本书为岩溶区高速铁路隧道修建技术，系统总结梳理了国内多条岩溶隧道施工经验和教训。主要内容包括绪论、岩溶区高速铁路隧道地质超前预报、岩溶隧道突水突泥机理及隧道与溶洞间临界安全距离分析、大断面软岩隧道支护技术研究、高速铁路隧道岩溶处理技术、大埋深岩溶角砾岩隧道变形机理与变形控制、隧道下穿河流施工技术、铣挖法与钻爆法联合施工技术、高风险岩溶隧道施工安全管理技术、主要成果及存在的问题。

前言

随着铁路建设的快速发展，铁路隧道数量大幅增加，尤其是近十几年来，高速铁路得到了迅猛发展。截至2017年年底，投入运营的铁路隧道总长达到15 326 km；投入运营高速铁路总长达25万km，已经建成高速铁路隧道2 835座，总长达4 537 km；另外还有在建的高速铁路隧道总长超过3 000 km。由于我国岩溶分布相当广泛，一些高速铁路穿越岩溶区，出现了大量的岩溶隧道，如沪昆高铁贵州段出现了众多的富水岩溶地质隧道。岩溶隧道施工面临的最大风险就是突水突泥地质灾害，多数属于高风险隧道。高风险岩溶隧道的顺利建成，推动了我国高速铁路岩溶隧道工程的技术进步，也积累了宝贵的施工经验。本书主要内容是对沪昆高铁贵州段第九标段典型岩溶隧道工程经验的系统归纳、总结和提炼，以期对今后类似工程提供借鉴。
全书共九章，第1章主要介绍了我国高速铁路隧道的发展情况及岩溶隧道的施工技术现状及存在的问题。第2章主要介绍了隧道超前预报方法及在岩溶隧道工程中的应用，强调在高风险的岩溶隧道施工中应采用多措并举的综合地质超前预报方法。第3章介绍了岩溶发育的宏观规律、岩溶隧道施工中的突水突泥机理及隧道与溶洞间临界安全距离、隐伏溶洞岩墙中存在裂隙时对隧道施工安全的影响。第4章介绍了自进式管棚预支护在软弱围岩高铁隧道中的应用、施工效率分析、预支护参数设计及在塌方处理中的应用。第5章介绍了岩溶的分类、处理原则、大型岩溶溶洞及暗河的处理技术及工程案例。第6章介绍了大埋深岩溶角砾岩隧道大变形机理、变形控制、支护受力特征及评价。第7章高速铁路隧道下穿明河施工控制技术。第8章介绍了将悬臂掘进机铣挖法和钻爆法结合，用以控制爆破振速的铣挖爆破施工技术及减振规律。第9章介绍了将层次分析法与模糊综合评判相结合的方法在高风险隧道施工过程中的风险管理，并给出了使用案例。
本书主要内容由邓勇、孙星亮、吴应明、谭忠盛、陈耀华撰写，另外，中铁二十局集团公司的冯军武和谢齐兵、北京交通大学的白明洲、中铁二十局集团公司的杨小龙和冯振宁等也参加了部分编写工作，在此表示感谢！
感谢石家庄铁道大学的景诗庭教授认真地审阅了本书并提出了宝贵的意见！
由于作者水平有限，撰写时间仓促，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正！
作者
2019年3月

