双线隧道（共8篇）
双线隧道 篇1
日前，赣崇高速公路最长的隧道——尖锋岭隧道右线顺利贯通，它标志着赣崇高速全线12座隧道全部实现双幅贯通，为赣崇高速按期建成通车奠定了坚实基础。
中国铁建十八局集团承建尖锋岭隧道出口段左洞2245米、右洞2325米的施工任务。该隧道，地质条件复杂，围岩破碎、裂隙发育，Ⅳ、Ⅴ级围岩占整个工程量的50%以上，而且受地形条件制约，该隧道设计为单向下行坡施工，施工难度大。
自开工以来，项目部在施工过程中克服了围岩差、裂隙水发育、冲沟多、工期紧等不利因素，针对性地制定了切实可行的施工方案，根据地质变化情况及时调整施工工艺和管理思路，采用积极稳妥的开挖工艺，合理安排施工进度。在围岩差、地下水丰富地段，采取短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测的施工原则。自进驻施工现场到隧道正式施工仅用了20天，入洞施工到二次衬砌仅用了76天，创下了全线第一个进洞、第一个二次衬砌、第一个掘进超过100米的佳绩，并破解了隧道施工中存在的特浅埋段、大断层、涌水、反坡排水等多项施工难题。
赣崇高速公路的建设，使江西又增加了一条横贯东西的省际快速大通道和通向福建出海口的主要通道，加强了赣州市与湖南省的联系，推动了“红三角”乃至整个泛珠三角区域合作。
双线隧道 篇2
2011年4月20日4时05分，兰新铁路第二双线甘青段小平羌隧道在进行初级支护施工时，发生拱部局部坍塌事故，造成12人死亡，直接经济损失约908万元。
依据《中华人民共和国安全生产法》和《生产安全事故报告和调查处理条例》等有关法律、法规规定，2011年4月26日，甘肃省人民政府指定省安监局牵头，省直有关部门，张掖市政府及山丹县政府相关部门参加，依法成立兰新铁路第二双线甘青段小平羌隧道“4•20”重大事故调查组（以下简称事故调查组，下设综合组、管理组、技术组三个小组）开展事故调查处理工作。事故调查组经过调查取证、现场勘察、查阅资料、技术分析和认定，查明了事故发生的经过、原因、人员伤亡情况，认定了事故性质和责任，提出了对事故责任者的处理建议及防范和整改措施。现将有关事故调查处理情况报告如下：
一、事故概况
（一）事故发生时间：2011年4月20日4时05分。
（二）事故发生地点：兰新铁路第二双线甘青段小平羌隧道出口DK349+055～DK349+035掌子面。
（三）事故发生单位：兰新铁路甘青有限公司。
（四）事故类别：坍塌。
（五）事故等级：重大事故。
（六）事故伤亡情况：12人死亡。
二、工程概况和事故相关单位概况
（一）工程概况
兰新铁路第二双线是连接甘肃、青海、新疆三省区省会城市的一条铁路大动脉，是中长期快速铁路网规划中以客运为主的干线铁路，线路全长1776公里，项目投资估算总额1435亿元，工期5年。2009年6月8日，国家发改委《印发国家发展改革委关于审批新建兰新铁路第二双线项目建议书的请示的通知》（发改基础［2009］1487号）；2009年6月17日，兰新铁路第二双线土地预审报告经国土资源部审核，下发《关于新建铁路兰新第二双线工程建设用地预审意见的复函》（国土资预审字［2009］268号）；2009年7月14日，环保部下发《关于新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线环境影响报告书的批复》（环审［2009］344号）；2009年8月20日，国家发改委批复了《兰新二线可行性研究报告》（发改基础［2009］2159号）；2010年1月1日，兰新铁路第二双线正式开工。
由中国中铁二局集团有限公司承建的新建兰新铁路第二双线西宁至张掖段站前工程LXS-8标，设计里程为DK345+155～DK407+122，线路长61.363正线公里，位于甘肃省中牧山丹马场和张掖市民乐县境内，海拔高度3500米～2700米。小平羌隧道地处祁连山中高山区，位于甘肃省张掖市山丹县西南方向祁连山小平羌沟至大平羌沟之间，平均海拔高度为3100～3800米。洞身地表起伏较大，地表自然坡度
30～40度；隧道起讫里程为DK345+329～DK349+312，隧道长度3983m。小平羌隧道距民乐县城约120公里，距张掖市约187公里。
（二）事故相关单位概况
1、建设单位：兰新铁路甘青有限公司（以下简称甘青公司）
兰新铁路甘青有限公司是2008年10月铁道部根据铁道部和甘、青、新三省区关于共同出资修建兰新铁路第二双线省部会议纪要精神成立的正局级单位，负责兰新第二双线甘、青段和宝兰客专甘肃段的建设任务。公司内设综合部、计划财务部、工程管理部、安全质量部、物资设备部、生产调度部6个部室和玉门、张掖、西宁、定西、天水5个现场指挥部。按照部省会议纪要精神，铁道部分别明确兰州铁路局和青藏铁路公司作为出资者代表；甘肃省、青海省分别明确甘肃投资集团铁路有限公司、青海交通投资公司作为出资者代表，2009年11月16日，公司正式注册成立。
2、施工单位：中国中铁二局集团有限公司（以下简称中铁二局）
中铁二局隶属于中国中铁有限公司，是国务院国资委管理的大型国有企业，具有铁路工程总承包特级资质,房屋建筑工程、公路工程、市政工程施工总承包壹级资质，桥梁工程、隧道工程、公路路基工程、铁路铺架工程专业承包壹级资质和城市轨道交通工程专业承包资质。法定代表人：唐志成。住所：成都高新区九兴大道高发大厦B座一层156号。资质证书编号：A0034151010101-15／6；发证机关：中华人民共和国建设部。安全生产许可证编号：（川）JZ安许证字[2004]000136；发证机关：四川省住房和城乡建设厅。具体施工是由
中铁二局下属的第一工程有限公司进行，具有房屋建筑施工总承包一级、公路工程施工总承包一级、市政公用工程施工总承包一级，地基与基础、桥梁、隧道及建筑装饰工程专业承包一级资质。
3、监理单位：华铁工程咨询有限责任公司（以下简称华铁工程咨询公司）
华铁工程咨询公司为中铁总公司所属子公司，具有工程监理综合资质。法定代表人：么少英。住所：北京市西城区月坛北街甲1号东内一楼。监理资质证书编号：E111004663-4／2。
4、设计单位：中铁第一勘察设计院集团有限公司（以下简称中铁第一勘察设计院）
中铁第一勘察设计院拥有综合类甲级勘察、综合甲级设计资质。法定代表人：王争鸣。地址：西安市雁塔区西影路2号。工程设计资质证书编号：A161000160-6／4；资质等级：工程设计综合甲级。工程勘察证书编号：270004-KJ[4-4];业务范围：工程勘察综合类甲级。
三、事故发生经过和事故救援情况
（一）事故发生经过
2011年4月19日23时30分，钢筋班组安装完成DK349+035处最后一环工22a型钢拱架，经领工员王伟检查无异常后，喷浆班组13人操作3台喷浆机喷浆。4月20日4时05分，带班员陈吓文出去组织后续施工材料，当走到距离作业面约40米处时突然听见身后一声巨响，回头看见隧道喷浆作业面上方围岩发生了坍塌，导致初期支护的工22型钢拱架及喷浆作业台架被砸跨，12名作业人员全部被埋
入坍塌体中，事故发生后，中铁二局兰新线甘青项目部三工区立即组织抢险救援，于4时40分发现一名遇难者遗体，后因连续发生坍方，抢险工作被迫停止。经勘察事故现场，坍塌范围里程为DK349+035～DK349+050，距离地表深度约100～110m。坍塌岩石块体约400方（最大块径约1米左右），塌腔高8～10米。
（二）事故救援情况
事故发生后，铁道部部长盛光祖同志和甘肃省省委书记、省人大常委会主任陆浩同志做出重要指示，要求全力组织救援，防止次生灾害发生；省委副书记、省长刘伟平指示要求张掖市委、市政府全力配合甘青公司做好失踪人员的搜救和事故抢险救援工作；铁道部副部长卢春房、甘肃省副省长石军及张掖市委市政府和山丹县委县政府接到报告后，立即赶赴现场组织领导事故救援善后和事故调查工作。与此同时，张掖市、山丹县安监局等相关部门和张掖市消防支队，张掖市矿山救护大队，张掖市应急救援指挥中心第一时间赶到事故现场，进行救援工作。
4月20日11时许，张掖市市长栾克军带领市政府有关人员和山丹县主要领导及甘青公司总经理黄殿辉等到达事故现场。12时许，由栾克军市长和黄殿辉总经理共同主持召开现场救援工作会议，会议决定成立现场救援指挥部，由甘青公司总经理黄殿辉和张掖市市长栾克军任指挥长，组建事故救援、安全保障等七个工作组，立即开展救援工作。13时许，省安监局副局长周仲平带领有关人员赶赴现场指导救援工作。
