岩石隧道施工方法篇

【关键词】软弱地质围岩;隧道施工;工艺;研究

一、前言

作为一种特殊性较强的施工环境,软弱地质围岩隧道施工工艺在近期得到了长足的发展和进步。

该项课题的研究,将会更好地提升软弱地质围岩隧道施工的实践水平,从而有效优化该项工作的整体效果。

二、软弱围岩工程地质特性

软岩,

主要是指第四系全新、中更新、更新统的坡残积土部分。范围包括江河湖岸和池塘冲积、淤积层,人工杂填土、水田、溶洞充填物、新老黄土、风积砂等。普遍具有内磨擦角小,

粘聚力弱及流滑、蠕变、膨胀、湿陷等不稳定的特点。一般南方地区软土含水量偏大,扰动易液化呈液态流动,北方地区软土含水量较小,

失水后易呈固态流动,扰动易崩坍。北方地区软土浸水饱和,

极易流失并很快失去承载力。围岩是指受隧道开挖影响而发生应力状态改变的周围岩土体。根据岩土体的强度可将围岩分为坚硬围岩和软弱围岩两大类。按照围岩级别划分,

软弱围岩多划分为Ⅳ~Ⅵ级围岩。

软弱围岩一般有以下突出特点:

。岩石强度低。

根据我国《工程岩体分级标准》、《铁路隧道设计规范》等规范标准,一般将单轴饱和抗压强度低于的岩石称为软质岩或软岩。软质岩主要包括未成岩的岩石、已风化的岩石以及含有软弱矿物的岩石。典型岩石有泥岩、砂岩、千枚岩、炭质板岩及绢云母片岩等。

。岩体破碎。

受地质构造影响严重的坚硬岩石也可称为软弱围岩。若硬质岩石受到强烈的构造运动影响,导致节理、裂隙、断层等结构面发育,造成围岩强度降低、自稳性变差。

。围岩赋存环境差。

隧道围岩一旦赋存于富水、高地应力等不良地质环境中将极易引起涌水、塌方等地质灾害。赋存于这些不良地质环境下的围岩也可称为软弱围岩。

三、软岩隧道变形机理

由于隧道开挖不可避免要对围岩产生扰动,

隧道开挖打破了原有的应力平衡状态,会出现应力重新分布和动态调整。

由于软岩强度低、对工程扰动及其敏感,

在受拉和受压条件下将产生塑性区,使围岩和支护结构产生变形。软弱围岩隧道开挖后突出表现在围岩松弛压力大,初期支护承受压力大。

按照结构力学的基本原理,

我们不妨把隧道初期支护看作是由锚杆、钢筋网、喷射砼、钢架等支护手段组成的复合体。该复合体是具有一定强度和刚度的承载结构。软岩隧道的开挖过程同时也是扰动围岩对初期支护结构的逐级逐次加载过程。当作用在初期支护上的围岩扰动荷载未超出结构本身的极限承载力的时候,结构将处于稳定状态,

同时支护结构会因为荷载的不断增加发生变形。一旦围岩扰动产生的荷载超出初期支护结构极限承载力,支护结构将会失稳破坏,突出表现在钢架扭曲、喷层开裂掉块,

结构变形出现突变等。

由以上分析可以看出,软弱围岩大变形是指在隧道开挖形成凌空面以后围岩受自重应力及构造应力的影响发生朝向隧道净空的变形。

这是复杂应力条件下软弱围岩本身固有的特性,属于客观因素。

隧道支护结构大变形是指由于支护参数、施工方法选择不当,

结构强度和刚度不足以抵抗较高的围岩压力而出现大变形和结构破坏,属于主观因素。

四、软弱围岩地质隧道富水区防排水研究

隧道通过区,

围岩为全风化砂岩夹泥岩,炭质页岩,属强透水层,

围岩风化程度十分严重,遇水后产生脱落坍塌并且初期支护完成后,隧道渗淋水又十分严重,

对初期支护反复冲蚀,这样就对初期支护的强度造成了较大的影响,给施工也带来了极大的安全隐患,

并且因地下水的不断作用,使初期支护沉降速度超出规范要求(大于./,峰值达./),虽然预留量根据实际测设采用,但沉降速度仍有不可控的趋势,

而且渗水分散不集中,造成洞内积水,因此就基岩裂隙水的基本情况,

现场选择以超前泄水,

注浆加固堵水的施工方案。主要采用超前水平探孔远距离超前集中泄水,.注浆小导管对初期支护进行注浆加固堵水,使初期支护背后形成加固拱堵水,施工中开挖临时排水沟引排。

通过实践施工的效果来看,当隧道施工通过富水区段时,针对基岩裂隙水秉承着以超前泄水,注浆堵水的原则,采用超前水平孔超前泄水,

小导管注浆进行堵水的方法,可以极大地降低施工难度,

保证施工安全顺利地进行。

隧道富水区段的施工优化设计,在实践中应该针对实际情况,在原防排水系统设计的基础上,进行对富水区段的专项优化设计,

以确保富水区段安全高效的施工作业,及减少隧道工程施工期间的潜在隐患。

五、施工方法

。开挖断面的判断

围岩应力以及变形调整时,会出现围岩失稳破坏现象,

这种现象对围岩硬度强的岩石影响不大,但是对于软弱围岩来讲,这样种破坏对其的影响将是非常严重的,所以在软弱围岩隧道施工时,必须要对围岩的应力以及变形情况进行了解,

掌握其变化的规律,使其结果不影响软弱围岩的稳定性。

在实际施工中,

要根据围岩的应力以及变形的规律,选择相应的开挖方式,开挖的进尺度等。

。提高超前支护的质量

由于软弱围岩的变形快,所以在实际施工中,

软弱围岩变形会发生在掌子前不远处,所以必须对其进行超前支护否则将会出现坍塌现象。

在软弱围岩隧道施工中,超前支护是为了更好地控制掌子前的变形现象,这也是软弱围岩隧道施工的重要环节。

。开挖方式的选择

在对软弱围岩隧道进行开挖时,

应该选择大尺度且开挖时少分布的方式进行。在传统的隧道施工中,多数都是多分布、每一次开挖的进度都较短,

这样便造成循环的频率大,造成临时的支护多,

使得工程变得复杂,最后导致施工工期延长。将预支护工作做好,

在开挖时便可以减少分布,并将开挖的进尺度加大,这样可以减少开挖的循环次数,减少支护面施工,

提高施工速度,

极大地缩短工期,同时还可以降低施工的复杂程度。在对隧道进行施工时,

简化施工步骤,提高施工安全是目前应该重视的研究方向。

。增强管制

对隧道开展建筑过程中,因为其特殊具备的工作环境,因此在开展建筑时地区环境不好,工作空间不大,对建筑施工将产生一定的影响。

因此在开展建筑过程中,要在保证顺利的建筑时间和速度的状态下,对建筑环节开展科学的布置,把每一个建筑程序进行质量监测。

在运用设备的建筑环节中,充分使用设备的性能,进而提升项目建筑时间。

并且还要开展建筑项目的安全监管,防止安全事故的出现。

六、结束语

通过对软弱地质围岩隧道施工工艺的相关研究,我们可以发现,该项工作的顺利开展有赖于对多想影响因素的掌控,

有关人员应该从软弱地质围岩的客观实际情况出发,

充分利用优势条件,研究制定最为符合实际的隧道孙施工工艺实施策略。

参考文献

[]周建福。浅析软弱围岩隧道快速施工技术[]。西部探矿工程。():-。

[]雷军。号斜井软硬岩交替地段快速施工技术研究[]。铁道标准设计。():-。

[]曲永新。软岩与软弱夹层[]。北京:地质出版社。年。

岩石隧道施工方法篇

关键词:隧道软弱围岩施工

中图分类号:文献标识码:

前言

隧道的施工是隧道建设中至关重要的一个环节,

而施工方案的选择对隧道的安全、工程造价、工期都有着直接的影响。一般的两车道公路隧道单洞开挖跨度约达~,

洞室较为扁平,选择合适的施工方法是隧道设计及施工人员必须做出的重要决定。由于软弱围岩自承能力低,施工方法对工程顺利与否起着关键的作用,

实践证明诸多隧道病害均与施工方法是否得当有关。

一、软弱围岩的工程特征

、软弱围岩主要工程地质特征

软弱围岩一般是指岩质软弱、承载力低、节理裂隙发育、结构破碎的围岩,

其工程地质特点如下:

