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【隧道建设】隧道运营中的翻新和扩建工程
发布:2015-02-10    浏览:2350    来源:    【

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【摘要】在“运营中”扩大或调换衬砌是特别困难的,也是种可预测的操练,通常铁路在全部或部分翻新阶段特别在运输路线上必须保持运营。甚至于翻新操作允许在严格的占有机会之内,在这之前,所有材料必须清理到安全区,才可以重新恢复列车运行。


扩大隧道或者调换支护衬砌并不是一桩新事情。在“运营中”扩大或调换衬砌是特别困难的,也是种可预测的操练,通常铁路在全部或部分翻新阶段特别在运输路线上必须保持运营。甚至于翻新操作允许在严格的占有机会之内,在这之前,所有材料必须清理到安全区,才可以重新恢复列车运行。

当关系到电气列车之时,进行施工太有危险性,除非可以采纳柴油机动力选项。假如只有电力可供应用,这条路线必须在机会窗口内取消时刻表,才可允许工作着手进行。

最近有迹象要采取标准化翻新工程和标准化扩大步骤尽可能符合现在广泛使用的采用机械化盾构机后挂系统来新建隧道。

靠近运营中铁路轨线的传统性质隧道扩大或者衬砌调换在执行时,总是在整合系统内零敲碎打。即使使用了一些机械化措施,这仅仅局限于使用冲击破碎机或凿岩机的挖掘,要仔细防止弃土和残砖碎瓦飞溅到轨线。这可以通过特别制造的盾构机向前推进来防止的。

零敲碎打的运作会变得不安全,因此盾构和挖掘系统要整合起来,为了新建隧道,导致现在我们掌握了整合系统。表明特殊工程像交汇点建设可以在邻近运营中铁路旁安全执行。最近的例子就是布鲁塞尔Josaphat 衔接线,在那里 Denys 和其他承建商建设了这样的节点还有运营的路线,同时利用其中一条当做弃土搬离借以防止地面机动道路拥堵。

隧道扩建或衬砌调换之际,必须避免潜在危险并利用整合系统,会达到更好的效果,其中要避免:

*弃土和残砖碎瓦飞溅问题,特别在运营时需求的;

*列车运行对隧道工人的危害;

*地层倒塌的可能,特别当旧衬砌后边的地层变坏时;

*盾构之后通风不足,特别在死角;

*从正面影响来看,必须要有有效地搬离和处置弃土和残砖碎瓦的手段,与新隧道合格的掘进率、拼装支护和衬砌拼装工作相整合不至于中断列车正点运行。

1  海瑞克铁路隧道扩大系统的总体布局正在拟定

特别在铁路隧道,在一些情况下也是为了公路隧道,上述因素促使翻新工程需要整合系统。隧道仍旧用于铁路长途出行和城市地铁的话,在工程旧时开发的部分是在19世纪晚期建造的。现在由于各种缘故,他们经受工作寿命考验到现在。因为最安稳的“地层洞”就是地下构筑物的最大资产,如果能够翻新该构筑物到所需尺寸,则采用耐用材料并翻新或者更新安全和运营系统。

在总体的隧道翻新和路段扩建的前提下,轨线中心距如今的需要太小,以至于一般不能容纳今日较快列车的包络线(运动限界)。若没有补救方案,就需要让列车采用比穿越沿线旧隧道的设计速度还要低的方式运行。

构件

用小直径或用爆管法挖掘来代替,这证明其原理是对的。虽然在运行中的使用公用事业管线几乎不可能。在运行中的下水道,水流分流通常用泵送过临时管线的方法。

运营中隧道更换或者扩建需要整合在一起的构件,应包括下列:

*挖掘方法:通常为安装在把杆上的刀盘,冲击破碎机还有反铲式挖掘机都用上了;

*临时支撑挖掘地层的盾构,并防止残砖碎瓦进入运营中的隧道;

*支护方法有材料供应,通常可以使用预制混凝土管片和/或喷浆混凝土,这取决于该项目地层条件。

海瑞克

海瑞克开发大纲之一集中在旧的铁路隧道的隧道扩建设备,被称为海瑞克隧道扩建设备。该系统旨在符合EBO(铁路建设和企业管理)10标准(具有德国法律效果)所提的要求。

据海瑞克说,该方案把隧道扩孔并用衬砌管片重新拼装,一次合成,而同时允许在施工期间单轨运营。这是办得到的,因为防护性“大衣”分隔工作区和使用中的轨线。

隧道直径和轨线中心距经过改建扩大了,中线线间距扩大到EBO 10 所需的4 m,务使列车速度达到230km/h

当改建双轨隧道时,1012m直径,单轨运行可以在60km/h继续进行。据说施工进度每天24h达到10m.

