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摘 要:随着我国经济水平和科技水平的不断提升,我国铁路隧道施工水平也在不断提升。通过我国几代人的施工实践,特别是在中华人民共和国成立以后,铁路建设逐渐开始走向一个新的发展时期。本文简要分析了当下我国铁路隧道施工过程中所选用的施工方法,并在此基础上探讨了它们的适应性,希望能够为我国铁路隧道施工提供一定的参考和帮助。
关键词:铁路隧道;施工方法;适应性探析
随着我国杰出工程师詹天佑经过不断的努力,克服了无数困难终于将京张铁路八达岭隧道建设完工后,我国的铁路建设逐渐步入到一个全新时代,不再依靠国外帮助来修建铁路隧道。通过我国几代人的不断努力,对隧道施工技术和机械的不断创新、借鉴、吸收以及全新设备、技术、材料以及工艺的运用,让我国的铁路建设从简单的人力开挖逐渐跻身于世界先进隧道修建技术行列中去。我国铁路建设逐步走向持续、稳定发展。
1 铁路隧道的施工方法
1.1 钻爆法
所谓钻爆法就是通过打眼和放炮的一种隧道掘进方法。传统钻爆法运用最广泛的时期是在我国的20世纪70年代,90年代后开始逐渐减少,而到了当下,我國铁路隧道施工过程中已经不再使用这种施工方法。当下铁路隧道施工中所使用的钻爆法,结合了新奥法原理。新奥法原理结合了隧道工程经验和岩体力学理论,并组合锚杆和喷射混凝土,以此为主要支护手段的一种新型的隧道施工方法。其主要功能是能够让围岩的自承作用得到充分发挥,锚杆和喷射混凝土的主要作用在于对围岩进行加固[1]。当下钻爆法的主要发展方向是努力让开挖成洞的速度提升起来,让自身的应变能力得以提高,促使工程成本能够降低以及让施工作业环境条件和技术得到有效改善。其中最为重要的一个课题则是对隧道施工机械化和自动化水平进行研究和提升。
1.2 掘进机法
隧道掘进机主要有两种,一种是盾构,主要是指用于软土底层的隧道掘进机,另一种是TBM,主要是指岩石地层的隧道掘进机。第一台掘进机是由美国在1956年研制而成,一经推出就得到了非常广泛运用。而我国则是在九年后逐渐研制出来的,但是我国掘进机在核心技术上还不过关,投入到施工中后,几乎没有得到实质性的帮助,从而也就逐渐停滞发展。随着我国西安-安康铁路秦岭Ⅰ线隧道运用TBM修建完成后,随后西安至南京铁路磨沟岭和桃花铺一号隧道也借助于TBM而逐渐修建完成。
2 铁路隧道施工方法的适应性
选择隧道施工方法需要相关人员的学识、经验、毅力以及创新精神。此外对施工方法进行选择的过程中还需要考虑到诸多影响因素,如:工程的重要性、隧道所处地区的地质条件、施工技术条件和相关机械设备情况、施工过程中动力和原材料的供应情况、所产生的经济和与社会效益、施工安全情况以及相关污染与地面沉降等环境方面的要求和限制[2]。
通常情况下,取决定性因素的主要是工期要求和经济效益,在经济能够得到保证的基础上,判定隧道施工水平和施工方法的主要标准就是隧道施工的工期。通过相关权威人士的实践经验表明,短或者中长隧道普遍使用的施工方法都是钻爆法,但是在选择特长隧道施工方法上却依旧没有得到统一。
此外,隧道断面、地质遗迹交通地理条件也是需要进行考虑的因素。具我国相关研究显示,TBM法相对于钻爆法,具有更加高的施工成本,当隧道的长度和直径之间的比例在600以上时,亦或者隧道长度在6km以上时,最为经济的施工方法则应该是TBM法。而在我国,很多人认为只有当隧道长度在10km以上的时候,运用TBM法才最为经济。就目前而言,我国当下正在修建或已完成的铁路隧道中,隧道长度超过10km以上的有七十八座,但是其中只有三座单线隧道选择的施工方法为TBM,而且还是联合钻爆法一起修建的[3]。