()围岩强度低,承载能力低。如黏性土、粉土、砂类土、黄土、全风化岩体等。

()节理发育、破碎,自稳能力差。一般以页岩、泥岩、片岩、炭质岩、千枚岩等为代表的软质岩地层,

由于其强度低、稳定性差,开挖暴露后易风化、遇水易软化,尤其是深埋地段受高应力影响易发生塑性变形,

造成洞室内挤。

()属断层带散体结构,自稳能力极差。受构造影响,断层带结构面杂乱无序,

呈角砾、縻棱状或碎裂结构,充填泥质或泥夹岩屑。受结构面切割影响严重的块状岩体中,由于结构面的黏结强度低,

开挖后周边岩体极易沿结构面产生松弛、滑移和坠落等变形破坏现象。

二、软弱围岩潜在安全风险源

针对软弱围岩隧道的支护变形、塌方等风险,

从地质角度进行分析总结,其潜在安全风险源主要有以下情况:

、软弱围岩浅埋与偏压

软弱围岩浅埋地段,隧道施工时拱部一般难于成拱,在未采取足够措施前,软弱围岩浅埋隧道易发生局部塌方;

软弱围岩偏压地段,隧道支护结构将承受显著的不对称荷载,施工期间易造成初期支护纵向开裂或错台,变形过大甚至塌方。

、土质隧道

土质隧道强度低、自稳性差,

与岩石隧道相比要承受更大的荷载,若初期支护强度不足,将导致变形大,严重时会出现局部坍塌等安全风险。

、大埋深软岩隧道

在大埋深软岩地段,一般存在较高的地应力,由于软岩抗压强度低,

开挖过程中洞壁岩体剥离,位移极为显著,变形持续时间长,隧底常出现隆起现象。

通过该区段时,若支护不足,可能造成支护变形过度、侵限甚至塌方等安全风险。

、断层破碎带

由于断层上下两盘的相对运动,常使断层面附近岩石破碎成碎石和粉末状,

形成断层破碎带,其岩体一般自稳性极差,

且常伴有地下水,隧道通过断层破碎带时易发生塌方、掌子面突泥和突水等安全风险。

、结构面发育的块状岩体地段

块状围岩的力学特性是岩石单体强度较高、承载力较高,

但因结构面发育,受其切割制约,特别是在有地下水组合作用的条件下,

岩体整体稳定性差,这类围岩隧道坍塌的特点是个别岩块失稳,

造成较大范围岩块突然坍塌。

、不同岩层接触带地段

由于不同岩层的岩性差异大,加之常伴有地下水,

在接触面附近常发育有风化剥蚀面,

岩体较为软弱、破碎,隧道通过时,在掌子面上方或前方易发生塌方、涌泥等安全风险。

三、施工方法

在当前的软弱围岩公路隧道施工中,主要采用的方法有上下台阶法、法(中隔壁法)、法和双侧壁导洞法。在施工方法的选择上一般应考虑如下一些因素:

、洞身围岩情况是施工方法选择的基础,如果单凭围岩的级别来选择施工方法,

是不科学的,应该对围岩级别、岩性、初始应力、地下水、不良地质构造,

以及洞周围岩风化情况进行综合考虑,选择出最适用的施工方法。

、洞室的几何形状,如开挖跨度、扁平率等,

对施工方法的选择也有较大的影响。

、施工单位的技术条件、工程经验也是影响施工方法选择的一个因素,其中工程经验对施工方法的选择在很多情况下起着决定性的作用,这也是造成当前公路隧道软弱围岩段普遍采用上下台阶法施工的原因。

、当工期有限时,施工单位往往会选择单步开挖面积大、开挖步骤少的施工方法。上下台阶法、法、法和双侧壁导洞法,在近年公路隧道施工中都有应用。

由于施工单位工程经验的影响,

上下台阶法应用最多,

而在两车道的公路隧道中除了特殊情况一般不会采用双侧壁导洞法。

施工实践证实,上下台阶法在软弱围岩公路隧道(级围岩)施工中成为诱发塌方病害的原因之一,这与施工单位对施工力学认识不足、上台阶过长(个别工地上台阶长度达百余米)、下台阶开挖落底工序不规范有较大的关系。对于跨度愈来愈大的公路隧道,

仅凭以往的工程经验来确定施工方法,已不能满足安全施工的要求。

确定合适的施工方法不仅要总结过去软弱围岩隧道施工的成功经验,也要吸取失败的教训,充分应用岩土力学对隧道施工中围岩、初期支护应力和变形过程进行分析,才能找出最佳的施工方法。

四、实例分析

、隧道工程概况

()工程特性。

某隧道为上、下分离,单向行驶的双车道长大公路隧道,隧道最大埋深。,隧道下行线洞长,上行线洞长,

隧道断面为三圆心,圆弧顶拱带曲边墙结构,隧道拟定有效净宽。,

有效净高的建筑界限,最大净跨。,最大净高。,

上、下行之间设置两条行车横道(横道长约),各设置两处紧急停车带。

()工程地质、水文条件。隧道穿过地层为侏罗系,

白垩系地层,岩性板岩、泥岩,石英砂岩为主,局部为白云质灰岩,

覆盖第四系残坡积碎石土;受深山断裂带影响,

进口端发育北西向断裂(万宝山~四角田断裂)带。四角田隧道岩石结构松散破碎,风化强烈、节理裂隙水极发育,岩体呈薄层状或互层状碎裂(夹)软弱层结构。

、病害情况及影响

该隧道由于上述极端恶劣的工程地质和水文地质条件,

破土开工后病害不断。主要表现在以下几方面:

()初期支护变形、破坏。结构下沉,喷射混凝土开裂掉块剥落。

变形多数出现在起拱线以上的拱圈范围;变形严重地段变形量达几十公分以上,侵占二次衬砌的结构范围,致使二次衬砌结构断面尺寸不够,只好拆除初期支护重做。

()二次衬砌破坏。主要表现为:拱顶混凝土纵向劈裂,

明显的挤压剪切破坏,表面混凝土剥落,

钢筋外露;拱脚墙接合处变形呈错台等。

()坍方频繁,有初期支护完成之前的裸洞坍方,还有最为严重,

损失最大的初期支护完成后发生的坍方。

、隧道病害成因及防治措施

隧道病害除受工程地质和水文地质条件影响外,还有形成病害的其他原因,例如,

施工处治不当、不及时;支护结构弱等原因。由于施工方法上存在着缺陷,施工程序不合理,

使病害在最后的混凝土面上表现出沉落、变形、侵限。四角田隧道地质构造破碎软弱,开挖后要尽快形成一个高强度的封闭结构环,来抑制围岩的过量变形、松弛,这就是初支应达到的功效及最终目的。

()开挖方法

在开挖方法上不宜过多地划分开挖区域,这样会不利于初支的尽快形成,难以保证结构的整体性。

上部开挖完成后,

利用下部高度,

实施顶拱初支,如遇围岩极为破碎软弱时,可采取保留上部核心土,顺开挖轮廓线用风镐凿槽,形成上部初支,

保留中部核心土,既避免了过多暴露开挖掌子面,

又可起到抵抗体及施工平台的双重功效。下部开挖采取的措施:。防止上部初期支护沉落、变形,如上部钢支脚加设深孔锁脚锚杆长(≥);。设置临时纵向托梁与临时支撑等;

。尽量避免扰动上部围岩,特别在靠近开挖面处要采取“预留保护层”和人工凿挖的办法。

()二次衬砌混凝土施工

就四角田隧道而言,“先拱后墙”,由上至下的混凝土施作次序是极为不可取的,弊端表现为:

上部悬空会造成构造物变形、下沉;

在一个完整的断面未全部进行完初支的情况下,插入混凝土施工,工序相互干扰大,不符合新奥法施工原理的高效、及时性;造成结构配筋,

施工缝难以处理。

就隧道恶劣的地质状况而言,实施底部仰拱超前浇筑,可建立底部约束条件,形成一封闭环,底部混凝土的超前,

还可达到几个功效:。封闭地基,防止地基被水浸泡软化。。使已完成的墙、拱初支建立起底部约束条件,以墙、拱初支结构共同形成一封闭环。。底部仰拱超前,

使作用在二衬混凝土上的荷载,在基底面上按刚度比进行传递分布,

从而改善提高地基承载力。

结束语

隧道软弱围岩施工前必须遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、紧封闭、勤量测”的原则,制定详细可行的施工方案。总之,隧道施工中只有控制好各道工序的施工质量,

