　（６）排架长度（６　２４２±１）ｍｍ，方正度３　ｍｍ（３０　ｍ　钢卷尺）；　（７）轨排支腿螺柱垂直度５　ｍｍ（３　ｍ钢卷尺）；　（８）接头钢轨错牙≤０．５　ｍｍ（钢板尺与塞尺）。　以上项目每施工１　０００　ｍ或出现异常情况应及时　检测调整。　轨向锁定器验收标准：　（１）伸缩管销孔定位安装顺利可靠；　（２）微调机构螺栓、螺母调整自如。　快速悬挂扣件验收标准：　（１）偏心套筒双面锁定可靠；　（２）弹簧工作余量０．５～１．５　ｍｍ（塞尺）。　２．２施工现场　（１）隧道主体工序全部完成。达到验收标准。作　业现场的施工遗留物品）碎石、浮土和积水清理干净。　（２）道床两侧水沟电缆槽完成。盖板铺设完毕。强　度满足铺轨吊装要求。　（３）运输通道保证畅通无阻。　（４）所有轨道测量材料和机具、设备现场使用　良好。　２．３铺设条件　（１）隧道主体工程完成且贯通测量经过调整　闭合。　铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＴＡＮＤＡＲＤ　ＤＥＳＩＧＮ　２００６（１０）

乌鞘岭特长隧道二标段

实施性施工组织设计

中铁十六局集团公司乌鞘岭隧道工程指挥部

二OO三年六月十日

第 1 页 共 108 页 目 录

1 设计依据和设计原则 ........................................................................................................................................................... 6

1.1 设计依据 ................................................................................................................................................................ 6

1.1.1 兰武（乌）双预隧修1 ................................................................................................................... 6

1.1.2 乌鞘岭特长隧道预设计设计说明(2003年4月) ....................................................................... 6

1.1.3 兰武（乌）双预隧(共四册)(已作废)(参考使用) ....................................................................... 6

1.1.4 铁路隧道施工规范（TB10204—2002） .................................................................................... 6

乌鞘岭隧道的介绍

乌鞘岭隧道是中国最长的铁路隧道——20.05公里，乌鞘岭隧道位于兰新线兰武段打柴沟车站和龙沟车站之间，设计为两座单线隧道，隧道长20050米，隧道左右线均采用钻爆法施工，右线隧道先期开通。隧道辅助坑道共计15座，其中斜井13座，竖井1座，横洞1座。

地质条件复杂

乌鞘岭，祁连山支脉，海拔3650米，一年中冬季长达7个月，东西长17公里，南北宽10公里，四季雨水丰沛、山顶积雪终年不化，为坐落在东西两面的天祝和古浪两县人民提供了醇美不竭的水源和辽阔肥美的草场，作为河西走廊的天然屏障，自古以来就是连接中西方经济和文化交流——古丝绸陆上的咽喉要道。

乌鞘岭隧道处于“山腰”，地质条件极其复杂，沉积岩、火成岩、变质岩三大岩类均有，且以沉积岩为主，其分布主要受区域断裂构造控制，不可预见的地质灾害多，施工中可能出现围岩失稳、突泥、突水及软岩流变、瓦斯等地质灾害，因此被隧道建设工程专家称为兰武二线的咽喉工程。

施工困难

乌鞘岭双线铁路建设在地势险峻、地质断层多变，工程技术负责，任务艰巨，空气稀薄，气候寒冷的乌鞘岭区。施工区内海波高、气候寒冷、日温差大，阴雨风雪气候多变、冰冻时间长，对冬季混凝土作业带来困难。

F7断层是一处最复杂的地质结构，全长817米，主要由碎裂岩及断层泥砾组成，地下水丰富，是控制整个乌鞘岭隧道工期的关键性工程，施工难度相当大。

施工方案/方法

本隧道全部采用钻爆法施工，右线隧道一次建成。左线隧道先按平导施工，平导超前辅助右线施工。右线贯通后，再将平导扩挖成左线隧道。 为确保施工中“不坍不塌”，主洞、平导、斜井、竖井在施工时均要遵循“先探测、管超前、预注浆、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的施工原则并提前做好施工预案。

开挖及支护方法，应根据围岩情况合理选用。采用小导管预注浆、管棚、管棚注浆、帷幕注浆等超前支护措施，开挖采用台阶法或全断面法，开挖后及时施作钢架及锚喷网支护结构。

第二章 乌鞘岭F7断层隧道工程简介

本章重要简介乌鞘岭隧道旳基本工程状况，地应力旳分布状况，以及工程软岩旳概念，讨论在F7断层中使用旳施工措施。

第一节 工程概况

2.1.1概述

兰新铁路兰州～武威南增建第二线线路起于兰州西站，沿黄河二级阶地西行经河口南站跨黄河后沿溯庄浪河而上，在既有线兰武段打柴沟站与龙沟车站之间以专长隧道穿越乌鞘岭后沿龙沟河、古浪河峡谷而下，进入河西走廊与既有线并行引入武威南站。

乌鞘岭专长隧道位于既有兰新线兰武段打柴沟车站和龙沟车站之间、设计为两座单线隧道，左、右线隧道长0m，隧道出口段线路位于半径为1200m曲线上，右、左线缓和曲线伸入隧道68.384及127.29m，隧道其他地段均位于直线上，线间距为40m，两座隧道线路纵坡相似，重要为11‰旳单面下坡，右线隧道较左线隧道高0.56－0.73m。隧道进口位于天祝县打柴沟镇赵家庄附近，地形开阔、施工条件和弃渣条件好，右线轨面设计高程2663.36m，出口位于古浪县龙沟乡旳沙沟台，地形较窄，施工场地和地形条件较差，右线轨面设计高程2447.32m。交通便利，隧道最大埋深1100m左右。

本隧道所有采用钻爆法施工。右线隧道总工期为32个月，隧道于2月1日动工，其中施工准备1个月，主体工程于4月30日主体竣工，计26个月；弹性整体道床2个月，铺轨及四电3个月，施工工期比较紧迫。为此，为加紧施工进度，全隧道除在4个洞口掘进施工外，右线设8个斜井、1个竖井，左线设5个斜井、1个竖井及1个横洞，合计16个辅助坑道20个工作面。

2.1.2 地形地貌

乌鞘岭隧道洞身横穿祁连褶皱系旳北祁连优地槽褶皱带和走廊过渡段两个次级构造单元，褶皱和断裂发育，本段通过加里东期褶皱带和海西—印支期褶皱带。共有四条区域性大断裂，毛毛山南缘断层(F4)出露宽度200m～500m，大柳树沟—黑马圈河断层(F5)出露宽度80m～260m，毛毛山岭中断层(F6)出露宽度40m～80m，毛毛山—老虎山断层(F7)出露宽度400m～800m，局部不小于1000m，区域资料显示，全新世以来F7断层仍有活动迹象。