前言
中国是世界上隧道和地下工程最多、发展最快、水文地质及结构形式最复杂的国家。目前,我国铁路运输步入“高速时代”,高速铁路扩大了城市通勤范围,快速连接各大城市。高铁的发展带动了基础设施建设,既有铁路线难以满足高铁运行标准,需要修建大量的桥梁与隧道作为线路工程的基础。隧道施工常常是整条线路修筑过程的“硬骨头”,地质条件复杂、施工环境恶劣等因素常困扰着铁路隧道施工人员,面对复杂的山体地质条件,如何进行地质调查、线路选择、施工设计、人员组织、应急预案等工作,都是摆在人们面前的一道道难题。
新建怀邵衡铁路自怀化南编组站引出而止于衡阳市衡茶吉线颜家垄站,正线全长318km,将连接京广和沪昆两条高铁,使湖南高铁网络实现闭环,形成高铁“金三角”,在铁路路网中具有非常重要的战略意义和作用。怀邵衡铁路全段共需开挖隧道41座,属典型的山区丘陵铁路。而岩鹰鞍隧道F4断层为断裂密集破碎带,构造复杂且围岩稳定性极差,施工中可能发生突水突砂等灾害性事故,隧道施工及运营风险极高,是怀邵衡铁路控制性高风险工程。对高角度逆冲富水富砂断层带隧道施工,国内尚无成熟施工经验借鉴,如何安全、优质、按期完成隧道施工,并确保运营期间结构安全可靠,成为参建单位研究的重大课题。
中铁二十局集团有限公司联合西南交通大学组建课题组,就岩鹰鞍隧道建设技术,开展了大量的研究工作,进行了系统深入研究,本书的内容就是研究成果的综述,总结了本工程在地质勘察、排水降压、注浆加固、迂回绕行、支护结构、施工工法、应急救援逃生、信息化管理等方面所取得的成果。
本书由邓勇策划并与肖清华、吴应明、张旭辉共同主编,参加课题研究和本书编写工作的还有任少强、赵崇科、刘庭联、高雷州、周中财、张乃乐、郭朋超、薛琪、王克俭、赵志辉、杨文、李校珂、刘建国、邓川、赵伟、陈桥枫、孙振坤、艾健森、邱瑞成、朱洪江、丁猛、袁文。全书分为十二章,第一部分通过案例综述了断层带隧道施工灾害及控制的研究现状,重点介绍了国内外断层带隧道施工方法;第二部分为高角度逆冲富水富砂逆冲断层带构造特性及隧道施工致灾模式的研究;第三部分为综合超前地质预报技术;第四部分为高角度逆冲富水富砂隧道断层带“分水降压”与绕行技术。第五部分为富水富砂断层前向注浆及其效果检测技术;第六部分为高角度逆冲富水富砂断层带隧道开挖工法;第七部分为高角度逆冲富水富砂断层带隧道控制爆破技术;第八部分为高压涌水涌砂隧道双层初期支护机理及监测技术;第九部分为穿富水富砂断层带隧道施工稳定性分析;第十部分为全断面正向掘进爆破震动影响及其工程控制对策;第十一部分为断层带隧道施工综合信息技术研究;第十二部分为涌水涌砂断层隧道施工安全保证及应急逃生救援技术。
本书的撰写,一方面展示怀邵衡铁路修筑过程中的艰辛与不易,尽管困难重重,但最终都通过对问题的分析研究逐一解决;另一方面也期望本书能为类似地质条件下的隧道设计和施工提供示范和参考,拓宽行业应用范围,促进施工技术水平提升。
由于时间紧凑,书中难免存在疏漏之处,敬请读者批评指正。