才能保证安全通过软弱围岩地段,保证施工进度,从而获得更好的经济效益。

参考文献

[]杨会军,

王梦恕。隧道围岩变形影响因素分析[]。铁道学报。():―

[]黄自永,

高文华,朱建群。厦蓉高速巫帮隧道围岩变形监控量测与分析[]。西部交通科技。():―

[]夏才初,龚建伍,唐颖,

朱合华。大断面小净距公路隧道现场监测分析研究[]。岩石力学与工程学报。():―

岩石隧道施工方法篇

关键词:隧道;初期支护;双侧壁导坑法

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概述双侧壁导坑法施工

双侧壁导坑法是新奥法的分支,又称为双侧壁导坑法和眼镜工法。基本原理依据是新奥法的施工原理,

是一边开挖一边支护的施工技术,利用两个中间隔壁把整个大的隧道断面分隔开来,

分为左、右和中间断面。在施工的过程中中间断面紧紧跟在后面,初期支护在形成环形之后,

待初期支护稳定后拆除临时支撑形成全断面。双侧壁导坑法在施工的过程中,

应该避免对周围岩石的松动,一般情况下导坑的断面类似一个椭圆,周围的轮廓也是比较圆顺的。所以在导坑开挖的时候,

应该避免应力的集中。隧道大断面的初期支护采用的是一种混凝土柔性的支撑体系,采用挂网、格栅、喷混凝土等柔性的支护体系。为了保证大断面及时闭合,应该及时进行施工作业,

利用周围岩石自身的承受能力来控制周围岩石的变形程度。

为了更好的进行施工作业,在施工的时候可以建立一整套围岩支护体系,进行信息化施工,这样不仅可以掌握隧道施工中的多种动态变化,

还可以确保隧道的安全。

周围岩石性能比较差的围岩比较适合双侧壁导坑法,在大跨度的隧道施工中,使用双侧壁导坑法可以将地表的下沉程度控制在合理的范围之内,

保证施工的稳定性,具有较强的安全性。但是隧道双侧壁导坑法在在施工的过程中速度比较慢,

而且成本很高,这是其最大的缺点。但是相比较双侧壁导坑法的优点来说的话,其适用范围还是非常广的。在隧道跨度比较大,

周围岩石条件很差的情况下,单侧壁导坑法不能完全把握周围岩石的变化情况,根据实际的施工情况来看,双侧壁导坑法开挖的断面分块比较多,

在初次支护的闭合时间很长。但是在开挖中造成的小的分块在开挖之后会马上闭合。所以说,双侧壁导坑法在隧道施工中的变形几率很小,

可以在很大程度上保证隧道施工的安全。

双侧壁导坑法的施工要点

双侧壁导坑法的施工程序是在施工的时候错开两个侧洞,一般情况下,

一个侧洞会后于另外一侧洞米以上,两个测洞之间的中间土体必须落后前面开挖测洞的五米到十米之间。如果施工缓慢的情况下可以调整施工顺序,调整原先的左右顺序,确保在工期要求之内保证施工安全。

()施工方法处理。隧道施工中双侧壁导坑中洞法施工适用于双拱带隔墙断面的地段,

把中洞分为上下台阶开挖,之后采用人工和风镐的方法开挖土方,在初期支护上使用钢筋网和焊接纵向的联接钢筋,再喷加混凝土,作为临时的钢架仰拱,

在中侧洞的下台阶开挖之后,再凿取与格栅结合的初期支护,

目的是将侧洞的栅钢架与中洞的格栅之间的螺丝形成一个整体之后再进行密封。一般情况下,中洞开挖之后会分段灌注隔墙,

在施工结束后从注浆口灌入水泥浆填补密实。

中洞法转侧壁导坑法的施工范围在断面开挖中宽度和高度都会有所变化,中洞法向双侧壁导坑法转化一般侧壁导坑会向上挑顶,向外扩挖,

从带有中隔墙的两侧向左右、上下扩挖,之后再采用侧壁导坑法施工。

隧道初期支护中的双侧壁导坑法施工应该根据周围岩石的特点和施工过程出现的难点,对施工设计、地质预报和现场的情况进行仔细的分析研究,保证周围岩石的稳定能力,

必须确保加强初期支护,保证隧道支护结构的承载能力,确保施工的安全。

再者是必须遵循早早封闭和勤加测量的施工原则,在施工的过程中保证快速开挖并加强初期支护。双侧壁导坑法的优点是将隧道施工中开挖的断面以大化小,一边开挖一边支护,保证隧道施工工作面的稳定与安全。

()双侧壁导坑法施工难点处理。双侧壁导坑的施工形状与椭圆形的断面类似,导坑的断面宽度占据不到整个断面结构的一半,

在开挖过程中必须充分注意初期支护的大小导管和管棚的注浆等;在隧道施工过程中因为施工工序的变化,

必须在锁脚处的钢管进行注浆加固,保证钢架的稳定;检查锁落脚是否完全落实,这关系到拱架的稳定和下降与否;同时各个洞室在开挖过程中应该保证初期的支护,

并尽快完成封闭成环,在开挖的过程中注意初期支护接头位置的联接;

钢架上下单元之间的链接必须保证联接稳固,螺丝的连接到位与否,严防不连接钢筋的情况发生;

隧道开挖之后的钢架与两侧壁的钢架联接一直是双侧壁施工中的难点,在双侧壁两侧壁施工的过程中,必须准确定位钢架的位置,保证各个钢架在同一个垂直平面内,避免钢架扭曲现象的发生;

在检查初期支护表面的时候注意要使用强光的手电,一旦发生裂纹,必须进行处理;在初期支护施工完成之后必须拆除临时钢架的洞身主体结构,

施工应该在临时钢架完全稳定拆除之后进行;根据信息化管理带来的信息,初步支护体系稳定之后再进行临时钢架的拆除,并且按照图纸进行施工。

结语

双侧壁施工在隧道施工中的实际应用在很大程度上提高了周围岩石的自身稳定能力,

这就为后期的支护创造了环境,通过信息化管理进行施工,把握施工的难点,调整施工工序。在隧道大断面的施工中应该加强周围岩石承受能力的系数,

与周围岩石的变形强度相配合,在隧道施工中加强前期和后期的支护,保证支护体系可以发挥自身的作用。在大断面隧道中采用双侧壁导坑法应该尽可能减少开挖扰动,这对隧道施工的安全和周围岩石的稳定有重大意义。

根据监测数量指导施工,

及时调整施工方式,

这对隧道施工安全和施工进度的有着重要作用。

参考文献:

[]杨斐毅。浅埋大断面公路隧道单侧壁导坑法施工力学行为研究[]。重庆交通大学,

。

[]王学斌。超浅埋大断面隧道双侧壁导坑法施工参数优化研究[]。福建建设科技,():-。

岩石隧道施工方法篇

关键词:铁路隧道;进口段;

施工方法;主要技术

中图分类号:.文献标识码:文章编号:

随着铁路施工技术的高速发展,在铁路隧道的建设迎来新曙光的同时,也面临着严峻的考验。由于地质地貌的不同,

铁路隧道进口段的施工方案以及关键技术也各不相同。铁路隧道进口段处于开端,风化相对严重,容易引起坍塌,危及人们的生命安全。

隧道进口段施工方案

进口段的特点及注意问题

隧道进口段,处于施工地段的外端,常年经历风吹日晒等环境的考验,

变得异常脆弱,地表水的汇集以及各种地形地质条件的影响,进口段的施工十分困难。若是施工方法以及关键技术采用不当,

若不经常维护,很容易产生坍塌。

在修建隧道口时,

一定要注意洞口仰坡的成片滑落以及周边边坡的坍塌;时刻注意隧道顶板交叉处是否会产生塌方以及顶板冒顶和洞口段下沉。在洞口段采取爆破时,

要根据当地的地形地貌等因素控制爆破震动、范围,要时刻监控量测和超前地质预报。

进口段的主要施工方案

进口段的施工方案,主要基于进口段的关键问题而采用的。

在施工前,要认真的对隧道进口的地形、地貌以及地质情况进行勘察、核对。排除一切会引起坍塌、滑落等安全隐患。当堑顶斜坡存在松散的土体,易松动的石块时,

必须要及时的清理,无法或不易清除的应该采取加固的方法,

保证洞口、仰坡、边坡的稳定安全,避免意外事故发生。在施工的过程中,

要严格的遵守“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤测量、速反馈”的关于长征的作文施工原则。特别在洞口挖开后,

