关于铁路客运专线长大隧道采用全环整体模筑衬砌结构的探讨PPT文件格式下载.ppt

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l主要病害为衬砌裂损、落石、渗漏水、限界不足、底部断裂、主要病害为衬砌裂损、落石、渗漏水、限界不足、底部断裂、翻浆冒泥等。

翻浆冒泥等。

在隧道病害中，大部分为在隧道病害中，大部分为仰拱病害仰拱病害或由于隧道底部或由于隧道底部薄弱引起隧道其他部位发生病害。

薄弱引起隧道其他部位发生病害。

l到到20032003年底，建成的铁路隧道达年底，建成的铁路隧道达74077407座，总延长座，总延长42074207kmkm。

存在问题不容忽视。

铁路隧道衬砌结构现状调查铁路隧道衬砌结构现状调查q调查对象调查对象1运营铁路隧道：

运营铁路隧道：

成昆、枝柳、丰沙成昆、枝柳、丰沙II线、太焦、京原、京广等干线线、太焦、京原、京广等干线既有隧道既有隧道重点调查喷锚衬砌结构共重点调查喷锚衬砌结构共46座，总长度为座，总长度为17460m。

主要结论主要结论l病害隧道病害隧道29座，总长为座，总长为11226m；

l病害总数病害总数1216m，占被调查总数的占被调查总数的10%左右；

左右；

l在总数为在总数为1216m的病害中，拱部病害只占的病害中，拱部病害只占5%，边墙占边墙占33%，而，而水沟、道床、仰拱等占水沟、道床、仰拱等占62%。

道床裂损道床裂损翻浆冒泥翻浆冒泥q调查对象调查对象2新建铁路隧道新建铁路隧道普通存在的问题普通存在的问题普通衬砌在矮边墙存在纵向施工缝，不少地段普通衬砌在矮边墙存在纵向施工缝，不少地段施工缝有严重渗水施工缝有严重渗水现象；

现象；

环向缝有渗水现象；

仰拱施工质量差，问题多，有的底部变形隆起；

沿隧道方向断面直墙、曲墙形式变化太多，衬沿隧道方向断面直墙、曲墙形式变化太多，衬砌台车反复更换模板，影响施工速度。

砌台车反复更换模板，影响施工速度。

渗漏水严重渗漏水严重施工缝渗水施工缝渗水断面变换复杂断面变换复杂青藏线某隧道青藏线某隧道2004816200311920031219病害发生的主要原因：

病害发生的主要原因：

运营隧道病害很多是发生在底部结构或由底部结构运营隧道病害很多是发生在底部结构或由底部结构质量问题所诱发，究其原因，主要表现在：

质量问题所诱发，究其原因，主要表现在：

l设计方面的不足设计方面的不足l施工工艺和质量监控存在问题施工工艺和质量监控存在问题l运营环境不断发生变化运营环境不断发生变化

（1）设计上的不足设计上的不足l标准图设计理论单一落后标准图设计理论单一落后现行标准衬砌结构设计主要采用“坍落拱”泰沙基理论，主要以防止拱部上方坍落为重点。

现行复合式衬砌结构设计上仍然沿用这一思想。

l“重拱轻底重拱轻底”通常在软弱围岩中才设仰拱，并且往往轻视仰拱的作用，有“重拱轻底”的思想。

不设仰拱的隧道，由于长期受列车荷载及地下水侵蚀的影响，基底岩体易发生开裂破坏，造成隧道病害，在运营过程中常常发生地鼓、翻浆冒泥、道床断裂等病害。

现行隧道衬砌结构设计标准图现行隧道衬砌结构设计标准图现行隧道衬砌结构设计标准图现行隧道衬砌结构设计标准图普通衬砌结构（II类围岩,1986年）普通衬砌结构（II类围岩,1986年）

（2）

（2）施工工艺和质量监控存在问题施工工艺和质量监控存在问题l线路超高、加宽、围岩分类等造成隧道内衬砌结构断面形线路超高、加宽、围岩分类等造成隧道内衬砌结构断面形式繁多，使得施工难度大大增加，成本加大。

