论文部分内容阅读
[摘要]凭借多年来铁路客运专线隧道施工的经验，参考国内铁路客运专线隧道的成功案例，对铁路客运专线隧道工程的施工特点、施工原则、基本施工方法和施工管理的特点做汇总整理。
[关键词]铁路 客运专线 隧道 隧道施工
中图分类号：TB1文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0310090－01
早在04年初，国务院就批复了《中长期铁路网规划》，到2020年全国铁路营业里程将达到10万km/h，其中规划了“四纵四横”铁路快速客运通道以及3个城际快速客运系统，届时建设客运专线1.2万km/h以上，客车速度目标值达到200km/h及以上。4年来，我国的路网规模和路网质量都上一个新的台阶。回顾这四年来，我国在建设较高速度目标值客运专线铁路的经验许多都值得借鉴，笔者就今年来客运专线隧道工程建设的个人实践做一小结，分析其施工管理过程中的新特点，新问题，以期有助于更快、更好地建设客运专线隧道。
一、铁路客运专线隧道工程的施工特点与施工原则
（一）客运专线隧道工程的施工特点
1．空气动力学效应要求的大断面。客运专线隧道要考虑空气动力学效应，使内净空面积增大，单洞双线隧道断面有效面积为100m2。单线隧道断面有效面积为70m2。限速地段当检算行车速度<200km/h时，可采用较小的隧道断面有效面积，但仍比普通铁路的断面积大。断面扩大有三方面原因：（1）为了控制进出洞口的压缩波和微压波(Micro pressurewaves)，提高隧道内乘车的舒适度；（2）提高紧急情况下的防灾救援水平，贯穿整个隧道设置救援通道，双线隧道两侧设置；（3）加强隧道底部结构，增设仰拱。
2．施工环境恶劣，固定在一个狭长封闭的作业空间，具有地下水发育、通风困难、噪声大、采光困难的特点，防排水要求高。客运专线隧道将防水标准定为：“达到《地下工程防水技术规范》(GB50108)规定的一级防水标准，衬砌不允许渗水，结构表面无湿渍”。要求客运专线隧道应重视初期支护防水，防水应以混凝土自防水为主体，以施工缝、变形缝防水为重点，并辅以注浆防水和防水层加强防水，满足结构使用功能。
3．隧道底部质量要求高：“仰拱填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，填充混凝土强度达到设计强度的100%后允许车辆通行”。客运专线隧道必须具有很高的可靠性和结构耐久性，否则在长期列车重载作用及地下水侵蚀的影响下极易被破坏。对结构的沉降控制也要严格要求，若基底发生沉陷、道床翻浆冒泥等病害，不但增加养护维修工作量而且严重影响运营安全。另外，客运专线隧道的断面跨度较大，因此要求高速铁路隧道铺底厚度要增大。
4．衬砌强调新奥法或喷锚构筑法，强调主动支护，为提高喷射混凝土的抗裂特性，设计掺聚脂纤维。普遍采用含附加防水层的复合式衬砌和整体式衬砌，拆模强度验标确定为8MPa。
5．隧道所穿越的围岩是一个十分复杂的地质体，具有不确定性和难以用数值表达的特点，施工前要认真做好地质勘探测量工作，防止遇到天然气涌出等类似特殊情况，采用合理的施工方法和安全技术措施，确保安全施工。
（二）隧道施工应遵循的原则
上述是客运专线隧道施工的一些特殊点，在实际的施工过程中，应当依据工程规模、合同工期合理配备机械设备；建立综合超前地质预报系统；洞门施工遵循早进晚出，确保安全，因地制宜，保护环境，简约实用；先加固，后进洞；勤量测，紧支护；采用信息化施工，动态化管理；开挖、检铺底、衬砌三工序保持合理施工间距，确保快速施工。[1]
二、铁路客运专线隧道质量管理的新特点
铁路客运专线隧道和过去一般铁路隧道施工最大的区别是铁路客运专线的施工要求更加科学合理、更具有人性化、对工程质量的要求更严格。铁道部已颁布的350km/h客运专线暂行技术条件参照了欧洲高速铁路标准和我国秦沈客运专线、青藏铁路建设的经验，与以往铁路建设工程相比，采用了许多新技术、新工艺，并对每个分部工程（产品）的质量指标提出了新要求，比如混凝土增加阻锈剂的使用要求、加强了对隧道防水层防水等级的要求、新增对外加剂中碱含量、硫酸钠、氯离子含量的限值等等；在施工工艺方面，亦在原有的技术条件基础上，新增了要求，如增加了混凝土灌注时入模温度、模板温度的限值(5～35℃)、新增了压浆后3d内温度的限值（高于5℃）、调整了模板安装尺寸允许误差以及混凝土平整度的质量指标等等。这些指标的加入，一方面提高了工程质量，另一方面也对施工管理的水平提出了更高的要求。