17时许，副省长石军、省政府副秘书长贠建民、省安监局局长王建中等赶到事故现场，组织领导救援工作，在查看现场后，组织召开救援工作紧急会议，传达省委陆书记的重要批示精神，要求甘青公司和张掖市要全面贯彻落实省委、省政府、铁道部的要求和指示，科学制定搜救方案，千方百计救人，坚决防止次生灾害事故发生，同时，明确成立由甘青公司黄殿辉任总指挥的现场救援指挥部，统一领导现场救援工作。
20时30分，铁道部副部长卢春房率领部机关有关部门领导和专家、兰州铁路局局长吴云天到达现场，与此同时，国家安监总局应急救援矿山中心主任孟斌成以及总局监管二司人员赶到现场，组织了由有关部门和工程建设单位参加的事故救援现场会议，就事故救援工作进一步进行安排部署。同时，成立救援技术专家组、工程抢险组、后勤保障组、安全保卫组、物资材料供应组、媒体协调组和善后处理组，分工负责，全力以赴做好抢险工作。
4月20日深夜，专家组经过讨论，拟定了“方木垛＋型钢混凝土套拱”加固方式，将未塌方地段加固稳定后，使用长臂挖掘机进行挖掘的方式救援，在救援过程中，由于隧道塌体上方塌方不断，未塌方地段初期支护不稳定，原拟定的加固后挖掘机挖掘救援方案难以实施。根据20日两次、21日一次生命探测仪探测已无生命迹象的结果，21日技术专家组再次研究，提出了“先回填、后加固、再开挖”的救援调整方案建议。21日晚水平钻机钻探显示，塌方体内未发现大于15cm的空腔，22日上午，组织第四次生命探测仪探测仍显示无生
命迹象。
4月22日11时，事故抢险救援现场指挥部召开会议，国家安全生产监督管理总局、铁道部有关司局、甘肃省安监局、兰州铁路局、张掖市等单位领导参加，会议通报了事故抢险救援工作情况，听取了专家组救援方案调整意见并进行讨论，会议同意专家组提出的“先回填、后加固、再开挖”的救援方案。
根据会议决定，中铁第一勘察设计院出具了施工图设计文件，施工单位按调整后的方案组织施救，对坍体及影响段加固回填、管棚施作，至6月1日，加固工作完成后，开始对遇难者遗体进行找寻，从6月4日3时40分到6月10日1时30分，相继发现找出11名遇难失踪者遗体，至此，12名遇难者遗体全部找到。至2011年7月11日，事故善后工作全部结束。
四、事故造成的人员伤亡和直接经济损失情况
事故造成12人死亡，直接经济损失约908万元。
五、事故原因及性质
（一）原因分析
小平羌隧道位于祁连山区域地质构造带（纵向长约1000km,横向宽200～300km）石炭系灰岩夹页岩、泥灰岩，泥盆系砂岩等软硬相间的地层中，由于多期构造运动挤压作用强烈，洞身发育多个向斜、背斜相间组成的复式褶皱。地表覆盖风化残积土层较厚，基岩露头较少。开挖揭示DK349+050～+035洞段总体位于背斜构造北翼，岩层倾角较陡，节理发育，岩体破碎；岩层的层间结合力较差，加之小平羌
隧道洞顶地表冻土冬春后开始融化，冰雪融水下渗软化软弱结构面，致使围岩抗剪强度降低，是该起事故发生的潜在客观因素。
2011年3月29日，设计、施工、监理四方针对这种复杂的地质结构，进行了会商，对DK349+060～DK349+040段进行了设计变更，将原设计Ⅲa-2型衬砌支护提升至Ⅲb-2型支护，但由于作业班组未按变更后的Ⅲb-2型衬砌支护进行施工，仍按原设计Ⅲa-2型衬砌支护施工，2011年4月4日4:00时左右，DK349+035掌子面爆破引起岩体扰动，20分钟后DK349+055～DK349+035段（20米长）左侧顶部塌方，塌方高度0～4m，所幸没有造成人员伤亡。4月4日的初次塌方经业主、设计、施工、监理四方会商认为是施工单位“现场隧道作业班组未按2011年3月29日现场会勘后确定的变更给定的工程措施施工（仍按原设计Ⅲa-2型衬砌支护参数进行开挖及支护），DK349+060～DK349+040段拱部初期支护180度范围未设置钢筋网及格栅钢架，喷混凝土厚度不够，系统锚杆未完全按设计施做，加之现场施工、监控量测不到位是导致塌方的主要原因”（4月4日四方认可的会商纪要原文）。
4月4日塌方后，业主、设计、施工、监理四方又针对此次塌方再次提出了处理方案，采用全断面钢拱架，挂钢筋网，网喷混凝土加厚至28cm,衬砌结构采用Ⅳb-2型，预留注浆管对塌方的空腔进行压注水泥砂浆回填处理，支护级别实际提升到了Ⅳ级。
4月4日的塌方已经是可能再次发生塌方事故的前兆，此时，隧道上部围岩受力发生了很大变化，岩体已经处在一个极不稳定的临界
状态。设计、施工、监理知道围岩结构不好，极不稳定，但没有引起足够的重视，在方案制定时对施工过程中作业人员的安全保障措施不详细，也未严格按照规定程序办理相关审批手续，施工单位按照四方口头商定的处理方案进行处理，对已塌方段施工处理不及时，加之监理单位的监理监督检查不到位，截止4月19日，尚未处置完毕，引起岩体失稳，导致DK349+050~DK349+035段（15米长）发生二次塌方，造成重大人员伤亡。
（二）直接原因
1、小平羌隧道岩层倾角较陡，节理发育，岩体破碎,岩层的层间结合力较差，加之小平羌隧道洞顶地表冻土冬春后开始融化，冰雪融水下渗软化软弱结构面，致使围岩抗剪强度降低，是该起事故发生的潜在客观因素。
2、施工单位在4月4日塌方后，依四方商定的会议纪要作为技术交底内容，未单独编制塌方处理方案且未向监理报验，已塌方段施工处理缓慢，在4月5日至19日仅完成初期支护，未及时对上部空腔进行压注水泥砂浆回填处理，没有形成有效抵抗塌方冲击荷载的结构体系。
3、由于4月4日塌方处理施工进度缓慢，拱顶空腔围岩临空暴露过久，引起围岩松动、风化，导致上部围岩抗剪强度进一步降低，引起岩体失稳，导致DK349+055-DK349+035段拱顶围岩发生整体坍塌。
（三）间接原因
1、施工单位安全技术管理混乱，施工人员安全培训不到位，技术资料管理混乱，检验批报检资料滞后,同一时间的施工日志内容与报检内容不符；技术交底制度不落实，交底资料不全，无初喷砼安全技术交底和两台阶开挖方法的技术交底资料；特别是针对4月4日塌方，技术交底笼统,仅将会议纪要内容作为交底内容。
2、监理单位监理基础工作薄弱，履行职责不力，监理制度落实不到位，管理手段弱化；监理日志记录不全面，监理旁站管理不规范，存在未旁站的现象；检验批及隐蔽工程签字审核把关不严，存在工程实体在前,审批签字在后的情况；对重大设计变更未严格履行审批职责；发现施工单位存在未按设计施工的情况，也没有按照规定采取停工整改措施。
3、设计单位制定的4月4日小平羌隧道出口DK349+055—DK349+035段塌方处理方案不完善，未向施工单位提出施工过程中保障施工人员安全的措施建议。
（四）事故性质
这是一起由于地质构造复杂，冰雪融水的影响，加之参建各方对地质条件的复杂程度认识不足，防范措施不力，安全技术管理责任不到位导致的重大生产安全事故。
六、对责任单位的责任认定
（一）中铁二局兰新铁路甘青项目部三工区，违反《铁路建设工程安全生产管理办法》第四十条、第四十七条，《建设工程安全生产管理条例》第二十七条、第三十六条、第三十七条、第六十二条第二
款、第六十四条第一款，《生产安全事故报告和调查处理条例》第三十六条第五款和《安全生产法》第二十一条、第三十六条规定。主要存在以下问题：一是管理人员均没有安全生产考核合格证书；对12名事故死亡人员没有进行安全教育培训；二是安全检查制度不落实，隐患台账不规范，无整改验收记录；三是安全交底和技术交底落实不到位，作业队对班组无交底记录，技术资料管理混乱，现场管理存在漏洞；四是3月29日设计变更后，未按照设计变更进行施工，是造成4月4日塌方的直接原因；五是未针对4月4日小平羌隧道塌方制定施工方案且未向监理报批、备案；六是4月4日塌方后，没有根据四方口头会商处理方案及时注浆回填，造成上部围岩临空暴露过久，且无围岩量测现场各方签字记录，根据询问和查阅资料，光面爆破无专业技术人员现场指导，有超挖现象，存在违章指挥和违章作业。
（二）中铁二局兰新铁路甘青项目部，违反《铁路建设工程安全生产管理办法》第四十七条，《建设工程安全生产管理条例》第三十六条、第三十七条、第六十二条第二款，《安全生产法》第十七条、第二十条、第二十一条规定。主要存在以下问题：一是日常检查制度落实不到位，对三工区施工现场管理的违规违章问题检查不到位；二是安全教育制度落实不到位，甘青项目部仅有3名管理人员有安全生产考核合格证书，三工区项目部管理人员均无安全生产考核合格证书；三是对二类变更设计的施工方案审查不到位，把关不严，监督检查不到位。
