國(guó)家鐵路局鐵路優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新工程簡(jiǎn)介(6)

三、鐵路隧道工程

4合福鐵路北武夷山隧道

工程概況北武夷山隧道位于福建省武夷山市北側(cè)約29 km處，穿越福建與江西交界分水嶺——武夷山脈。北武夷山隧道為合福鐵路客運(yùn)專線最長(zhǎng)隧道，全長(zhǎng)14 629.09 m，也是全國(guó)高速鐵路單洞雙線最長(zhǎng)隧道。設(shè)計(jì)速度為350 km/h；線間距為5.0 m。鐵路等級(jí)：高速鐵路；設(shè)計(jì)活載：“中-活載”；軌道類型：無(wú)砟軌道；內(nèi)軌頂面以上凈空有效面積為100 m2。本隧道設(shè)進(jìn)口平導(dǎo)一處、斜井四座，棄砟場(chǎng)改移河道設(shè)泄水洞一處。隧道最大獨(dú)頭掘進(jìn)距離達(dá)4 000 m，隧道嵐谷斜井坡度大，綜合坡度達(dá)10.5%。隧道共穿越11條強(qiáng)富水?dāng)鄬悠扑閹А?條節(jié)理密集帶、1處低阻異常區(qū)、1處侵入接觸帶，全隧最大涌水量為51 177 m3/d。本隧道為單洞雙線型，隧道按照新奧法設(shè)計(jì)，洞口為喇叭口倒切式洞門；洞身結(jié)構(gòu)為初期噴錨(必要時(shí)加鋼架)支護(hù)、中設(shè)防水層、混凝土二次襯砌；輔助措施有：洞口大管棚、超前小導(dǎo)管注漿、超前錨桿。根據(jù)地質(zhì)圍巖情況，采用的開(kāi)挖方法有：全斷面開(kāi)挖法、臺(tái)階法、三臺(tái)階法、三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法、四步CD法。北武夷山隧道由中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)，中鐵二十四局集團(tuán)有限公司與中鐵十九局集團(tuán)有限公司聯(lián)合施工建設(shè)。

項(xiàng)目主要技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)北武夷山隧道施工采用較先進(jìn)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)施工技術(shù)，為開(kāi)挖施工起到了提前預(yù)判的作用；較差圍巖段及時(shí)布設(shè)監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，嚴(yán)格按照監(jiān)控量測(cè)實(shí)施細(xì)則進(jìn)行量測(cè)，及時(shí)掌握圍巖收斂、拱頂下沉情況，從而進(jìn)行開(kāi)挖工法調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)施工調(diào)整。其優(yōu)點(diǎn)主要有：避免工法來(lái)回調(diào)整，改造施工臺(tái)架，浪費(fèi)資源等，可以大大提高工效，節(jié)省施工費(fèi)用，降低工程造價(jià)，適應(yīng)性強(qiáng)、加快施工進(jìn)度、縮短工期；溝槽施工采用整體移動(dòng)式模架澆筑電纜溝槽，其優(yōu)點(diǎn)有：改善以往外觀施工質(zhì)量，降低錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，節(jié)約加固材料，降低工程成本，提高施工工效；鉆爆開(kāi)挖采用水壓爆破施工工藝，對(duì)洞內(nèi)施工作業(yè)環(huán)境及掘進(jìn)進(jìn)尺具有顯著的“節(jié)能環(huán)?！弊饔?；淺埋開(kāi)挖地段采用鋼拱架棚洞法施工，既減少了開(kāi)挖工作量，確保周邊山體穩(wěn)定，又降低了周邊植被的破壞程度，具有良好的環(huán)水保效果。

項(xiàng)目成果及應(yīng)用情況北武夷山隧道安全、質(zhì)量施工規(guī)范，曾獲得2012年度火車頭獎(jiǎng)杯等榮譽(yù)稱號(hào)；2013—2015年獲得省部級(jí)工法2項(xiàng)、國(guó)家級(jí)工法1項(xiàng)；2014年獲得國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng)；2016年獲得中國(guó)鐵道建筑總公司科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

5 貴廣鐵路天平山隧道工程

工程概況天平山隧道全長(zhǎng)14 009 m，為貴廣鐵路全線第三長(zhǎng)隧，穿越廣西壽城省級(jí)自然保護(hù)區(qū)。隧道主要穿越頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖地層，最大埋深775 m，其中高地應(yīng)力軟巖大變形段達(dá)2.4 km，斷層突水風(fēng)險(xiǎn)段400 m，為原鐵道部批復(fù)的Ⅰ級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)隧道，總投資12.1億元。隧道設(shè)計(jì)中依托部控科研項(xiàng)目，開(kāi)展理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行科研攻關(guān)，于斜井中設(shè)置實(shí)驗(yàn)段，合理選取支護(hù)參數(shù)，解決了大斷面軟巖大變形控制難題，成功穿越2.4 km軟巖大變形段，合修貴廣第三長(zhǎng)隧，節(jié)約投資4.2億元，并取得多項(xiàng)科研成果，被評(píng)為“國(guó)際領(lǐng)先水平”。天平山隧道由中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)，中鐵十二局集團(tuán)有限公司施工建設(shè)。