为实现客运专线高标准、高质量、达到国际先进水平的目标，设计、科研、施工各部门必须齐心协力，有机结合，各负其责，共同努力；作为质量把关部门更应突破传统的理念和手段，采用新技术新手段对客运专线建设进行控制，以保证客运专线隧道施工质量。而施工单位作为质量构筑的主体，必须根据工程实际情况建立一整套完善的质量控制体系，成立质量管理部门，配备专职质量检验人员，从原材料的采购把关，到半成品、成品的加工出厂，开挖控爆，初支钢架架立联接，初支喷射混凝土厚度、平整度、强度，二衬钢筋制作安装联接，二衬混凝土出厂，模板台车定位及灌注混凝土等，各工艺、工序流程、生产过程，到工程竣工的各个环节都应建立自检、互检、专检的机制，强化质量意识，提高责任感，通过纠正及预防措施力争将“不合格”工程消灭在萌芽中。[2]
最后，要突出隧道安全管理和质量管理在项目管理中的重要性。要树立主动管理的观念，即是隧道施工安全和质量管理应由被动地接受改为主动地预防。“安全第一，质量至上”的思想不能只停留在口号上，而应实实在在地落实在执行安全管理和质量管理的各项制度上。
三、结语
客运专线隧道的施工需要及时总结实际工程经验和教训，研究解决客运专线隧道建设的关键技术，逐步建立符合中国国情的客运专线隧道技术体系。同时，引进循环经验的概念进行设计和施工，硬岩隧道掘进的碴石可加工成混凝土的粗骨料甚至一级道碴，做到“材尽其用”，减少运输；注意环境保护的设计，做到挖填平衡，减少施工环境污染；增加隧道的安全风险评估。
参考文献：
[1]罗琼、耿伟，对铁路客运专线隧道施工的体会和理解[J].隧道建设，2007.6.
[2]柳建斌，浅谈铁路客运专线隧道质量控制[J].铁道标准设计，2007.4.
[3]赵勇、唐国荣，关于客运专线隧道设计与施工的几点意见[J].铁道标准设计，2005.6.
[4]杨新安、廖立坚、王军良，客运专线隧道的设计与施工技术[J].地下空间与工程学报，2007.8.
[关键词]铁路 客运专线 隧道 隧道施工
中图分类号：TB1文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0310090－01
早在04年初，国务院就批复了《中长期铁路网规划》，到2020年全国铁路营业里程将达到10万km/h，其中规划了“四纵四横”铁路快速客运通道以及3个城际快速客运系统，届时建设客运专线1.2万km/h以上，客车速度目标值达到200km/h及以上。4年来，我国的路网规模和路网质量都上一个新的台阶。回顾这四年来，我国在建设较高速度目标值客运专线铁路的经验许多都值得借鉴，笔者就今年来客运专线隧道工程建设的个人实践做一小结，分析其施工管理过程中的新特点，新问题，以期有助于更快、更好地建设客运专线隧道。
一、铁路客运专线隧道工程的施工特点与施工原则
（一）客运专线隧道工程的施工特点
1．空气动力学效应要求的大断面。客运专线隧道要考虑空气动力学效应，使内净空面积增大，单洞双线隧道断面有效面积为100m2。单线隧道断面有效面积为70m2。限速地段当检算行车速度<200km/h时，可采用较小的隧道断面有效面积，但仍比普通铁路的断面积大。断面扩大有三方面原因：（1）为了控制进出洞口的压缩波和微压波(Micro pressurewaves)，提高隧道内乘车的舒适度；（2）提高紧急情况下的防灾救援水平，贯穿整个隧道设置救援通道，双线隧道两侧设置；（3）加强隧道底部结构，增设仰拱。
2．施工环境恶劣，固定在一个狭长封闭的作业空间，具有地下水发育、通风困难、噪声大、采光困难的特点，防排水要求高。客运专线隧道将防水标准定为：“达到《地下工程防水技术规范》(GB50108)规定的一级防水标准，衬砌不允许渗水，结构表面无湿渍”。要求客运专线隧道应重视初期支护防水，防水应以混凝土自防水为主体，以施工缝、变形缝防水为重点，并辅以注浆防水和防水层加强防水，满足结构使用功能。