（三）中铁二局，违反《生产安全事故报告和调查处理条例》第
三十七条第三款和《安全生产法》第十七条，第二十一条规定，存在以下问题：一是对甘青项目部的监督检查不到位，负有管理责任；二是对安全教育培训制度落实不到位，施工管理人员无证上岗负管理责任。
（四）华铁工程咨询公司违反《铁路建设工程安全生产管理办法》第二十四条、第二十六条，《建设工程安全生产管理条例》第十四条、第五十七条规定。主要存在以下问题：一是管理制度不健全；二是未按照兰新铁路监理规划要求编写《风险源监理实施细则》，致使现场监理人员无法辨识隧道风险源监理管理方法及要点；三是现场监理人员岗位履职不到位，监理日志内容不全，旁站记录不全，检验批及隐蔽工程签字审核不严，存在工程实体在前，审批签字在后的情况；四是发现问题不能及时采取果断处理措施；五是围岩量测监控不到位。
（五）中铁第一勘察设计院违反《建设工程安全生产管理条例》第十三条、《铁路建设工程安全生产管理办法》第十六条规定。主要问题是4月4日的变更处理方案不完善，未向施工单位提出保障施工作业人员安全和预防生产安全事故的措施建议。
七、对有关责任人和责任单位的处理建议
（一）对责任人的处理建议
1、张建国，中铁二局兰新铁路甘青项目部三工区项目副经理兼第二架子队队长，对三工区现场施工作业负直接领导责任。存在未按规定对施工人员进行安全教育，安全交底和技术交底落实不到位，现场管理存在漏洞，违章作业等问题。对事故负直接领导责任，建议给
予行政开除处分。
2、蔡爽，中铁二局兰新铁路甘青项目部三工区总工程师，存在对三工区作业现场管理不力，设计变更后未按照设计变更进行施工，针对4月4日小平羌隧道塌方没有制定施工方案且未向监理单位报批、备案，光面爆破无专业技术人员现场指导，监督检查不到位，安全意识淡薄等问题。对事故负直接领导责任，建议给予行政开除处分。
3、王伟，中铁二局兰新铁路甘青项目部三工区领工员，存在在安全交底和技术交底不到位的情况下，指挥施工人员不按变更设计违规违章作业等问题。对事故负重要责任，建议给予行政开除处分。
4、陈振项，中铁二局兰新铁路甘青项目部三工区作业队队长，对现场施工负主要领导责任，存在未及时督促三工区对施工人员进行三级安全教育培训，对作业队安全检查制度不落实，安全交底和技术交底落实不到位等问题。对事故负重要责任，建议中铁二局股份有限公司三工区解除与其签订的劳动合同。
5、罗久旭，中铁二局第一工程公司副总经理兼三工区项目经理，三工区安全生产第一负责人，负主要领导责任。对三工区管理不力，安全教育培训制度和安全检查制度不落实，安全交底和技术交底落实不到位等问题。对事故负主要领导责任，建议撤销其中铁二局第一工程公司副总经理及三工区项目经理职务。
6、邓建国，中铁二局兰新铁路甘青项目部三工区安全总监兼安质部长，存在安全教育培训制度不落实，安全检查不到位，安全交底落实不到位等问题。对事故负直接领导责任，建议给予行政留用察看
处分。
7、罗明亮，中铁二局兰新铁路甘青项目部三工区技术主管，存在对三工区技术管理不力，技术交底落实不到位，技术资料管理混乱，光面爆破无专业技术人员现场指导等问题。对事故负重要责任，建议给予行政留用察看处分。
8、陈修黔，中铁二局兰新铁路甘青项目部三工区安全员，存在对施工人员安全监督不到位，安全检查不到位，隐患台账不规范，安全交底落实不到位等问题。对事故负重要责任，建议给予行政留用察看处分。
9、龙明华，中铁二局兰新铁路甘青项目部项目经理，项目部安全生产第一负责人。存在对项目管理不力，日常检查制度和安全教育制度落实不到位，对二类变更设计的施工方案审查不到位，把关不严，监督检查不到位等问题。对事故负重要责任，建议给予行政记大过处分。
10、贺明，中铁二局兰新铁路甘青项目部副经理兼安全总监，对项目部安全生产负管理责任。存在未按规定落实日常检查制度和安全教育制度，对三工区施工现场检查不到位，对二类变更设计的施工方案审查不到位，把关不严等问题。对事故负重要责任，建议给予行政记大过处分。
11、蔡钦好，中铁二局兰新铁路甘青项目部总工程师，存在对三工区施工现场检查不到位，对二类变更设计的施工方案审查不力，把关不严等问题。对事故负重要责任，建议给予其行政记大过处分。
12、王平，中铁二局兰新铁路甘青项目部副总工程师兼工程管理部部长，对项目部工程管理负领导责任。存在日常检查制度落实不到位，对三工区施工现场管理检查不到位，对二类变更设计的施工方案审查不到位，把关不严等问题。对事故负重要责任，建议给予行政记大过处分。
13、肖鹰，中铁二局兰新铁路甘青项目部安质部部长，对项目部安全生产负直接领导责任。存在日常检查制度和安全教育制度落实不到位等问题。对事故负重要责任，建议给予行政记过处分。
14、王广钟，中铁二局副总经理，分管甘青项目部。存在对甘青项目部的监督检查不到位的问题。对事故负领导责任，建议中国中铁股份有限公司在中铁二局进行通报批评。
15、钟永富，华铁工程咨询公司现场监理，存在未严格履行现场监理责任，岗位履职不到位，有的工序甚至不进行旁站，监理日志内容不全，检验批及隐蔽工程签字审核不严，围岩量测监控不到位，发现问题没有立即采取有效措施等问题。对事故负直接责任，建议给予行政开除处分，并建议建设主管部门吊销其监理工程师资格证书。
16、宋光平，华铁工程咨询公司分站长，对分站工作负领导责任。存在现场监理制度不健全，对现场监理人员监督不到位，围岩量测监控不到位等问题。对事故负主要领导责任，建议给予行政留用察看处分。
17、李常青，华铁工程咨询公司总监理工程师，对现场监理负重要领导责任。存在对现场监理监督管理不到位，发现问题未能及时采
取果断处理措施等问题。对事故负重要领导责任，建议给予行政记大过处分。
18、孙继伟，华铁工程咨询公司副总经理，对公司管理负领导责任。对甘青项目的监理工作存在漏洞，监督检查不到位。对事故负领导责任，建议在华铁工程咨询公司进行通报批评。
19、景岗山，中铁第一勘察设计院现场配合工程师，存在没有向施工单位提出保障施工作业人员安全和预防生产安全事故的措施建议等问题。对事故负重要责任，建议给予行政记过处分。
20、田鹏，中铁第一勘察设计院隧道专业设计负责人，对设计工作负主要领导责任。对4月4日的变更处理方案中未提出保障施工作业人员安全和预防生产安全事故的措施，把关审核不严，导致变更处理方案不完善。对事故负领导责任，建议给予行政警告处分。
21、尹鸿远，中铁第一勘察设计院张掖指挥分部副指挥长，对设计单位工作负领导责任。对4月4日的变更方案审核不严。对事故负领导责任，建议在全院进行通报批评。
（二）对责任单位的处理建议
1、责成中铁二局向中国中铁有限公司做出深刻检查。
2、按照《生产安全事故报告和调查处理条例》第三十七条第三款规定，对中铁二局处100万元的罚款。
3、按照《生产安全事故报告和调查处理条例》第三十七条第三款规定，对华铁工程咨询公司处50万元的罚款。
八、防范和整改措施
（一）施工各方要认真贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》等一系列文件精神，切实落实企业安全生产主体责任，通过本次事故，举一反三，严防类似事故再次发生。加强企业安全管理，健全规章制度，层层落实安全生产责任，杜绝安全隐患，消除安全管理死角，时刻保持风险防范意识，切实提高企业安全生产水平。
（二）要进一步提高对隧道工程地段地质灾害的防范意识，增强识灾抗灾能力。加强对隧道中复杂地质构造及灰岩加页岩相间地层结构对围岩稳定性的认识，建设、设计、施工、监理单位要严格落实四方会商制度，制定切实可行的安全防范措施，确保施工质量和施工人员的人身安全。
（三）施工单位要加强施工现场的组织管理，提高标准化作业水平，合理编制施工组织和安全技术方案，落实技术交底制度，制定并落实安全保障措施。严格按照《铁路隧道工程施工安全技术规范》的要求，加强对各类人员的安全技术教育培训力度，切实提高作业人员的安全意识和安全技能，强化监测监控和巡检工作，确保工程质量和人员安全。