为了保障进洞的安全,及时的支护是十分必要的。

施工过程中,要利用监控量测,实施动态施工,将所得到的数据及时准确的进行分析计算,从而调整支护参数,

引导施工快速、安全的进行。

洞口施工的关键技术

根据各地的地形地貌等因素的不同,在洞口施工时,就要选择适合当地的施工方法以及进洞方法。

进洞技术

。洞口长管棚技术

长管棚主要施工工序为:施工准备、混凝土导向墙施工、利用预留核心土为钻孔作业平台、管棚钻机就位、钻奇数孔、顶进Φ花钢管、清孔、管棚注浆、钻偶数孔、顶进钢管、钢管填充以及孔口封堵。

长管棚施工,起超前支护刚度大,

你能够有效的承受住上方以及侧向土体的压力,具有棚架、锚固、固结地层的的三种主要功能。

在松软、风化的的地质处,采用长管棚注浆固结土体,可以增强进口段上方土体的稳定性,

从而保证进洞施工的安全。

贵广铁路工程隧道施工,

洞口便采用地长管棚施工技术。该项技术在新建贵广铁路隧道口得到了广泛的应用,特别是在进洞口浅埋、偏压地段应用的次数较多。该种施工技术,

为作业人员在隧道口的安全提供了全面的保障,确保了对道口处的安全,有效的防止了进洞口处的拱顶下沉以及浅埋段的坍塌冒顶。

。小导坑进洞法

面对复杂的地形,

我们可以选取小导坑进洞法。

小导坑的大小要根据所修建的通道大小进行选取,不可盲目采用。

小导坑进洞法要坚持“管超前、严注浆、短进尺、少扰动、强支护、快加固、早成环、勤测量”的原则。其工序为:超前小导管—工字钢架设—锚杆安装—钢筋网铺设—喷射混凝土。

例如,湖北沪蓉西高速公路第二特长隧道夹活岩隧道便采用的小导坑的进洞方法。夹活岩隧道属于岩溶地貌,高山峻岭,

地形险峻复杂,

且隧道进口又位于沿线的爱是什么 作文河流左岸,

周围的岩石稳定性很差,岩质疏松,风化严重。为了避免破坏生态环境,该地作业人员便采用了小导坑的进洞方法,

先采用小导坑形式出洞,再反向扩大隧洞。

该施工方法,先采用增加侧墙的方法来阻挡来自土体的压力,

然后采用小导坑出洞,为施工人员创造了可以施工的页面,

然后在利用小导坑反向扩大隧洞,从而完整地保留了该处山体原来的面貌,减少了开挖量,很好的保护了自然环境的同时,

还保障了作业人员的人身安全。

这种方法要选择适当的地形地貌,不可盲目的采用,否则只会弄巧成拙,适得其反。

。加固地层进洞法

在构建铁路隧道进洞口时,

若洞口处所处的地层较差,

地形不利于进洞时,可采用加固地层的进洞方法。我们可将加固地层进洞法分为两种,

一种是注浆加固地层,

一种是接长明洞保持洞口稳定,之后再采用填土反压法。

注浆方法可以采用地表垂直注浆,

也可以采用从坡面水平注浆。在这里,

浆液的采用一定要与当地的土体状况,地质好坏相适合。经过认真考察核对后,可选择水泥浆、水泥、水玻璃双浆液,还可以选择超细水泥浆以及其他适合当地土体的浆液。

在注浆方式的选择上,我们可以采用单孔注浆、旋喷注浆等方法。当浆液凝结,

形成硬化的固体后,会形成一道坚硬的防护墙。这种墙可以加固周围疏松的岩石,截断水流,减少施工时出现的图层坍塌,

为作业人员提供良好的工作环境。

当地地形出现偏压或者覆土层面较浅时,为了保证更快更安全的施工,作业人员可采用长明洞的方法将洞口保持稳定。完成这项技术后,

切不可急于进洞施工,因为当地的地质疏松,

明洞开挖便会引起周围边坡图层的不稳定,容易出现危险。所以,

在完成长明洞后,再采用填土反压的方法,

稳定边坡的坡脚,加大洞顶填土的厚度。完成后,作业人员便可采用明洞暗做的方法进洞,或者采用盖挖法施工明洞,

然后进洞施工。

采用爆破技术

在洞口施工时,会采用爆破技术,

然而,爆破技术的采用也要与根据当地的地形地貌,

土质情况相结合,所以,

在采用爆破技术的时候,一定要控制爆破的震动。在构建隧道时,采用爆破技术,往往会产生巨大的震动力,

从而造成周边的岩石松动,破坏周边图层的平衡,

进而会导致滑坡以及岩体解体,在开挖的时候,易造成洞口地表下沉、塌穴等现象。也就是说,在采用爆破技术的时候,

要严格控制爆破的震动幅度,

这样才可能减少围岩松动、掉落乃至塌方。在爆破技术当中,微震控制爆破技术就是一个非常好的选择,既可以让作业人员快速的进洞,

还可以减少围岩的松动,保障作业人员的安全。

(三)加强监控

天有不测风云,

人有旦夕祸福,计划永远没有变化快。在铁路隧道进口段施工时,

往往会发生一些我们始料不及的事情。所以,为了尽量避免意外的发生,作业人员就要时时刻刻的做好监控的任务,做好测量工作,

始终坚持动态设计、施工、管理。只有时时刻刻的监控、测量,及时汇报情况,

才能够减少意外的发生次数。

为了做到实时监控、测量,作业人员要布置好隧道洞口、洞顶的观测点,做到全方位监控,及时作好隧道洞口段围岩监控量测、地表的沉降观测和地质超前预报工作,

及时构建隧道洞门和二次衬砌。

注意初期支护与二次衬砌

隧洞口所承受的荷载很大,且随着不断的开挖,其荷载仍会继续增加,这就要求作业人员要注意初期支护以及二次衬砌,

从而减少围岩暴露时间,

增加作业时的安全。

总结:打蛇打七寸,

擒贼先擒王,这些谚语都在告诉我们做事要抓关键。而铁路隧道进口段就是整条隧道的关键,

只有进洞口段的稳固安全,后续任务才可以快速、安全的完成。所以,

在构建进洞口段时,一定要结合实际,选择适当的施工方案与施工技术,做好实时监控。

参考文献:

[]关宝树。隧道工程设计要点集[]。北京:人民交通出版社,

[]张程。铁路隧道进口段施工方案及关键技术分析[]。华东科技,()

岩石隧道施工方法篇

关键词:隧道;海底隧道;

设计与施工

中图分类号:文献标识码:文章编号:

隧道工程设计与施工技术应用发展

隧道工程的发展

隧道工程根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。山岭隧道技术在我国已经发展迅猛,像广东的白云山隧道工程、青藏铁路关角铁路隧道工程、京广铁路衡韶段大瑶山双线隧道等。水下隧道在我国发展还不是很快,但应却达到了世界先进水平,

像厦门翔安海底隧道、香港海底隧道、大连湾海底隧道工程、胶州湾隧道工程。我国是一个临海大国,

海岸线长达.万多公里,较大海湾有个,岛屿众多,

有三大海峡(琼州海峡、渤海海峡和台湾海峡)。因此,修建海底隧道加快我国沿海地区经济发展非常必要。

。隧道工程的施工方法

目前,

海底隧道的施工方法主要有两种。

一种是采用盾构作为施工机具的隧道施工方法。现在较常用的盾构为组合盾构,盾构与技术,

其特点是自身能前进,不需要以衬砌环作后座,

不用支配式的衬砌管片,可以用现浇的钢筋混凝土衬砌。年在伦敦泰晤士河水下隧道首先试用盾构,并获得成功。

此后,松软地质多采用盾构法开挖。盾构是一种圆形钢结构开挖机械,其前端为切口环,中间为支撑环,

后端为盾尾。开挖时,切口环首先切入地层并能掩护工人安全地工作;

支撑环是承受荷载的主要部分,其中安设多台推进盾构的千斤顶及其他机械;

