引論：我們?yōu)槟砹?篇高原鐵路快速施工工藝分析范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

根據(jù)施工及理論證實(shí)，隧道荷載是支護(hù)與周邊圍巖相互作用的結(jié)果，國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者提出主動(dòng)支護(hù)設(shè)計(jì)理念，通過主動(dòng)提高圍巖力學(xué)參數(shù)或降低施工對(duì)圍巖力學(xué)參數(shù)的損傷影響，并且主動(dòng)及時(shí)地提供有效支護(hù)力，調(diào)動(dòng)圍巖的自穩(wěn)能力，實(shí)現(xiàn)圍巖在支護(hù)中的主體地位，形成圍巖-支護(hù)協(xié)同承載體系[1-2]。因此，采用預(yù)應(yīng)力錨桿、早高強(qiáng)噴射混凝土等主動(dòng)支護(hù)系統(tǒng)，可充分利用圍巖-錨桿支護(hù)能力，減少圍巖因暴露時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致圍巖劣化、變形及松弛圈擴(kuò)大的問題，實(shí)現(xiàn)部分取消隧道鋼架、網(wǎng)片等支護(hù)工序，同時(shí)采用全工序譜系化機(jī)械施工，降低高原地區(qū)人員施工效率影響，可以顯著加快施工進(jìn)度，具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1工程概況

某新建高原鐵路全長(zhǎng)1018.642km，總工期為12年。設(shè)計(jì)隧道481.74km/69座，占比82.6%，其中30km以上隧道6座，共設(shè)置輔助坑道423.738km/138座。輔助導(dǎo)坑長(zhǎng)度與隧道正線長(zhǎng)度比約為0.9，輔助導(dǎo)坑施工對(duì)工期控制、安全管理的影響不容忽視。該工程某標(biāo)段的主要施工內(nèi)容如下：A隧道半座16.890km（隧道全長(zhǎng)設(shè)計(jì)為31.676km），設(shè)4座橫洞+1座平導(dǎo)輔助施工，4座橫洞長(zhǎng)7.687km，平導(dǎo)長(zhǎng)13.6km；B隧道14.052km（DK1202+116～DK1216+168），設(shè)2座橫洞輔助施工，2座橫洞長(zhǎng)3.724km；2座隧道軌面標(biāo)高在2500～3200m，存在超高地溫、高溫?zé)崴O強(qiáng)巖爆、活動(dòng)斷裂等不良地質(zhì)，為全線控制性關(guān)鍵工程。

2小斷面隧道快速施工中的關(guān)鍵工藝

2.1開挖爆破隧道超欠挖對(duì)工序影響極大，統(tǒng)計(jì)顯示一般欠挖處理、超挖回填噴射會(huì)導(dǎo)致工序延長(zhǎng)2～6h。全面段開挖循環(huán)進(jìn)尺一般控制在3～4m，由于三臂臺(tái)車機(jī)械臂與洞壁間距離，限制鉆孔最小外插角，采用一次成孔則孔底外插過大，造成超挖15～25cm，現(xiàn)場(chǎng)采用長(zhǎng)短眼結(jié)合方式（見圖1）將超挖控制在10cm左右。Ⅲ、Ⅳ級(jí)硬巖段，現(xiàn)場(chǎng)采用帶仰拱（底板）全斷面爆土應(yīng)力集中及微裂縫擴(kuò)展，增強(qiáng)了噴混凝土的斷裂韌性及抗拉強(qiáng)度，一定摻量鋼纖維混凝土能量吸收值、彎曲韌性與常規(guī)網(wǎng)片噴射混凝土相當(dāng)[4]。現(xiàn)場(chǎng)采用早高強(qiáng)鋼纖維噴射混凝土，其8h強(qiáng)度達(dá)到10MPa以上，能在最短時(shí)間內(nèi)形成支護(hù)剛度，抑制圍巖的變形發(fā)展，同時(shí)節(jié)省網(wǎng)片施工時(shí)間。

