繁华城区浅埋隧道应用单臂掘进机开挖适用性研究——以新红岩隧道下穿地下商场工程为例

作     者：吕永林 张东杰 唐文喜 杨学中 秦小锋 任毅 LYU Yonglin;ZHANG Dongjie;TANG Wenxi;YANG Xuezhong;QIN Xiaofeng;REN Yi

作者机构：中铁十七局集团第四工程有限公司重庆401121 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610003 重庆市建筑科学研究院有限公司重庆400016 

出 版 物：《隧道建设（中英文）》 (Tunnel Construction)

年 卷 期：2021年第41卷第4期

页      面：649-656页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：重庆市科技攻关计划项目(cstc2012gg-yyjs30010) 

主　　题：铁路隧道 近接既有结构 非爆法开挖 机械适用性 单臂掘进机 数值模拟 现场试验 

摘      要：为进一步探索单臂掘进机在浅埋、近接既有建(构)筑物和铁路大断面隧道开挖中的适用性,以成渝客专新红岩隧道下穿地下商场为工程背景,从隧道非爆法开挖方法的比选、外围环境及围岩岩性的分析、数值模拟计算和现场试验等方面进行了分析研究。主要结论如下:1)在浅埋、近接既有建(构)筑物环境中应用单臂掘进机切削法进行隧道开挖,在减小对周边围岩及建(构)筑物的扰动、控制沉降方面效果明显,安全性高;2)在围岩强度为30 MPa左右时,单臂掘进机的开挖掘进效率较高;3)从经济效益上分析,单臂掘进机开挖的成本由于设备投入、功效等因素,较普通机械开挖成本有比较大的增加,在开挖Ⅳ、Ⅴ级围岩时单臂掘进机的施工成本基本一致;4)单臂掘进机开挖受大断面隧道尺寸、隧道安全步距控制等方面的制约,影响其功效正常发挥,导致开挖过程工序相对繁多,降低了隧道掘进速度。对于单臂掘进机切削法,建议在特殊环境、敏感工点、短距离隧道掘进中应用,对于长距离隧道掘进还需进一步优化单臂掘进机开挖的工法体系,以及在砂岩、泥岩夹砂岩围岩环境中的降尘措施。