（四）设计单位要切实按照《建设工程安全生产管理条例》和《铁路建设工程安全生产管理办法》的要求，认真执行设计和施工规范，严格变更设计等审批程序，向施工单位提出施工过程中保障施工人员安全的措施建议，确保施工工程严格按照设计进行。
（五）监理单位要严格落实责任制，认真履行监理职责，强化管
理手段，加强对现场监理人员的监督管理工作，对施工过程中的重点部位和重点环节要加强巡查、巡检，切实加强现场监控和技术指导，对存在安全隐患的部位要加强监管并提出切实可行的整改措施，使各个工序、各项措施严格按照设计和各项规范、规程、标准的要求进行施工，确保工程质量。
双线隧道 篇3
《中长期铁路网规划》提出, 截止2020年, 全国客运营业里程可达12 000 km, 客运专线隧道的修建数量将大幅度提高。根据双线客运专线隧道的特点, 施工人员在进行隧道设计施工时应考虑动力学效应, 注意对隧道断面的设计、施工环境的影响, 满足防灾救援等要求。
一、工程概况
北山隧道位于安徽省宣城市绩溪县内, 进口位于白川村, 经过冷水坑村, 出口位于朗家溪附近, 全长9 464.12 m。隧道出口附近有炭质板岩夹硅质板岩及互层状石煤层, 性状软弱, 遇水软化, 工程性质差。本隧道无煤与瓦斯突出危险性, 石煤尘不具有爆炸性、不易自燃。
北山隧道最大埋深约475 m。本隧道设辅助坑道2处, 其中毛竹坞横洞位于线路前进方向左侧。采用横洞交单联方式与正洞相交, 与线路小里程方向夹角67°, 坡度-0.3%。采用无轨运输双车道断面, 横洞斜长178 m。际坑横洞位于线路前进方向左侧, 采用斜交单联方式与正洞相交, 与线路小里程方向夹角约54°, 坡度-2%。采用无轨运输双车道断面, 横洞斜长1 175.23 m。
二、长大隧道平面控制网布设一般方法
隧道的洞内、洞外平面控制网布设形式一般包括如下几种。
1. 中线法和三角网法
这两种形式在洞内、外控制中均可使用, 八十年代前应用广泛。但前者不适用于长大隧道, 后者在实际隧道控制工程中运用逐渐减少。
2. 精密光电导线环锁法和陀螺方位角布网法
90年代中期, 精密光电导线环锁法常采用任意多边形多环闭合导线锁方案, 通过对角度和边长的观测可实现对洞外、洞内控制的边角同测。在隧道地面或地下导线网的控制中, 可利用陀螺方位角布网法观测距离和三角高差, 采用特定措施可以达到三等准精度。导线闭合环一般采取和国家或地方坐标系统相关的施工独立坐标系统来计算并分析坐标成果精度。洞内导线进行测角时, 宜在充分通风和尘雾较少的情况下采用方向观测法。一般采用左、右角观测法来观测两个方向的水平角。当进行距离观测时, 可测边法, 注意对全站仪上气象数据的测量与修正。
3. GPS平面控制网在长大隧道的洞外控制中应用广泛
以GPS作为首级控制网, 结合精密导线环锁法, 洞内导线多数为多边形直伸型导线。鉴于控制隧道线路平面和洞口或斜井位置的需要, 此法布设了洞口子网 (包括三角形、大地四边形和中点多边形等网形) 和子网间的图形强度较高的联系网组, 可控制隧道横向贯通精度, 满足隧道平面控制的测量设计。
对于长大隧道采用二等水准测量方法即可保障隧道洞外高程控制测量精度, 《客运专线铁路无砟轨道工程测量技术暂行规定》提出, 长度大于1 500 m的隧道应进行隧道平面控制测量设计。受限于长大隧道的环境条件, 导线布设时应形成相关联的带状闭合导线环, 由若干导线环组成导线网。根据隧道长度、线路平面形状、断面宽度和施工方法等来选择导线边长。导线点成对布设, 每个环中点数以4~6点为宜, 点距一般为1~2 m。采用全断面开挖法的长直隧道, 其导线边长一般为500 m;采用分部开挖法的隧道中, 导线边长一般为250 m。当隧道内设有平行导坑, 可采用正洞内布设闭合导线环和导坑内布设单导线的导线布设形式。利用横通道与正导线闭合, 以校核坐标误差。
三、长大隧道洞内控制测量要求
鉴于北山隧道的控制测量具体实施情况, 可见长大隧道洞内控制测量的要点一般包括以下几点。
1. 长大隧道比普通隧道的地质条件更为复杂, 施工难度更大, 故其测量控制网的精度要求更高。
不仅要控制中线、高度的施工精度, 还要保证隧道内部结构符合设计标准。应确定统一的坐标基准, 使平面控制网对全隧道的长度、方向和高程实施控制。
2. 平面布设遵循先整体后局部的原则, 保证主网与局部子网的观测值与计算值的精度。
坚持贯通测量精度要求, 应注意最佳贯通点、最佳贯通段落和预计误差的一次性计算。
3. 由于地理条件复杂且程度高, 地面控制网的
网型很难符合相关的规范标准, 易出现相临观测边的边长比例、测角中角度比例失调等情况。进口控制点无法构成完整的大地四边形, 出口控制点无法构成完整的三角锁或中点多边形, 以致观测时仰角和俯角过大。故隧道进出口应设置大于三个数目的控制点, 中间设过渡控制点。要求导线和节点的数量尽量少, 以减小误差积累。地下控制网中应设置主副导线或闭合导线, 导线边长不能过短或过长。
4. 不同测量地段有必要进行局部停工, 应注重
对隧道拱顶下沉、净空收敛、地表沉降和隧底隆起等进行监控观测。遵循多断面、高频率和长周期的变形监测原则, 及时进行监测数据的分析和反馈。在监测数据的处理、分析和管理过程中, 多引用自动化、程序化、信息化技术。
四、结论
现代长大隧道的平面控制网布设与测量应隧道长度、施工进度和安全等技术要求, 利用先进科学的布设方法, 合理布设平面控制网, 提高整个控制网的精度, 以动态信息化设计和信息化施工及管理, 保障长大隧道的施工进度、施工质量与施工安全。
摘要：基于北山隧道的平面控制网布设及测量的实际工作, 本文简要介绍了双线客运专线长大隧道平面控制网布设的一般方法, 并归纳了测量要点。
关键词：长大隧道,北山隧道,平面控制网布设,测量要点
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双线隧道 篇4
1 主要设计情况
合宁客专正线接触网按目标值350 km/h标准设计,正线牵引供电系统采用AT供电方式。路基及桥梁地段接触网悬挂正线按照全补偿弹性链型悬挂设计,站线及其他线路采用全补偿简单直链型悬挂设计。合宁客运专线隧道内采用简单链型悬挂,接触线线材采用CTSH-150铜锡合金接触线(张力25 kN),承力索采用JTMH-120铜合金绞线(张力20 kN)。隧道内采用倒立柱结构,采用化学锚栓植入隧道衬砌固定,支持装置与腕臂柱相同。隧道内导高按照6 450 mm进行设计,结构高度按照1 400 mm进行设计,最短吊弦长度一般不小于500 mm。隧道内直线区段正定位示意图如图1所示,设计拉出值为300 mm,上下底座安装间距为1 200 mm,限界按照2 600 mm进行控制,套管双耳与承力索座的距离为300 mm,安装完成后,需保证平腕臂及定位管外露200 mm～400 mm;一般情况下定位管要求水平,正定位定位管允许略微抬头,但坡度不得大于150 mm/m,反定位定位管允许略微低头,但坡度不得大于150 mm/m。所有安装完成后,为保证在导线最低高度不小于6 330 mm时,列车运行速度在隧道内不受影响,其悬挂带电部分和接地侧裙边分别应保持300 mm和50 mm的绝缘间隙。对于高速客货共线线路隧道内的接触线高度,应尽量和区间接触线高度相一致。
2 存在的主要问题
1)现场施工安装时,拉出值调整不到设计要求。若要将承力索拉出值调整到设计拉出值,接触线则保证不了300 mm的拉出值,悬挂变成半斜链型悬挂,满足不了直链型悬挂的设计要求。2)在正定位处,保证设计拉出值达到300 mm时,1.5寸定位环在定位管上没有安装位置,或者是安装位置到连接铆钉外侧,满足不了受电弓动态包络线的设计要求。当受电弓抬升运行时,可能和斜腕臂及定位支座碰撞,出现事故。3)定位管抬头上翘。在现场正定位点安装时,保证拉出值,需要将正定位处定位支座向支柱侧移动,移动到一定位置时,造成定位管在1.5寸定位环处受力不平衡,而斜拉线不会对此产生支撑力,故定位管抬头上翘。4)隧道内正馈线与金属体绝缘距离不够;平腕臂或反定位管与隧道壁距离不能满足绝缘要求。
3 问题分析
1)对于在隧道内悬挂拉出值达不到设计要求的拉出值,由于悬挂采用的是1 m的矩形定位器,要保证定位支座在定位管铆钉以内,不影响受电弓的动态包络线,则正定位点处拉出值就不能达到设计要求,要使得在正定位点处定位器处于受拉状态,则两侧的反定位点处拉出值不宜过大,所以反定位点处的拉出值也不能达到设计要求拉出值。
