本書為巖溶區(qū)高速鐵路隧道修建技術(shù),系統(tǒng)總結(jié)梳理了國(guó)內(nèi)多條巖溶隧道施工經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。主要內(nèi)容包括緒論、巖溶區(qū)高速鐵路隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、巖溶隧道突水突泥機(jī)理及隧道與溶洞間臨界安全距離分析、大斷面軟巖隧道支護(hù)技術(shù)研究、高速鐵路隧道巖溶處理技術(shù)、大埋深巖溶角礫巖隧道變形機(jī)理與變形控制、隧道下穿河流施工技術(shù)、銑挖法與鉆爆法聯(lián)合施工技術(shù)、高風(fēng)險(xiǎn)巖溶隧道施工安全管理技術(shù)、主要成果及存在的問題。
本書是對(duì)典型巖溶隧道工程經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)歸納、總結(jié)和提煉,對(duì)今后類似工程提供借鑒。
前言隨著鐵路建設(shè)的快速發(fā)展,鐵路隧道數(shù)量大幅增加,尤其是近十幾年來,高速鐵路得到了迅猛發(fā)展。截至2017年年底,投入運(yùn)營(yíng)的鐵路隧道總長(zhǎng)達(dá)到15 326 km;投入運(yùn)營(yíng)高速鐵路總長(zhǎng)達(dá)25萬km,已經(jīng)建成高速鐵路隧道2 835座,總長(zhǎng)達(dá)4 537 km;另外還有在建的高速鐵路隧道總長(zhǎng)超過3 000 km。由于我國(guó)巖溶分布相當(dāng)廣泛,一些高速鐵路穿越巖溶區(qū),出現(xiàn)了大量的巖溶隧道,如滬昆高鐵貴州段出現(xiàn)了眾多的富水巖溶地質(zhì)隧道。巖溶隧道施工面臨的最大風(fēng)險(xiǎn)就是突水突泥地質(zhì)災(zāi)害,多數(shù)屬于高風(fēng)險(xiǎn)隧道。高風(fēng)險(xiǎn)巖溶隧道的順利建成,推動(dòng)了我國(guó)高速鐵路巖溶隧道工程的技術(shù)進(jìn)步,也積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。本書主要內(nèi)容是對(duì)滬昆高鐵貴州段第九標(biāo)段典型巖溶隧道工程經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)歸納、總結(jié)和提煉,以期對(duì)今后類似工程提供借鑒。全書共九章,第1章主要介紹了我國(guó)高速鐵路隧道的發(fā)展情況及巖溶隧道的施工技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題。第2章主要介紹了隧道超前預(yù)報(bào)方法及在巖溶隧道工程中的應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)在高風(fēng)險(xiǎn)的巖溶隧道施工中應(yīng)采用多措并舉的綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法。第3章介紹了巖溶發(fā)育的宏觀規(guī)律、巖溶隧道施工中的突水突泥機(jī)理及隧道與溶洞間臨界安全距離、隱伏溶洞巖墻中存在裂隙時(shí)對(duì)隧道施工安全的影響。第4章介紹了自進(jìn)式管棚預(yù)支護(hù)在軟弱圍巖高鐵隧道中的應(yīng)用、施工效率分析、預(yù)支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)及在塌方處理中的應(yīng)用。第5章介紹了巖溶的分類、處理原則、大型巖溶溶洞及暗河的處理技術(shù)及工程案例。第6章介紹了大埋深巖溶角礫巖隧道大變形機(jī)理、變形控制、支護(hù)受力特征及評(píng)價(jià)。第7章高速鐵路隧道下穿明河施工控制技術(shù)。第8章介紹了將懸臂掘進(jìn)機(jī)銑挖法和鉆爆法結(jié)合,用以控制爆破振速的銑挖爆破施工技術(shù)及減振規(guī)律。第9章介紹了將層次分析法與模糊綜合評(píng)判相結(jié)合的方法在高風(fēng)險(xiǎn)隧道施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)管理,并給出了使用案例。本書主要內(nèi)容由鄧勇、孫星亮、吳應(yīng)明、譚忠盛、陳耀華撰寫,另外,中鐵二十局集團(tuán)公司的馮軍武和謝齊兵、北京交通大學(xué)的白明洲、中鐵二十局集團(tuán)公司的楊小龍和馮振寧等也參加了部分編寫工作,在此表示感謝!感謝石家莊鐵道大學(xué)的景詩庭教授認(rèn)真地審閱了本書并提出了寶貴的意見!由于作者水平有限,撰寫時(shí)間倉促,書中難免存在不足之處,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正!作者2019年3月
鄧勇,貴州黃平人,碩士研究生,教授級(jí)高工。工作二十多年來,先后參加了寶蘭、洛湛、蘭渝、青藏、云桂、貴廣、渝利等鐵路,錦屏水電站等水利水電工程及多條高速公路等國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè),在鋼結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)大隧道施工、TBM施工等方面取得突出成績(jī),曾主持?jǐn)?shù)十項(xiàng)科研課題的研究,取得重大科研成果10多項(xiàng),單獨(dú)或作為主要參與者在國(guó)家中文核心期刊上發(fā)表論文10余篇。二十多年來,曾多次受到表彰獎(jiǎng)勵(lì),先后被評(píng)為天津市“十大杰出青年崗位能手”、天津市“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)、全?guó)“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)、“全?guó)工程建設(shè)優(yōu)秀項(xiàng)目經(jīng)理”、“國(guó)家安全生產(chǎn)專家”等稱號(hào)。