TB 10109-1995(条文说明) 铁路隧道辅助坑道技术规范.pdf
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1、UDC P 中华人民共和国行业标准TB TB 10109-95 铁路隧道辅助坑道技术规范Technical code for service gallery 。frail way tunnel 199501-11 发布1995-04-01 实施中华人民共和国铁道部发布铁路隧道辅助坑道技术规范条文说明本条文说明东对重点条文的编制依据,存在的问题,以及在执行中应注意的事项等予以说明。为丁减少篇幅,只列条文号,未抄录原条文。1. O. 1 在40余年我国铁路隧道建设过程中,由于施工和运营需要,各种类型的辅助坑道均作过尝试,并取得一定的经验。为了更有效地发挥各类辅助坑道在施工和运营中的作用,在总结经验
2、的基础上,统一技术标准,故制订本规范。1.0.4 铁路隧道辅助坑道主要根据隧道长度、工期和运营需要,结合地形、地质、水文条件,按施工通风、运营通风、超前探水及排水和防灾等方面的要求,进行技术经济比较,综合考虑设置。并针对具体隧道工程特点,经充分论证确定设置辅助坑道的类型与数量。1.0.5 长隧道或多线隧道应根据施工和运营需要选用不同类型的辅助坑道。长隧道施工,往往工期为主要制约因素,由于增设了辅助坑道,可增加工作面,达到长隧短做,加快施工进度,满足工期要求。解决隧道在施工中因塌方影响工期,可采用增设迂回导坑等措施,或利用平行导坑探测前方不良地质及水文情况,以便采取措施,安全、顺利通过,利于争取
3、工期。满足运营期间,由于通风、排水或防灾等要求,可设置不同类型的辅助坑道,保证运输畅通。1. O. 6 各类辅助坑道的净空要按运输提升和使用要求拟定。凡兼顾运营期间服务者,除应满足使用要求外,尚应符合施工阶段运输提升需要;运营期间元使用要求,仅为施工阶段服务者,应满足运39 输提升设备、通风管道及安全间隙的要求。1. O. 7 根据各类辅助坑道在施工、运营期间的服务性质,确定其设置和处理原则,共分两种情况:(1)按设计要求兼作运营期间服务坑道者,如作为运营期间通风、排水和防灾害的通道使用时,应按永久性建筑物设置,符合使用要求,并做好排水系统。(2)运营期间无使用要求,仅为施工服务者,应本着固本
4、简末的原则,在保证隧道安全的条件下,节省工程投资,并按下列原则处理:各型支护结构在施王期间要有一定的安全度,确保施工安全;在洞(井)口端及辅助坑道与正洞连接段关键部位,在适当长度内应作永久性支护;同时,在洞(井)身位于软弱围岩段或漏水严重地段,支护结构要因地制宜采取加强措施;作好洞(井)身排水系统。以往的教训告诫我们,由于辅助坑道在运营期间不予利用,造成洞(井)身排水不畅或积水严重,引起塌方,甚至威胁隧道安全者甚多,因此,应作好洞(井)身排水系统;为了便于在运营期间进出辅助坑道检查、维修和安全的需要,应在洞(井)口端加设钢架门,竖井应设井帽、钢架门及安全防护网格架等;为安全计,可考虑在洞(井)
5、口端或辅助坑道与正洞连接段采取封闭措施,如用浆砌片石砌筑等,但封闭段要注意排水通畅。1.0.8 在拟定各类辅助坑道洞(井)口位置、施工场地布置及弃碴处理等,往往与农田、水利有着密切关系,如有处置不当将会给农田、水利带来定影响。因此,在考虑上述问题时定要注意不占良田、少占农田、防止弃碴堵塞河道、沟渠、道路交通,要避免影响农田、水利和人民生活用水,同时,还应采取弃碴造田,恢复水源等补救措施。1.0.10 条文中所指尚应符合的国家和铁道部现行的有关标准40 主要有:(1 )(铁路隧道设计规范)(TBJ3-85); (2)(铁路隧道施工规范)(TBJ204-86); (3)(铁路隧道施工技术安全规则)