2.3預(yù)應(yīng)力錨桿預(yù)應(yīng)力錨桿是主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的核心，能使洞周圍巖開挖后由二維應(yīng)力狀態(tài)盡快恢復(fù)成為三維應(yīng)力狀態(tài)，形成洞周巖體“承載拱效應(yīng)”，主動(dòng)提高圍巖物理力學(xué)性質(zhì)及其承載能力。相關(guān)模型計(jì)算、室內(nèi)模擬驗(yàn)證均證實(shí)預(yù)應(yīng)力錨桿主動(dòng)支護(hù)，在抑制圍巖位移，塑性變形發(fā)展方向效果顯著。現(xiàn)場(chǎng)采用漲殼式低預(yù)應(yīng)力錨桿，根據(jù)圍巖穩(wěn)定情況，合理選擇錨桿施作時(shí)機(jī)，地質(zhì)較好時(shí)采用后置錨桿，即復(fù)噴后植入錨桿，具有與掌子面施工無干擾、不占用工序時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。

2.4譜系化機(jī)械施工

2.4.1超前預(yù)報(bào)綜合應(yīng)用超前鉆探取芯、孔內(nèi)成像、掌子面圖形識(shí)別、地質(zhì)雷達(dá)、TSP等有效探測(cè)手段獲取地質(zhì)信息，智能型鑿巖臺(tái)車在掌子面鉆爆孔的同時(shí)施作加深炮孔，實(shí)時(shí)采集鉆進(jìn)地層參數(shù)，利用臺(tái)車MWD隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，分析形成MWD地質(zhì)云圖。相關(guān)信息上傳至綜合信息管理平臺(tái)，由專業(yè)技術(shù)人員綜合預(yù)判掌子面前方地質(zhì)情況，快速確定圍巖級(jí)別及支護(hù)參數(shù)。

2.4.2開挖采用智能三臂鑿巖臺(tái)車，鉆孔全電腦控制，精度高，偏差可控，鉆孔定位數(shù)據(jù)可分析，用于綜合研判爆破效果，優(yōu)化調(diào)整爆破設(shè)計(jì)。同時(shí)僅需3人就可完成鉆眼作業(yè)，實(shí)現(xiàn)少人化作業(yè)，保障人員安全。

2.4.3除塵爆破后采用具有傳感檢測(cè)、智能化控制的干式除塵臺(tái)車，通過遠(yuǎn)程遙控進(jìn)行快速吸煙除塵，凈化施工環(huán)境，縮減通風(fēng)等待時(shí)間，加快工序銜接。2.4.4出渣高原油料供應(yīng)匱乏緊張，冬季保障困難，且洞內(nèi)高溫不良地質(zhì)突出，如果挖裝運(yùn)設(shè)備繼續(xù)使用內(nèi)燃動(dòng)力，必將導(dǎo)致隧道內(nèi)溫度更高、空氣質(zhì)量更差、施工效率更低、后勤保障壓力大。因此，項(xiàng)目推進(jìn)采用新能源設(shè)備，降低燃油需求、減緩洞內(nèi)人機(jī)爭(zhēng)氧、提高施工效率。

2.4.5初期支護(hù)（1）利用拱架安裝機(jī)實(shí)現(xiàn)拱架安裝機(jī)械化配套作業(yè)。鋼架、連接筋、網(wǎng)片于場(chǎng)外拼裝連接，通過人工遙控機(jī)械臂將拱架安裝于指定位置，一次完成兩榀鋼架安裝，全過程無須人工搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)兩榀鋼架同時(shí)快速施工，工序時(shí)間為2h，配置立架工人6名。（2）漲殼式低預(yù)應(yīng)力錨桿采用錨注一體機(jī)，具有鉆孔、裝桿、預(yù)應(yīng)力施加與鎖定及注漿功能。現(xiàn)場(chǎng)采用φ45鉆頭鉆孔，鉆孔深度為3m，鉆孔時(shí)間為80s/孔左右，裝、錨、注一體化完成施工作業(yè)所需時(shí)間穩(wěn)定地控制在2.5～3min/套，工序循環(huán)時(shí)間控制在1.5h左右。（3）鋼纖維混凝土噴射采用濕噴機(jī)械手進(jìn)行作業(yè)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，泵送壓力高、全工法適應(yīng)、無死角遙控操作等特點(diǎn)，噴漿手遠(yuǎn)離作業(yè)面遙控指揮噴漿，避免了掌子面塌方對(duì)作業(yè)人員和機(jī)械設(shè)備的安全威脅。