盾尾随着上述两部分前进,保护工人安装铸铁管片或钢筋混凝土管片。盾构法适用于松软地层,施工安全,

对地层扰动少,控制围岩周边准确,

极少超挖。日本丹那铁路隧道曾采用盾构法施工。在海底的地面以下,

采用钻机在海床上钻洞,英吉利海峡的海底隧道和日本的青函隧道就用这种施工方法建成的。

另一种是管道沉埋法,就是将预制好的钢筋水泥管道敷设于海底,用特制的钢架将其固定在海床上,

在外部用混凝土封上接头处,将内部海水抽干,

然后在内部做好加固衬里,我国香港与九龙之间的海底隧道就是采用此种方法施工建成的。

自世纪年代以来,隧道机械化施工水平有很大提高。

全断面液压凿岩台车和其他大型施工机具相继用于隧道施工。喷锚技术的发展和新奥法的应用为隧道工程开辟了新的途径。掘进机的采用彻底改变了隧道开挖的钻爆方式。

盾构构造不断完善,已成为松软、含水地层修建隧道最有效的工具。

。隧道工程施工设计与工艺

道路隧道的建设过程主要为隧道规划、勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作。

.隧道勘测为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术方案,对隧道地处范围内的地形、地质状况,

以及对地下水的分布和水量等水文情况要进行勘测。在隧道勘测和开挖过程中,须了解围岩的类别。

围岩是隧道开挖后对隧道稳定性有影响的周边岩体。

.隧道设计包括隧道选线、纵断面设计、横断面设计、辅助坑道设计等。

选线根据线路标准、地形、地质等条件选定隧道位置和长度。选线应作多种方案的比较。长隧道要考虑辅助坑道和运营通风的设置。

洞口位置的选择要依据地质情况。

考虑边坡和仰坡的稳定,避免塌方。

.隧道贯通控制测量隧道测量是为了保证测量的中线和高程在隧道贯通面处的偏差不超出规定的限值。

.隧道的施工全断面开挖法和分部开挖法是钻爆法开挖常用的方法,但隧道施工很复杂,时常遇到各种困难情况,

如大断层、流沙、膨胀地层、溶洞、大量涌水等,

尚需采取相应措施。

隧道衬砌隧道开挖后,为使围岩稳定,

确保运营安全,需按一定轮廓尺寸建造一层具有足够强度的支护结构,

这种隧道支护结构称为隧道衬砌。常用的衬砌种类有就地灌注混凝土类、预制块拼装、喷锚或单喷混凝土、复合式衬砌。在岩石地层中采用全断面开挖及喷混凝土衬砌,

其质量好坏首先取决于光面爆破。运用新奥法原理,考虑围岩自身承载能力,

可在坑道爆破后尽早采用单喷或喷锚作初期支护,

随即连续量测位移,判定围岩基本稳定时间,再进行二次支护,这样可以建成较经济的衬砌结构。

隧道工程设计与施工技术研究

。施工准备期的技术准备

.施工环境的勘测

在海底隧道工程的设计施工前,应对相应的地质、水文进行勘测和研究特别是海床地质勘测信息和相应的技术数据报告。只有根据这些可行性的报告和实际状况,通过地震测试法对海底岩层进行分析、研究找出不良缺陷和基岩界限,通过声纳法探测海底地形沉积物,

分析其厚度对水文地形地质进行综合预测。

.施工材料设备和方案的准备

.。施工中地质的监测

在隧道施工中,对相应的地质进行监测预报能够保证海底隧道工程进行的顺利,是一种补充勘察的手段。对不良地质的预报分析,可以对服务隧道进行调整和修正。

因此施工中的地质监测是海底隧道预测和控制的重要手段。

.。要做好对最小岩层和厚度的综合分析

在海底隧道中,对最小覆盖层的厚度进行预测是有必要的,在隧道设计中一旦选定了隧道设计路线方案,

就需要对岩石覆盖的厚度进行相应的分析,

毕竟海底隧道的剖面设计是以岩石覆盖层厚度为依据的。当岩石覆盖层比较薄的时候,海底隧道的施工面就可能失去稳定性,

甚至会出现海水涌入危险。虽然很多时候可以用其他的方法进行弥补,但是会增加隧道施工工程成本;当覆盖层过厚的时候,

就会衬砌结构上的水压力带来一定的影响,会使其水压增大。

水压增大,海底隧道的长度也会随之变大,同时也会增加海底隧道施工工程成本。

对于覆盖层厚度而言,其是没有技术限度的,不管最小岩石的覆盖厚度薄,还是厚,都不会影响海底隧道的修复工作,

但其却要用开挖支护技术或是投入较高的费用才能修复;

要想确定合适的覆盖层厚度,可以根据流入水量进行相应的预测。当最小岩层的厚度下面,流入水量增加的时候,

最小岩石覆盖厚度就会达到一个极限,这时这种最小岩石覆盖厚度是海底隧道工程设计施工技术中首选。

.。对水压力值进行分析

在海底隧道中,

不仅要考虑最小岩石覆盖厚度,也要考虑海水的压力。最小岩石覆盖层的荷载可能会被地层的拱现象降低,但是水压力荷载并不受地层拱压的影响。因此,

在海底隧道施工设计中,海水水压值的大小与对隧道衬砌结构设计是有一定影响的。其不仅与相应的水源有一定关系,与排水方式也是有一定关系的。

为了防止水源进入隧道,

可以对相应的防水方式和排水方式进行相应分析,并从中选取最优方案。在采用全堵水方式的时候,衬砌背后的水压力是不能减少的,

采用附加法,

水压也不会减少;

在采用排导系统进行排水的时候,可以相应的降低水压力,但是必须保证其在排水的过程中没有盲管堵塞。一旦有盲管堵塞,即使有出水孔,

也是没有作用的,但是这种排水系统是可以进行修复的。可见。排水系统在海底隧道施工中是有一定作用。在排水的时候,

围岩的渗透系数与衬砌上的水压力是有一定关系的。同种排水系统参数下,

围岩渗透系数越小,衬砌上的水压力也会随之降低。

.。对衬砌面和防排水进行设计

在对衬砌面和防排水进行设计的时候,

要考虑海水的深度及最小岩石覆盖厚度,

并以此为依据采取全封堵方案或是排导方案。在采取全封堵方案的时候,水压力对衬砌结构是有一定影响的,要想选择这种方案,就要考虑其成本问题,

最好是选择一种隧道结构受力和开挖面积较小的断面形式;在选择排导方案的时候,

需要对注浆加固圈和渗透系数的大小进行相应的分析,

毕竟注浆加固圈和渗透系数的大小与水压力的大小是有关系的。当这种设计无法满足相应需求的时候,

注浆加固圈就会失去原有的稳定性,其排放量也不能得到有效的控制,甚至会给隧道带来一定的安全隐患。

在这种情况下,可以采取限量排水方式,

对加固圈的厚度及相应的渗透系数进行相应的分析,并在此基础上确定出合理的加固范围。在采用限排方案的时候,最好对隧道周围的注浆效果及注浆加固圈的厚度进行相应的研究,

以便更好的进行海底隧道工程设计施工技术的顺利进行。

。施工实施阶段技术要点

.开挖

.。刀具的破岩机理。

滚刀在刀盘上以一定的刀间距分布,掘进时刀盘在驱动装置的带动下匀速旋转,同时启动推进油缸使滚刀以一定的力作用在开挖面的岩面上。滚刀随刀盘的旋转在岩石摩擦作用下在开挖面滚动,当滚刀作用在岩石上的压力大于岩石的强度时,