6、(TB404-87); (4)(铁路线路设计规范)(GBJ90-85); (5 )(矿山井巷工程施工及验收规范)(GBJ213-90); (6刘海凝土结构设计规范)(GBJlO-89); ( 7)(钢结构设计规范)(GBJl7- 88) ; (8月室外排水设计规范)(GBJl4-87); (9 )(锚杆喷射氓凝土支护技术规范)(GBJ86-88)。3.1.1 辅助坑道勘测资料是设计和施工的依据,也是隧道勘测资料的组成部分。过去,由于对辅助坑道的勘测工作重视不够,勘测资料收集不完善,特别是地质描述不甚清楚,因而造成一些辅助坑道没有起到应有的作用,造成一定的损失,延误了工期,增加了工程费用,故作本
7、条规定。3.1.2 特长隧道及长隧道的斜井、竖井一般较长、较深,随之提升设备也较复杂,提升设备的安装及转载要求一定的井口场地,以满足提升能力的要求,故要求井口应有布置提升系统的场地条件。斜井、竖井井口高程高,-旦洪水灌入井口,其后果不难设想。故要求井口高程应满足防洪要求。3.2.1 辅助坑道位置选择时,应选在稳定地层中,避免穿过工程地质、水文地质复杂和严重不良地质地段。但自然界毕竟是多样的和复杂的,因此,在某些情况,如i或特长隧道因工期及通风、排水需要在较差的地质地段设置辅助坑道,还应全面考虑,当技术上可行,经济上合理,也可穿过较复杂的地质地段,但应做到情况明,措施得力,通过较详细的技术经济比
8、较确定。3.2.2 横洞是各类辅助坑道中最方便实用、造价低、设备简单,且正洞工作面的施工进度指标系数最高的一种。但在选用时要特别注意弃碴防护,避免弃碴阻塞河道,危害下游农田及水利设施。3.2.3 设置平行导坑的主要目的是减少工序干扰,解决通风、排41 水、出碴运输加快施工进度并为正洞施工探明地质情况,故条文规定对于不预留第二线的隧道,平行导坑应设在地下水发育或出暗运输方便的一侧。平行导坑的长度应根据施工组织设计确定,在特殊条件下应根据需要设置,如地下水集中地段或有瓦斯涌出地段等在靠隧道中部,此时可适当增长,以解决主要矛盾。平行导坑与隧道的净距采用1520m,在一般的围岩中是可行的,当地质条件不
9、好时,应选用较大的净距,以策安全。3.2.4 设置斜井的主要日的是开辟工作面、缩短工期,因此,选择斜井位置时首先要考虑整个隧道的均衡施工,保证采用斜井施工,达到缩短工期的目的。斜井长度由技术经济比较确定,一般情况下,长隧道的斜井长度不宜大于500m,否则所需要的提升设备要增大,工程造价要提高,运输安装困难,不经济。斜井长度不大于500m、倾角不大于250时,采用2m直径的提升机、4m3侧卸式矿车、双钩提升,提升能力可满足较高施工进度的需要。特长隧道的斜井长度不宜大于900m,原因如上述。当斜井长度不大于900m、倾角不大于25。时,采用2.5m直径的提升机、4m3或6m3侧卸式矿车、双钩提升,
10、提升能力可满足较高施工进度的需要。3.2.5 竖井深度主要受地形条件控制。条件许可时设置简易竖井最好,简易竖井深度宜小于40m,采用吊桶提升,可不设置稳绳,井架可采用三用架或龙门架,施工方便易行。坚井深度在200m以内时,可选用冶金系统的2号单层罐笼,0.7m3矿车出碴,2m直径提升机、钢丝绳罐道等较轻型配套设备,另外从施E排水考虑可采用一级泵站排水,其排水管路及法兰盘接头也较轻便,施工方便、安全性能可靠。特长隧道竖井深度要求小于400m,其理由是:(1)选用2.5m直径的提升机,1.7m3矿车及配套罐笼出碴,提升能力可满足双线铁路隧道施王进度要求。若竖井深度大于450m,则需改42 用3m直
