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，隧道荷載是支護與周邊圍巖相互作用的結(jié)果，國內(nèi)相關(guān)學(xué)者提出主動支護設(shè)計理念，通過主動提高圍巖力學(xué)參數(shù)或降低施工對圍巖力學(xué)參數(shù)的損傷影響，并且主動及時地提供有效支護力，調(diào)動圍巖的自穩(wěn)能力，實現(xiàn)圍巖在支護中的主體地位，形成圍巖-支護協(xié)同承載體系[1-2]。因此，采用預(yù)應(yīng)力錨桿、早高強噴射混凝土等主動支護系統(tǒng)，可充分利用圍巖-錨桿支護能力，減少圍巖因暴露時間過長導(dǎo)致圍巖劣化、變形及松弛圈擴大的問題，實現(xiàn)部分取消隧道鋼架、網(wǎng)片等支護工序，同時采用全工序譜系化機械施工，降低高原地區(qū)人員施工效率影響，可以顯著加快施工進度，具有顯著的社會經(jīng)濟效益。

1工程概況

某新建高原鐵路全長1018.642km，總工期為12年。設(shè)計隧道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)坑長度與隧道正線長度比約為0.9，輔助導(dǎo)坑施工對工期控制、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（隧道全長設(shè)計為31.676km），設(shè)4座橫洞+1座平導(dǎo)輔助施工，4座橫洞長7.687km，平導(dǎo)長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強巖爆、活動斷裂等不良地質(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工序影響極大，統(tǒng)計顯示一般欠挖處理、超挖回填噴射會導(dǎo)致工序延長2～6h。全面段開挖循環(huán)進尺一般控制在3～4m，由于三臂臺車機械臂與洞壁間距離，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)場采用長短眼結(jié)合方式（見圖1）將超挖控制在10cm左右。Ⅲ、Ⅳ級硬巖段，現(xiàn)場采用帶仰拱（底板）全斷面爆土應(yīng)力集中及微裂縫擴展，增強了噴混凝土的斷裂韌性及抗拉強度，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)場采用早高強鋼纖維噴射混凝土，其8h強度達到10MPa以上，能在最短時間內(nèi)形成支護剛度，抑制圍巖的變形發(fā)展，同時節(jié)省網(wǎng)片施工時間。

2.3預(yù)應(yīng)力錨桿預(yù)應(yīng)力錨桿是主動支護結(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)”，主動提高圍巖物理力學(xué)性質(zhì)及其承載能力。相關(guān)模型計算、室內(nèi)模擬驗證均證實預(yù)應(yīng)力錨桿主動支護，在抑制圍巖位移，塑性變形發(fā)展方向效果顯著。現(xiàn)場采用漲殼式低預(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機，地質(zhì)較好時采用后置錨桿，即復(fù)噴后植入錨桿，具有與掌子面施工無干擾、不占用工序時間的優(yōu)點。

2.4譜系化機械施工

2.4.1超前預(yù)報綜合應(yīng)用超前鉆探取芯、孔內(nèi)成像、掌子面圖形識別、地質(zhì)雷達、TSP等有效探測手段獲取地質(zhì)信息，智能型鑿巖臺車在掌子面鉆爆孔的同時施作加深炮孔，實時采集鉆進地層參數(shù)，利用臺車MWD隨鉆測量系統(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，由專業(yè)技術(shù)人員綜合預(yù)判掌子面前方地質(zhì)情況，快速確定圍巖級別及支護參數(shù)。

2.4.2開挖采用智能三臂鑿巖臺車，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。同時僅需3人就可完成鉆眼作業(yè)，實現(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、智能化控制的干式除塵臺車，通過遠程遙控進行快速吸煙除塵，凈化施工環(huán)境，縮減通風(fēng)等待時間，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，如果挖裝運設(shè)備繼續(xù)使用內(nèi)燃動力，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，項目推進采用新能源設(shè)備，降低燃油需求、減緩洞內(nèi)人機爭氧、提高施工效率。