岩石被破坏剥落。岩石在滚刀正应力破坏的同时刀刃沿部分的岩石在应变时产生龟裂,刀盘进一步顶压,

使得滚刀更加深入岩层,从而在岩层表面部分产生张力,导致龟裂向更深更远处进一步的增加,使相邻刀具作用轨迹之间的岩石剥落,

从而实现的开挖掘进。

.。盾构的工作原理

现在较常用的盾构为组合盾构,盾构与技术,

其特点是自身能前进,不需要以衬砌环作后座,

不用支配式的衬砌管片,可以用现浇的钢筋混凝土衬砌。它吸取了自进和任意组合灵活性好的优点,

克服了体积大、推进较难等缺点。它的工作原理是:滑动护板宽约(坑道的横向).~.,

长约(坑道的纵向),与护板座组合成基本单元体,护板与护板座只能前后伸缩滑动,

根据坑道的形状和大小的需要沿着坑道边界布置,护板座连成一个整体,组成为滑动护板自进盾构体。

它是通过每个滑动护板逐个前进而向前推进,

当全部护板前进完毕后,再将护板座拉向前进,至此使整个滑动护板盾构体前进一个进程。在它的保护下前部可以挖土并将土运走,

而掘进后的尾部空间,此时滑动护板的尾部又是一个外模板,可以在它的保护下绑扎钢筋、立内模和端模并浇筑混凝土。机械掘进速度快、质量好,

但成本高,对操作人员及地质条件要求高,其发展前景广泛;目前在我国隧道施工中钻爆法仍占主导地位。

隧道施工的发展

现代高度竞争的地下采矿与隧道工程要求成本集约,

安全开凿与岩石加固等程序步骤。采矿的机器设备必须安全可靠,并紧密跟随工业持续提高的生产力与飞速发展的经济步伐。

掘进机开挖法正在不断研究改进,并生产出各种新机械,

其应用有广阔前景。液压凿岩机不断更新完善,

使隧道开挖进度大大提高。光电测量仪器和激光导向设备的使用,使长隧道施工精确程度有所提高。

目前,航空勘测、遥感技术、物探技术、岩层中应力应变的量测技术、电子计算机技术等的广泛应用,使隧道勘测设计技术水平也有很大提高。精确爆破技术,

水平钻探技术和预灌浆技术的不断提高,有可能提高隧道开挖过程的安全性,并能保证隧道工程的质量。

随着隧道交通业的发展,

建设规模越来越大。

隧道规模越大技术也相应复杂,因此对隧道建设的技术水平要求也相对较高。根据隧道的结构特点和运营、养护的要求,隧道的各分部工程中,洞身开挖、支护、防排水、衬砌新设备、新材料、新工艺、新技术研究及应用,

隧道监控量测技术研究及配套技术研究;宜列为主要工程,

对其质量应严格控制,以确保隧道的运营安全与结构性能和使用寿命。

参考文献:

[]。王梦恕中国隧道及地下工程修建技术

[]。关宝树隧道施工要点集(第二版)

岩石隧道施工方法篇

关键词:地下工程;岩石地下工程;掘进机施工法;

施工特点

全断面隧道掘进机,又简称为,它是一种特制的大型切削设备,

主要用于隧道等岩石地下工程的施工建造中。

掘进机法的工作原理是主机和相应的配套设备一起协同工作,并形成一条可移动的机械化施工作业线,对隧道工程施工中所遇到的大块岩石进行剪切、挤压,使岩石破碎,

然后通过配套的运输设备将碎石运出隧道。在掘进机工作的时候,其主机主要负责破碎岩石和盛装岩石碎渣,而运输等其他工作则交由相应的配套设备来完成。就目前而言,

我国大多数公路隧道和地下通道等工程的施工都是采用的掘进机施工法。

一、什么是岩石地下工程

地下工程是指地表下面的建筑物工程,比如公路隧道、水下隧道以及地下通道等等。地下工程是为了开发和利用地下空间,而在地表之下所建造的土木工程,

这类工程大多具有着良好的热稳定性和密闭性,且由于是修筑在地下,

不占据地球表面的土地资源,所以工程还具有着良好的社会效益和环境效益。但这类工程也有着施工难度大、施工周期长以及一次性投资较高等缺点。

综合地下工程的概念,我们可以得知,所谓岩石地下工程,其实就是指在地下岩石中挖设和建造的各种建筑工程。

一般来说,岩石地下工程的建造都是通过机械来实现的,目前我国常用的岩石地下工程的施工方法有两种:一种是钻爆法,另一种则是隧道掘进机施工法。

本篇文章主要对岩石地下工程的掘进机施工技术。

二、掘进机的种类

一般而言,

岩石隧道工程的开挖和施工多采用隧道掘进机械来完成,而隧道掘进机械的种类有很多,比较常见的主要有全断面隧道掘进机和臂式掘进机两种。

在我国的隧道工程施工中,使用最多的还是全断面隧道掘进机。

截至目前,我国已成功采用过岩石掘进机单型支撑敞开式、双型支撑敞开式、双护盾三种掘进机械来进行地下工程的施工。

总的来说,地下工程的施工可以采用多种的、不同的施工机械和施工手段,

而对于岩石地下工程的施工,我们最常用到的,也最为适宜的施工机械还是全断面隧道掘进机中的岩石掘进机。

二、岩石掘进机的功能

岩石掘进机在使用时,

主要具有四种功能,

即掘进、出渣、导向和支护,且这四个功能是岩石掘进机所具有基本功能。在这四个基本功能中,

掘进、出渣、和导向这三个功能是贯穿于掘进机施工全过程的,

而掘进机的支护功能则仅仅只是在必要时候才会用到。

三、岩石掘进机的施工特点

、快速

掘进机施工的核心优点是掘进速度快。掘进机可以实现连续掘进、能同时完成破岩、出渣、通风除尘、支护衬砌等作业,并一次成洞,掘进速度快,

效率高。一般速率为常规钻爆法的~倍。

、优质

掘进机施工,由刀具挤压和切洞壁岩石,避免了爆破作业,成洞周围岩层不受爆破震动而破坏;洞壁完整、光滑、美观。

掘进机开挖隧道糙率一般为.,

比钻爆法的光面爆破的糙率小%;开挖的洞泾尺寸精确,误差可以控制在±范围内;开挖隧道的洞线与预期洞线误差也小,

可以控制在±范围内。

、安全

岩石地下工程使用岩石掘进机进行开挖和施工,比起采用其他施工机械更加安全。

因为掘进机在工作时,它对隧洞洞壁外面的围岩的影响较小,不容易对围岩造成破坏和干扰,

所以能够保持围岩的稳定性;用于地下工程施工的岩石掘进机一般都带有护盾,

施工人员可以在护盾的保护下进行隧道开挖操作;

另外,相比于钻爆法,掘进机施工法没有炸药等化学物质的爆炸和污染,且其操作的自动化水平高,更加有利于保护施工人员的安全。

四、的施工技术

、开挖原理

在推力作用下,安装在刀盘上的盘形滚刀紧压岩面,随着刀盘的旋转,盘形滚刀绕刀盘中心轴公转的同时绕自身轴线自转,

在刀盘强大的推力、扭矩作用下,滚刀在掌子面固定的同心圆切缝上滚动,当推力超过岩石的抗压强度时,

盘形滚刀下的岩石直接破碎,盘形滚刀贯入岩石,掌子面被盘形滚刀挤压碎裂而形成同心圆沟槽,随着沟槽深度的增加,掩体表面裂纹加深扩大,

当超过岩石的剪切强度和拉伸强度时,相邻同心圆沟槽间的岩石成片剥落。

、施工前期准备工作

()洞外场地布置。施工主要的洞外配套设施有:混凝土拌和系统,抑拱预制厂,

修理车间,各种配件、材料库,供水、电、风系统,运渣和翻渣系统,

装卸调运系统,进场场区道路,掘进机的组装场地等。

根据掘进机不同阶段的施工需求和现场的实际情况,

科学合理地统筹布置,

是充分发挥掘进机的性能,确保掘进机顺利施工的前提。

()预备洞、出发洞开挖。

由于一般隧道洞口处覆盖层薄(~),另有可能石质风化等原因,通常不适合敞开式施工,

为确保早日投入正常掘进施工,一般采用人工开挖至围岩条件较好的洞段(此时依靠自身步行装量进洞),成为预备洞。出发洞石质步行至预备洞工作面开始掘进时,

由于本身要求最早掘进的辅助洞室,

施工长度根据的自身结构尺寸而定。

、的掘进操作

()启动准备。隧道施工中电、水、风是三大主要因素,对于也是如此,在试运转或经长期停机后,

启动器要考虑电、水、风是否以安全争取地输送到机器上,首先核实洞外中压电源是否输送到机器的变压器上,变压器的一次侧短路是否已经接通。

电源接通后还要确认洞外的净水是否已经接通并送入洞内,同时确认洞外新鲜风机是否启动并把新鲜风送到机器尾部。

()启动。在确定控制电压接通后,启动净水泵(正常水压应在.左右),

启动风机。启动时,可接通组成启动按钮成组启动,亦可单独启动。在风机启动完毕后启动液压动力站。

()掘进。开始掘进前,

确认一下工作:风机启动,泵站启动,点击启动,

输送带启动,水系统正常,刀盘由润滑、脂润滑张楚;

