科技信报开发与经济 文章编号：１００５—６０３３（２０１１）１０—０１９４－０３ ＳＣＩ－ＴＥＣＦＩ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ ２０１ １年第２ｌ卷第ｌ０期 收稿日期：２０１１－０２—１７ 齐岳山隧道Ｆ １ １断层掘进施工综合技术措施 王淑丽 （中铁十二局集团第二工程有限公司宜万铁路３２标项目部，湖北利川，４４５４００） 摘要：如何安全、高效地通过高压富水、岩体破碎的断层地段，是国内外隧道施工中 的一个重大难题。详细介绍了宜万铁路齐岳山隧道进口Ｆｌｌ断层施工中所采用的开挖 方法、支护流程、辅助施工、现场管理等综合技术，以期为今后同类隧道施工提供借鉴。 关键词：齐岳山隧道；Ｆｌｌ断层；掘进施工技术 中图分类号：Ｕ４５５．４ 文献标识码：Ａ Ｉ工程概况 宜万铁路齐岳山隧道位于湖北省利川市境内，进口里程 ＤＫ３６１＋２５５，出口里程ＤＩＯ７１＋７８３，全长１０ ５２８ ｍ，设计为一字 单面坡，是宜万线重、难点和控制性工程。进口地段为单面反坡 Ｎ 施工（一１．３Ｏ％，３４５ ｍ、一１．５３％，３ ３００ ｍ），设计正常涌水量１７６ ０００ ｍ３／ｄ，最大涌水量７４３ ０００ ｍ３／ｄ。主要地质构造为齐岳山背斜，发 育大、小鱼泉和得胜场３条暗河，进口地段发育１５条断层，其中 Ｆ１ １断层对隧道施工影响最大，它位于得胜场槽谷地带且与隧道 相交、沿隧道纵向长约２４５ ｍ，断层带主要由灰岩、泥质灰岩、泥 Ｎ 灰岩、断层泥、断层角砾岩等组成，存在高压富水、岩体软硬不 均、围岩破碎、地层松散、岩体易泥化等地质问题。地表降雨观察 期间最大１３降雨量为１３２ ｍｍ，且与位于隧道顶２２０ ｍ的德胜场 暗河存在岩溶通道，预测该断层段最大涌水量１１５ ０００ ｍ ［ 。 Ｎ ２开挖方法 Ｎ Ｆ１１断层带采用３台阶预留弧形核Ｊ 土施工法，上、中、下台 阶高度分别为４．６ １１１、２．０３ ｍ、１．９７ ｍ。施工进尺严格控制在０．５ ｒｎ～０．７５ ｍ之间，采用“浅眼、密孔、少药”的爆破原则。施工时，先 进行上台阶开挖、支护，然后中、下台阶错开５ｍ施工，中台阶、 下台阶施工时，左右错开３ ｍ～５ ｍ同步施工。 图１ Ｆ１１断层开挖工艺流程图 ３施工管理及技术关键措施 施工工艺流程见图１，施工机械见表１。齐岳山隧道ＦＩＩ断 层能够“安全、优质、高效”贯通，除成功的注浆效果为基础外，还 爆破动应力会引起岩层松动，导致初支产生变形，爆破时采用初 支轮廓内缘预留５０ ｃｍ、进尺５０ ｃｍ的措施，初支边缘采用人工 风镐凿出，每循环破除止浆墙需要３６ ｈ。 后期施工中，逐渐增大爆破面积、进尺。最后采用上台阶全 断面、进尺１．２ ｍ的４５。双楔形掏槽眼爆破方式，孔间距≤３５ ｃｍ、 单孔最大装药量（掏槽）≤０．２ ｋｇ。经１次，ｌｌ、连续４８ ｈ围岩量测， 初支变形量为１ ｍｍ。止浆墙破除时间减至６ ｈ。 ３．２ ５ｍ超前探孔 有以下几点管理、技术方面的关键措施作保证。 ３．１止浆墙破除技术 Ｆｌｌ断层的注浆段落长为３０ ｍ，开挖段落长为２５ ｍ，每循环 必须以２ ｍ厚的止浆墙作为安全保障岩盘。断层沿隧道纵向延 伸２４５ ｍ，共计施做止浆墙约１Ｏ个循环。所以，如何安全、快速地 破除止浆墙成了制约进度的一个关键因素。 