11、径的提升机,直径3m提升机比直径2.5m提升机耗电量大,总重增加52%,最大件重1.5倍,复杂程度将增加很多。(2)400m以内的深竖井选用两级排水比较方便,安全度较大。竖井穿过含水的砂层或卵砾石地层,易产生流砂事故,若不可避免时,应采用预注浆加固地层,使砂层固结,防止流砂事故产生,这样就将增加工期和造价。故条文规定坚井宜避免穿过含水的砂层及卵砾石地层。竖井设在隧道中线顶部有不少缺点,如施工时调车不便、不安全、支护结构不易处理等,故要求竖井设在隧道一侧。竖井与隧道的净距应依地质情况确定,条文规定1520m,主要是从结构受力和安全上考虑的。3.3.1 横洞和斜井的铀线与隧道中线的交角大小是根据地
12、形、地质条件及其本身的参数确定的,正交时应设连接通道,斜交时可为任意角度,若交角过大或过小时,也应采用连接通道与隧道连接。连接通道与隧道中线交角宜选用400450,这是从支护结构受力和出碴运输两方面考虑的,因连接通道与隧道相接处必然形成喇叭口状,其交角过小,连接处跨度增大,对围岩稳定不利,当地质条件较差时,容易发生拥塌,支护结构不易构筑z其交角过大,因转弯过急,运输车辆在运行中易发生掉道,同时受连接曲线半径影响,需要将轨道内移,造成内侧岩体大量切削,连接处跨度同样有所增加,仍然不利于围岩的稳定,故根据多年来施工实践经验,条文提出上述角度范围。平行导坑与隧道间横通道的交角亦是根据上述原因规定的。
13、竖井不设在隧道中线上时,其井下与隧道之间宜设双侧连接通道,以方便调车。若设单侧连接通道,进、出罐笼的车辆同在一侧,操作不便,且不安全,并增加了辅助时间,大大降低了提升能力。平行导坑横通道设置的间距主要应从地质条件、施工组织设计及施工机械化程度等因素,并结合避车洞的布置确定。若地质条43 件好,施工机械化程度高,民间距可根据施工组织设计情况选用240m甚至360moJ怪地t(h条件较差,施E机械化程度较低,其间距可用120m、150m寺。间距大,王程量省,从而可降低造价;1可距小则反之。条文规定不宜小于120m是根据各施工工序及通风、排水方便提出的。3.3.2 横洞纵断面是根据一般的排水坡度要求
14、和有利于重车下坡运行而规定的。平行导坑底部高程低于隧道底面高程O.20. 6m可使横通道的纵坡由隧道向平行导坑为下坡,有利于正桐水流向平行导坑排除,并有利于重车F坡运行出碴。但由于横通道两端需设反|句曲线,且两端均需铺设道岔,坡度不宜太大,太大时下坡易使车辆溜车掉道,上坡可能超过机车牵引限坡。为有利于排水,其坡度不应小于3%0。斜井倾角大小主要取决于提升方式。从大瑶山隧道滑石排2号斜井采用胶带输送机提升的实际情况看,斜井采用国产DX型钢绳芯带式输送机,实际倾角为15040,输送石碴效果很好,且该机型技术参数为:矿石粒径。350mm,向上提升可采用140160 ;同时铁路隧道施工斜井纯属临时工程