式繁多，使得施工难度大大增加，成本加大。

l由于仰拱施工干扰严重，往往造成仰拱施作不能及时。

有由于仰拱施工干扰严重，往往造成仰拱施作不能及时。

有的把仰拱作为后序附带作业项目进行实施，其质量管理存的把仰拱作为后序附带作业项目进行实施，其质量管理存在着薄弱环节，有的质量控制基本上为零。

在着薄弱环节，有的质量控制基本上为零。

l通常先施作衬砌拱墙，后施作仰拱。

仰拱的施作多采用人通常先施作衬砌拱墙，后施作仰拱。

仰拱的施作多采用人工开挖分块浇筑，其施工工艺相对落后。

普通衬砌台车在工开挖分块浇筑，其施工工艺相对落后。

普通衬砌台车在施工前先施作矮边墙，使隧道底部增加纵向工作缝。

施工前先施作矮边墙，使隧道底部增加纵向工作缝。

（3）（3）运营环境不断发生变化运营环境不断发生变化l提提速（高速）速（高速）1990年以来铁路实施年以来铁路实施“全面提速全面提速”战略。

到目前为止，我国铁路旅战略。

到目前为止，我国铁路旅客列车最高运行速度由原来长期徘徊的客列车最高运行速度由原来长期徘徊的80100km/h，提高到提高到140160km/h,非提速区段快速列车运营速度达非提速区段快速列车运营速度达120km/h，其它线路的旅客列其它线路的旅客列车的速度也有一定幅度的提高，并且相应地提高了货物列车的速度。

车的速度也有一定幅度的提高，并且相应地提高了货物列车的速度。

l重重载载在实施全面提速的同时，我国铁路在实施全面提速的同时，我国铁路重载重载运输也迅速发展。

目前，运输也迅速发展。

目前，我国铁路主干线已形成了我国铁路主干线已形成了5000吨级的重载列车，并且达到了相当的规吨级的重载列车，并且达到了相当的规模。

模。

提高列车速度和增加轴重，都加大了列车作用在轨道上的荷载，提高列车速度和增加轴重，都加大了列车作用在轨道上的荷载，加剧了线路的变形和轨下基础的破坏，使路基基床病害日趋严重，维加剧了线路的变形和轨下基础的破坏，使路基基床病害日趋严重，维修工作量增加。

这种病害在隧道内尤为严重。

修工作量增加。

1.2普通衬砌台车存在的问题普通衬砌台车存在的问题

（1）普通模板台车难以克服现行的衬砌结构的不足普通模板台车难以克服现行的衬砌结构的不足传统的衬砌结构采用普通模板台车施筑，在边墙与矮传统的衬砌结构采用普通模板台车施筑，在边墙与矮边墙、底部与矮边墙之间一共会留下边墙、底部与矮边墙之间一共会留下四条施工缝四条施工缝，这种施，这种施工缝会大大减弱隧道底部的结构强度，在运营中很可能成工缝会大大减弱隧道底部的结构强度，在运营中很可能成为地下水上翻的通道，底部的破坏又会引起上部乃至整个为地下水上翻的通道，底部的破坏又会引起上部乃至整个衬砌结构的破坏，从而给衬砌结构带来严重质量隐患。

衬砌结构的破坏，从而给衬砌结构带来严重质量隐患。

普通模板台车施工图普通模板台车施工图1衬砌结构2衬砌台车3施工纵缝

（2）衬砌作业设备落后，与掘进施工不相匹配衬砌作业设备落后，与掘进施工不相匹配传统隧道断面形式和衬砌结构不适应大型机械化施传统隧道断面形式和衬砌结构不适应大型机械化施工及掘进与衬砌的平行作业。

对于长大铁路隧道，由于工及掘进与衬砌的平行作业。

对于长大铁路隧道，由于工期的要求，隧道掘进与衬砌不得不采用平行作业模式，工期的要求，隧道掘进与衬砌不得不采用平行作业模式，如采用传统的衬砌施工设备施筑仰拱时下部不能通过运如采用传统的衬砌施工设备施筑仰拱时下部不能通过运输车辆，这样，模筑衬砌作业往往与其它作业特别是运输车辆，这样，模筑衬砌作业往往与其它作业特别是运输作业发生干扰，从而严重影响隧道施工进度。

