郑西客运专线张茅隧道施工技术
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客运专线隧道接触网预埋滑槽施工工法客运专线隧道接触网预埋滑槽施工工法关于halfen槽在隧道中的应用的文章,如有任何疑问和建议,欢迎大家随时和我们联系。
摘要:就高速运行条件下接触网结构的稳定,隧道衬砌施工方案,隧道及接触网施工进度控制,工程造价和专业配合等方面,结合前期研究成果和有关国际咨询意见,针对国内外推荐的预埋槽型滑道和化学锚栓两个方案进行了深入的计论,确立了接触网基础采用预埋槽型滑道为的主方案。
简要介绍了客运专线隧道接触网预埋滑槽施工工法。
关键词:客运专线;隧道;接触网;预埋槽;施工工法。
1前言2005年,随着武广、郑西铁路客运专经隧道工程陆续展开施工,一些急需解决的技术难题也逐渐显现出来。
在隧道二次衬砌施工过程中,接触网基础采用何种方式能更好的适应高速列车运行,哪一种方式更加能确保工程质量,达到高速运行条件下接触网结构的稳定,成了站前、站后相关专业技术人员研讨的重点。
2006年初,铁道部工程管理中心、铁道部工程设计鉴定中心与咨询、设计、施工等单位召开会议,针对客运专线隧道内接触网基础接口技术方案的有关问题进行专题研究。
会议就高速运行条件下接触网结构的稳定,隧道衬砌施工方案,隧道及接触网施工进度控制工程造价和专业配合,结合前期研究成果和有关国际咨询意见,针对国内对推荐的预埋槽型滑道和化学锚栓两个方案进行了深入的讨论,确立了接触网基础采用预埋槽型滑道为主的方案,提出接触网基础布点应考虑隧道衬砌施工的特点进行设置,尽量方便隧道衬砌的施工,且预埋件施工由隧道施工单位随衬砌施工同步完成。
2006年4月,经过对设计图的充分理解,以及对液压初砌台车和滑槽的反复研究,中铁十二局集团在其所属段的ZXZQ08标张茅隧道,率先进行了初砌混凝土和槽型滑道预埋件施工。
在具体施工过程中,先后解决了如何利用台车长度反算接触网吊柱合理间距,台车如何预留螺栓孔位及预留孔洞几何尺寸的确立,滑槽安装过程控制等施工技术难题,指出了安装滑槽位置偏差及解决办法,逐渐总结出一整套接触网预埋滑槽施工工法。
中国铁道建筑报/2008年/2月/26日/第001版
超大断面特长富水黄土隧道
郑西客专张茅隧道贯通
记者江耀明通讯员马保喜杨广臣
本报三门峡2月24日讯(记者江耀明通讯员马保喜杨广臣)今天,由十二局集团承担施工的全长8483米的郑西铁路客运专线张茅隧道胜利贯通。
这是目前世界首座在湿陷性黄土上建设的设计时速350公里、最大开挖面积164平方米的特长富水铁路隧道。
工程施工历时两年5个月,比合同工期提前50多天安全、优质贯通。
湿陷性黄土遇水成泥,开挖大断面隧道,极容易变形塌方,无论是支护参数还是施工方法,尚无先进技术可供借鉴。
张茅隧道是郑西铁路客运专线最长隧道,也是全线首批开工建设的重点控制工程,隧道穿过我国中西部地区自稳能力极差的湿陷性黄土,昼夜最大涌水量达19000多立方米,其施工难度世界罕见。
铁道部郑西铁路客运专线有限公司和承担施工任务的十二局集团,合力攻关,有效攻克了大断面富水黄土隧道快速施工技术难题,自主开发了一批科技含量很高的创新项目,形成“三台阶七步开挖法”。
2006年11月20日,在中国高速铁路隧道国际技术交流会上,该施工方法受到中、美、法、德、日、韩等10多个国家300多名隧道专家的高度评价,成为目前世界上少数掌握高速铁路湿陷性黄土大断面隧道先进施工技术的国家之一。
2007年3月,铁道部在全国铁路隧道施工中,推广了这一安全、优质、高效的先进施工技术。
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CRTSⅡ型双块式无砟轨道快速施工技术作者:卫延斌来源:《硅谷》2009年第11期[摘要]通过对CRTSⅡ双块式无砟轨道施工技术的研究和工程实践,提出此项无砟轨道体系的标准施工作业流程,介绍提高CRTSⅡ双块式无砟轨道作业效率所采取的技术管理措施和专门研发的创新机具和应用技术。