进入断层初步阶段，考虑大范围、大进尺破除止浆墙产生的 １９４ ５ ｉｒｌ探孔是围岩揭露前的最后一项安全保障措施，遇异常情 况，实行异常区域加密探测和上报制度，５ Ｉｎ探孔施工期间，监理、 王淑丽齐岳山隧道Ｆｌ ｌ断层掘进施工综合技术措施 表１施工机械一览表 机械名称 机械数量 操作人数 用途 ＣＡＴ３２０Ｃ挖机 １辆 ２人阚・ｄ 扒碴 ＩＴＣ３１２挖装机 １辆 ２ ・ｄ 装碴 Ｓ１４Ａ梭式矿车 ８辆 ２人阚・ｄ 运输 电瓶车 ８辆 ２ ・ｄ 临时存放洞碴 电焊机 ３台 ２人，台・ｄ 焊接锚杆、拱架 喷锚机 ３台 ２ 台・ｄ 喷混凝土施工 钢筋切割机 ２台 ２人，台・ｄ 切割小导管、锚杆 氧焊设备 若干 ２人，台・ｄ 现场切割注浆使用孔口管 ＹＴ－２８风动凿岩机 ８台 １ 台・工班 钻孔作业 表２ ５ｍ探孔管理详表 设计 设计数 设计 设计 探测范围 检查 奖励 部位 量，（个， 角度 深度 纵向 横向 方式 措施／ 循环） ，（ｏ） ／ｍ ，ｍ ／ｍ （元，个） 上台阶 ７ 外插４０ ＞５ ＞３．２ ＞３．８ 尺量 １０ Ｉ中台阶 ４ 外插４５ ＞５ ＞３．５ ＞３．５ 尺量 １０ Ｉ下台阶 ４ 外插４０ ＞５ ＞３．２ ＞３．８ 尺量 １０ 技术、值班领导现场跟班作业。５ ｉｎ超前探孔设计情况见表２。 ５ ｍ探孔作为隧道开挖前期的一种短距离探测手段，几年前 已经在一些工程中得到应用，但或许因为管理方面的纰漏一直 没有达到预期的效果。综合齐岳山地质的特殊性及施工安全要 求，采用激励和强制的双向管理手段，主要管理办法如下： （１）５ ｍ探孔纳入独立施工工序管理。 （２）５ ｍ探孔由专职人员进行尺量检查。 （３）若任何１个Ｌ 探ｎ＜４．８ Ｉｎ，取消本循环２孔奖励；若任何 ２个Ｌ 探 ＜４．８ ｍ，取消本循环４孔奖励；若任何３个Ｌ５ 探孔＜４．８ ｍ，取消本循环５ ｍ探孔奖励；对于不合格的５ ｒｎ探孔，必须无偿 补做；如果同一工班连续两次出现２／３的５ ｍ探孔未达到设计要 求，该工班每人罚款１００元；实行现场计票制度。 （４）异常区域的探测，技术负责必须现场跟班，奖励按实际 发生数量ｘｌＯ元计票。 ３．３超前小导管和预注浆小导管施工 （１）Ｉ２２ａ钢拱架腹板中部切割ｄ４５ ｍｉｌｌ圆孔，此措施保证环 向ｄ ４２ ｍｍ小导管施工时不侵限，且在下循环开挖段内形成密 贴设计开挖断面的超前护拱，避免出现严重超挖或松散岩体掉 块现象。 （２）采用ｄ４２ ｍｍ钢管，每开挖循环拱部、局部边墙施做， ＝ ２．５ ｍ， 环向目距＝２５ ｃｍ， 外插 度＝８．５。－１２。，小导管与已施工管棚梅 花型设置，每循环小导管之间梅花型施做，此措施保证每开挖段 轮廓外３．３ ｍ形成密排小导管承载环。 （３）为增加密排小导管承载环抵抗围岩压力的能力，小导管 全管填塞锚固剂并插ｄ ２２ ｍｍ螺纹钢。 （４）为确保初支外轮廓紧贴基岩，且与周围岩体层形成整体 承载环，拱、墙纵向１．０ ｖｉｉ～１．５ｍ、径向０．８ ｍ～１．０ ｍ预留注浆小导 管一环，相邻循环预注浆小导管梅花型布置，在下循环堵水固岩 注浆前期进行注浆。 ３．４临时仰拱施工 本刊Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｊｂ＠ｓｘｉｎｆｏ．ｎｅｔ 科技论坛 上台阶２５ ｍ的开挖段落结束后，隧道全宽沿纵向８ ｍ～１０ ｍ 施做临时仰拱，作为钻探、注浆的平台。上台阶临时仰拱沿隧道 全宽、纵向１．５ ｍ间距设立Ｉ２２工字钢横撑，横撑与两侧初支面 之间采用木楔加固；下台阶沿初支内轮廓靠近隧道中线１．５ Ｉｎ范 围内、已开挖段全施做临时仰拱。临时仰拱采用Ｃ３０混凝土，厚 ３０ ｃｍ一３５ ｅｍ，每台阶拱脚混凝土覆盖量≥１０ ｃｍ。 ３．５工作面的抽排水管理 受反坡施工条件限制，工作面积水能否及时抽除，避免拱脚 长期被水浸泡，成了Ｆ１ １断层开挖段能否稳定、快速封闭成环的 关键因素。为了更好、更快地解决这个问题，齐岳山隧道进口组 建了专职抽排水队伍，经过专业的培训和机动性的提升，抽排水 队伍具备了在任何特殊施工环境下的紧急抽排水的工作能力。 