大断面铁路隧道施工技术与造价分析

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大断面铁路隧道施工技术与造价分析

于跟社

中铁十一局集团有限公司 经计部

湖北武汉 摘 要 介绍了按双层集装箱设计的大断面铁路隧道浅埋偏压段及软弱膨胀围岩的施工技术及造价指标分

析∀

关键词 大断面 铁路隧道 施工技术 造价分析

中图分类号 文献标识码 文章编号

收稿日期

作者简介 于跟社 男 陕西富平县人 工程师 年毕业

于石家庄铁道学院

现从事计划经营管理工作∀ 工程概况

我集团公司中标施工的某双线电气化铁路隧道 全长 海拔高度约 采用双层集装箱限

界设计 见图 图 在国内为首次采用∀隧道最大开挖宽度 最大开挖高度

最大开挖断面积 ∀隧道主要通过地层地质为第四系上更新统风积砂黄土 洪积粉质粘土 卵石及白垩系泥岩∀隧道进口覆盖层浅 洞口最浅处为 洞口 范围内为滑坡体浅埋偏压隧道 大部分地段为软弱泥岩 节理发育 具有强膨胀性 施工难度较大

∀

图 φτ φτ单线内轮廊 单位 χ

图 φτ φτ双线内轮廓 单位 χ

施工方案

双层集装箱限界隧道与普通限界隧道的区别是

由于加宽加高 两侧各加宽 使得施工采用的钻孔台架及衬砌台车段面相应增大 同时每米成洞工料机消耗量也相应增加∀根据隧道的地质条件和设计要求 采取以下施工方案

新奥法施工∀光面爆破

无轨运输 充分发挥围岩自身成拱及支护作用 在隧道加宽加高的情况下 为确保工期 提高工效 采用机械化开挖 全断面一次衬砌 级围岩短台阶法施工∀按信息化设计与施工方法的要求 进行监控量测 及时收集分析数据 提供信息 进行反馈 随时调整施工参数 以指导施工∀

对进口 范围内滑坡体浅埋偏压地段 采取地表注浆 地表砂浆锚杆加固及洞内小导管超

前支护

出口 范围注水泥 水玻璃双液浆 并

探讨与研究

铁路工程造价管理 年第 期

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设径向锚杆 钢拱架锚喷紧跟 以保证安全通过∀

施工过程及主要施工技术

开挖∀采用短台阶法开挖∀将断面分为上

下两部分 上半断面采用光面爆破 楔形掏槽 周边眼间距 为 ∗ 装炸药的集中度为θ

下半断面采用预裂爆破 周边眼直径 ∗ 炮眼间距 ∗ 装药集中度 ∗ 爆破器材 雷管采用 ∗ 段非毫秒雷管 隔段使用 炸药为 号岩石硝铵炸药 规格分别为 ≅ ≅ 两种∀当有水时换为乳化

炸药 使用毫秒雷管 周边眼使用 药卷间隔装药结构 其余炮眼均用 药卷 ∀爆破完毕后 人工风镐配合 型挖掘机开挖 装碴∀根据围岩情况 台阶长度取 ∗ 每次开挖进尺控制在

以内∀施工下半断面时

先跳槽开挖左右两侧马口 待两侧喷锚工字钢支护完成后 再采用纵向跳槽落底 中间留核心土∀采用挖中槽跳槽马口时 马口长度为 ∗ ∀

对软弱围岩的开挖若采用单纯爆破会造成很大

的超挖或欠挖 用人工持风镐清邦不会造成超欠挖 但速度很慢 经济效益低∀在施工中 结合该隧道围岩的实际情况 改进了开挖斗齿 主要是在挖掘机的

斗的两侧焊接一个销子 用特殊钢材 厚的钢板 制作的月牙形斗齿装上 开挖右侧时装在右边 开挖左侧时装在左侧 并用两个销子锁紧∀月牙形斗齿长出挖斗

这样 开挖时可以将力集中在一点 月牙形斗齿的刀尖上 以提高破岩的能力∀改

造图见图 ∀

经过改进的月牙形斗齿不仅提高了开挖速度 而且还很好的控制了超欠挖 提高了开挖速度∀每个循环开挖时最少减少超挖 光喷射混凝土一项就可节约 多万元 同时每天开挖时间还可节约 小时左右