2)在尽量保证拉出值的前提下,而定位器采用的是1 m的矩形定位器,使得在正定位点处定位支座需向吊柱侧移动,用来满足设计拉出值。这就使得定位支座安装位置到定位管铆钉侧末端,即使定位管受力满足设计要求,但是这样的安装方式满足不了受电弓动态包络线的设计要求。
3)在尽量保证拉出值的前提下,采用将定位支座后移,使得定位管在1.5寸定位环这点的受力不平衡,而斜拉线不会对此产生向下的支撑力,这样势必造成定位管的抬头,斜拉线不受力等一系列的问题出现,具体分析如下:
定位器安装位于定位管下,荷载加于定位器的一点上,而定位管、斜拉线上均产生应力,首先,取出定位管来分析,以求取B点的反力。在悬挂正常情况下,以B点作为分析基点,绕该点的力矩之和为0,但是在C点后移,使得C点受力变化,破坏了整个以F点为基点的力,使得在该点的力矩发生变化,斜拉线在受力上只对定位管产生抬升力而不具有向下的支撑力,使得定位管旋转抬头,在着力点及拉出值大小不一样的情况下,还会使得定位管及定位器不在同一平面内,以致使得上述问题的出现(见图2)。
4)在隧道内进行化学锚栓植入误差,使得吊柱安装位置存在误差,正馈线与其他金属带电体的距离不能满足绝缘要求;在支持结构计算安装时,按照设计要求进行预留,而现场数据与设计数据存在一定的误差,使得安装后平腕臂或定位管对隧道壁的绝缘距离达不到设计要求,接触网带电体与正馈线或保护线的绝缘距离达不到设计要求。
4 解决措施
1)对于设计达不到设计拉出值及定位器支座后移到铆钉外侧这种情况,采取如下方法:a.可适当减小设计拉出值。但现场安装必须使得正定位处处于受拉状态,反定位处处于受压状态,并保证在一般情况下定位管要求水平,正定位定位管允许略微抬头,但坡度不得大于150 mm/m,反定位定位管允许略微低头,但坡度不得大于150 mm/m。定位支座安装位置不影响受电弓动态包络线,必要时进行模拟抬升冷滑。b.更换定位器长度。由于要达到设计拉出值,采用1 m的矩形定位器不能满足要求,可采用800 mm的定位器,能够满足设计要求。2)对于定位器上翘这类问题,采用以上两点处理方法也能满足要求,还可以采取安装定位管支撑,用来抵消在定位支座处向上的力,使得定位管平衡,相应的取消安装斜拉线。3)对于绝缘距离达不到设计要求这类问题,视具体情况进行分析,主要有以下几个办法:a.适当缩小拉出值(≥100 mm),缩短平腕臂及定位管长度;b.反定位管适当低头,用来满足与隧道壁的绝缘距离;c.适当缩小结构高度,用来满足接触网带电体与其他金属体的绝缘距离;d.采用特殊安装,使正馈线安装位置满足与其他金属带电体的绝缘要求。
5 结语
通过上述分析可以看出,客运专线双线隧道在设计、施工方面还存在一些经验不足,在全面保证列车高速运行的条件下,针对出现的不同问题,适当的对设计进行优化,全面掌握施工标准,严格控制各个环节的施工工艺流程,就能达到高速客运专线的质量要求,保证接触网相关设备的安装精度及机车良好的受流质量。笔者在参与施工的合宁客运专线双线隧道接触网工程施工过程中,按照以上所述施工控制要点和解决措施,优化了施工流程,施工质量得到了保证,满足了高速客运专线列车高速运行的要求。
摘要：针对高速客运专线双线隧道接触网定位存在的主要问题,并对其产生的原因进行分析,探讨了在施工中应控制的要点及可采取的控制措施,以满足客运专线铁路高速运行的要求。
双线隧道 篇5
1 计算模型及参数
计算采用弹塑性模型, 摩尔—库仑破坏准则。保持隧道的埋深H不变, 改变两条隧道之间的距离。隧道埋深H=25 m, 半径为5 m。模型示意图见图1。考虑给L/H取不同的值, 在不同围岩的情况下分析地表横向沉降曲线的变化规律。固定H, 通过改变L来改变L/H的值。考虑L/H=0.8, L/H=1.0, L/H=1.2, L/H=1.4, L/H=1.6, L/H=1.8, L/H=2.0情况下地表沉降曲线。围岩考虑五种类别, 对应的物理力学性质见表1。
2 计算结果分析
系列1～系列7分别表示L/H=0.8, L/H=1.0, L/H=1.2, L/H=1.4, L/H=1.6, L/H=1.8, L/H=2.0七种不同情况下的沉降曲线 (见图2～图4) 。
分析表明, 在不同围岩级别的情况下, 双线隧道的沉降槽曲线形状影响不明显。但是受L/H影响较为明显, 在L/H>1.2时基本上曲线有“双峰”趋势, L/H<1.0时, 沉降槽曲线呈现“单峰”状态。而当1.0<L/H<1.2时, 曲线形状呈现“单峰”和“双峰”特征均不是很明显, 可以认为是交界距离。同时可以看出, 随着L/H的增大, “双峰”形状显得越明显。
在L/H=0.8的情况下, 不同围岩下的最大沉降值w与摩擦角ϕ绘制成曲线 (见图5) 。X坐标为ln (w) , Y轴坐标为1/ϕ。
分析表明, 曲线经过原点, 即当摩擦角足够大时, 地表沉降几乎不会发生。而当摩擦角足够小时, 土体便失去了自稳性能。摩擦角越大, 沉降越小。
为了对双线地表沉降进行预测, 下面以Ⅰ级围岩为例, 对沉降槽曲线用GAUSS曲线进行拟合。拟合曲线见图6～图9。
根据GAUSS曲线拟合结果分析, 对于双线平行隧道, 地表沉降与单洞隧道一样, 可以用“双峰”GAUSS曲线进行拟合预测。其拟合分析预测结果与数值计算得到的结果吻合程度非常高。无论隧道距离的近远, 沉降曲线的形状为“单峰”还是“双峰”, 均可以有较好的拟合度。每条GAUSS曲线的峰值点都在各自隧道中心位置。
3 结语
双线平行隧道地表沉降槽曲线形状与隧道所处的围岩级别关系不大, 但其最大沉降值受到围岩级别的影响, 其摩擦角的倒数 (1/ϕ) 与最大沉降值的对数 (ln (w) ) 成线形关系, 通过坐标原点。双线地表沉降槽形状受L/H影响较大, 各个级别的围岩中, L/H>1.2时, 地表沉降槽呈“双峰”形状, L/H<1.0时, 地表沉降槽呈“单峰”形状。无论沉降槽是“单峰”还是“双峰”形状, 在进行地表沉降预测时, 均可以用两条GAUSS曲线进行预测, 其沉降量是两条曲线的累加值。
摘要：通过利用土木工程FLAC3D软件, 对浅埋暗挖双线平行隧道在不同的围岩、不同的间距与埋深比值L/H的情况下, 地表沉降曲线的形状及形状预测方式进行了相关的研究, 得出双线地表沉降槽形状受L/H影响较大的结论。
关键词：浅埋暗挖,隧道,沉降曲线,FLAC3D
参考文献
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双线隧道 篇6
地铁盾构施工的变形监测分析得到了广泛技术工作人员的重视，如汪顺喜结合天津地铁6号线工程实际介绍了盾构下穿铁路的监测方法及监测结果[1]；孙建超，刘锦探讨了盾构施工过程地表沉降的影响因素及施工控制技术[2]。冯兴仁等结合深圳地铁7号线的双连拱隧道工程，对其实时监测结果进行了分析及评估。
2 双线盾构隧道施工地表变形监测方案
武汉地铁宏图大道区间双线盾构隧道工程，主要穿越土层有粘土、淤泥质土、粉质粘土、砂砾卵石等土层。根据相关规范要求，设定地表隆陷监测频率：掘进面距监测断面前后<2Dm时，2次/天；掘进面距监测断面前后<5Dm时，1次/2天；掘进面距监测断面前后>5Dm时，1次/周；根据数据分析确定沉降基本稳定后，1次/月。地表变形监测采用水准测量的方法进行，按照国家二等水准测量技术要求进行作业。视线长度不大于50m，闭合差小于±0.5mm。现场监测采用的仪器设备包括：全站仪（徕卡TC302）及精密水准仪（天宝DIN03）。布设测点前用全站仪按设计的里程及坐标确定隧道轴线上的测点位置。纵向地表测点沿盾构推进轴线设置，盾构始发与到达段200m范围内，沿隧道轴向每10m布1个断面，其余地段，每20m布1个断面，盾构施工穿越既有建筑物群应适当加密测点，每10m布1个断面，每个断面布设测点7个（单线）。变形控制标准值制定地表沉降允许位移控制值U0为30mm，位移最大速率控制值为3mm/d；地表隆起允许位移控制值U0为10mm，位移最大速率控制值为3mm/d。
3 双线盾构施工地表变形监测结果与分析
选取武汉地铁宏图大道区间的开始200m范围段为研究对象，对左线盾构掘进至150m，右线盾构掘进至50m时的左线监测结果进行分析，即左线盾构管片100环位置。根据监测记录调取当天监测日报，监测方案要求测取开挖面前40m，开挖面后50m的地表变形数据。
