隧道的施工方法范文
隧道的施工方法篇
关键词:浅埋偏压隧道现场监测数值计算施工方法对比研究
一、引言
我国西部大开发中以公路建设为主的基础设施建设得到了空前的发展,逐步形成了以中等城市为连接点的高等级公路网络。由于西部是我国的山区地带,要修建高等级汽车专用公路,必然会导致大量的隧道和桥梁出现。
目前,西部高速公路网局部地段的桥隧比例达到%左右。我国山脉纵横,地形地势陡峻险要,
地质条件复杂,交通隧道建设中,浅埋偏压隧道(地表倾斜,埋深小于.倍坍落拱高度的隧道)占有一定的比重,
如傍山隧道。这种地质条件对隧道围岩压力、衬砌结构产生很大影响。在浅埋、偏压及软弱围岩隧道中,由于技术运用或施工处理不当,经常会造成较大面积的坍方,
由此带来的人身伤害、财产损失及工期延误等是无法估量的。因此,充分考虑浅埋、偏压的实际工程地质条件进行隧道结构设计是十分必要的。由于浅埋隧道必须考虑地表边界和地面局部荷载以及埋深的影响,围岩应力比深埋隧道情况更为复杂。
山区公路的布线一般沿沟谷进行,沿线隧道多存在一定的偏压效应。
传统的防偏压方法,一般注重采用设计措施,如增设锚杆与管棚、在偏压较小的一侧增设重力式挡墙或加大衬砌的厚度等,而对施工方法则只简单地提及而没有进行对比研究,
这样无形中会加大施工成本,造成施工中不安全因素的增加。本文以具体例子为依托,对施工过程中的监测资料进行分析,提出了适合该隧道的施工方法;
同时,采用数值分析的手段,从受力的角度提出了最佳的施工方案。为以后类似工程的设计与施工提供了依据。
该隧道的设计为“”施工方法,
考虑到施工工期及经济因素,
拟对进口段采用正台阶施工进行试开挖并进行施工量测,通过对量测数据、施工进度、经济条件等因素的综合分析提出最终适合于该隧道的施工方法。
二、监测数据分析
根据现场条件及一般隧道的监测内容,该隧道的主要监测项目为:周边位移量测、拱顶下沉量测、地表下沉量测、钢支撑内力量测和锚杆轴力量测。
(一)地表下沉
从地表下沉的监测曲线图可以看出,
当围岩开挖历经天之后,其地表下沉基本上就处于稳定状态,而此时掌子面已经推进了一段距离。上述情况表明:该断面的地表沉降经过天以后基本完成,可以进行下一步的工作。
(二)收敛变形
根据量测断面上台阶开挖~的收敛变形血线图可以看出,量测时间共。在上台阶开挖过程中收敛量在以内,说明在上台阶开挖过时围岩的大部分应力已经释放,围岩的位移大部分已发生。
水平测线数值最大,表明隧道侧压力比竖直压力大,其中的主要原因可能是隧道左侧成拱效应比右侧成拱效应差,因此隧道左侧受到更大的围岩压力。
(三)拱顶位移
上台阶开挖后典型断面拱顶实测位移曲线图,
该断面围岩主要为炭质板岩,属于Ⅲ类围岩,围岩较破碎。
通过对测量线进行拟合可知:()最终位移∞=.,该值较大,
这主要是由于该断面所处围岩比较破碎,且节理裂隙较发育。但在第天位移即为.,已达到最终位移的%,
这说明围岩很快趋于稳定。()当=时,位移速率为./,
以后随着时间的增长,位移速率将越来越小。
(四)钢支撑内力
所选取的典型断面主要围岩类型为泥岩,属于Ⅲ类围岩。
内力变化曲线时间上可分为个阶段。其中上台阶开挖后数据曲线形成了急剧增大缓慢增大趋于平缓这、Ⅱ、Ⅲ三个阶段,
下台阶开挖后形成了第Ⅳ阶段。
下台阶开挖后,钢支撑左右两侧的内力变化并不一致,
说明钢支撑所受的左、右两侧的压力并不相等。
由于各部位内力变化在上台阶开挖后基本一致,因此可以对其中某个部位的内力变化进行分析,从而得到一般的规律,现选取钢支撑内层的左侧部位,
经分析其内力最终值为.;在=时为.,
占其最终值的%;在=时,为.,
占其最终值的%,可见内力的大部分在上台阶开挖后内产生。
(五)锚杆内力量测结果
锚杆内力量测结果,
围岩变形超过天之后,其变形基本处于稳定状态,在最初的一周之内,其变形发展是最为显著的时期,