提高了经济效益∀ 初期支护∀初期支护是由锚杆 钢筋网 钢

架和喷射混凝土 掺玻璃纤维 组成的一种联合受力结构∀为保护围岩的天然承载力 初期支护及时跟进施工∀

级围岩地段拱部按设计要求拱墙设 榀

型钢钢架 拱部采用超前小导管 钢管 ∗

进行超前支护∀其中

∗ 段注水泥 水玻璃双液浆

固结围岩

说明 图中尺寸以 计

月牙形斗齿的材料为 厚的钢板制作

一组共 片 左右各 片

每片月牙形斗齿侧面钻 的孔

用于与挖掘机挖斗联接

确保开挖软弱围岩时月牙形斗齿稳固有力∀ 在挖掘机挖斗两侧各焊接一个锁槽

用于固定月牙形斗齿∀ 开挖左侧时用左侧的月牙形斗齿

开挖右侧时用右侧的月牙形斗齿∀

在软弱围岩施工中使用月牙形斗齿可以提高开挖速度

减少围岩的超欠挖数量∀

图 挖掘机月牙形斗齿改进示意图

增强钢管刚度 并设径向锚杆 锚杆长

间距 ≅

全断面设 ≅ 钢筋网 间距为 ≅ ∀ ∗ 段拱墙设

系统锚杆 锚杆长 间距 ≅

全断面设 ≅ 钢筋网 间距为 ≅

拱墙设 榀 的格栅钢架∀

施工顺序为 初喷混凝土封闭岩面 施作系统

结构 锚杆

挂设钢筋网 安装钢架 施作拱部超前支护和二次喷射混凝土 监控量测 修正支护参

数

进行下一循环∀ 仰拱施工∀该隧道全地段设仰拱 拱墙初期支护完成后 为防止隧道围岩软化 要及时左右错位

跳挖仰拱

安装仰拱拱架 有的地段没有拱架 进行仰拱混凝土施工 含仰拱底部喷射 厚混凝土 使初期支护尽快闭合成环 构成稳固的初期支护体系∀

衬砌施工∀按设计材料和技术参数全断面施作 防水板 并采用无钉铺设工艺 将防水板背后的挂带挂到预先焊接在钢架上的挂环上 用自

动热合爬行机来粘合施工缝

并视初期支护的平整情况 将防水板留有一定的富余量 以防过紧而被混

凝土挤破∀

混凝土衬砌采用全断面液压钢模台车 泵送混凝土灌注∀混凝土拌合采用自动计量拌合 混凝土

输送车运输∀左右对称灌注

防止台车偏移 设置制式挡头模板

确保施工缝处混凝土质量∀ 监控量测∀软弱膨胀泥岩的特性 软弱

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及遇水强膨胀性 以及采用新奥法施工方法决定了监控量测是隧道施工的重要工作之一∀隧道开挖后应及时进行支护 并设置观测点 通过量测分析处理

掌握围岩及支护结构的稳定状况 如发现问题 要及时反馈给有关部门 以便改变施工方法 调整支护参数 确定二衬支护时间∀

主要工程造价指标分析

对于国内首条双层集装箱限界铁路隧道 套用原有定额已不能准确反映工程造价∀因此 根据该工程的实际施工情况 对各工序进行了工料机测定 根据测定资料 分析造价指标作为测定工料机消耗费用合计 未考虑其他费用∀设测定资料是按在正常施工条件下测得