2.4.5初期支護（1）利用拱架安裝機實現(xiàn)拱架安裝機械化配套作業(yè)。鋼架、連接筋、網(wǎng)片于場外拼裝連接，通過人工遙控機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，實現(xiàn)兩榀鋼架同時快速施工，工序時間為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，具有鉆孔、裝桿、預(yù)應(yīng)力施加與鎖定及注漿功能。現(xiàn)場采用φ45鉆頭鉆孔，鉆孔深度為3m，鉆孔時間為80s/孔左右，裝、錨、注一體化完成施工作業(yè)所需時間穩(wěn)定地控制在2.5～3min/套，工序循環(huán)時間控制在1.5h左右。（3）鋼纖維混凝土噴射采用濕噴機械手進行作業(yè)，具有結(jié)構(gòu)簡單，泵送壓力高、全工法適應(yīng)、無死角遙控操作等特點，噴漿手遠離作業(yè)面遙控指揮噴漿，避免了掌子面塌方對作業(yè)人員和機械設(shè)備的安全威脅。

2.4.6二次襯砌（1）仰拱（底板）采用液壓移動棧橋施工，實現(xiàn)掌子面開挖與仰拱施工平行作業(yè)。液壓移動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，進一步確保澆筑質(zhì)量。（2）采用自動鋼筋防水板臺車，其行走、防水板轉(zhuǎn)運、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)強度。（3）采用智能化二襯臺車實現(xiàn)分倉入模，逐層澆筑，同時具備帶壓入模壓力監(jiān)測、溫度監(jiān)測、流量監(jiān)測、防空洞監(jiān)測及頂推限位報警等功能，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)護臺車進行混凝土養(yǎng)護，其主要由臺車構(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，實現(xiàn)養(yǎng)護區(qū)域溫度、濕度智能調(diào)控、遠程控制，加快混凝土強度增長，提高養(yǎng)護質(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)機系統(tǒng)，設(shè)置環(huán)境監(jiān)測傳感器對隧道施工環(huán)境實時監(jiān)測。根據(jù)隧道內(nèi)作業(yè)面的環(huán)境狀態(tài)，自動、實時調(diào)節(jié)各作業(yè)面需風(fēng)量，聯(lián)動機械制冷系統(tǒng)，通過制冷機組將水冷蒸發(fā)，使進入工作面的新鮮風(fēng)冷卻。對隧道施工環(huán)境、通風(fēng)設(shè)備運行參數(shù)進行自動監(jiān)測，智能判斷環(huán)境變化對人員的影響，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

為驗證小斷面快速施工工藝在現(xiàn)場施工中的可行性、適應(yīng)性和技術(shù)經(jīng)濟性。項目部于3個橫洞開展施工試驗，累計試行小斷面快速施工1350m。現(xiàn)場進度提升明顯，其中1#橫洞小斷面快速施工里程H0+715～H0+325，共計390m（IV級圍巖），其中1#橫洞小斷面快速施工里程H0+659～H0+325，共計334m（IV級圍巖），時間為2022年3月1日至2022年4月30日，共70d，平均進度167m/月，超過120m/月標(biāo)準(zhǔn)進度39%，比推進前實際進度提高100%以上（見圖2）。通過機械化配套施工，現(xiàn)場掌子面作業(yè)人員明顯減少，降低了施工安全風(fēng)險。現(xiàn)場監(jiān)控量測顯示，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)場運用隧道主動支護理念，以早高強鋼纖維噴射混凝土+預(yù)應(yīng)力錨桿支護系統(tǒng)加固穩(wěn)定圍巖，通過合理科學(xué)配置譜系化、智能化機械裝備，實現(xiàn)施工數(shù)據(jù)采集分析及裝備少人、無人化控制，達到單線鐵路隧道機械化快速施工目的，同時推進了數(shù)字化工地建設(shè)，是鐵路隧道建設(shè)發(fā)展的必然方向。

參考文獻

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