15、,服务年限短,在安全可靠的前提下,采用较大的允许倾角,可缩短斜井长度,节约工程投资。条文规定胶带输送机提升不得大于15。是从安全角度考虑,并与铁道部现行铁路隧道设计规范取得一致。条文中粪斗提升不得大于350,矿车提升不得大于250,斜井井身纵断面不宜变坡,井身每隔3050m可设一个躲避洞,均根据铁道部现行铁路隧道设计规范制订。为适应井下摘挂钩及调车作业的需要,条文规定矿车提升的斜井井底应设平坡段。为使提升平顺,避免车辆掉道事故发生,条文规定井口和井底变坡点应设竖曲线,有轨运输的竖曲线半径宜采用1220m。3.3.3 辅助坑道横断面的净空高度一般由装碴机动作高度加上安全间隙控制或者由通过的大型机
16、械设备加安全间隙控制,有时44 是通行车辆加通风管及安全间隙控制。净空宽度一般由最宽运行车辆、人行道、管线宽度及安全间隙控制,有时也是通过大型设备宽度加安全间隙控制。4.1.1 洞门的作用在于支撑辅助坑道边仰坡、拦截仰坡上的少量剥落、掉块、并将仰坡的水引离辅助坑道,以保障洞(井)口的安全畅通。般情况下,洞(井)口应修建洞门;对于完整不易风化的硬岩或采用喷锚加固的洞口,可只做洞门框。4.1.2 洞门结构形式应力求简单、因地制宜,适应洞口地形、地质等要求。岩层较好时可采用端墙式,岩层较差时可采用翼墙式,地面横坡稍大或一侧地形突出时可采用台阶式。斜交洞口衬砌受力情况比较复杂,施工比较麻烦,斜交洞门的
17、端墙与辅助坑道中线的交角越小,对洞口段衬砌受力和施工安全越不利,故条文规定N类及以上围岩采用斜交洞门时,其端墙与辅助坑道中线的交角不应小于450。4.1.3 洞门端墙宜高出仰坡坡脚O.5m系采用修建隧道洞门的经验数据。洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不宜小于O.5m,主要考虑到辅助坑道断面一般较小,洞门是临时工程,使用年限短,故较隧道洞门的要求低。为了减少洞门顶水沟的不利影响,水沟底如有填土应紧密开实,洞顶仰坡土石有剥落可能时,坡面应清理加固。4.1.4 为了洞口的安全稳定,洞门端墙、翼墙和洞口挡墙的基础必须置于稳固地基上,并埋入地面下一定深度。要求地基稳固不一定单纯加深基础,
18、应认真清除基底废碴或采用真他加固措施。在冻土上设置基础时,基础应埋入冻结线以下或采用其他措施,以防地基冻胀造成洞门的开裂或损坏。4.1.5 洞(井)口是辅助坑道的咽喉,不及早胞工洞门,边仰坡暴露时间过长,会发生明方落石,危及安全,干扰运输,严重时将降低辅助坑道的使用价值,故要求洞门及早施E。为增强洞口建筑的稳45 定性,洞门端墙应与拱墙衬砌同时施工,连成整体。4.2.1 竖井井口多处在松散表土层或风化岩层内,一般还要承受井架、提升设备、运输设备等传递的荷载,修建锁口圈是必要的。锁口圈系井颈的头部,是地上与地下坑道联系的咽喉,为了井口的稳定和安全,应采用混凝土或钢筋混凝土灌筑。4.2.2 为防止
19、地面松士、碎石、杂物等及地表水从井口进入井内,竖井锁口圈应高出地面不小于Q.25m,或灌筑环形挡墙,并做好井口场地排水沟。4.2.3 锁口圈与井颈是一个整体,施工时应整体灌筑。当锁口圈作为井架基础时,应与井架结构连成整体,进行整体设计,同时施工,以确保井架使用和提升运输的安全。5.1.1 辅助坑道支护类型常用木、钢、钢木混合、棍凝土或钢筋混凝土等构件支护和喷锚支护。构件支护系点支护,只起临时支撑作用,需要增设模筑?昆凝土才能形成永入性支护,喷锚支护可用作永久性支护,也可用作永久性支护的初期支护,具有灵活、简便、工序少、施工空间大、安全可靠等优点,故应优先采用。辅助坑道被用作泄水洞、运营通风道等