过此之后,其变形将逐渐趋于稳定。因此,围岩开挖之后的初始阶段是值得注意的时期。
(六)施工方法调整
鉴于实测的位移、支护结构的轴力较小且收敛较快,
因此将原设计中采用的“”法开挖并辅助超前锚杆支护的施工方法变更为采用台阶法开挖的施工方法即可满足要求。
三、数值模型的建立与计算参数的选取
为了更好地了解在不同施工方法下偏压隧道的受力变形规律,以便从隧道受力变形的角度寻找出这种隧道的最佳施工方法,本文采用数值分析的手段,
对其进行建模分析。
(一)数值模型的建立
根据不同的施工方法建立的数值模型如下图所示。为节省篇幅,
在本文中只列出法开挖的网格剖分图。
计算参数的选取:综合国际《工程岩体分级标准》—、《公路隧道设计规范》-、《铁路隧道设计规范》—等资料对各类围岩物理力学参数的取值情况,
取各类围岩中值作为岩体的计算参数。对锚杆与型钢拱架材料参数则根据实验结果取值。
(二)计算结果与分析
采用数值模拟得出的几种不同施工方法下隧道周边与地表最大位移、隧道周边最大围岩应力。
而锚杆轴力和钢支撑内力由于受篇幅限制,
不再一一列出。
、不同施工方法下受力共同点
()拱顶部分的锚杆与钢支撑在不同的施工阶段受力都很小。
()完工后受偏压较大的右墙所承受的围岩应力最大,而且拱脚与墙角往往都是应力集中的地方。
()锚杆与钢支撑的受力在施工中间阶段往往是右侧受力稍大,
而完工后则左侧稍大。
、不同施工方法下受力不同点
()、在位移方面,法无论是拱顶位移、地表位移,
还是侧墙位移都小于全断面法与台阶法;
台阶法在中间施工时的各项位移都小于全断面法,完工后除左墙位移外,
其余也比全断面法施工的位移小。
()、锚杆所受轴力、钢拱架所受轴力和弯矩以全断面法施工最大,台阶法次之,法最小。
四、结语
根据以上分析可知,
在偏压隧道中,要优先采用法进行施工,
如施工断面较小,偏压不大时,也可采用正台阶法施工,
一般情况下不要采用全断面法施工。
此外,
笔者在采用法施工模拟时计算了两种开挖方法,
一种是先右后左;
一种是先左后右,结果表明,前者无论从受力变形大小、收敛时间长短均优于后者。
因此,可以推断:在采用法进行施工时应从偏压较大的一侧开始施工。
参考文献:
【】何林生,
王明年。复杂地质条件下公路隧道施工方法。.
【】黄成光,
于敦荣。公路隧道施工。北京;人民交通出版社,
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隧道的施工方法篇
[关键词]浅埋隧道浅埋暗挖法盾构法
。引言
浅埋隧道是一种特定条件下的隧道工程,埋深不足隧道洞径的倍,其施工不仅受覆盖层地质因素的制约,而且还受地面环境的影响。所谓隧道浅埋,
并非单纯指洞顶地层厚度小,还应结合上覆地层的工程地质条件综合判定,包括围岩结构构造特征,风化、破碎、断层影响的程度,结构强度,
松散状况以及地下水等因素。对于浅埋隧道而言,鱿鱼埋深浅,在施工过程中地层承载力差,开挖引起的地层应力波迅速传到地表,
从而引起明显的地表沉降,对周边环境的影响较大,超过一定限度,会导致整体失稳,发生塌方。
因此,对施工方法提出了更高的要求。常用的施工方法有明挖法、地下连续墙法、盖挖法、浅埋暗挖法及盾构法等。
。浅埋隧道的施工方法
()明挖法
明挖法是指挖开地面,由上向下开挖土石方至设计标高后,
自基底由下向上顺作施工,
完成隧道主体结构,最后回填基坑或恢复地面的施工方法。具有施工简单、快捷、经济、安全的优点,城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大,
因此只适合用于非生活密集区的施工。明挖法的关键工序是:降低地下水位,
边坡支护,
土方开挖,结构施工及防水工程等,其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。