3.1 横向变形规律分析
由于开挖面前方和附近地表变形量相对较小，测量误差及其他因素干扰对数据的影响较大，不能很好地从实测数据中发现它们的变形规律，而数值模拟试验不存在这些因素，可以用数值模拟方法去探索其规律。选取左线开挖面后方20m、40m处横截面地表变形监测数据分析（见图1）（+表示隆起，-表示沉降）。
盾构开挖面经过后地表变形横向分布规律如下：(1)横截面上最大沉降量均出现在隧道轴线上，且距隧道轴线越远，沉降量逐渐减小，形成一条沉降槽曲线；(2)沉降槽曲线以隧道轴线近似呈轴对称分布，即高斯分布曲线，与peck公式预测的沉降槽曲线形状相似；(3)地表沉降槽横向影响宽度大约为距隧道轴线左右各20m范围，施工监测中横断面测点布置较为合理，大致能反映出地表变形横向分布规律。
3.2 纵向变形规律分析
左线隧道轴线上方地表变形监测数据分析（见图2）。
盾构施工地表变形纵向分布规律如下：(1)沿隧道轴向地表变形曲线近似“S”形曲线。在开挖面前方2～3D(D为隧道直径，即12～18m）范围内地表有轻微隆起现象，最大隆起量达1.589mm；盾构开挖面后方地表变形主要表现为沉降，且距离开挖面越远，地表沉降值越大，在开挖面后方5～6D处趋于稳定，稳定值在16mm左右；(2)隧道轴向地表变形曲线空间上可划分三个阶段，即盾构开挖面前方的前期发展阶段，开挖面后方5～6D范围内的剧烈增长阶段及之后的趋于稳定阶段。
4 结论
综上所述，得出如下结论：(1)地表沉降槽横向影响宽度大约为距隧道轴线左右各20m范围，施工监测中横断面测点布置较为合理，大致能反映出地表变形横向分布规律；(2)隧道轴向地表变形曲线空间上可划分三个阶段，即盾构开挖面前方的前期发展阶段，开挖面后方5～6D范围内的剧烈增长阶段及之后的趋于稳定阶段。
参考文献
[1]汪顺喜.地铁盾构下穿铁路监测数据分析[J].城市道桥与防洪,2016,6(6):322-325.
双线隧道 篇7
关键词：大跨度双线铁路,隧道施工技术,变形控制技术
0 引言
在山区隧道工程施工中, 隧道穿越软弱围岩时, 初期支护常常出现大变形问题, 如果再遇到地下水等不良地质条件时, 大跨度隧道围岩变形更为严重。国内多条隧道如关角隧道、乌鞘岭隧道等, 均出现过严重的变形。本文研究的山西中南部铁路通道暖泉会隧道穿越了软弱泥砂岩层, 同时还存在隧道浅埋、拱顶粗圆粒土和丰富的地下水等不良地质条件, 遇到了初期支护严重变形的问题, 施工难度很大。因此, 如何控制软岩变形, 确保安全快速施工, 是隧道施工阶段亟待解决的技术问题。
本文提出运用科学的围岩量测手段和采取有针对性的工程措施来控制围岩变形, 大大提高了施工期间的围岩稳定性, 为快速施工创造了基础条件, 取得了良好的施工效果。
1 双线铁路隧道施工特点、围岩变形的成因及危害
1.1 双线铁路隧道施工特点
铁路隧道是修建在地下或水下并铺设轨道供机车车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类, 其中山岭隧道是修建最多的隧道类型。综合来看, 铁路隧道施工特点有三:
1.1.1 快速施工难度大
铁路隧道施工的作业空间有限, 处于一个相对封闭的空间内, 在有限的空间内进行掘进开挖、装车出碴、立架喷砼、仰拱及二衬砼等各道工序穿插施工, 工序之间相互影响, 紧前紧后工序相互制约, 快速施工难度很大。
1.1.2 作业环境不佳
隧道处于一个相对封闭的狭小地下空间内, 受掌子面爆破开挖和机械设备作业等影响, 洞内粉尘较大;在爆破后, 掌子面拱顶常有掉块现象, 施工人员存在一定的安全风险;如地下水丰富时, 常会出现涌水和突泥等现象, 作业条件十分恶劣。
1.1.3 隧道地质条件差
隧道属于地下结构, 当隧道路段中存在断层、地下水、软弱围岩等不良地质条件时, 施工时很可能发生大变形, 如不及时得到控制, 将会对现场人员的生命安全和施工设备造成严重的安全威胁, 施工企业也会因此蒙受重大的经济损失。
1.2 隧围岩变形的成因及危害
1.2.1 成因
根据变形成因, 通常可将变形围岩分为受围岩岩性控制、受围岩结构构造控制和受人工采掘扰动影响三个主要的类型。在隧道施工中, 围岩变形往往是多个因素共同作用的结果, 比如水文地质条件的变化、支护结构不合理、支护设备使用不当、施工工艺或技术措施不恰当、现场管理松懈等等。
1.2.2 危害
如果围岩变形得不到及时控制, 变形较小则导致拱顶掉块、初支侵限, 需要更换初支钢拱架, 变形较大可导致隧道塌方、冒顶或地表下沉等问题, 会对现场施工人员的生命安全造成严重的威胁, 施工方也将因返工而蒙受巨大的经济损失。
2 双线铁路隧道施工工艺及围岩量测
2.1 工程概况
我国山西中南部铁路通道暖泉会隧道起讫里程改DK53+480~改DK55+923.68, 全长2443.68m, 为双线铁路隧道。隧道洞身拱顶为粗圆粒土, 富含地下水, 中下导坑穿过地层主要为水平薄层状灰色泥质砂岩, 夹薄层紫红色泥岩, 节理裂隙发育, 地下水丰富;洞身穿越多处地表冲沟, 有多处浅埋地段, Ⅴ级围岩地段占隧道总长的81%。本隧道线间距5m, 隧道开挖跨度最大为15.27m, 属于大跨度双线铁路隧道。
本隧道设计为复合式衬砌结构, V级围岩初期支护为钢筋网、100cm间距的20a工字钢架、25cm厚C20喷射混凝土喷锚结构, 45cm厚的C35钢筋二衬砼。
2.2 施工工艺及施工方法
2.2.1 工艺流程
根据图1所示隧道断面结构, 本工程拟用正台阶法进行隧道施工, 工艺流程如图2所示。
2.2.2 施工方法
①超前支护。
本隧道V级围岩采用3.5m长的小导管作为超前支护措施, 环向间距40cm。为了利于导管入孔顺利, 将小导管的前端位置做成尖锥状, 每隔15cm在管壁位置进行钻眼, 眼孔直径控制在8mm。使用YT28手风钻钻孔, 钻孔直径, 沿着开挖轮廓线设6-10°的仰角, 钻孔完成后将事先加工好的导管打入孔中, 并及时向导管内进行注浆, 保证导管与岩体间缝隙填塞密实。
②洞身掘进及初期支护。根据隧道断面结构特点, 我们采用台阶法进行施工, 首先开挖上部导坑, 再开挖下半断面, 最后进行仰拱混凝土及二次衬砌, 每次开挖完成后及时施作初期支护;下半断面施工完成一定长度后施做仰拱;最后施工二衬和附属工程。
上台阶采用支架式风钻钻孔, Ⅴ级围岩采用微震动控制爆破工艺开挖。下台阶风钻钻孔, 人工装药, 非电毫秒雷管微差控制爆破, 上台阶开挖爆破施工完毕后, 初喷混凝土封闭围岩。待混凝土初凝后, 按设计的支护参数施作砂浆锚杆。锚杆安装完毕, 在锚杆外端挂设钢筋网片或工字钢架, 复喷混凝土达到设计厚度。开挖爆破后, 采用挖掘机配合装载机装碴, 自卸汽车运输。
③拱墙二次衬砌。
隧道衬砌采用12m长整体式液压衬砌台车, 一次施工长度12m, 采用混凝土输送泵泵送作业, 由下向上, 对称分层, 先墙后拱灌筑, 入模倾落自由高度不超过2.0m, 通过插入式振捣器以及附着式振捣器进行联合振捣。
2.3 隧道围岩量测方法
结合隧道台阶法开挖施工工法特点, 本工程围岩变形量测选择拱顶下沉、洞内收敛、地表沉降、洞内外观察、围岩压力、初支喷砼应力、二次应力等指标, 对隧道围岩变形进行全面监测, 本文主要介绍拱顶下沉、洞内收敛、围岩压力的监测方法。
2.3.1 拱顶下沉
拱顶下沉量测是通过监测隧道拱顶的下沉值, 了解隧道断面变化情况, 判断拱顶围岩是否稳定的一种量测手段。拱顶下沉测点设于拱顶轴线上, 开挖后, 在拱顶围岩内壁钻孔并预埋观测标。观测标采用直径20mm螺纹钢筋, 具体长度根据喷射混凝土厚度+基岩打眼深度+外露长度确定, 一般锚固深度20cm, 外露长度不宜大于3cm。外露端粘贴反射膜片。在喷射混凝土时将反射膜片保护好, 防止污损其反射膜表面。测点纵向间距Ⅴ级围岩为5m, Ⅳ级围岩为10m, 采用水准仪倒尺或全站仪反射片测量。测点埋设时间为爆破完成后及时进行, 量测频见表1, 初始读书最晚必须在下一循环开挖前完成。
注:B表示隧道开挖宽度, d表示天, 由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面距离决定的监控量测频率之中, 原则上采用较高的频率值.