人工和机械幅度差未考虑 仅供参考∀下面以 级围岩为例进行分析∀

级围岩开挖造价指标分析

每开挖一个循环

平均工料机消耗数量及造价分析见表 ∗表 ∀

工作内容 准备∀简易台架就位 测量划线 钻眼 爆破 通风除尘∀ 装 运碴∀

表 小组分工及工作时间 人工消耗数量统计 表

序号

小组成员及分工小组人数

总工作时间

备注

掘进工班 打眼 装药 放炮 锚杆眼

不包括司机

工

出碴工班 人工扒碴 装碴 运输 碴场平整 风水电工班 洞内风水电管线安装及维护

测量工班 测量放线

表 材料消耗数量统计表

序号

材料名称及规格单位

数量单价 元

备 注

硝铵炸药 号岩石

乳化炸药

非电毫秒雷管脚线 发 火雷管 号金属壳发

导火索 棉纱

合金钻头 个

合金工具钢 空心 电力电缆 ≅ 玻璃纤维通风管

钻孔台架摊销元 管线路使用费元 照明及其它材料费

元

电

水

材料单价为现场采购价

表 机械配备数量统计表

序号

机械名称及规格单位数量

司机工人数

纯作业时间 台班单价 元 台班

备注

风动凿岩机 手持式 台 电动空压机 台

装载机 台 挖掘机 台 自卸汽车奔驰 辆

轴流通风机

台

台班单

价执行铁

建

号文表 造价指标分析 工 料 机费用 表

项目

名称

工费 元 综合工费 元 工日料费

元 机械

使用

费 元 合计 元

一个循环 数量 造价指标 元

开挖

级

围岩

总工日

Υ 工日

工费 ≅

级围岩复合衬砌工程造价指标分析

每衬砌 拱墙 一个循环 平均工料机消耗数量及造价分析见表 ∗表 ∀

工作内容 衬砌台车安拆 走行 模板制作 安

拆 浇注 养护 拆模∀

表 造价指标分析 工料机费用 表序号

小组成员及分工

小组人

数 人 总工作时间

备注 拌合工班 生产及运输

不包括

司机工

模板工班 二次衬砌模板及止水条安设

二衬工班 二衬混凝土浇注

风水电工班 洞内风水电管线安装及维护

测量工班 测量放线

表 材料消耗数量统计表

序号

材料名称及规格单位数量

单价 元

备注

镀锌低碳钢丝 ∗

铁件 铁钉 水泥钉

原水 小 中方

板材 板厚 ∗

普通水泥

中粗砂 碎石 以内 泵送剂 电力电缆 ≅

衬砌台车使用费元 其它材料费元

管线路使用费元 照明及其它材料费元

电

水

材料单价为

现场采购价 混凝土标号 号

实际配合比 水泥Β砂Β碎石Β水Β泵送剂 Β Β Β Β

砂含水率按 考虑

损耗 水泥 碎石 砂 ∀

下转第 页

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表 机械配备数量统计表

序

号

机械名称及规格

单位数

量

司机工人数纯作业时间 台班单

价 元

台班 备注

装载机

台

台班单价

执行铁建

号文

配料机 台 混凝土搅拌机 台 混凝土输送车

辆

混凝土输送车

辆

混凝土输送泵 台 混凝土内部振动器

δ

台

轴流通风机

台

以内载重汽车台

其它机械使用费

元

表 造价指标分析 工料机费用 表

工费 元 综合工费 元 工日料费 元

机械

使用

费 元 合计 元 一个衬砌

循环

混凝土数

量

造价指标 元

总工日

工日工费 ≅ Υ

结束语

铁道部建设管理司 关于铁路大中型建设项目

施工招投标有关问题的通知 建工 号文 已实施 这说明建筑市场竞争日趋激烈 利润空间大

幅缩小

面对这种态势 必须加强铁路工程成本管理∀此文对高原地区大断面铁路隧道的主要施工技

术进行了简要论述

并就其工程成本造价指标 工料机消耗 进行了测定和分析

希望能为今后同类工程提供参考∀

审稿人 单向华

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