外机架已经前移并撑紧,

后支承已经手气并前移,护盾夹紧,后配套系统已经拖拉完毕(以上工作在换步是完成)。

五、结束语

在不同地质条件下,

的推力、刀盘转速和刀盘扭矩等掘进参数是不同的。根据实际情况合理调整和设置掘进参数,

才能保证高效、安全的通过不同地质地段并顺利施工。

参考文献

[]崔玖江。提高我国隧道与地下工程施工技术水平[]。西部探矿工程。()

[]吴成三。隧道施工的新方法[]。铁道工程学报。()

[]刘洪武。地下工程的施工技术及其发展的探讨[]。民营科技。()

岩石隧道施工方法篇

:,“”。。

关键词:千枚岩;

断层;

施工方法

:;;

中图分类号:文献标识码:文章编号:-()--

杜家山公路隧道工程施工经验

.杜家山公路隧道工程概况杜家山隧道位于广元市青川县境内,

进口位于青川县木鱼镇文武村八组柳树沟左侧;出口位于青川县骑马乡新明村三组王石沟右侧。设计为双向分离式越岭隧道,

全长,最大埋深约。

隧道位于(活动断裂)下盘,岩体主要为绢云母千枚岩。工程区内发育三条、、次级断层,均为逆冲断层。

其中断层破碎带宽约~,

产状°∠°;断层产状约~°∠~°,断裂带宽度约.~.,

主要表现为糜棱岩化带;位于隧道洞身段,

与隧道交角约°,其产状约°∠~°,破碎带宽约~。

隧道按降水入渗法计算单洞正常涌水量=./,最大涌水量=./;按地下水动力学法单洞正常涌水量=./,最大涌水量=./。

.杜家山公路隧道施工设计与经验杜家山公路隧道基本按“新奥法”设计与组织施工,

以穿越最破碎的断层段施工为例。该段岩体为绢云千枚岩,呈破碎及散体状结构,且该段穿越山间槽谷地形,

地下水补给条件好,设计开挖过程为先筑砼止浆墙,再分段注浆,以后每个注浆段完工后留米不开挖作为下一注浆段的止浆盘;

采用双层小导管超前加固;采用加强型衬砌类型。图为注浆加固布设图。其它施工情况(略)。

实际上,

在强度低、变形大、遇水易软化的千枚岩软岩地层,施工难度极大(略),以该岩性为主的杜家山隧道施工月均进尺仅余米。工程验收前隧道共发现处明显渗漏水,

处明显漏水段大部分处于断层破碎带。

该断面附近的初期支护出现次大变形及坍塌灾害,坍腔高约,灾害部位位于拱腰至边墙。

隧道的+断面二衬首先在边墙至拱腰部出现多处微小裂纹,裂纹长.~不等,

宽.~.不等,后在隧道拱肩至拱顶处突然发生混凝土剥落,有纵向连接筋外露。

杜家山隧道二次衬砌还曾在环向突然(分钟内)发生开裂和混凝土剥落,有纵向连接筋外露,并被挤压外凸变形。表现为张性开裂,经多次组织各方专家开评审会,

认为二衬开裂处突然的动荷载可能来自原坍方地段在汶川地震余震多次作用和地下水软化作用后的再次坍塌。(图)

.其它隧道工程的施工经验余朝阳总结四川阿坝色尔古电站千枚岩大断面引水隧洞施工方法的经验有:原设计人工钻爆,分个上下台阶,

左右错进开挖。初支后,

喷射混凝土完全破坏,拱架拧成了“麻花”状,并且折成数节。对于支护措施的反复经验总结,

大体经历个阶段,即原设计阶段、加大型钢号阶段、加大型钢号并加密型钢间距阶段、双拼型钢+长锚杆阶段,分述如下:

第阶段:临时支护主要采取系统锚杆+网喷结构,采用型钢@.+系统锚杆+网喷结构,钢筋网片均为单层×。

在临时支护后一周,喷射混凝土大面积开裂,钢架直接破坏,监控量测围岩收敛速率达到/,

设计支护形式失败。

第阶段:变更设计方案。采用型钢支撑,系统锚杆与原设计方案不变。采取型钢@.,

超前支护采取?准锚杆;准超前小导管。

实施后,一周内拱架应力明显增加,至两周后,

拱架开始变形,

一月后,

拱架扭曲,喷射混凝土破坏,支护措施失败。

第阶段:确定按第阶段参数,

在之前支护的基础上加密间距,将型钢榀间距调整为.和.。施工后,一月内累计变形均超过,三个月后,

累计变形达到,

局部超过,仍然失败。

第阶段:邀请国内隧道专家会勘。

确定最终的临时支护方案为:①实施长度大于的自进式中空锚杆;②通过中空锚杆注水泥净浆锚固,

并对围岩实施固结;③采用双榀双榀拼焊钢架支护,依然实施单层小导管超前支护,

并实施拟?准钢筋纵向连接成整体。拱架双拼后按纵向间距.和.布置。实施后,

围岩变形得到有效控制。但实际施工中,由于炭质千枚岩容易坍孔,超过钻进时,卡钻频繁,

只有约有%边墙锚杆钻进了深度。

对千枚岩公路隧道施工经验的深思

.没有充分利用地勘资料例如已知隧道与断层相交,断层是逆冲断层,

属于挤压破碎型,断层裂隙受挤压破碎的物质对隧道的开挖与支护影响极大,尤其是断层,宽度有几百米,

相对于小裂隙断层内的充填物,其在开挖面因重力向下运动的过程中,两侧断层岩壁对其的剪切力约束小,则更易落。

象这些分析,设计时应考虑是否还适用于“新奥法”施工。

根据产状分析,

断层与隧道斜交,

倾角为~°。假设重力为围岩的大主应力方向,则根据文献[]可知,其定位角为~°。

又知定位角为°时岩石抗压强度最大,定位角为°时岩石的抗压强度最小。

则表明杜家山隧道千枚岩因构造作用处于强度最小状态,又因为断层走向与隧道纵向斜交,则强度不利的状态即对拱顶受力产生影响,也对边墙受力产生影响。

相应的,

断层与隧道几乎正交,计算得知其定位角为-°。也处于强度最不利的受力状态,

但因断层走向与隧道近乎正交,则主要影响拱顶的受力。

若充分利用地勘资料,就会有针对性的采用不同的设计、施工或预防措施。

这应该是目前国内隧道设计与施的通病。总之,

根据广甘高速数个千枚岩隧道施工的经验,认识到:①千枚岩石是一种结构性很强的岩石,隧道设计与施工中要考虑千枚岩石、岩体构造与隧道布设的关系。若岩层倾角为°左右。

则定位角为°左右,这时对隧道结构受力最不利;若岩体的走向与隧道纵向正交,则对隧道拱顶的受力最不利;

若岩体的走向与隧道纵向平行,

则对隧道单侧边墙受力最不利;若岩体的走向与隧道斜交,则对隧道的拱顶和单侧边墙受力最不利。一般情况下逆断层较正断层对隧道开挖施工更为不利。

②对双洞隧道,还要考虑采用抗偏压的措施,

先开挖埋深较深一侧时,中隔墙受力和倾斜较小,左、右洞施工间距应达到-倍的洞径以上,才能在施工过程中不互相影响,

更有利于隧道的整体结构稳定。解决隧道进口偏压问题可在隧道山体坡脚一侧进行反压回填,在隧道进口洞门左右两侧设置抗滑挡墙,

洞门墙也按抗滑挡墙设计。

要做好隧道地表的防排水处理,重点放在山体裂缝和断裂带附近。

.对施工方法的深思隧道的施工方法应与围岩的性质有关,

例如深理在十分破碎岩体中的隧道,

可考虑按蹋落拱围岩压力的矿山法支护施工;

浅埋在松散岩体中的隧道,可考虑强支护或盾构施工法;对设置在软弱泥土中的隧道,可考虑盾构法或排水、预加固、法施工;

对在高含水的砂层中设置的隧道,尽量配合用冷冻法或水玻璃预加固法施工;对于膨涨岩体中的隧道,可能只有采用强支护法施工;

