2020·3·Building Construction 410
既有高铁隧道上方超大断面隧道机械开挖
施工技术应用
刘 畅 马运新 张 旭 杨守兴 陈小玮 张 遇
中建八局第一建设有限公司 山东 济南 250014
摘要： 为研究邻近既有高铁隧道的新建隧道施工技术，以上跨既有高铁隧道的浙江余姚草籽岗隧道施工为研究对象，
采用了悬臂掘进机对隧道进行机械开挖。采用掌子面分区域开挖、喷淋除尘系统及激光指向装置等措施，避免了爆破
振动的产生，有效控制了粉尘，防止了隧道超挖，取得了良好的施工效果，可以在类似隧道中推广应用。
关键词： 超大断面隧道；悬臂掘进机；区域开挖；喷淋除尘；激光指向；爆破振动
中图分类号： TU 94 文献标志码： A 文章编号： 1 004-1 001(2 020)0 3-0 410-0 3 DOI： 1 0.1 4144/j. c nki. jz sg .2 020.0 3.0 37
Application of Mechanical Excavation Technology for Super Large Section
Tunnel Above Existing High Speed Railway Tunnel
LIU Chang MA Yunxin ZHANG Xu YANG Shouxing CHEN Xiaowei ZHANG Yu
The First Company of China Construction Eighth Engineering Division Ltd., Jinan, Shandong, 250014, China
Abstract: To s tu d y th e c onstr u ctio n te chnolo g y o f th e n ew tu nnel a d ja cent to th e e xis tin g h ig h s p eed r a ilw ay tu nnel, a nd
ta kin g th e C aozig ang tu nnel in Y uya o, Z hejia ng P ro vin ce, w hic h s p ans th e e xis tin g h ig h-s p eed ra ilw ay tu nnel, a s th e
re se arc h o b je ct, th e c antile ve r tu nnel b orin g m achin e is u se d to c arry o ut th e m echanic al e xc ava tio n o f th e tu nnel. T he
m easu re s s u ch a s re g io nal e xc ava tio n o n th e tu nnel fa ce, th e s p ra yin g a nd d ed ustin g s yste m a nd th e la se r a lig nm ent
d evic e a re a d op te d to a vo id th e b la stin g v ib ra tio n, e ffe ctiv e ly c ontr o l th e d ust, p re ve nt th e tu nnel o ve re xc ava tio n, a nd
ob ta in a g ood c onstr u ctio n e ffe ct, w hic h c an b e p op ula riz e d a nd a p plie d in s im ila r tu nnels .
Keywords: su p er s e ctio n tu nnel; c antile ve r tu nnel b orin g m achin e; r e g io nal e xc ava tio n; s p ra y d ed ustin g ; la se r a lig nm ent;
bla stin g v ib ra tio n
我 国矿山巷道或地铁隧道等中小断面隧道施工中得到了成
功应用，但在大断面、超大断面隧道施工中，因作业半径
受限、施工粉尘大及开挖轮廓人工控制困难等难题，限制
了该项技术的推广应用 [8 -9 ] 。
在 保证邻近高铁隧道安全运行的前提下，为保障新建
隧 道的施工安全、工期，在新建草籽岗隧道施工中引进了
矿山用的悬臂掘进机对隧道进行机械开挖。施工中采取分
区域开挖、激光指向、高压水喷淋降尘等措施对掘进机施
工技术进行完善，取得了良好的施工效果和安全效益。
1 工程概况
草籽岗隧道位于浙江省余姚市境内，隧道最大埋
深 130 m ， 采用双向六车道一级公路标准，设计速度
80 k m /h ， 采用左右洞分离的形式，为分离式长隧道。左
线 全长1 1 30 m ， 右线全长1 1 80 m 。 隧道单洞行车道3×
3.7 5 m ， 单洞建筑限界总宽度14 m ， 径高5 m ， 最大开挖断
面 为171 m 2， 属超大断面隧道。该隧道采用新奥法原理设
计、施工，设计采用钻爆开挖。
草 籽岗隧道位于剥蚀丘陵区，地形起伏较大，山体表
部 零散分布碎石土，局部见块石，局部完整性为一般-较
近 年来，随着中国城镇化建设步伐的不断加快，新建
或 改建的道路与既有运营铁路的交集日趋密集，邻近既有
铁路隧道的新建隧道施工也在逐年增加 [1 -3 ] 。 由于隧道施工
本 身的隐蔽性、围岩受力的复杂性，导致邻近既有隧道的
新建隧道施工不确定风险因素加大，保障邻近既有隧道的
稳定及安全运行成为了新建隧道施工的关键。目前我国新
建 隧道主要采用钻爆法施工 [4 -5 ] ， 这种施工方法的施工工
艺较成熟、应用范围广，但其产生的爆破振动给既有邻近
高铁隧道的安全运行带来了威胁，故在现有的邻近既有高
铁隧道的新建隧道施工中往往采用非爆破开挖方式施工，
以 保障既有隧道的运行安全 [6 ]。 传统的非爆破施工方法有
人工开挖法、静态破碎法、破碎锤破碎法等，上述几种非
爆破施工方法在超大断面隧道施工过程中存在着施工风险
大 、施工成本高、施工效率低的缺陷 [7 ]。 悬臂掘进机机械
开挖施工技术具有开挖效率高、对围岩扰动小的特点，在
作者简介：刘 畅（1992— ），男，工程硕士，工程师。
通信地址：山东省济南市工业南路65-9 号 （250014） 。
电子邮箱：1311245867@ qq.c o m
收 稿
既有高铁隧道上方超大断面隧道机械开挖施工技术应用（论文）.pdf