虽然我国已经在铁路隧道施工中运用起TBM法,但是这只能说明我国已经初步掌握了这种施工技术,并在非常短的时间中对TBM技术的使用环境做到了消化、拓展和丰富,却并不是指我国已经能够对这种施工方法做到有效运用。据相关的数据显示,国外对TBM的利用率远远高于国内,而造成这种现象的原因有很多,其中最为主要的还是使用TBM人员的经验和技术水平因素。例如:在修建秦岭隧道的时候,我国在1998年月均进尺为252.36m,而1999年月均进尺只提升了38.28m,仅为290.64m,修建过程中,月进尺最高也只达到了528.48m;但是在国外,英法海底隧道在修建的时候,单机日进尺最好的成绩达到了51m,而月进尺更是得到了近1km[4]。
TBM在国内,一方面由于使用这种技术需要更高的成本而且所收到的效果又不明显,另一方面我国实际情况是具有较低的工程造价和丰富的劳动力资源,从而也就造成TBM在我国特长隧道施工中依旧还存在较少的应用,钻爆法还是当下我国铁路隧道施工,甚至未来较长时间中主要的施工方法。
3 总结
综上所述,随着我国铁路建设的不断发展,我国隧道施工方法的选择也越来越多,但是最为主要的方法还依旧是钻爆法,对于TBM法,我国应该积极去借鉴国外的使用技术,提升国内相关建设人员的经验和专业水平,从而尽熟练掌握住TBM技术,推动我国特长隧道建设,提升我国铁路隧道建设的整体水平。
参考文献
[1]王明慧,姚云晓,蒋树平.我国铁路隧道施工方法及适应性研究[J].现代隧道技术,2010,(3):1-5,12.
[2]张金荣.大瑞铁路高黎贡山隧道开敞式TBM施工适应性研究[J].中国新技术新产品,2011,(9):73-74.
[3]王俊生,王均勇,李铮,等.既有铁路下方软弱地层中隧道施工方法探讨[J].公路隧道,2013,(4):53-57.
[4]温江涛.高速铁路双线隧道进洞段及洞口浅埋段施工方法研究[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2012,(1):81-85.
关键词:铁路隧道;施工方法;适应性探析
随着我国杰出工程师詹天佑经过不断的努力,克服了无数困难终于将京张铁路八达岭隧道建设完工后,我国的铁路建设逐渐步入到一个全新时代,不再依靠国外帮助来修建铁路隧道。通过我国几代人的不断努力,对隧道施工技术和机械的不断创新、借鉴、吸收以及全新设备、技术、材料以及工艺的运用,让我国的铁路建设从简单的人力开挖逐渐跻身于世界先进隧道修建技术行列中去。我国铁路建设逐步走向持续、稳定发展。
1 铁路隧道的施工方法
1.1 钻爆法
所谓钻爆法就是通过打眼和放炮的一种隧道掘进方法。传统钻爆法运用最广泛的时期是在我国的20世纪70年代,90年代后开始逐渐减少,而到了当下,我國铁路隧道施工过程中已经不再使用这种施工方法。当下铁路隧道施工中所使用的钻爆法,结合了新奥法原理。新奥法原理结合了隧道工程经验和岩体力学理论,并组合锚杆和喷射混凝土,以此为主要支护手段的一种新型的隧道施工方法。其主要功能是能够让围岩的自承作用得到充分发挥,锚杆和喷射混凝土的主要作用在于对围岩进行加固[1]。当下钻爆法的主要发展方向是努力让开挖成洞的速度提升起来,让自身的应变能力得以提高,促使工程成本能够降低以及让施工作业环境条件和技术得到有效改善。其中最为重要的一个课题则是对隧道施工机械化和自动化水平进行研究和提升。
1.2 掘进机法