3．隧道底部质量要求高：“仰拱填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，填充混凝土强度达到设计强度的100%后允许车辆通行”。客运专线隧道必须具有很高的可靠性和结构耐久性，否则在长期列车重载作用及地下水侵蚀的影响下极易被破坏。对结构的沉降控制也要严格要求，若基底发生沉陷、道床翻浆冒泥等病害，不但增加养护维修工作量而且严重影响运营安全。另外，客运专线隧道的断面跨度较大，因此要求高速铁路隧道铺底厚度要增大。
4．衬砌强调新奥法或喷锚构筑法，强调主动支护，为提高喷射混凝土的抗裂特性，设计掺聚脂纤维。普遍采用含附加防水层的复合式衬砌和整体式衬砌，拆模强度验标确定为8MPa。
5．隧道所穿越的围岩是一个十分复杂的地质体，具有不确定性和难以用数值表达的特点，施工前要认真做好地质勘探测量工作，防止遇到天然气涌出等类似特殊情况，采用合理的施工方法和安全技术措施，确保安全施工。
（二）隧道施工应遵循的原则
上述是客运专线隧道施工的一些特殊点，在实际的施工过程中，应当依据工程规模、合同工期合理配备机械设备；建立综合超前地质预报系统；洞门施工遵循早进晚出，确保安全，因地制宜，保护环境，简约实用；先加固，后进洞；勤量测，紧支护；采用信息化施工，动态化管理；开挖、检铺底、衬砌三工序保持合理施工间距，确保快速施工。[1]
二、铁路客运专线隧道质量管理的新特点
铁路客运专线隧道和过去一般铁路隧道施工最大的区别是铁路客运专线的施工要求更加科学合理、更具有人性化、对工程质量的要求更严格。铁道部已颁布的350km/h客运专线暂行技术条件参照了欧洲高速铁路标准和我国秦沈客运专线、青藏铁路建设的经验，与以往铁路建设工程相比，采用了许多新技术、新工艺，并对每个分部工程（产品）的质量指标提出了新要求，比如混凝土增加阻锈剂的使用要求、加强了对隧道防水层防水等级的要求、新增对外加剂中碱含量、硫酸钠、氯离子含量的限值等等；在施工工艺方面，亦在原有的技术条件基础上，新增了要求，如增加了混凝土灌注时入模温度、模板温度的限值(5～35℃)、新增了压浆后3d内温度的限值（高于5℃）、调整了模板安装尺寸允许误差以及混凝土平整度的质量指标等等。这些指标的加入，一方面提高了工程质量，另一方面也对施工管理的水平提出了更高的要求。
为实现客运专线高标准、高质量、达到国际先进水平的目标，设计、科研、施工各部门必须齐心协力，有机结合，各负其责，共同努力；作为质量把关部门更应突破传统的理念和手段，采用新技术新手段对客运专线建设进行控制，以保证客运专线隧道施工质量。而施工单位作为质量构筑的主体，必须根据工程实际情况建立一整套完善的质量控制体系，成立质量管理部门，配备专职质量检验人员，从原材料的采购把关，到半成品、成品的加工出厂，开挖控爆，初支钢架架立联接，初支喷射混凝土厚度、平整度、强度，二衬钢筋制作安装联接，二衬混凝土出厂，模板台车定位及灌注混凝土等，各工艺、工序流程、生产过程，到工程竣工的各个环节都应建立自检、互检、专检的机制，强化质量意识，提高责任感，通过纠正及预防措施力争将“不合格”工程消灭在萌芽中。[2]
最后，要突出隧道安全管理和质量管理在项目管理中的重要性。要树立主动管理的观念，即是隧道施工安全和质量管理应由被动地接受改为主动地预防。“安全第一，质量至上”的思想不能只停留在口号上，而应实实在在地落实在执行安全管理和质量管理的各项制度上。
三、结语
客运专线隧道的施工需要及时总结实际工程经验和教训，研究解决客运专线隧道建设的关键技术，逐步建立符合中国国情的客运专线隧道技术体系。同时，引进循环经验的概念进行设计和施工，硬岩隧道掘进的碴石可加工成混凝土的粗骨料甚至一级道碴，做到“材尽其用”，减少运输；注意环境保护的设计，做到挖填平衡，减少施工环境污染；增加隧道的安全风险评估。
参考文献：
[1]罗琼、耿伟，对铁路客运专线隧道施工的体会和理解[J].隧道建设，2007.6.
[2]柳建斌，浅谈铁路客运专线隧道质量控制[J].铁道标准设计，2007.4.
[3]赵勇、唐国荣，关于客运专线隧道设计与施工的几点意见[J].铁道标准设计，2005.6.
[4]杨新安、廖立坚、王军良，客运专线隧道的设计与施工技术[J].地下空间与工程学报，2007.8.