[关键词]客运专线无砟轨道快速施工中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0610100-01一、CRTSⅡ双块式无砟轨道简介CRTSⅡ双块式无砟轨道是我国郑(州)西(安)铁路客运专线首次采用的设计时速350km/h的无砟轨道道床施工技术。
该项技术可以概括为:依靠CPIII测量布控网对轨枕的每个承轨面的三维坐标全程精确定位和复核,预先布设完成道床模板和布筋、现浇道床混凝土、双块式轨枕振动沉入定位的机械化高精度施工作业技术。
二、CRTSⅡ双块式无砟轨道作业流程(一)安装支脚。
根据测量放样的支脚位置,采用钻孔模板定位,冲击钻钻孔,吊车配合,锚栓固定支脚。
直线地段及超高在0~120ms之间的曲线地段,直接将支脚固定在混凝土垫层上;曲线超高在121~175mm之间的地段,在曲线外侧的支脚下面增加一个底座框架。
支脚与模板轨道之间是相互独立的,以不影响支脚定位精度。
(二)安装模板轨道。
模板轨道的定位与支脚同步进行,根据钻孔模板相应孔位,用冲击钻钻孔,钻孔深度为10~12cm,吊车配合模板就位,锚栓锚固。
直线地段及超高在0~85mm之间的曲线地段,直接将模板轨道固定在混凝土垫层上;曲线超高在85~150mm之间的地段,在曲线外侧模板轨道下面增加一个底座框架。
模板轨道之间通过叉形连接轨连接;在有底座框架和投有底座框架的钢模板轨道之间通过一个专用的行走轨进行连接过渡;钢模板轨道与洞外铺设的行走轨之间通过专用的连接件连接。
(三)铺设道床配筋。
在调整支脚的同时,绑扎道床配筋。
直线地段,钢筋网下使用混凝土垫块,曲线地段,钢筋网片下安装钢筋撑件。
郑西客运专线关键工艺和重点施工技术的建议中铁一局郑西客运专线项目部2005年8月30日郑西客运专线关键工艺和重点施工技术的建议郑西铁路客运专线是湿陷性黄土地区修建的高速度目标值(设计时速350Km/h)的客运专线,全线地质复杂、技术标准高、施工难度大,中铁一局有幸中标了郑西铁路客运专线重点隧道工程三标段工程。
该标段全长8.3km,起止桩号为DK333+000~DK341+300。
主要工程项目有区间路基、一座隧道和一座大桥。
其中秦东隧道起止里程为DK333+312~DK340+996,长度7684m,设计为双线黄土隧道。
隧道进口位于陕豫两省交界处的杨家村坡地下,距连霍高速公路约100m,出口位于秦东镇苏家村潼洛沟内。
隧道围岩级别以Ⅳ级围岩为主,其中Ⅳ级围岩段长7300m,V级围岩段长384m。
为满足该隧道施工需要,设计有三座斜井做为辅助坑道,其中1号斜井长1001m,2号斜井长1061m,3号斜井长336m,3号斜井竣工后作为紧急出口,按永久结构设计,斜井总长为2398m。
隧道进口有路基312m,出口有302m长大桥1座(潼洛沟大桥)。
一、前期工作及取得的有关成果为了迎接我国铁路跨越式发展高潮的到来,提高中铁一局集团公司在客运专线建设中的技术、施工与管理水平,按照集团公司领导的总体安排,近几年来加强了科技研发和人才储备。
尤其是石太、吴广、郑西铁路客运专线项目的陆续启动建设,中铁一局集团前期组织人员重点考察了德国高速铁路,参加了部、总公司举办的铁路客运专线培训班,集团公司也举办了多期客运专线培训班,并在秦沈铁路客运专线施工实践的基础上就地基处理、路基填筑、工后沉降观测、软弱围岩大断面隧道施工、高性能混凝土施工、客运专线铁路500m长钢轨铺设和道岔施工技术及设备、双块式无碴轨道铺设与测量综合技术等方面进行研究,编制了《京沪高速铁路专辑》(集团公司内部交流资料)、《高速铁路施工技术》(集团公司内部交流资料)、参与编写了多个专业《客运专线铁路施工技术指南》和《客运专线铁路施工技术标准》、《客运专线铁路路基工程施工技术指南》。