()地下连续墙
地下连续墙是应用挖槽设备沿着深开挖工程的周边在有泥浆护壁的情况下,开挖出一条狭长的深槽,同时向槽内浇灌适当的材料从而筑成一段墙体,最后将若干段墙体连接成为整体而形成一条连续的墙体结构。地下连续墙具有防渗、截水、承重、挡土等功能,
可以作为临时施工设施,
也可以作为永久性结构。
地下连续墙的施工工艺过程,包括施工前的准备、导墙修筑、泥浆制备、成槽及墙体成型等。
施工前的准备工作,主要包括测量放线和专用场地设置。导墙是地下连墙施工中一个很重要的临时构筑物,也是地下连续墙施工的第一步。
导墙不仅起导向作用,又可起到挡土墙、施工测量的基准、储存泥浆等作用。而且当地下连续墙修筑到一定的深度时,
还可以防止槽段顶部的土体发生塌落。泥浆的作用是护壁、携渣、冷却机具和切土滑润,其中护壁是最重要的功能。泥浆的正确使用,是保证挖槽成败的关键。
因此在挖槽前,应按事先已经试验验证的材料配合比制备泥浆。成槽是地下连续墙施工最主要的工序,需要使用挖槽机。
根据不同的功能要求,
不同的地质条件来选择不同的挖槽方法和挖槽机械。常见的有挖斗式挖槽机和钻斗式挖槽机等。墙体成型是最后一道工序,
工程中应用最多的还是现浇的钢筋混凝土地下连续墙,
除此之外还可以采用预制墙体。近年来,预制地下连续墙技术成为国内外地下连续墙研究和发展的一个重要方向。
但是,无论采取何种材料、方法形成的墙体,
连续墙接头防水处理是保证其施工质量的技术关键点。地下连续墙槽段接头处是最易渗漏的部位,因此在墙体成型后务必做好接头处理。
地下连续墙施工工艺的主要优点是:施工时振动小,噪音低,
非常适于在城市施工;墙体刚度大,用于基坑开挖时,可承受很大的土压力,极少发生地基沉陷或塌方事故;
工效高,
工期短,质量可靠,
提高经济效益。但是,地下连续墙施工法也存在一些不足:如果地下连续墙只用作支护结构,
造价稍高,不够经济;需要对废泥浆进行处理。
()盖挖法
盖挖法是先盖后挖,即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通再向下施工。
早期的盖挖法是在支护基坑的钢桩上架设钢梁、铺设临时路面维持地面交通。开挖到基坑底后,浇筑底板至浇筑顶板的盖挖顺作法。后来使用盖挖逆作法。
用刚度更大的围护结构取代了钢桩,
用结构顶板作为路面系统和支撑,结构施作顺序是自上而下挖土后浇筑侧墙楼板至底板完成。也有采用盖挖半逆作法,施工程序如下:围护结构―顶板―挖土到基坑底―底板及其侧墙―中板及其侧墙。
盖挖法施工的优点是:结构的水平位移小;
结构板作为基坑开挖的支撑,节省了临时支撑;
缩短占道时间,减少对地面干扰;受外界气候影响小。其缺点是:出土不方便;
板墙柱施工接头多,需进行防水处理;工效低,
速度慢;
结构框架形成之前,中间立柱能够支承的上部荷载有限。
()浅埋暗挖法
修建浅埋地段隧道有时因周围环境等要求须采用暗挖法施工,称为浅埋暗挖法。浅埋暗挖法是参考新奥法的基本原理,
开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩,
充分调动围岩的自承能力,开挖后即时支护,封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系,有效地抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。
浅埋施工法包括全断面开挖法施工、台阶法施工以及分步开挖法施工。适用于地质条件差、地下水位高、周边环境复杂的工程地段。特别是城市地下铁路施工,
具有结构埋置浅,地面建筑物密集,交通运输繁忙,地下管线密布,
地表沉陷要求严格,