項(xiàng)目主要技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)對(duì)軟巖變形特征與控制技術(shù)開(kāi)展科研攻關(guān)，形成了一套軟弱圍巖隧道施工變形綜合控制技術(shù)體系；科研攻關(guān)解決大斷面軟巖大變形控制難題，成功合修貴廣第三長(zhǎng)隧，節(jié)約投資4.2億元；采取綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、超前注漿堵水、H 型鋼加強(qiáng)支護(hù)等措施，成功在導(dǎo)水軟巖斷層破碎帶中長(zhǎng)距離并行下穿黃沙河；貫徹“綠色貴廣”設(shè)計(jì)理念，成功穿越省級(jí)自然保護(hù)區(qū)；設(shè)計(jì)具有多項(xiàng)創(chuàng)新：首次提出了隧道軟弱圍巖定義、分級(jí)及對(duì)應(yīng)的支護(hù)設(shè)計(jì)形式與參數(shù)；揭示了軟弱圍巖隧道施工時(shí)、空變形特征；形成了基于塑性應(yīng)變突變理論的軟弱圍巖隧道穩(wěn)定位移判別方法和基于支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的變形管理基準(zhǔn)；形成軟弱圍巖隧道空間變形綜合控制技術(shù)。

項(xiàng)目成果及應(yīng)用情況相關(guān)技術(shù)獲得2014年度中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)“一等獎(jiǎng)”、2015年度中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)“二等獎(jiǎng)”、2012年度廣西科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)“二等獎(jiǎng)”、2015年度山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)“二等獎(jiǎng)”、2015年度中國(guó)鐵道建設(shè)總公司科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)“二等獎(jiǎng)”；獲得4項(xiàng)發(fā)明專利；獲得7項(xiàng)實(shí)用新型專利；出版3本專著。

工程獲得2016年度中鐵二院優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)；依托本工程獲得：中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)一、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，廣西省、山西省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，中國(guó)鐵道建設(shè)總公司科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，申請(qǐng)專利11項(xiàng)。

6 北京至石家莊鐵路客運(yùn)專線石家莊六線隧道

工程概況石家莊六線隧道位于石家莊市區(qū)，自北向南縱穿石家莊市，是一條六線并行(局部七線)、普速與高速并行的龐大地下隧道工程。隧道進(jìn)口里程為DK278+000，出口里程為DK282+980，隧道全長(zhǎng)4 980 m。隧道內(nèi)線路從左至右(面向北京)依次為改建京廣線、京石客專和石青客專，均為雙線隧道，速度目標(biāo)值分別為160、350、160 km/h。石太聯(lián)絡(luò)線為單線，速度目標(biāo)值為120 km/h。

隧道結(jié)構(gòu)斷面型式繁多，結(jié)構(gòu)斷面寬度26～50 m，結(jié)構(gòu)高度約13 m，隧道最大埋深約22 m(至基坑底)；隧道下穿既有石太直通線段(80 m)采用大斷面淺埋暗挖法施工、下穿市政道路段(218 m)采用蓋挖法施工，其他段落均采用明挖法施工，明挖基坑寬26～50 m，深9.5～21 m，為長(zhǎng)大深基坑工程。石家莊六線隧道由中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)，中鐵隧道局集團(tuán)有限公司施工建設(shè)。

項(xiàng)目主要技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)根據(jù)基坑與既有線距離、基坑深度的不同，嚴(yán)格區(qū)分、確定基坑安全等級(jí)，并采用不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式及加固措施；針對(duì)大斷面雙連拱淺埋暗挖隧道下穿既有石太直通線，從施工方法到輔助措施等方面進(jìn)行了詳細(xì)研究，采用大管棚超前支護(hù)，采用中洞法結(jié)合CRD法進(jìn)行分步開(kāi)挖施工，同時(shí)對(duì)既有線路進(jìn)行扣軌加固，對(duì)既有線路基及橋臺(tái)進(jìn)行注漿加固；針對(duì)隧道下穿既有市政道路段落，結(jié)合交通疏解、管線遷改方案，確定了分幅施做蓋板的蓋挖半逆作工法；隧道設(shè)計(jì)過(guò)程中為后續(xù)的地鐵、城市地下商業(yè)開(kāi)發(fā)預(yù)留條件；針對(duì)超長(zhǎng)、超大、超深的明挖基坑工程的雨季防洪、隧道分段快速施工、錨索在砂質(zhì)地層中的應(yīng)用、不同圍護(hù)支撐體系結(jié)合部的處理、為避免局部支撐構(gòu)件失效引起整個(gè)基坑的失穩(wěn)而進(jìn)行超靜定支護(hù)體系的設(shè)計(jì)、臨近既有線的大型基坑開(kāi)挖引起的沉降、變形預(yù)測(cè)等方面結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了詳細(xì)研究，確定了合理的設(shè)計(jì)參數(shù)、制定了合理施工措施，確保的工程的順利實(shí)施，并為今后同類工程提供參考。