工作面安排４～６个经过专业培训的人员、２４ ｈ不间断轮流 负责抽水。现场准备８～ｌ０段，Ｊ＝５０ ｍ、ｄ １００ ｍｍ的消防管，５．５ ｋＷ、７．５ ｋＷ、１３ ｋＷ水泵各ｌ～２台。水泵底部绑扎过滤网，防止水 泵被碎石堵塞。 爆破警报解除、技术人员确定前方地质基本稳定、快速喷混 凝土封闭结束后，采用挖掘机挖做１－２个１ ＩＩ１～Ｉ．２ ｉｎ深的临时积 水坑，周边采用砂袋围起。一般情况下，积水坑安放１～２台７．５ ｋＷ的水泵，抽水用时１０ ａｒｉｎ（注：遇到地层出水量较大时，采用 ７．５ ｋＷ、１３ ｋＷ水泵配套使用；遇到大股出水时，所有工作面停止 施工，拉响警报、启动安全预警机制，立即抽调人员、设备，采用 大型水泵抽排水）。 ３．６现场管理 Ｆ１ １断层的顺利贯通，除了科学的施工方案、高科技的设备 辅助外，施工现场的严格管理及管理人员的明确分工也是取得 成功的关键因素之一，现主要介绍管理团队的人员配备，人员配 备见表３。 表３现场管理人员一览表 所属部门 人数，（Ａ／ｄ） 职能 备注 副指挥 ２ 突发事件处理 技术 ２ 质量、尺寸控制，结构稳定情况判识，适时 调整支护参数，地质判识，收集影像资料 试验 ２ 收集水样、混凝土试件、特征岩石 ２４ ｈ 测量 ４ 测量放样、围岩量测 不问 现场 ２ 安排各工班长任务，现场施工组织落实， 断轮 组织 文明施工管理，安全控制 流值 机械队 设备维修，车辆调度 班制 综合 ２ 工班长，负责抽排水、现场收拾、安排出碴 度 工班 人员 开挖班 ２ 工班长，开挖、支护工班工作落实及人员 组织。 ４结语 在地质条件异常复杂的齐岳山隧道ＦＩ１断层带施工中，采取 了３台阶预留弧形核心土施工法，严格支护流程，加强了５ ｉｎ探孔 施工管理，采取了超前支护及临时仰拱封闭的技术措施，设立了专 职抽排水队伍，组建了强有力的现场管理机构，实现了跨度大、地 Ｉ９５ ＳＣＩ—ＴＥＣＨ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ 文章编号：１００５—６０３３（２０１１）１０－０１９６—０３ ２０１ １年第２１卷第１０期 收稿ｔ３期：２０１１－０２埘 客运专线铁路接触网空气绝缘电分相布置研究 李洪生 （铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津，３００２５１） 摘要：通过对国内客运专线不同电分相形式的分析与研究，考虑动丰组不同的升弓 方式、弓间距等因素，经过分析比较不同接触网电分相形式的特点，提出适合客运专线 铁路的接触网空气绝缘电分相方式。 关键词：客运专线；接触网；空气绝缘电分相 中图分类号：Ｕ２２５ 文献标识码：Ａ 在牵引变电所、分区所所在处及铁路局分界处应设置接触 个受电弓间的距离￡必须小于无电区Ｄ 的长度（如图１所示），若 网电分相装置，接触网电分相是电气化铁路实现相与相之间电 气隔离必不可少的关键部分，其布置应满足电力机车运行、调车 作业方便、供电线路合理及进站信号机位置和显示等要求。电分 相形式有绝缘材料制作的器件式电分相和空气绝缘间隙电分 相，前者电分相结构简单，一般应用在行车速度要求不高的线路 及困难区段，后者以锚段关节的形式实现空气绝缘，广泛应用于 多弓之间无高压母线连接时，任意２个受电弓之间的距离 应小 于无电区的长度 或大于中性段Ｄ的长度（如图２所示）。根据规 定，当２列动车联挂时，严禁“后弓—前弓”运行模式。目前，国内动 车组升弓参数见表１、表２，其中“后弓—前弓”不作为运行模式。 ２关节式电分相跨距选用 结合国内客运专线建设及运营情况，电分相以跨距数命名， 一提速铁路及高速电气化铁路。