周边环境复杂,交通疏解、拆迁改移费用高等特点。与其他方法相比,浅埋暗挖法在这些方面具有显著的优点。
以城市地铁为例,浅埋暗挖法与明挖法相比,具有拆迁占地少、不扰民、不干扰交通、节省大量拆迁投资等优点。
另外,浅埋暗挖法的辅助工法多样,包括注浆法、降水法、超前小导管法、长管棚法、水平旋喷法以及注浆―冷冻法等。
这些辅助功法有助于加固地层、止水防沉、有效减少土体位移等。
浅埋暗挖工程通常具有工期长,规模大,技术复杂,
地质条件不确定,
不良地质多,
施工中的意外事故和施工造成的环境影响对工程的进展产生的影响很大等特点。因此,有必要以科学的方法和手段研究风险发生和变化规律,使之尽可能接近并反映实际的变化情况,
防患于未然,把风险造成的损失降低到最低。
()盾构法
盾构法是一种全机械化施工方法,是采用盾构机在地表以下土层或松软岩层中暗挖隧道的一种施工方法。
它是将盾构机械在地层中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,
同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。
盾构施工原理就是利用盾构的盾壳在开挖隧道时充作临时支护,然后在盾壳的保护下拼装管片,形成永久衬砌。
盾构法施工的主要过程是:先在隧道某段的一端建造竖井或基坑,以供盾构安装就位。盾构从竖井或基坑的墙壁开孔处出发,
在地层中沿着设计轴线,向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。盾构施工法的优点是机械化程度高、进度快、隧洞形状准确、质量高、衬砌经济;
对环境无不良影响、地下水位可保持;对地面结构影响小;对于现场施工人员的安全性较高、劳动强度低。
该施工方法的缺点是盾构的规划、设计、制造和组装时间较长,准备困难且费用高,
只有长距离掘进时才较经济施工工艺复杂;
需熟练掌握机器操作,当地层条件变化时实施有风险。
盾构法施工技术大大减少了施工时周围土层的扰动,使得作用在衬砌上的荷载变得更加稳定与均匀。当在不良的地层条件下做长距离掘进,
对进尺有和地面沉陷有严格的要求时,盾构法相对其它方法在技术上更合理更经济。
。结语
隧道的施工方法篇
关键词:隧道;软弱围岩;
病害规律;特点;施工方法;
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中图分类号:文献标识码:文章编号:
工程概况
马垭口隧道为一座左、右线分离式双向四车道高速公路长隧道,
隧道位于重庆市巫山县龙井乡白泉村至红庙村之间,呈近东西向展布,巫山端洞口位于龙井乡白泉村,奉节端洞口位于龙井乡红庙村,
隧道最大埋深约。隧道起讫桩号为:左线+~+,长;右线+~+,长。
隧道区岩石属较软的碎屑岩类,隧道岩石强度较低,多数为强风化泥灰岩,节理裂隙发育,浅部风化强烈,
表层风化剥落现象普遍,且局部碎石土厚度较大,岩体完整性较差,
进出口地形坡度较缓,围岩稳定性差,洞口边坡易产生坍塌,
需采取相应的支护措施。隧道浅埋段所占比例较大,洞顶围岩厚度较薄,强度较低,
洞顶坍落、冒顶的可能性较大。
软弱围岩隧道病害规律及特点
软弱围岩隧道病害规律及特点如下:
)隧道出现变形明显且数据较大的位置是距离开挖掌子面~的段落,且出现变形时连续~内变形发展快速、剧烈;
)前期开挖时掌子面无水或水量很小,在后期(开挖后~左右),雨天、雨后支护表面出现严重渗漏水,
支护随之开始出现较大沉降及收敛;
)变形段先是沉降增大,
紧接着收敛增大;
)一般在拱顶或拱腰处出现纵向开裂;在每次围岩发生变化地段为环向开裂;收敛最大处为大跨线起向上约范围,在此范围内工字钢架扭曲,
支护鼓包,砼开裂脱落;
)变形周期长,根据量测,
隧道在长时间后(衬砌前)基本都未达到稳定状态。