这是通过利用后挂为基础的系统,而其所有设备经过优化能与承载工具一起工作,正如TBM后挂系统。

在这样的当前系统下,使用了3个机组,他们为:

*服务挂车:装载了开关盒和泵,也用稳定器支持旧隧道,还要保护铁路路轨免受落下石块和残砖碎瓦的袭击;

*扩建挂车:装载了两台凿岩机类型的径向把杆的刀具可以在周向回转,造成足够空间符合新尺寸的要求;

*衬砌挂车:一种独立机组用来拼装新浇筑的预制混凝土管片支护。

徳铁(DB

就像海瑞克系统那样,经由徳铁开发的“隧道内的隧道”系统原意为能适用于无电气化的双轨隧道,但基于对客运铁路的一种要求,可以在单轨上维持铁路运营的可能性。

这通过重新铺设铁轨留出空间给隧道翻新。

2  2008年,在靠近运营中轨线旁法国MontCenis铁路隧道使用Sandvik M系列硬岩凿岩机降低底面

隧道洞口采用固定外罩和“滑动罩壳”随着翻新工作穿过隧道,并保护列车运营的道路,才可以取得安全运营。

该系统必须设计成可以有效和安全地进行所有大型隧道挖掘工作,包括拆除既有砖砌衬砌、回填任何壁后空隙,还有依靠挖掘机臂或冲击破碎机进行必要的地层打孔。这种罩壳也提供空间来载出弃土并进行喷浆混凝土衬砌,必要的设备安装在可在导轨上径向调节并可纵向位移的夹持器上,从而确保能抵达所有的工作位置。

初次喷浆混凝土衬砌是从罩壳内部涂覆在新的隧道轮廓上,并打锚杆稳固浇筑模壳工程所进行新的永久内层衬砌。

最后施工就是使用独立的模壳台车浇筑永久混凝土衬砌。

这个过程已说明的优点有,在列车运行的空间内只需要一些设备,主要是为了轨线工作,而且这些能可靠工作而不致于推迟列车运行。翻新工作使用单个系统执行,而同时保护列车通道免受落石侵袭或者设备发生运转不当的情形。

导坑隧道

为了“隧道内的隧道”方法选取的2条导挖隧道是位于Bingen Saarbrucken非电气化铁路线上双轨Mausenmuhlen隧道和Jahrodter隧道。它们分别为149m129m长并且跨越在1200m长路段,可以通过2条隧道之间的机动道路抵达。在洞口需要小的施工面积,各不大于500m2

作为该项目路径的一部分,单轨运行1200m路段为时一年,朝向Bingen的既有轨线仍旧存在,除了隧道本身已经被移动到隧道中心线。

第二条轨线的拆除给翻新系统运行留出空间,而且在2条隧道之间到洞口的机动道路正在施工并装上了护栏。翻新系统安装在隧道洞口于隧道翻新所铺设的铁轨上运行,其空间就是移动了列车轨线而取得的。

翻新系统本身包含着长6m盾构,用其液压头紧贴着旧隧道衬砌可以确保旧衬砌的稳定性。然后分阶段工作,每阶段长2m,实行翻新和隧道加宽。

所携带的设备适合隧道条件,诸如带有凿子头的液压锤作拆卸用,2台钻机把杆可以在各方向进行钻孔爆破眼或岩锚孔眼。

这个步骤是清除松散地层并从旧衬砌后面回填,后拆下砖砌衬砌。其次,钻孔并用雷管起爆绳引爆移除实心岩石到所需的新轮廓。暴露的岩石受到两层喷浆混凝土的支护而得到稳固,在近旁的暗挖区以外,再有10m长度的隧道工作区得到屏蔽防护免受运营铁路的影响。

2GHH--卸车辆用来搬运弃土,隧道每米长度大约有30m3挖掘土方,由起重机吊出清离铁路线,隧道扩大工程步骤是用350mm厚现浇混凝土衬砌构筑在混凝土基础梁上。主梁的空间随后与集成的服务导管占有。

第二条隧道然后用同样的步骤扩建,接着恢复全路段的双轨线。

该工作的结果是在铁路标高之上建有2条截面积为52m2的“新建”隧道,因此扩大了10m2. 所有当前隧道施工法规都符合,既安全又稳固,并取得更多空间来发展铁路交通速度和车皮。这个还包括可能进行电气化所需空间。

工作场地的开发只花了3个月,其中包括在50h周末停运时间,和重新铺设铁路成为单轨线的时间。

278m隧道在150d内加宽并用喷浆混凝土加固,加宽工作是以每天将近2m的推进速度进行,而其混凝土喷浆率每天4m。这个项目总体来说,花费了18个月,其中13个月是实际的施工日,其步骤还受到规划的时间表和单轨线运行的影响。据估算,常规的施工法或将需要24个月。虽是同样的工程量,但是列车运营会受到大规模的干扰。

扩大这2条隧道的工程成功之后,徳铁计划给其他4条隧道翻新,其方法就如同在LahnNahe铁路线一样。这些隧道总长为1200m

隧道翻新的总体潜力通过如下的事实表明,即徳铁运营年龄已经超过60年,450条隧道综合总长度为160km

欧洲其他国家也处于相似的处境,特别当考虑到较高速度的列车、电气化、较大的车皮、较大的货运集装箱等情况。

采用海瑞克系统,徳铁设想如使用最后内衬砌,使用预制管片将进一步缩短总施工时间。


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