項(xiàng)目成果及應(yīng)用情況2014年度鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)公司優(yōu)秀設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。

7 六沾鐵路烏蒙山二號(hào)隧道

工程概況烏蒙山二號(hào)隧道位于貴州省六盤水市境內(nèi)，全長(zhǎng)12.260 km，為設(shè)計(jì)時(shí)速160 km的單洞雙線特長(zhǎng)隧道，鋪設(shè)雙塊式無(wú)砟軌道，是六沾鐵路的控制性工程。全隧單面下坡，洞身穿越地形艱險(xiǎn)的長(zhǎng)江、珠江兩大水系分水嶺地帶—云貴高原東部烏蒙山區(qū)，最大埋深約450 m，其工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜；隧道洞身約8 km位于本區(qū)域主要的儲(chǔ)水構(gòu)造—樹(shù)舍向斜內(nèi)，全隧通過(guò)8條斷層、14處可溶巖與非可溶巖接觸帶、長(zhǎng)5.06 km的巖溶強(qiáng)烈發(fā)育段及1.1 km物探異常區(qū)，最大涌水量22.9×105m3/d。本隧主要工程地質(zhì)特征表現(xiàn)為高壓、富水、巖溶發(fā)育，為極高風(fēng)險(xiǎn)隧道。烏蒙山二號(hào)隧道由中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)，中國(guó)鐵建大橋工程局集團(tuán)有限公司與中鐵二十二局集團(tuán)有限公司聯(lián)合施工建設(shè)。

項(xiàng)目主要技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)形成了適合軟弱圍巖中修建特大跨度四線車站隧道的設(shè)計(jì)方法：提出了指導(dǎo)特大跨度四線車站隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)；形成了艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路特大跨度軟巖隧道進(jìn)洞技術(shù)；建立了適合淺埋段的“臺(tái)基拱形復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)”及“復(fù)合雙側(cè)壁撐索轉(zhuǎn)換施工工法”；建立了適合深埋段的“三臺(tái)階索轉(zhuǎn)換及以索代撐施工工法”；在全隧風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)的基礎(chǔ)上，基于“風(fēng)險(xiǎn)可控”的設(shè)計(jì)理念，建立了單面坡特長(zhǎng)隧道工區(qū)劃分、輔助坑道配置、防排水體系構(gòu)建的設(shè)計(jì)方法。

項(xiàng)目成果及應(yīng)用情況《烏蒙山二號(hào)四線車站隧道技術(shù)研究》獲2012年度中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司科學(xué)技術(shù)成果一等獎(jiǎng)；2012年度中國(guó)鐵路工程總公司科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；2013年度中國(guó)施工企業(yè)管理協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。《六沾鐵路烏蒙山二號(hào)隧道》獲2013年度中鐵二院優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。

8 滬昆高鐵雪峰山一號(hào)隧道

工程概況雪峰山一號(hào)隧道位于溆浦南站與新化南站之間的雪峰山隧道群，為客運(yùn)專線單孔雙線隧道，設(shè)計(jì)行車速度350 km/h。隧道全長(zhǎng)11 670 m，為滬昆客專長(zhǎng)昆湖南段最長(zhǎng)隧道。隧道明洞段145 m，隧道線間距5.0 m，隧道凈空有效面積為100 m2；輔助坑道有3處斜井和1處橫洞。設(shè)計(jì)以新奧法原理為基礎(chǔ)，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，根據(jù)圍巖級(jí)別不同分別采用臺(tái)階法、三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法、CD法、CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等多種工法施工。雪峰山一號(hào)隧道由中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)，中鐵十二局集團(tuán)有限公司施工建設(shè)。

項(xiàng)目主要技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)超前大管棚注漿、超前帷幕注漿、超前小導(dǎo)管等預(yù)支護(hù)技術(shù)；可調(diào)式變頻風(fēng)機(jī)，大直徑軟管長(zhǎng)距離壓入式通風(fēng)技術(shù)；隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)；斷面測(cè)量技術(shù)。

項(xiàng)目成果及應(yīng)用情況2013年12月榮獲“中鐵十二局集團(tuán)公司優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)”。