对于设置在稳定岩体中的隧道,可采用“新奥法”施工。

“新奥法”施工的先决条件是围岩必须具有自持、自稳能力,若具有,

才可遵循少扰动、短进尺、强支护、快封闭、勤量测的施工原则。若不具有,

人工“创造”条件,

例如预注浆,人工“倒贴”条件,例如采用管棚和钢拱架甚至是止浆墙,

就不一定合适,主要是经济上划不来。

因此建议:不同的围岩条件,应有不同的隧道施工方法。

设计上应重视,

施工上也应重视。

参考文献:

[]郑达,巨能攀。某水电站坝址千枚岩的岩石强度各向异性特征[]。成都理工大学学报(自然学版),,()。

[]余朝阳。炭质千枚岩大变形地层中大断面引水隧洞支护方法[]。施工技术,

年月。

[]广甘高速勘察设计报告。四川公路规划勘察设计研究院。.。

[]广甘路设计工作报告。四川公路规划勘察设计院。广甘高速公司。年月。

[]广甘高速公路项目建设执行报告。广甘高速公司。年月。

[]中铁十四局集团广甘高度公路标段施工总结报告[]。。

[]杜家山隧道进口右线+及+二衬开裂附近监测数据分析报告[]。西南交通大学广甘高速隧道监测项目组。年月。

岩石隧道施工方法篇

关键词:岩石隧道工程;风险分析;

前言

岩石隧道的修建由于自然条件的恶劣以及施工设备的落后,致使在施工过程中以及运营期间均可能出现大量的工程事故,例如:崩塌、冒顶、岩爆、火灾等等,

从而造成巨大的财产损失和人员伤亡。因此,如何尽可能地减小岩石隧道事故发生率以及灾害损失,已经成为一个迫切需要重视的课题。

风险分析理论可望为此提供一条可行的途径。目前,国外对岩石隧道工程风险的研究还处于起步阶段,无论是理论还是实际应用都尚待完善,而且目前所取得的成果基本上都是针对运营阶段的风险(例如火灾,

通风等问题),国内在此方面的研究相对就更少,基本上还停留在纯技术分析层面。笔者结合自己的实践工作,通过对相关工程的了解与分析,

总结出了各种可能在岩石隧道施工中出现的风险,

应做好有效的风险分析、风险预测、风险评价、风险转移等,

并提出了相应的意见。

一、岩石隧道工程事故统计分析

科技水平的不断提高,岩石隧道工程中所使用的设备与技术水平也在不断的更新,这就有效的降低了岩石隧道施工中的危险因素。

可是,由于其工作性质的影响,

与其他行业相比,隧道施工存在的危险因素仍然较高。

以下对岩石隧道工程事故进行了统计与分析,具体内容为:

。从施工方法角度进行分析。在隧道工程施工中常用的施工方法有:矿山法、盾构法和顶管法。

通过相关资料我们可以了解到,在进行岩石隧道施工的过程中,最危险的一种方法就是矿山法施工,在总发生事故的比例中达到了%以上;

其次就是盾构法,

大概占%多;顶管法所占比例相对较小,

大概有%左右。

。从施工过程角度进行分析。

一般情况下,

在岩石隧道内进行的施工主要包括开挖、出渣、支护以及衬砌,不同的施工过程造成的事故频率也是不同的,在这几种施工过程中,

事故发生率最高的是开挖以及支护过程,出渣与衬砌相对较低。

。从事故死亡人数角度进行分析。在对隧道工程中造成人员死亡的事故中,

由于建设机械问题而造成的事故最多,大概占总数的%左右,然后依次是崩塌冒顶、坠落、爆炸和火灾、翻车、飞石掉落、起重机以及其他因素。

。从事故发生地点角度进行分析。通过对事故发生地点的统计,

我们可以了解到,在使用矿山法的施工中,发生事故几率最高的地点为掌子面,在总事故中达到了%,

其次就是洞内,大概占%,

这两个地点发生事故的概率就高达%;在使用盾构法施工的过程中,发生事故的地点主要有掌子面、洞内以及竖井,他们所占的比率差不多,

都在%左右;

在使用顶管法施工的过程中,发生事故几率最高的地点为竖井,其次就是除了洞内、洞外以及掌子面的其他地点,大概占%。

二、岩石隧道工程风险分析

。风险分析的概念。

风险分析就是对风险所造成的危害、损失等进行科学、系统的评估,具体包括以下几方面内容:首先,就是对风险进行辨识,只有对那些潜在的风险产生足够的认识与了解,

才能归类、总结出那些风险较大的因素;

其次,

就是对风险进行评估,

也就是对整理出来的风险可能造成的后果以及发生的几率进行评估,总结出详细的概率分布;最后,就是对风险进行评价,

将总结出来的结果与规定标准进行比较,并给出评价。

通过相关统计数据我们可以了解到,

由于岩石隧道施工的不确定因素较多,施工难度较大,风险也相对较高。所以,

在进行岩石隧道工程施工的各阶段可能造成风险的因素进行详细的分析与总结,从而对风险进行有效的预防与控制。对风险进行有效的控制并不是代表能够将风险完全的消除,我们一定要正确的看待这一问题。

风险是现代社会中经常用到的一个术语,

是与人类的生产、生活相伴产生的。对于风险的概念可以通俗地解释为:风险就是不幸事件发生的可能性;或者说风险是一个事件产生令人不希望发生的后果的可能性(概率)。

国际隧道协会()对风险的定义为:灾害事故对人身安全及健康可能造成损害的概率。

。岩石隧道的风险因素

在施工前期就要做好全面的准备工作,充分考虑到施工中可能存在的各种风险,这样才有利于做出正确的决策。在进行岩石隧道工程的施工过程中,

不仅要对可能存在的各种风险因素进行详细的了解与分析,还要能够对这些风险进行准确的辨识,这样才能根据实际情况采取相应措施。在项目开始施工之后,

就要重点进行施工风险管理,这样才能有效避免事故的发生,保证岩石隧道工程的顺利进行。在运营过程中,

则主要表现在效益风险,以及重大安全事故风险。

在进行岩石隧道工程施工的过程中,最容易发生事故的阶段就是施工阶段,

主要包括以下几方面的风险因素:第一、自然风险。由于自然环境的变幻莫测,在进行岩石隧道施工的过程中要面临各种自然灾害所造成的风险,例如地震、台风、洪水、雷击、暴雪、高温、大雨等。第二、环境风险。

岩石隧道工程属于大型工程,

在施工的过程中不可避免的要使用各种机械设备,

这样就会造成一定的粉尘、噪音、废气等污染,而且在对岩石的挖掘过程中还会释放一定的有毒气体,造成了一定的空气污染。

第三、施工风险。施工过程中可能出现的风险因素最多,

主要包括施工技术风险因素、施工现场风险因素、设备风险因素、原材料和成品半成品材料风险因素以及进度施工管理及人员素质方面的因素。

。岩石隧道工程的风险控制。

隧道工程的风险控制无外乎是风险转移和风险自留。风险转移就是通过保险,以及分包等形式将风险转移,

但是目前国内有关隧道方面的保险费率研究相对比较落后,而且分析基本上是由保险公司单方面进行,

业主基本上不作相应研究,这显然存在很大问题。而解决的办法应该是由业主委托独立的咨询公司进行分析,

但国内类似的咨询公司基本没有。

因此,工程保险对业主来讲仍然存在一定风险。对于自留的风险,应该采取相应措施进行防治,尤其是那些会造成人员伤亡或重大工程事故的风险,

要尽可能地消除。如对于隧道施工引起地面下沉、建筑物开裂,可以采取的控制措施可能有:分部开挖方法、超前锚杆支护或超前管棚加固、采用控制爆破技术、加强隧道开挖后的支护以及加强施工检测等。

结束语

综上所述,在进行岩石隧道工程施工的过程中,虽然具有先进的施工技术与较高的施工水平,

但由于施工难度较大,地质结构复杂,仍然存在一定的风险。

在进行岩石隧道工程施工的过程中对可能存在的风险以及可能发生的事故进行系统的、详细的分析与总结,并做好相应的预防措施,

从而降低风险发生的概率,

避免造成人员伤亡事故的发生。

参考文献

[]杨萍。公路隧道衬砌背后缺陷风险评估研究[]。中国安全科学学报。.:-

[]李春耕。浅谈如何作好隧道施工技术管理[]。民营科技。.:-

[]刘刚,