隧道掘进机主要有两种,一种是盾构,主要是指用于软土底层的隧道掘进机,另一种是TBM,主要是指岩石地层的隧道掘进机。第一台掘进机是由美国在1956年研制而成,一经推出就得到了非常广泛运用。而我国则是在九年后逐渐研制出来的,但是我国掘进机在核心技术上还不过关,投入到施工中后,几乎没有得到实质性的帮助,从而也就逐渐停滞发展。随着我国西安-安康铁路秦岭Ⅰ线隧道运用TBM修建完成后,随后西安至南京铁路磨沟岭和桃花铺一号隧道也借助于TBM而逐渐修建完成。
2 铁路隧道施工方法的适应性
选择隧道施工方法需要相关人员的学识、经验、毅力以及创新精神。此外对施工方法进行选择的过程中还需要考虑到诸多影响因素,如:工程的重要性、隧道所处地区的地质条件、施工技术条件和相关机械设备情况、施工过程中动力和原材料的供应情况、所产生的经济和与社会效益、施工安全情况以及相关污染与地面沉降等环境方面的要求和限制[2]。
通常情况下,取决定性因素的主要是工期要求和经济效益,在经济能够得到保证的基础上,判定隧道施工水平和施工方法的主要标准就是隧道施工的工期。通过相关权威人士的实践经验表明,短或者中长隧道普遍使用的施工方法都是钻爆法,但是在选择特长隧道施工方法上却依旧没有得到统一。
此外,隧道断面、地质遗迹交通地理条件也是需要进行考虑的因素。具我国相关研究显示,TBM法相对于钻爆法,具有更加高的施工成本,当隧道的长度和直径之间的比例在600以上时,亦或者隧道长度在6km以上时,最为经济的施工方法则应该是TBM法。而在我国,很多人认为只有当隧道长度在10km以上的时候,运用TBM法才最为经济。就目前而言,我国当下正在修建或已完成的铁路隧道中,隧道长度超过10km以上的有七十八座,但是其中只有三座单线隧道选择的施工方法为TBM,而且还是联合钻爆法一起修建的[3]。
虽然我国已经在铁路隧道施工中运用起TBM法,但是这只能说明我国已经初步掌握了这种施工技术,并在非常短的时间中对TBM技术的使用环境做到了消化、拓展和丰富,却并不是指我国已经能够对这种施工方法做到有效运用。据相关的数据显示,国外对TBM的利用率远远高于国内,而造成这种现象的原因有很多,其中最为主要的还是使用TBM人员的经验和技术水平因素。例如:在修建秦岭隧道的时候,我国在1998年月均进尺为252.36m,而1999年月均进尺只提升了38.28m,仅为290.64m,修建过程中,月进尺最高也只达到了528.48m;但是在国外,英法海底隧道在修建的时候,单机日进尺最好的成绩达到了51m,而月进尺更是得到了近1km[4]。
TBM在国内,一方面由于使用这种技术需要更高的成本而且所收到的效果又不明显,另一方面我国实际情况是具有较低的工程造价和丰富的劳动力资源,从而也就造成TBM在我国特长隧道施工中依旧还存在较少的应用,钻爆法还是当下我国铁路隧道施工,甚至未来较长时间中主要的施工方法。
3 总结
综上所述,随着我国铁路建设的不断发展,我国隧道施工方法的选择也越来越多,但是最为主要的方法还依旧是钻爆法,对于TBM法,我国应该积极去借鉴国外的使用技术,提升国内相关建设人员的经验和专业水平,从而尽熟练掌握住TBM技术,推动我国特长隧道建设,提升我国铁路隧道建设的整体水平。
参考文献
[1]王明慧,姚云晓,蒋树平.我国铁路隧道施工方法及适应性研究[J].现代隧道技术,2010,(3):1-5,12.
[2]张金荣.大瑞铁路高黎贡山隧道开敞式TBM施工适应性研究[J].中国新技术新产品,2011,(9):73-74.
[3]王俊生,王均勇,李铮,等.既有铁路下方软弱地层中隧道施工方法探讨[J].公路隧道,2013,(4):53-57.
[4]温江涛.高速铁路双线隧道进洞段及洞口浅埋段施工方法研究[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2012,(1):81-85.