2.3.2 洞内收敛
洞内收敛是通过量测洞内两点之间的距离变化来判定隧道围岩的稳定性。洞内收敛量测在中台阶和下台阶各设2个测点, 与拱顶下沉测点联合设置6条测线, 2条水平侧线和4条斜侧线, 见图3, 采用收敛仪或全站仪反射片测量。洞内收敛与拱顶下沉测点应设于同一断面, 测点应尽量对称布置, 以便于整个量测形成信息体系, 相互印证。洞内收敛的量测频率与拱顶下沉相同, 见表1。
2.3.3 围岩压力量测
围岩压力量测是监测地层与初期支护之间的接触压力, 采用振弦式双膜压力盒配合频率接收仪的二次仪表监测。隧道开挖后, 先挂细铁丝网用水泥砂浆抹平, 用水泥钉固定压力盒, 再分次喷混凝土至设计厚度, 保证压力盒的表面法线方向与围岩压力方向一致。在埋设之前测试一次频率读数, 埋设后, 再测读一次传感器频率。
2.4 监控量测控制标准的判定
2.4.1 根据位移变化速度判定
拱顶下沉、净空变化速度持续达5mm/d或累计达100mm时, 围岩处于急剧变形状态, 应停止掘进, 并及时分析原因, 采取处理措施。
水平收敛 (拱脚附近) 速度小于0.2mm/d时, 拱部下沉速度小于0.15mm/d, 围岩基本达到稳定。
在浅埋地段以及膨胀性、挤压性围岩等情况下, 应采用其它指标判别。
2.4.2 根据位移时态曲线的形态来判别
将量测数据进行处理和分析, 目前, 国内主要选用以下三种非线性曲线函数中精度最高者进行回归分析, 观测数据不宜少于25个。
对数函数u=A+B/Lg (1+t)
指数函数u=Ae-B/T
双曲函数u=t/ (A+Bt)
u:变化值 (mm) ;A、B:回归系数;t:监测时间 (d) 。
回归结果表明:对数函数用于初期支护变形可取得较高的回归精度;初支基本稳定后因对数函数为发散型函数, 与实测值有较大偏差, 而此时采用指数函数可获得较满意的结果;而双曲函数则可预计最终位移值U∞=1/B。一般情况会出现如下两种时间———位移特征曲线, 见图4所示。
图4中, (a) 图表示绝对位移值逐渐减小, 支护结构趋于稳定, 可施立模筑砼衬砌; (b) 图表示位移变化异常, 反弯点喷锚支护出现严重变形, 这时应及时通知施工管理人员, 该段支护须采取加强措施, 确保隧道不坍方;严重时施工人员须迅速撤离施工现场, 保证施工人员安全。
2.5 量测成果分析与信息反馈
现场量测数据中存在偶然误差, 具有一定的离散性, 量测数据在时间散点图上会上下波动, 难于找出规律。故每次量测后应立即对量测数据进行校核和整理, 包括原始数据的记录、检验和观测物理量的换算以及填表、绘图、误差处理、曲线回归分析、量测结果分析和异常值判别等日常工作。量测结果分析采用散点图 (时态曲线) 和回归分析法, 根据监控量测判别标准, 依据时态曲线的形态, 结合围岩稳定性、支护结构的工件状态、对周围环境的安全性进行综合评价, 如有异常应及时补测。位移-时间曲线最能直接明确的反映围岩和支护受力状态随时间的变化情况。量测数据分析应包括以下主要内容:
①根据量测值绘制时态曲线。②选择回归曲线, 预测最终值, 并与控制基准进行比较。③对支护及围岩状态、工法、工序进行评价。④及时反馈评价结论, 并提出相应工程对策建议。⑤监控量测数据分析利用计算机进行, 可采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分段函数、经验公式等其中最合适的一种形式进行计算分析, 并预测最终值。实测数据在正常预测曲线附近分部时则说明隧道围岩变形正常, 当实测数据曲线出现反弯点或每天的相对净空变化超过1mm时, 则说明围岩变形出现异常性速率开始变大, 应加强观测, 并通知现场施工密切注意支护结构的变化, 同时需采取加强支护措施, 必要时暂停开挖。分析如图5、图6。
3 围岩变形控制措施
通过对各个围岩量测指标的观测和分析, 综合判断围岩的稳定性, 建立信息反馈机制。有针对性的采取各种工程措施和组织措施, 在施工中动态控制围岩变形, 从而纠正各个监控量测指标, 使其处于安全范围内, 最终保证隧道结构安全和施工人员、机械设备的安全。
①径向注浆, 加固围岩。
从提高围岩力学性能着手, 主动加固围岩, 采取注浆加固围岩, 使之承受一部分荷载, 提高围岩的自稳能力, 减少围岩松弛变形。
②加长加密锚杆, 增设锁脚锚管。
加长加密锚杆, 增设拱脚钢架的锁脚锚管, 使钢架承受的荷载通过锚杆和锁脚锚管传入基岩深部, 从而增大初期支护的承载能力, 防止拱脚下沉和内移, 保证围岩的稳定, 控制围岩变形。
③采取适宜的开挖工法。
对不同围岩, 可采取短台阶法、带临时仰拱的台阶法和双侧壁导坑法等开挖方法。开挖时, 支护要及时, 缩短支护闭合成环时间。防止初支整体下沉, 水平收敛增大, 引起过大变形, 导致拱部岩层坍塌。增设临时仰拱, 使其上半断面先成环, 保证上半断面的相对稳定。
④加大预留变形量, 调整一次开挖进尺。
预留足够的变形量, 使初期支护发生一定的变形, 通过适量的柔性变形消耗围岩中储存的能量, 并防止断面侵限;同时缩减一次开挖进尺, 加密拱架间距, 加强支护。
⑤加快仰拱及填充施工进度, 快速成环。
加快仰拱施工进度, 缩减仰拱至掌子面的距离, 使其开挖段的初支尽可能多的封闭成环, 成环后, 受力结构合理, 对控制围岩变形效果显著。
⑥加强施工组织管理, 规范作业。
严格控制作业标准, 规范作业, 杜绝各种违章施工, 减少施工缺陷对围岩变形的影响;控制爆破装药量, 减小对软弱围岩的扰动。
总之, 控制围岩变形主要是从加固围岩本身、加强支护措施、选择适合的开挖工法和加强施工组织等几方面进行, 各个方面相辅相成, 往往是各种措施共同作用效果更佳。
4 变形控制效果
根据围岩变形量测反馈信息, 有针对性的采取工程措施和组织措施后, 及时有效的控制了围岩变形。在暖泉会隧道的施工中未出现不可控的大变形、未出现塌方、冒顶等安全事件, 并按期快速完成了施工任务, 保证了工程质量和施工工期。
5 结论
本文我们对大跨度双线铁路隧道施工及变形控制技术进行了一定的研究, 总结出一些控制大变形的技术手段和工程措施, 希望今后在类似的工程实践中, 能起到一定的借鉴和参考作用。
参考文献
[1]周烨, 李鹏飞, 张隨.大断面黄土隧道初期支护合理施作时机[J].北京交通大学学报, 2012 (01) :41-47.
[2]李健, 谭忠盛, 喻渝, 倪鲁肃.浅埋大跨黄土隧道管棚受力机制分析[J].中国工程科学, 2011 (09) :92-96.