关节式电分相因不存在相对硬点， 受电弓平滑运行，有利于改善弓网受流质量，目前世界上大多数 国家的高速电气化铁路电分相均采用锚段关节式电分相，而我 国客运专线铁路电分相均采用锚段关节形式。 般有六跨锚段关节式电分相、十二跨、十三跨和十四跨锚段关 节式电分相。根据接触导线的张力配合不同列车速度要求，组成 分相的每个关节的转换跨距选用如表３所示。 表３中给出了电分相中的锚段关节转换跨距选用值，其中 ｌ动车组升弓模式 动车编组采用多弓运行时，若多弓间有高压母线连接，任意２ 层松散、围岩破碎、富水高压大断层带的安全、顺利贯通［２］。转换跨距按抬高支进行计算，在此基础上，可以通过调整跨距满 足电分相中性段或者元电区的长度要求，即满足图１和图２的 —— 参考文献 ［１］沈建明．项目风险管理［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５． 第一作者简介：王淑丽，女，１９８３年６月生，２００６年毕业于 石家庄铁道学院交通土建专业，中铁十二局集团第二工程有限 ［２］邓龙海．浅凌建筑施工安全管理技术［Ｊ］．山西建筑，２００７，５５ （７）：２０４—２０５． （责任编辑：李敏） 公司宜万铁路３２标项目部，湖北省利川市南坪乡，４４５４００． Ｔａｌｋｉｎｇ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｆａｕｌｔ Ｆ１ １ ｉｎ Ｑｉｙｕｅｓｈａｎ Ｔｕｎｎｅｌ ＷＡＮＧ Ｓｈｕ．１ｉ ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｈｏｗ ｔｏ ｐａｓｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ－ｒｉｃｈ ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｃｒｕｓｈｅｄ ｒｏｃｋｓ ｓａｆｅｌｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｉｓ ａ ｍａｊｏｒ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ ｔｕｎｎｅｌ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｃｏｕｎｔｉｒｅｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｎ ｄｅｔｍｌ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｏｆ Ｆａｕｌｔ Ｆ１ １ ｉｎ Ｑｉｙｕｅｓｈａｎ Ｔｕｎｎｅｌ’ｅｎｔｒａｎｃｅ ｏｎ Ｙｉｃｈａｎｇ－Ｗａｎｘｉａｎ Ｒａｉｌｗａｙ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｔｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｓｏｍｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｕｎｎｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． ＫＥＹ、 ｏＲＤＳ：Ｑｉｙｕｅｓｈａｎ Ｔｕｎｎｅｌ；Ｆａｕｌｔ Ｆ１ ｌ：ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌ９６