目录



第1章绪论1


11我国高速铁路隧道工程现状1

12岩溶隧道施工技术现状3

13岩溶区高速铁路隧道目前存在的问题7

14沪昆高铁贵州段隧道工程特征10

第2章岩溶区高速铁路隧道地质超前预报11

21隧道地质超前预报研究现状11

22岩溶隧道地质超前预报的内容12

23岩溶隧道地质超前预报的方法13

24隧道地质超前预报现场应用24

25岩溶隧道施工应采用综合地质超前预报方法31

第3章岩溶隧道突水突泥机理及隧道与溶洞间临界安全距离分析33

31沪昆高铁贵州段岩溶发育特征33

32岩溶隧道突水特征及规律性36

33隐伏岩溶对高铁隧道安全距离的影响分析38

34溶洞与隧道间岩墙中存在裂隙时的施工安全性分析47

第4章大断面软岩隧道自进式管棚预支护技术55

41概述55

42自进式管棚的施工工艺与施工效率分析60

43自进式管棚的设计方案与支护作用分析70

44自进式管棚对深埋软岩隧道变形控制效果分析85

45自进式管棚在软岩地层隧道塌方处治中的应用90

第5章高速铁路隧道岩溶处理技术97

51岩溶溶洞分类97

52岩溶隧道处理原则98

53典型岩溶处置案例101

54岗乌隧道岩溶涌水处置技术137

第6章岗乌大埋深岩溶角砾岩隧道变形机理与变形控制145

61岗乌隧道概况145

62岩溶角砾岩隧道变形机理分析146

63大埋深岩溶角砾岩隧道变形控制技术158

64隧道支护变形及受力监测分析165

65隧道支护结构受力评价177

第7章丫口寨隧道下穿河流施工技术181

71工程概况181

72下穿明河段施工风险184

73丫口寨隧道明河段河流整治方案185

74过明河段隧道支护力学特性的流固耦合分析189

75过明河段现场施工196



第8章铣挖爆破法施工技术199

81工程概况199

82铣挖法的工艺与效果201

83铣挖爆破施工技术在丫口寨隧道中的应用204

84铣挖爆破法施工减振机理及效应分析211

85隧道爆破振动现场监测221

第9章高风险岩溶隧道施工风险评估技术225

91隧道施工安全风险等级划分225

92隧道施工过程中的风险评估方法228

93岩溶隧道施工过程中的施工风险判定过程236

94考虑误判造成损失的Bayes判别方法248

95隧道开挖验证250

96隧道施工风险处置对策251

参考文献255

邓勇，贵州黄平人，硕士研究生，教授级高工。工作二十多年来，先后参加了宝兰、洛湛、兰渝、青藏、云桂、贵广、渝利等铁路，锦屏水电站等水利水电工程及多条高速公路等国家重点工程建设，在钢结构、长大隧道施工、TBM施工等方面取得突出成绩，曾主持数十项科研课题的研究，取得重大科研成果10多项，单独或作为主要参与者在国家中文核心期刊上发表论文10余篇。二十多年来，曾多次受到表彰奖励，先后被评为天津市“十大杰出青年岗位能手”、天津市“五一”劳动奖章、全国“五一”劳动奖章、“全国工程建设优秀项目经理”、“国家安全生产专家”等称号。孙星亮，男，1970.2出生，1993.7毕业于石家庄铁道学院铁道建筑系隧道与地下工程专业，现任石家庄铁道大学土木工程学院地下工程系教授，博士，硕士生导师，主要从事隧道与地下工程的本科及研究生的教学和复杂环境大跨隧道施工力学效应及变形控制技术的科研工作，获省部级科技进步奖5项。吴应明，四川夹江人，工学学士，教授级高工。先后参加了大秦铁路、南昆铁路、广渝高速公路、沪昆高铁、兰新二线等国家重点工程项目的施工和技术管理工作；主持完成了40余项科研项目研究工作，取得的科研成果30余项；在省部级以上科技刊物上发表论文20余篇，6项工法被评为国家级、企业级工法，参编的“综合管廊与管道盾构”等3部专著由出版社公开出版发行；作为主要完成人，获省部级以上科技奖项9项，获授权专利22项，参与国家行业标准制定3项。参加工作以来多次受到表彰奖励，先后被中国铁建、铁道部青年科技拔尖人才，荣获陕西省青年科技奖，享受国务院特殊津贴专家。谭忠盛谭忠盛，男，1963年5月出生，1999年毕业于西南交通大学，桥梁与隧道工程专业，获博士学位，现任北京交通大学教授、博士生导师。陈耀华，男，出生于1974年，河北大名人。1994年毕业于石家庄铁路工程学校铁道工程专业，大专学历，高级工程师，现任中铁二十局集团第二工程有限公司董事长。​

本书是对典型岩溶隧道工程经验的系统归纳、总结和提炼，对今后类似工程提供借鉴。