2.4.6二次襯砌（1）仰拱（底板）采用液壓移動(dòng)棧橋施工，實(shí)現(xiàn)掌子面開挖與仰拱施工平行作業(yè)。液壓移動(dòng)棧橋與仰拱弧模高度匹配，仰拱弧模采用液壓系統(tǒng)行走、定位，進(jìn)一步確保澆筑質(zhì)量。（2）采用自動(dòng)鋼筋防水板臺(tái)車，其行走、防水板轉(zhuǎn)運(yùn)、防水板鋪卷均為遙控操作，靈活方便，人工配合焊接（射釘錨固）作業(yè)，降低了人工作業(yè)強(qiáng)度。（3）采用智能化二襯臺(tái)車實(shí)現(xiàn)分倉(cāng)入模，逐層澆筑，同時(shí)具備帶壓入模壓力監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、流量監(jiān)測(cè)、防空洞監(jiān)測(cè)及頂推限位報(bào)警等功能，提高混凝土澆筑質(zhì)量。（4）配置具有加溫加濕功能的智能養(yǎng)護(hù)臺(tái)車進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，其主要由臺(tái)車構(gòu)架、霧化系統(tǒng)、電加熱系統(tǒng)、氣囊密封系統(tǒng)、智能溫濕度控制系統(tǒng)等組成，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)區(qū)域溫度、濕度智能調(diào)控、遠(yuǎn)程控制，加快混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)，提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。2.4.7智能通風(fēng)系統(tǒng)采用智能變頻節(jié)能軸流風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，設(shè)置環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器對(duì)隧道施工環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。根據(jù)隧道內(nèi)作業(yè)面的環(huán)境狀態(tài)，自動(dòng)、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)各作業(yè)面需風(fēng)量，聯(lián)動(dòng)機(jī)械制冷系統(tǒng)，通過制冷機(jī)組將水冷蒸發(fā)，使進(jìn)入工作面的新鮮風(fēng)冷卻。對(duì)隧道施工環(huán)境、通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，智能判斷環(huán)境變化對(duì)人員的影響，保障工作人員健康作業(yè)環(huán)境。

3小斷面隧道快速施工工藝的效果

為驗(yàn)證小斷面快速施工工藝在現(xiàn)場(chǎng)施工中的可行性、適應(yīng)性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。項(xiàng)目部于3個(gè)橫洞開展施工試驗(yàn)，累計(jì)試行小斷面快速施工1350m。現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度提升明顯，其中1#橫洞小斷面快速施工里程H0+715～H0+325，共計(jì)390m（IV級(jí)圍巖），其中1#橫洞小斷面快速施工里程H0+659～H0+325，共計(jì)334m（IV級(jí)圍巖），時(shí)間為2022年3月1日至2022年4月30日，共70d，平均進(jìn)度167m/月，超過120m/月標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度39%，比推進(jìn)前實(shí)際進(jìn)度提高100%以上（見圖2）。通過機(jī)械化配套施工，現(xiàn)場(chǎng)掌子面作業(yè)人員明顯減少，降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)顯示，開挖后沉降變形較小，斷面拱頂下沉、周邊收斂變形均在10mm以下，安全可控。4結(jié)束語綜上所述，該工程現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用隧道主動(dòng)支護(hù)理念，以早高強(qiáng)鋼纖維噴射混凝土+預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)系統(tǒng)加固穩(wěn)定圍巖，通過合理科學(xué)配置譜系化、智能化機(jī)械裝備，實(shí)現(xiàn)施工數(shù)據(jù)采集分析及裝備少人、無人化控制，達(dá)到單線鐵路隧道機(jī)械化快速施工目的，同時(shí)推進(jìn)了數(shù)字化工地建設(shè)，是鐵路隧道建設(shè)發(fā)展的必然方向。

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作者:李榮飛 蔣佳運(yùn) 單位:中鐵五局集團(tuán)有限公司 西藏鐵路建設(shè)有限公司