郑西客运专线富水黄土隧道的设计与验证杨建民;喻渝;赵辉雄【摘要】客运专线铁路超大断面富水黄土隧道的修建在国内外尚属首次,如何保证此类隧道的施工安全及运营稳定性是郑西客运专线的关键技术问题之一.结合郑西客运专线张茅隧道富水黄土地层工程实践,通过现场测试教据分析.探讨超大断面富水黄土隧道的施工方法、支护受力、基础沉降等三方面关键技术问题.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2008(000)011【总页数】4页(P86-89)【关键词】客运专线;黄土隧道;施工方法;支护受力;基础沉降【作者】杨建民;喻渝;赵辉雄【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司,成都,610031;中铁二院工程集团有限责任公司,成都,610031;中铁二院工程集团有限责任公司,成都,610031【正文语种】中文【中图分类】U45近年来,我国在黄土地区修建了大量公路、铁路隧道,其中一些黄土隧道土体含水量较大,如宝兰二线新松树湾隧道,黄延高速公路道南隧道等,在富水黄土隧道修建技术方面积累了一些经验。
黄土隧道工程性质受水的影响非常强烈,当土体含水量增大时,以及达到饱和含水量时,其强度与稳定性会明显降低。
因此,在富水黄土隧道中施工,较同是Ⅴ级围岩的非黄土隧道困难很多。
郑西客运专线富水黄土隧道的修建在国内外无类似工程可借鉴,大家最关心的问题有2个:其一为超大断面富水黄土隧道安全施工,在施工阶段,地下水对老黄土隧道施工影响很大,它是造成围岩和基底黄土软化、拱脚过大位移、严重时引起失稳和塌方的主要因素之一;其二为富水黄土隧道运营中能否满足无碴轨道沉降控制要求,如果施工时隧道基础处理不好,很容易于隧底形成泥化现象,从而影响隧道的正常使用。
因此,开展富水黄土隧道施工及运营安全技术研究是十分必要的。
1 隧道概况张茅隧道位于郑西客运专线渑池至灵宝段,隧道全长8 483 m,为郑西客运专线最长的隧道。
隧道通过地段属低山丘陵及黄土台塬地貌。
隧道进口5 293 m位于构造节理较发育的安山岩夹砂泥页岩和灰岩;出口3 190 m(最大埋深100 m)地段为位于地下水位以下的第四系中更新统黏质黄土,为Ⅴ级围岩。
隧道/地下工程郑西客运专线张茅隧道施工技术陈佩寒1,王(1.石家庄铁道大学,石家庄050043;2.宁1,赵华锋2中铁十二局集团有限公司,太原030024)摘要:黄土的工程性质十分复杂,在地下水异常丰富地区的黄土常伴随湿陷性、大变形、高地压等特性,开挖施工常引起隧道支护开裂,围岩塌陷等。
依托郑西铁路客运专线张茅隧道,通过对施工中隧道与围岩结构施工力学行为和施工工艺的研究,分析总结三台阶七步开挖技术,对有效地控制沉降变形提出了施工技术方法和要点,实现快速施工,对保证隧道结构安全起到重要作用。
关键词:大断面黄土隧道;数值模拟;三台阶七步开挖法;施工中图分类号:U455.4文献标识码:B文章编号:1004—2954(2012)03—0080~04C ons t r uct i on Tec hnol ogy of Z ha ngm ao T unnel i n Zhe ngzhou-X i’anPa sse nge r-D edi ca t ed R ai l w ay L i neC H E N Pei.hanl,W A N G N i n91,Z H A O H ua—f en92(1.Shi j i azhuang Ti e dao U ni ver si t y,Shi j i azhuang050043,C hi na;2.C h i n a R a i l w a y12t h B ureau G r o up C o.,L t d.,T a i yuan030024,C hi na)A bs t r act:T he eng i neer i ng pr opert i es of l oe ss is ver y c o m pl ex.I n ar eas w he r e t he gr oundw at er a r e unu sual l y r i ch,l oes s a r e of t en a cc om p a ni ed by t he char act er s of col l aps i bi l i t y,l arge de f or m at i on,hi gh eart h pr es s ur e et c.So