软弱围岩施工方法
马垭口隧道施工采用新奥法原理,进行信息化施工组织设计。由于隧道围岩基本上为软弱围岩,
因此施工遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、紧封闭、勤量测”字方针。Ⅴ级围岩采用微台阶法开挖,保证初期支护及时落底封闭成环,确保初期支护的承载能力。
由于Ⅴ级围岩二次衬砌按主要承载结构设计,二次衬砌(仰拱填充、拱墙)紧跟开挖面。
.超前小导管注浆施工
由于隧道围岩软弱、松散,
围岩变形快,
压力大,自稳时间短,开挖后极易产生围岩失稳坍塌。
根据马垭口隧道围岩情况,采用超前小导管注浆预加固的办法,稳定围岩。本隧道采用外径为、长的小导管超前支护,环向间距为每环共计根,
每.打一环,纵向搭接长度大于,外插角控制在°~°左右,尾端支撑焊接于钢架上。
注浆采用水泥浆,水灰比为:,
外加剂为水玻璃,掺量为水泥重量的%。
围岩打入小导管后压注水泥浆液,浆液在注浆压力的作用下快速渗入破碎松散岩体中,使松散破碎体胶结、胶化、形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体,从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性,使超前小导管与固结体形成一个具有一定强度的壳体,
在壳体的保护下进行开挖支护施工。
.微台阶法开挖
隧道开挖采用微台阶方法,全断面上下采用三层开挖(上、下台阶,
仰拱开挖)、上台阶长度控制
在~,
高度控制在.左右。隧道每次开挖两榀,进尺为;下台阶开挖时,先开挖右侧,
每次进尺两榀,左侧开挖落后右侧三榀,每次开挖两榀,仰拱初支开挖紧跟其后。
微台阶开挖需严格控制爆破进尺,上台阶开挖进尺作为主要进尺指标,指导下台阶进尺;
上、下台阶,
下台阶左、右侧需要同步推进;必须严格控制左右错开距离,防止同一榀拱架左右两拱脚同时悬空,出现同时悬空时极其危险,容易引起掉拱,
甚至塌方。
当围岩极其破碎,容易失稳发生坍塌时,
应减少进尺,
每循环只得开挖。
.初期支护
初期支护应在开挖后立即进行,
以避免围岩由于暴露时间过长而风化失稳,产生垮塌等事故。初喷混凝土是为缩短围岩暴露时间及防止出渣扰动的最佳办法。
初喷混凝土厚度一般控制在。马垭口隧道初期支护采用锚喷支护,
采用Ⅰ型钢拱架间距为,拱架之间使用φ钢筋联接,钢筋环向间距为;
系统锚杆采用φ钢筋,长,
间距为,呈梅花型布置;拱架背后采用φ双层钢筋网,网格间距为×;
喷射厚混凝土,为便于现场安装拱架,每榀分五节制作,
上台阶三节,左、右下台阶各一节。由于隧道围岩软弱,拱脚承载力达不到设计要求,
拱架安装后初始沉降比较大,而现场浇筑混凝土凝固时间比较长,
严重影响施工进度,因此提前预制混凝土块,
拱脚清理后安放预制块。拱架安放在预制块之上有效地减少了沉降。隧道原设计中大部分里程段内拱架没有落底封闭成环,
拱脚垂直于水平地面,虽然增大了垂直受力面积,但水平方向只能靠拱架脚板与地面产生的摩擦力来阻止拱架收敛。由于隧道围岩侧压力较大,
致使拱架内移收敛明显,造成混凝土开裂。在不改变拱架垂直脚板的基础上,在拱架内侧增设长的弧形拱架并安装脚板,以此来增加拱架的水平推力,
并在两侧拱脚处增设φ钢筋锁脚锚杆,
锚杆尾端型焊接于拱架,上述措施能够有效减少拱架收敛。在隧道渗水较为严重、围岩膨胀变形明显处,系统锚杆改为φ注浆小导管,通过径向注浆在围岩内部形成稳固的胶结结构,
既起到防水的作用又能减少围岩膨胀压力。
.底部仰拱
“早日成环”是微台阶方法施工的一条重要原则,
及时落底封闭成环,是确保初期支护承载能力,
防止收敛及沉降最有效的措施。仰拱初支应紧跟掌子面,
每次开挖不宜过长,开挖后及时安装拱架并喷射混凝土进行封闭,开挖过长或拱脚暴露时间过长极易造成拱架下沉。对于没有仰拱初支拱架只有仰拱混凝土地段,仰拱落后下台阶~,