输作业发生干扰，从而严重影响隧道施工进度。

普普普普通通通通衬衬衬衬砌砌砌砌台台台台车车车车现现现现场场场场施施施施工工工工2、客运专线采用全环整体模筑衬砌结构、客运专线采用全环整体模筑衬砌结构的必要性的必要性l2.1国内外隧道衬砌结构现状国内外隧道衬砌结构现状l2.2国内外隧道衬砌设备现状国内外隧道衬砌设备现状l2.3客运专线隧道采用全环整体模筑衬砌结构客运专线隧道采用全环整体模筑衬砌结构的必要性的必要性2.1国内外衬砌结构形式现状国内外衬砌结构形式现状特点：

特点：

11、仰拱较厚，加、仰拱较厚，加强了衬砌底部的结强了衬砌底部的结构强度；

构强度；

22、边墙与仰拱圆、边墙与仰拱圆滑过渡，减小墙脚滑过渡，减小墙脚的应力集中。

的应力集中。

l德国双线铁路隧道衬砌断面（普通）德国双线铁路隧道衬砌断面（普通）德国双线铁路隧道衬砌断面（高速德国双线铁路隧道衬砌断面（高速德国双线铁路隧道衬砌断面（高速德国双线铁路隧道衬砌断面（高速92m92m92m92m2222）瑞士菲尔艾那（瑞士菲尔艾那（瑞士菲尔艾那（瑞士菲尔艾那（VereinaVereina）隧道衬砌断面图隧道衬砌断面图隧道衬砌断面图隧道衬砌断面图a）为采用为采用TBM施工的衬砌断面施工的衬砌断面b）为采用矿山法施工的断面形式为采用矿山法施工的断面形式瑞士勒奇山瑞士勒奇山瑞士勒奇山瑞士勒奇山（lotschbenglotschbeng）隧道隧道隧道隧道瑞士勒奇山（lotschbeng）隧道衬砌断面瑞士新圣哥达隧道衬砌断面瑞士新圣哥达隧道衬砌断面TBM施工标准断面图Tavetscher中间地层采用常规法施工秦岭铁路隧道（铁一院设计）秦岭铁路隧道（铁一院设计）秦岭铁路隧道（铁一院设计）秦岭铁路隧道（铁一院设计）我国秦岭铁路隧道TBM施衬砌断面图渝怀线圆梁山隧道（铁二院设计）渝怀线圆梁山隧道（铁二院设计）渝怀线圆梁山隧道乙型结构断面图德国高速铁路隧道断面有效净空德国高速铁路隧道断面有效净空l德国第二代高速铁路隧道断面有效净空德国第二代高速铁路隧道断面有效净空（100m2）l德国科隆德国科隆法兰克福高速铁路费安塔尔隧道法兰克福高速铁路费安塔尔隧道,仰拱下面仰拱下面设排水沟设排水沟总结总结（衬砌结构断面衬砌结构断面）:

l1、净空面积逐渐加大；

、净空面积逐渐加大；

l2、开始重视底部的结构强度：

、开始重视底部的结构强度：

l

（1）底部仰拱加厚）底部仰拱加厚l

（2）墙脚（边墙与仰拱连接处）圆滑过渡）墙脚（边墙与仰拱连接处）圆滑过渡l3、有的把排水沟设置于仰拱下面。

、有的把排水沟设置于仰拱下面。

2.2国内外隧道衬砌设备现状国内外隧道衬砌设备现状l

（1）衬砌施工机械化设备主要有衬砌模板台车、混泥土输衬砌施工机械化设备主要有衬砌模板台车、混泥土输送泵、混凝土搅拌站和混凝土搅拌输送车等，直接影响衬砌送泵、混凝土搅拌站和混凝土搅拌输送车等，直接影响衬砌质量的设备为衬砌模板台车。

质量的设备为衬砌模板台车。

l

（2）衬砌模