cons t r uct i on exc avat i on i n l oes s ar ea us ual l y ca us e s t un nel s upp or t cr acki ng,sur r oundi ng r ock col l aps i ng a nd S O on.I n t h i s paper,Zhangm ao Tunnel i n Zhe ngz hou—X i’an Pas s e nger—dedi cat ed R a i l w a y L i ne is t ak en a s an exam pl e.B y m e ans of st udy o n su r r ou ndi n g r ock’S m ec ha ni cs pr opert i es and cons t r uct i on t ec hnol o gy of t hi s t un nel,t he pa pe r anal yzes and s um m a r i z es t he t hr ee—bench s even—s t ep excava t i on m et hod.M or e over,t hi s pa pe r of f ers s o m e cons t r uct i on m et hods a nd ke y poi nt s of con t r ol l i ng eff ect i vel y s et t l em ent a nd de f or m at i on.I t i s c oncl uded t hat t hi s ki nd of cons t r uct i on t ec hnol o gy of t hr ee--bench se ve n-s t e p excav at i on cou l d pl ay a i m por t ant r ol e on r api d cons t r uct i on and t unnel s t r u ct ur e saf et y.K ey w or ds:l a r g e s ect i on t un nel i n l oe s s;n um er i c al s i m ul at i on;t hr ee—bench s even-s t ep excav at i on m et h od;con s t r uct i on随着国内铁路客运专线的日益增建以及隧道净空要求的不断提高,大断面隧道工程也越来越多。
由于开挖断面大、施工难度大、安全风险突出、工期影响等特点,大断面隧道施工已成为国内外专家瞩目的焦点¨-5。
隧道工程中一般将断面面积超过100m2以上的隧道称为大断面隧道,而近年来实际工程中很多隧道断面达到120~160m2,有些三、四车道公路隧道甚至达到或超过200m“钆“。
隧道断面的增大常造成拱顶不稳定,围岩产生较大的松弛地压,在埋深作用不能发挥时产生很大的松弛压力导致支护受载骤增,尤其收稿日期:2011~09—22作者简介:陈佩寒(1974一),女,副教授,工学学士,E-m a i l:chenpe i hancj @163.cor n。
对土质不良、跨度大且扁平形状的拱形支护结构支护条件不利¨-1…。
郑西铁路客运专线位于黄土地区,隧道断面大、地层富水饱和、黄土遇水成泥、沉降变形大、易塌方、工程地质复杂、工期要求紧,通过对三台阶七步开挖在张茅隧道施工中的力学分析和施工工艺研究,实现了大跨隧道的快速施工,施工进度达到70~75m/月,而且降低了施工成本。
1工程概况1.1工程背景张茅隧道全长8483m,是郑西铁路客运专线最长的隧道,也是重点控制性工程。
隧道区主要岩性为Q:黏质黄土,粗圆砾土,具弱~中膨胀性,属Ⅳ级围岩,含较丰富的孔隙潜水,隧道最大涌水量为18990m3/d。
铁道标准设计R A儿W A Y ST A N D A R D D E S I G N2012(3)陈佩柬,王宁.赵华锋一郑西客运专线张茅隧道施工技术隧道按350km/h客运专线双线隧道设计,洞身衬砌为曲墙式复合衬砌,双块式无砟轨道结构,轨面至道床底面高度为57cm。