双线隧道 篇8
坪土隧道是新建武广客专铁路上的一座双线隧道,位于广东省与湖南省交接处,全长1 907 m。该隧道地层结构较好,主要由弱风化页岩构成,无不良地质影响。全隧进口端94 m及出口端520 m为Ⅳ级围岩,节理较发育,采用模筑衬砌;中部1 145 m为Ⅲ级围岩,地质情况良好,采用喷射钢纤维混凝土作为永久支护,总喷射量12 715 m。
2 喷射钢纤维混凝土配合比设计
2.1 喷射钢纤维混凝土性能试验
喷射钢纤维混凝土是在普通喷射混凝土中掺入分布均匀的钢纤维,依靠压缩空气高速喷射在结构表面的一种新型复合材料,其质量由抗压强度、韧度系数、等效抗弯强度3个指标控制。
通过普通混凝土与钢纤维混凝土韧度的试验比较可以看出,钢纤维能显著改善混凝土的抗裂性能、延性、韧性及抗冲击性能,改善抗疲劳性能;当钢纤维含量为0时,韧度系数和等效抗弯强度均为0。
2.2 配合比选择
1)初步配合比的选择。
该隧道设计要求喷射钢纤维混凝土主要技术指标强度等级C30;韧度系数大于60 mm;等效抗弯强度f>2.5 MPa。喷射钢纤维混凝土配合比设计与普通喷射混凝土设计相似,其强度主要也是由水灰比、速凝剂掺量、骨料级配等决定。
采用不同的水灰比和砂率试验,分析试验结果得到最佳砂率为55%。在最佳砂率得出后做高效减水剂试验,其掺量为0.6%时减水率为11.9%;做速凝剂试验时速凝剂掺量为2.5%～3.5%,掺速凝剂与未掺速凝剂抗压强度比1 d为148%,28 d为82%。通过大量试验,初步选定水灰比W/C=0.47,砂率Sp=55%,M速=3.0%,M减=0.6%,M钢=50 kg/m3;坍落度在试验室内试验值为120 mm～150 mm,施工现场控制在100 mm～140 mm。配合比为C∶W∶S∶G∶M速∶M减=1∶0.47∶1.77∶1.46∶0.03∶0.006,钢纤维含量50 kg/m3。
采用初步选定的理论配合比,在洞内进行第一次试喷,取样进行强度检测,并测试混凝土回弹量。试喷结果为:混凝土抗压强度20.03 MPa,达不到设计要求C30强度等级;韧度系数为64.05,能满足韧度系数不小于60的设计要求;回弹量为28%,偏大。
2)施工配合比的确定。
微硅粉加入混凝土中一般会增加用水量10%～15%,使混凝土粘性更好,无泌水现象,坍落度损失一般在18%～50%,喷射混凝土时可减少回弹量。微硅粉等量取代水泥,用水泥和微硅粉(C+Si)为胶结材,用水胶比(W/(C+Si))代替通常水灰比(W/C)进行计算;分别选择微硅粉掺量为3%,5%,7.5%,10%做试拌,微硅粉含量与强度的关系。微硅粉掺量在7.5%左右时,能获得较高的强度比。
从各项检测数据分析,由于掺入了微硅粉,混凝土的强度和韧度系数均满足了设计要求,且边墙部位一次喷射厚度较大,回弹量较未掺微硅粉时降低了50%,效果良好。
根据几次现场试喷及检测确定,施工时,边墙部位不掺速凝剂,施工配合比采用水泥∶微硅粉∶砂∶碎石∶水∶钢纤维∶减水剂=462∶38∶851∶696∶235∶50∶3;拱部掺加少量速凝剂,施工配合比采用水泥∶微硅粉∶砂∶碎石∶水∶钢纤维∶减水剂∶速凝剂=453∶37∶841∶688∶240∶50∶2.94∶9.8。
3 喷射钢纤维混凝土
1)开机前,必须保证系统风压达到0.5 MPa以上,开机后,随时观察工作风压压力情况,一般控制在0.3 MPa～0.4 MPa,并根据喷嘴出料情况及混凝土回弹情况调整工作风压。2)喷射手在操作过程中,为保证喷射混凝土质量,达到减少回弹量的目的,喷嘴与受喷面尽量要垂直,喷嘴与受喷面的距离,边墙控制在1.2 m～1.5 m,拱部控制在0.8 m～1.2 m。实践证明,喷射距离过近,会造成喷射混凝土松散,而喷射距离过大,则喷射混凝土回弹量增大,混凝土的密实性差。3)喷射料束运动轨迹:喷射顺序自下而上,先墙脚后墙顶,先拱脚后拱顶,料束呈旋转轨迹运动,后一圈压前半圈,纵向按蛇形,每次喷射长度以1 m～2 m为宜。边墙部位喷射厚度可稍大,但拱部应采取二次喷射方式,即第一次喷8 cm左右,第二次喷7 cm左右。4)喷射作业时,喷射手应时刻注意观察喷嘴情况,一旦发生堵管,先停主机,再关风阀,等管道疏通和清除故障后方能再开机。5)停机前停止上料,待料斗中混凝土输送完后,通知喷射手将喷嘴移开受喷面,从料斗中加水清洗,同时,关闭振动机和速凝剂计量泵,当喷嘴喷出清水后,关主电机,稍后再关主风阀,最后停速凝剂辅助风,切断风、电源,清洗湿喷机。6)同一围岩永久支护采用喷射钢纤维混凝土与普通混凝土衬砌比较,通过对双线铁路隧道Ⅱ级围岩地段采用普通混凝土衬砌,与喷射钢纤维混凝土作直接成本分析比较,每米可降低工程成本近0.7万元,经济效益明显。7)当岩面少量渗水时,先按潮喷施工方法素喷20 mm厚混凝土,喷射时从远离出水处开始,逐渐向涌水点逼近,将散水集中,安设导管引出,最后喷钢纤维混凝土至设计厚度。
4 质量检验
1)强度、韧度系数、等效抗弯强度检验在施工中每间隔10 m在拱部和边墙各取1组(3件100 mm×100 mm×100 mm)试件做抗压强度检验(CECS 38∶92),每隔20 m在拱部和边墙各取1组(6件100 mm×100 mm×450 mm)试件做等效抗弯强度检验、韧度系数检验。试件采用现场大板取样、切割成型、标准养护,28 d强度试验。2)厚度检验。每15 m检查1个断面。每断面从拱顶起,每2 m布设1个检查点钻孔。3)钢纤维含量检验。在出料口和回弹物中分别取10 L钢纤维混凝土,以磁铁吸出钢纤维,洗净、晾干后,用天平称其质量,计算混凝土所含钢纤维体积率。
5 韧度系数、等效抗弯强度试验
5.1 试验步骤
1)试验前将试件表面进行画线,粘结角形支承(采用粘性较强的双管胶,不能用粘性较低的502胶水),先安装支架2,再安装支架1,百分表支架的另一端只是放在支架2的固定螺栓上。
2)加载时,应先接触刚性组件(千斤顶),并预加一定荷载,当荷载达到满量程的5%～10%时,接触测力传感器。加载小于5%会出现刚性不足,加载大于10%会出现总变形不足。
3)初裂后减小加荷速度,使试件处于准等应变状态,其条件为:挠度增量最大时的相应速度(μm/s):挠度由0倍～3倍最大荷载挠度时段内相应速度的平均值不大于5 μm/s。
在加荷过程中记录挠度变化速度,绘出荷载—挠度曲线(见图1);当试件有明显裂缝,可以稍增加荷载,缩短试验时间。
5.2 计算方法
1)韧度系数计算。
初裂点的确定。在荷载—挠度曲线图中,找到初裂点及挠度曲线线性部分与非线性部分的交点,此点(见图1中A点)为初裂挠度,用δ表示,利用AutoCAD的工具求出面积OAB,同样求出5.5δ,15.5δ时的面积OACD,OAEF。在美国AsTMC1018-85规范中,定义弯曲韧度指标Ⅰ10和Ⅰ30,分别为变形达到5.5δ,15.5δ时的面积对应的韧度的商值。
2)等效抗弯强度计算。
在做韧度试验的同时,可做等效抗弯试验,只需把挠度测量加大,当挠度δ=1/150净跨度时停止,此时荷载—挠度曲线下面的面积Tb就是变形时吸收的能量,用AutoCAD的工具求出面积,等效抗弯强度f=(Tb×z)/(δ×b×h);试件尺寸为100 mm×100 mm×450 mm,δ=2 mm。
6 结语
喷射钢纤维混凝土作为铁路双线隧道的永久支护在万军迥隧道施工中取得了成功,形成了一套完整的工法,对今后类似的工程施工可提供技术借鉴。同时证明,韧度系数和等效抗弯强度试验可在现场采用带刚性组件的普通液压试验机进行试验,具有较好的经济效益和推广价值。
参考文献
[1]CECS 38∶92,钢纤维混凝土试验方法[S].
[2]AST MC1018-85,钢纤维增强混凝土弯曲韧度和初裂强度的试验方法[S].