孫星亮,男,1970.2出生,1993.7畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院鐵道建筑系隧道與地下工程專業(yè),現(xiàn)任石家莊鐵道大學(xué)土木工程學(xué)院地下工程系教授,博士,碩士生導(dǎo)師,主要從事隧道與地下工程的本科及研究生的教學(xué)和復(fù)雜環(huán)境大跨隧道施工力學(xué)效應(yīng)及變形控制技術(shù)的科研工作,獲省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)5項(xiàng)。吳應(yīng)明,四川夾江人,工學(xué)學(xué)士,教授級(jí)高工。先后參加了大秦鐵路、南昆鐵路、廣渝高速公路、滬昆高鐵、蘭新二線等國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目的施工和技術(shù)管理工作;主持完成了40余項(xiàng)科研項(xiàng)目研究工作,取得的科研成果30余項(xiàng);在省部級(jí)以上科技刊物上發(fā)表論文20余篇,6項(xiàng)工法被評(píng)為國(guó)家級(jí)、企業(yè)級(jí)工法,參編的“綜合管廊與管道盾構(gòu)”等3部專著由出版社公開出版發(fā)行;作為主要完成人,獲省部級(jí)以上科技獎(jiǎng)項(xiàng)9項(xiàng),獲授權(quán)專利22項(xiàng),參與國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定3項(xiàng)。參加工作以來多次受到表彰獎(jiǎng)勵(lì),先后被中國(guó)鐵建、鐵道部青年科技拔尖人才,榮獲陜西省青年科技獎(jiǎng),享受國(guó)務(wù)院特殊津貼專家。譚忠盛譚忠盛,男,1963年5月出生,1999年畢業(yè)于西南交通大學(xué),橋梁與隧道工程專業(yè),獲博士學(xué)位,現(xiàn)任北京交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。陳耀華,男,出生于1974年,河北大名人。1994年畢業(yè)于石家莊鐵路工程學(xué)校鐵道工程專業(yè),大專學(xué)歷,高級(jí)工程師,現(xiàn)任中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司董事長(zhǎng)。?
目錄第1章緒論111我國(guó)高速鐵路隧道工程現(xiàn)狀112巖溶隧道施工技術(shù)現(xiàn)狀313巖溶區(qū)高速鐵路隧道目前存在的問題714滬昆高鐵貴州段隧道工程特征10第2章巖溶區(qū)高速鐵路隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)1121隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)研究現(xiàn)狀1122巖溶隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的內(nèi)容1223巖溶隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的方法1324隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用2425巖溶隧道施工應(yīng)采用綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法31第3章巖溶隧道突水突泥機(jī)理及隧道與溶洞間臨界安全距離分析3331滬昆高鐵貴州段巖溶發(fā)育特征3332巖溶隧道突水特征及規(guī)律性3633隱伏巖溶對(duì)高鐵隧道安全距離的影響分析3834溶洞與隧道間巖墻中存在裂隙時(shí)的施工安全性分析47第4章大斷面軟巖隧道自進(jìn)式管棚預(yù)支護(hù)技術(shù)5541概述5542自進(jìn)式管棚的施工工藝與施工效率分析6043自進(jìn)式管棚的設(shè)計(jì)方案與支護(hù)作用分析7044自進(jìn)式管棚對(duì)深埋軟巖隧道變形控制效果分析8545自進(jìn)式管棚在軟巖地層隧道塌方處治中的應(yīng)用90第5章高速鐵路隧道巖溶處理技術(shù)9751巖溶溶洞分類9752巖溶隧道處理原則9853典型巖溶處置案例10154崗烏隧道巖溶涌水處置技術(shù)137第6章崗烏大埋深巖溶角礫巖隧道變形機(jī)理與變形控制14561崗烏隧道概況14562巖溶角礫巖隧道變形機(jī)理分析14663大埋深巖溶角礫巖隧道變形控制技術(shù)15864隧道支護(hù)變形及受力監(jiān)測(cè)分析16565隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力評(píng)價(jià)177第7章丫口寨隧道下穿河流施工技術(shù)18171工程概況18172下穿明河段施工風(fēng)險(xiǎn)18473丫口寨隧道明河段河流整治方案18574過明河段隧道支護(hù)力學(xué)特性的流固耦合分析18975過明河段現(xiàn)場(chǎng)施工196第8章銑挖爆破法施工技術(shù)19981工程概況19982銑挖法的工藝與效果20183銑挖爆破施工技術(shù)在丫口寨隧道中的應(yīng)用20484銑挖爆破法施工減振機(jī)理及效應(yīng)分析21185隧道爆破振動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)221第9章高風(fēng)險(xiǎn)巖溶隧道施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)22591隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分22592隧道施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法22893巖溶隧道施工過程中的施工風(fēng)險(xiǎn)判定過程23694考慮誤判造成損失的Bayes判別方法24895隧道開挖驗(yàn)證25096隧道施工風(fēng)險(xiǎn)處置對(duì)策251參考文獻(xiàn)255