隧道最大开挖跨度16m、高14m,最大开挖面积达164m2,属于超大断面隧道。
1.2张茅隧道的工程特性张茅隧道富水黄土段3190m,洞身位于地下水位线以下,黄土中含有丰富的孔隙水,渗透系数0.009—0.014m/d,工程特点如下:(1)基底极易软化,涌水量大;(2)洞身开挖后自稳能力较差;(3)隧道结构易发生开裂现象;(4)开挖面积与跨度大;(5)围岩强度比较低。
2张茅隧道三台阶七步法的施工力学分析隧道上部覆土厚度30m,为浅埋,模型约束条件:上表面自由,两侧为水平约束,纵向两端为纵向水平约束,底面为垂直约束。
力学计算采用有限差分岩土工程软件Fl ac3D,将岩体进行三维离散化,且按常应力模式进行计算,模型纵向长为32m,两侧离隧道开挖边界为75m,底部边界离隧道轨面75m,共有88080个单元,共有节点数92127个。
地层及支护物理力学参数见表1。
模型网格、开挖台阶布置及支护效果图如图1所示。
寰1围岩殛支护材料物理力学参数,隧道/地下工程圈1模型网格殛开挖台阶布置与支护郑西客运专线张茅隧道三台阶七步法开挖大断面富水黄土隧道在国内尚属尝试,之前缺乏成功经验。
为了掌握隧道施工过程围岩和支护结构的力学动态,对三台阶七步开挖在张茅隧道的施工过程进行力学模拟,以初期支护的主应力、围岩位移场、塑性区和掌子面位移数据分析施工的安全性和可靠性。
2.1初期支护应力分析选取距离初始开挖断面8i n处作为研究断面。
计算主要以评价三台阶七步法施工条件下初期支护的工作情况,模拟集中在二次衬砌施工以前的过程。
共分为9种工况,具体见表2。
裹29种工况的描述工况研究断面工况研究断面工况1—51—5部开挖通过研究断面工况8仲拱回填通过研究断面工况6掌子面距^研究断面的1D工况9研究断面修筑二次村翻前工况77部开挖通过研究断面(仰拱封闭)注:以下凡未经说明,出现工况皆以表中描述为准;D为开挖跨度。
限于篇幅,施工中重要关键步序的初支应力图如图2所示。
兑2图2初期支护主应力分布云图由图2可以看出:(1)初期支护在施工过程中出现了应力集中,拉应力集中主要发生在拱脚和拱顶;压应力集中主要发生在拱顶和边墙、墙脚。
因此,这些地方为支护结构的薄弱环节,可能出现破坏截面。
(2)随着施工的推进,应力一直在积累增加,同时发生最大(小)主应力的位置在改变。
最大主应力集中由发生在拱脚变化为拱顶,即由下往上变化;最小主应力集中发生的地方由拱顶到边墙再到墙脚,即由上往下变化。
(3)施工过程中,按等效法考虑初支中钢架作用,最大主应力为4.92M P a。
最小主应力为一24.04M P a。
铁道标准设计R A I L W A Y ST A N D A R D D E SI G N2015(3)2.2断面位移场分布规律分析隧道开挖断面位移场分布见图3。
『]_训I部H挖剁甜}充断面位移分佑(b)隧道贯通廿j位移分m圈3隧道开挖断面位移分在圃隧道/地下工程陈佩采,王宁,赵率锋一郑西客运专线张茅隧道施工技术由图3可知:隧道周边位移主要发生在拱顶和仰2.3围岩塑性区分布规律拱,最大值发生在仰拱中央。
隧道开挖断面位移场分布见图4。
鄂开挖列研究断面时期忭Ⅸ横向分布徘JF挖到研究断而叫浆性I爱纵向分布2部开挖}q研究断蛳日期性区横f;j J分布图4围岩塑性区分布由图4分析可以看出:(1)洞周围岩塑性区在起始开挖断面呈现出蝶形,在拱脚和墙脚处的发展深度可达2m左右,掌子面前方塑性区发展深度也在2m左右。
由于超前支护以及锚杆加固的作用,塑性区的发展深度不大,充分说明超前支护以及锚杆加固起到很好的加固围岩的作用。
(2)塑性区呈从上到下增大的趋势,拱部围岩几乎没有塑性区,仰拱处塑性区较深,这是由于没有锚杆隧道贸通H f塑性腻横断面分弗加固的原因造成的。
(3)随着施工推进,研究断面塑性区不断扩大。
在隧道贯通时,塑性区主要发生在研究断面的仰拱处,最大4m左右,边墙以上几乎没有塑性区分布。
2.4掌子面位移掌子面水平位移大小反应施工中围岩的稳定性和施工安全性。