为出渣车保留足够的倒车空间即可,距离不宜落后太长。
施做仰拱时应将拱底碎渣清理干净,并注意排水,
将隧道渗水抽至仰拱以外后方可进行混凝土浇筑。
.衬砌
隧道衬砌采用复合式防水衬砌。
隧道衬砌采用防渗砼,抗渗等级为。衬砌结构防水设计遵循“以排为主,
防排结合,控制排放,
防、排、堵相结合”综合治理原则,
以结构自防水为根本,加强砼结构的抗裂防渗性能,
同时以施工缝、变形缝等接缝防水为重点,辅以防水层加强防水。衬砌背后敷设环向软式透水管,在隧道两侧边墙处敷设纵向排水管,
铺设复合防水板。衬砌施工应在围岩和初期支护结构基本稳定并符合下列条件后进行混凝土浇筑施工:)各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本稳定;)已产生的各项位移已达预计总位移量的%~%;
)周边位移速率小于./~./,或拱部下沉速率小于./~./。
同时应尽早封闭。
.超前地质预报及监控量测
超前地质预报在软弱围岩隧道施工中发挥着非常重要的作用。地质预报可以较为清晰地预报未开挖段隧道的地质情况,
为施工提供参考,可以针对地质情况提前制定相应的施工方案。
马垭口隧道施工中采用地质雷达扫描系统,
每次可超前预报在施工中发挥了重要作用。
监控量测在施工中同样发挥着不可替代的作用。沉降及收敛数据能指导施工中开挖预留量及支护参数的调整,检验施工方案是否正确,确保施工安全。
结语
隧道的施工方法篇
关键词:双连拱隧道;
施工技术;施工方法
中图分类号:+。文献标识码:
目前,国内单洞隧道施工技术已十分成熟,
而双连拱隧道这种隧道结构形式,其受力结构复杂,
可供借鉴的施工经验还不多,其施工技术尚在探讨和摸索之中。在双连拱隧道施工中,
应针对不同围岩情况,分别采取相应的施工方法,
以便在实际施工中取得成功。
一、双连拱施工方法
双连拱隧道施工方法归纳起来可分为以下种:三导洞分步施工法;中导洞施工法;单洞施工法;双洞全断面平行施工法。
。三导洞分步施工法
三导洞分步施工法其工序流程为:中导洞开挖及支护;中墙衬砌;左导洞开挖及支护;左侧边墙衬砌;右导洞开挖及支护;
右侧边墙衬砌;左洞上半断面开挖及支护;左洞拱部衬砌;右洞上半断面开挖及支护;
右洞拱部衬砌;
左洞下半断面开挖及仰拱衬砌;右洞下半断面开挖及仰拱衬砌。
这种施工方法的优点是:
()采用三导洞分步施工,确实安全可靠,特别是很好地处理了左右拱部施工由不对称性到左右洞拱部均施工完毕后的对称结构体系转换,
确保了结构在施工过程中的安全;
()对于地质情况很差、埋深较浅的软弱围岩(Ⅰ类、Ⅱ类)可采用了这种方法。
缺点是:
()由于施工工序多,
对围岩和已建结构存在多次扰动,不同部位衬砌间隔时间长,使得施工缝更加明显化;
()拱墙衬砌分步施工,防水系统施工质量难以保证;
()从经济上考虑,
由于多导洞开挖和支护,加大了成本,
隧道造价高;
()多导洞施工工序多,
耗时长,施工断面小,不利于大型机械作业。
。中导洞施工法
对于Ⅲ类或Ⅲ类以上围岩,
可以考虑不设两侧导洞,
而是中导洞中墙施工后,直接进行左、右正洞的开挖,
开挖方法可采取全断面法、正台阶法等。中导洞施工法的施工工序流程为:中导洞开挖及支护;
中隔墙浇筑;
左洞开挖及初期支护;左洞二次衬砌;
右洞开挖及初期支护;右洞二次衬砌。
相对于三导洞分步施工法,采用中导洞施工法减少了两个边导洞的施工,
拱墙采取整体一次衬砌,具有工序较简单、机械化程度较高、临时初期支护工作量小、施工进度较快,节约成本的特点;
而且中导洞先施工,起到了超前探明隧道地质情况的作用,为左右正洞施工创造了条件。
。单洞施工法
单洞施工法的工序流程为:左(或右)洞开挖、初期支护及中墙浇筑;
