中铁八局集团达成指挥部 隧道施工工艺及技术研究成果
由于量测结果的及时反馈和施工工艺的不断优化，家乡沟隧道及宝石岩隧道实现了全程无伤亡事故施工。
七、结论
在本课题开展过程中，中铁八局达成铁路新建双线段指挥部做为项目主持单位，高度重视，由指挥长、总工和副指挥长带队成立了科研及攻关小组，扎实做好每项工作。西南交通大学做为参加单位，多次组织专家组现场指导，并进行了深入的理论研究。在顺利和优质的完成家乡沟隧道和宝石岩隧道的同时，取得了大量的科研成果。
1、掌握和优化了台阶法施工浅埋大跨度隧道中的应用
台阶法在围岩条件较好的隧道中应用广泛，但在浅埋大跨度隧道穿越软弱围岩地段缺乏足够的尝试。本次课题开展过程中，根据量测信息反馈结果，大胆的在两个隧道全段进行台阶法施工，保证了隧道施工安全快速的进行，同时积累了宝贵经验，为浅埋大跨度隧道的施工取得了技术积累。
隧道采用单头掘进、各工序干扰大，通常进度缓慢。为克服这一难题，课题组对台阶法的施工工艺的不断优化——上台阶掘进面宜超前下台阶掘进面40m～60m，同时为便于上台阶的掘进和施做初期支护，下台阶采用左右跳槽的方式进行开挖，下台阶左右两侧掘进面之间的错距宜为8m～10m，二次衬砌的浇筑工作面距离上台阶的开挖面距离宜保持在80m～100m，为能使仰拱施工和上台阶出碴同时进行，并保证仰拱一次成型，设置12m长栈桥。在保证隧道施工安全进行的同时，IV、V类围岩隧道施工速度由原来预期的60m/月大幅度提高至100~120m/月，对完成工期目标，缩短建设周期都具有重要的意义。
2、掌握了水平产状红层泥岩光面爆破技术
爆破质量是隧道施工成本控制的关键，也是影响安全的重要因素。家乡沟隧道和宝石岩隧道由于自身特点，围岩破碎，岩质软弱，施工伊始普遍存在炮眼残留率不达标，超挖严重等现象。同时根据量测信息反馈，由于装药不合理，补炮对围岩造成多次扰动等因素，支护变形及衬砌受力均较大。超挖回填占时过长，也成为制约施工进度的重要因素。
针对以上问题，课题组决定采用小药卷和隔眼装药等工艺，尤其是针对手持风机钻杆过长，钻孔角度不好掌握的问题，采用了多根不同长度钻杆套用的方式予以解决。经过爆破工艺不断的完善，炮眼存留率达到了60%的预期目标，超挖成功控制在了15cm以内。由于超挖减小，喷射混凝土时间由15小时左右大幅缩减至6~8小时。根据量测结果分析，随着爆破质量的改善，支护结构的变形有了明显的下降，二次衬砌的受力也有了明显的减小。
3、掌握了浅埋大跨度隧道在台阶法施工中的围岩变形特点。
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中铁八局集团达成指挥部 隧道施工工艺及技术研究成果
在水平层状砂质泥岩地层当中，隧道采用台阶法进行钻爆施工时，围岩在初期支护作用下，Ⅲ级围岩的拱顶下沉量最小，其数值为1.5cm～1.8cm。Ⅲ级围岩上导坑拱腰水平收敛位移为1.5cm～2.1cm，而下导坑边墙中部的水平收敛为7.8mm～8.9mm。Ⅳ级围岩在初期支护作用下的拱顶下沉量为3.4cm～5.2cm，上导坑拱腰的水平收敛位移为1.4cm～1.7cm。Ⅴ级围岩拱顶的下沉量为2.3cm～4.1cm，其上导坑拱腰水平收敛位移为2.3cm～2.7cm，而下导坑边墙中部的水平收敛位移为3.1mm～7.5mm。因此，在水平层状砂质泥岩地质条件下，围岩的水平收敛位移和拱顶下沉量主要发生在上导坑掘进期间，下导坑的掘进对隧道围岩拱顶下沉和周边收敛位移的影响各不相同。下导坑围岩的掘进所引起的下沉量占累计最大下沉量的11.1%~37.5%，而引起的水平收敛位移占累计最大水平收敛位移的9.5%~23.1％。因此，在台阶法施工期间，上导坑围岩的掘进对拱顶下沉和水平收敛位移的影响最大，而下导坑围岩的掘进对拱顶下沉具有一定的影响，对水平收敛位移的影响不显著。隧道拱顶下沉和水平收敛位移在上导坑围岩开挖后3天～5天期间变化最为剧烈，而经过约30日后逐步趋于稳定。下导坑掘进经过40天后拱顶下沉和水平收敛位移逐渐趋于稳定，因此，此时为浇筑二次衬砌，二次衬砌基本不受围岩作用。
4、初步掌握了浅埋大跨度隧道在台阶法施工中变形控制标准。
通过现场监控量测，大跨度双线铁路隧道初期支护极限相对位移，在隧道埋深h≤50m的条件下，Ⅲ级围岩水平上导坑的水平相对位移为0.112％～0.157％,下导坑为0.059％～0.067％。Ⅳ级围岩水平上导坑的水平相对位移为0.102％～0.125％。Ⅴ级围岩上导坑拱脚水平相对位移为0.163％～0.190％，下导坑为0.022％～0.053％。
5、初步掌握了浅埋大跨度隧道在台阶法施工中二次衬砌受力状况。
在水平层状砂质泥岩地层当中，大跨度双线铁路隧道二次衬砌所受到的围岩作用在Ⅲ级围岩当中较小，而在Ⅳ级和Ⅴ级围岩当中较大。作用部位主要在两侧边墙和拱腰处，而隧道拱顶部位的衬砌围岩压力较小。从初期支护与二次衬砌之间的接触压力分布来看，在水平层状岩体条件下，大跨度隧道浅埋段拱部二次衬砌所承受的压力较小，而两侧边墙的所承受的压力较大。这一点也可以从二次衬砌内的应变量测结果得出。隧道施工期间，围岩作用由初期支护承担。因此，大跨度双线铁路隧道初期支护承担施工期间的围岩作用，而二次衬砌仅作为强度和安全储备。
6、掌握了系统锚杆受力特点。
就隧道施工期间设置的系统锚杆而言，在水平层状砂质泥岩地层当中，Ⅴ级围岩边墙和拱腰部位的锚杆大部分处于受拉作用，而拱顶部位的锚杆和边墙与拱腰部位局部锚杆处于受压状态。从锚杆轴力的大小和分布特点来分析，锚杆的设置是合理的，隧道拱部的垂直锚杆作用效果不佳。部分锚杆受拉的原因可能与围岩与初期支护之间的应力调整和二次衬砌浇筑后应力调整不均匀等原因造成。通过对锚杆的安全性计算，
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锚杆的设置是安全可靠的。
达成铁路新建双线段作为我国实际意义上的第一条时速为200km/h～250km/h的电气化高速铁路，对今后我国高速铁路的发展必将起到积极的推动作用，同时在本线路设计和施工过程中所解决的技术问题将对今后高速铁路的设计和施工具有重要的借鉴和参考价值。
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