20、,虽然在施工阶段是辅助坑道,但就其实际的使用要求是永久性工程,故应按永久性工程及通风、世水的使用要求设衬砌。5.1.2 辅助坑道洞口、岔洞处及与正洞连接段,围岩临空面多,经施工多次扰动,物理力学性能下降,应力集中,地下水容易侵入,使支护结构受力复杂化,是辅助坑道的薄弱环节,应采用加强支护措施。本条各款所作规定是为了提高洞(井)口支护的强度和整体性。5.1.3 辅助坑道内两种围岩交接地段,是围岩较差向围岩较好过渡的地段,过渡地段长度一般为35mo因此,规定围岩较差地段的支护结构应向围岩较好地段延伸,其长度不得小于5m。5.1.4 位于软硬地层分界处的衬砌,因承受不同的圃岩压力,易产生不均组m降,
21、使衬砌断面产生应力集中而开裂破坏。因此,规定软硬地层分界处衬砌宜设沉降缝。46 5.1.5 不设仰拱的辅助坑道,为了防止道床发生病害,确保运输和车辆通行安全可靠,宜做铺底。5.2.1 横洞、平行导坑及斜井喷锚支护参数主要根据围岩类别、坑道宽度确定。表5.2. 1是按国标锚杆喷射混凝土支护技术规范和部标铁路隧道设计规范的有关规定及一般辅助坑道宽度三5m支护要求拟定的。此表同时参考了国内一些工程实例,如大瑶山隧道、军都山隧道及云台山隧道辅助坑道的支护参数,并参照国外同类资料类比拟定,具有一定的实用性。由于工程情况千变万化,在施工过程中,应根据量泪tl资料进行适当修正和补充。5.2.2 横洞、平行导
22、坑及斜井衬砌常用喷锚衬砌、模筑?昆凝土衬砌、复合衬砌等类型。喷锚衬砌作为衬砌的一种类型,喷锚的质量和技术标准应比一般喷锚支护要求高,应用范围亦受到一定的限制,故规定仅适用于地下水不发育,无侵蚀性,并能保证光面爆破效果的N类及以上围岩地段。喷锚衬砌最小厚度定为5cm系按构造要求,当喷射混凝土厚度小于5cm时,石子含量少,容易引起收缩开裂和剥落。模筑?昆凝土衬砌厚度的确定,N类及以上围岩按构造要求并留有一定安全储备,m类及以下围岩应进行承载检算或按工程类比复合衬砌的初期支护可按表5.2.1所列喷锚支护参数选用,取下限。二次衬砌的模筑棍凝土厚度按构造要求并留有一定安全储备确定。5.3.1 表5.3.
23、1是按国标锚杆喷射混凝土支护技术规范结合铁路隧道竖井使用特点拟定的。由于竖井支护不仅承受围岩压力,还要承受井架、装载设备等地面传递的荷载,故规定喷射棍凝土最小厚度为10cm,并限制E类及以下围岩地段不宜采用喷锚支护。5.3.2 竖井用作运营通风井或救灾通道等,应按使用要求设衬砌。47 坚井衬砌应参照相应材料的竖井支护予以加强。喷锚衬砌的喷射?昆凝土厚度宜较喷锚支护增加5cm,模筑揭凝土或钢筋海凝土衬砌厚度宜较模筑I昆凝土或钢筋棍凝土支护增加510cm,砌体衬砌厚度宜较砌体支护增加1020cmo有条件采用喷铺作临时支护的竖井衬砌,其厚度可采用竖井模筑?昆凝土或钢筋混凝土衬砌、砌体衬砌的厚度。表5
24、.3.2竖井复合衬砌初期支护参数是按国标锚杆喷射混凝土支护技术规范有关规定,并参考大瑶山隧道班古哟竖井、深圳梧桐山隧道莲塘、五亩地、伯公助、沙头角竖井等初期支护资料拟定的,有一定的实用价值。5.3.3 设置壁座是为了承托井壁的部分重量,加强井壁与围岩的互相影响,从而产生很大的阻力,提高井壁的承载能力,使竖井支护结构和承载能力同井壁的工作条件和承受的荷载相适应,达到提高竖井支护结构的可靠性和安全度。无壁座灌筑井壁,采用砌体支护时,应先灌筑槐凝土圈梁作承重构件,以利用井壁工作面围岩的推力,加强井壁与围岩的结合,可增加一定的安全系数。5.4.1 辅助坑道交岔点是两个及两个以上坑道的连接部,一般情况下
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