左(或右)洞二次衬砌施工;右(或左)洞开挖及初期支护;右(或左)洞二次衬砌。
单洞施工法的特点是:减少了工序,降低了对围岩的扰动,
缩短了全断面结构建成时间;采取了单洞防水系统,
保证防、排水施工质量;
减少了导坑开挖支护,降低了工程造价;工程进度快,工期较短。
。双洞平行施工法
双洞平行施工法工序流程为:左、右洞开挖及初期支护;
中墙开挖及中墙衬砌;中墙顶部开挖及支护;左、右洞衬砌。
双洞平行施工法的特点是:保留中墙岩柱,左、右正洞同步掘进。这种方法适用于Ⅳ类或Ⅴ类以上围岩的硬岩隧道。
双洞平行施工法开挖左右洞时,要特别注意中隔墙岩柱的稳定,使之能平衡左右洞围岩传递来的应力,开挖中隔墙岩柱采取跳槽式开挖。
二、工程实例概况
南通市某隧道,
由于区间穿越路段车流量比较大,并且路下管线密布,因此该段区间采用矿山法施工,
设计为双连拱结构。
隧道埋深大约米。
隧道穿越的土层为粉质粘土和粉土层。根据地勘报告,
结构已进入潜水位,施工前需人工降水。根据本区间的水文地质情况,
采用大口井“抽渗结合”的方法降水,将潜水位降低到结构底板以下约米处。
。隧道施工方法
双连拱隧道常用的施工方法为中导洞法,即先施工中导洞,然后浇筑中隔墙,在中隔墙形成承载能力后,再进行侧洞开挖,
最后施作侧洞衬砌以形成双连拱结构。根据本段隧道的情况,
要求先将中导洞贯通,
然后再开挖两侧洞,这样既可以通过中导洞了解该隧道的土层地质状况,又能更好保证两侧洞施工安全。
其施工步骤如下:
()打超前小导管对拱顶土层预支护;上、下台阶法开挖中导洞,
并施作初期支护;
()铺设防水层浇筑中隔墙;
()上、下台阶法分别开挖左右两侧洞,并施作初期支护;
()分段拆除内部临时支护,施作防水层,
浇筑二次衬砌,完成结构施工。
。初衬支护参数
初衬采用喷射混凝土,小导管Φ@,
=,外倾角°,纵向间距为。钢格栅由根Φ钢筋焊接而成,每榀格栅间距,
钢筋网Φ@×,
双侧布置。格栅纵向拉结筋,环向间距,单侧布置。
。结构设计
.荷载组合
采用的荷载组合如下:
①基本组合构件强度计算;
②短期效应组合构件抗裂验算;③抗震偶然组合构件强度验算;④人防偶然组合构件强度验算。
.主要荷载取值
)结构自重:钢筋混凝土重度γ=/。
)地层竖向压力:本隧道覆土厚度为,为浅埋暗挖隧道,因此按计算截面以上全部土柱重量考虑;地层水平压力:采用朗肯土压力理论,
施工阶段外侧取主动土压力,使用阶段取静止土压力。
)地面超载:。
)地震荷载:按度地震烈度考虑。
)人防荷载:级人防,
地面空气冲击波超压峰值Δ=.。
.结构计算
计算方法采用荷载—结构法。对施工阶段和使用阶段分别进行内力计算,初期支护单独承载时,采用符合文克尔假定的弹性支承链杆来体现围岩的弹性抗力。弹性支承的一端与支护在节点处铰接,
只传递轴向压力。侧向支承链杆水平方向布置,仰拱底面的支承链杆垂直布置。
初期支护与二次衬砌共同承载时,两层衬砌之间的相互传力作用以桁架单元模拟,每一桁架单元的两端与其相应的内外层梁单元节点相铰接。桁架单元只考虑承受压力,桁架单元径向设置。
同时考虑在长期使用过程中,
外部荷载因初期支护材料性能退化和刚度下降向二次衬砌转移。
.。初衬计算
初衬的计算按照施工步骤对每一工况分别进行计算,
然后将所有工况的计算结果进行比较,
确定控制截面的内力。初衬计算时,水土压力按水土合算考虑。
.。二衬计算
按初期支护与二次衬砌共同承载计算二次衬砌内力时,由于初衬不考虑防水,因此由二次衬砌承受全部水压力,
而土压力则作用在初衬上,考虑到在长期作用下,
初期支护材料性能会逐渐退化,刚度会下降,以初衬的刚度乘以.倍的系数进行折减,
经过计算发现:底部墙脚外侧、底板跨中内侧、拱背外侧及拱顶内侧为最不利控制点,
通过对该部分控制点进行配筋计算,可以确定初衬、二次衬砌结构断面所需的钢筋数量。
.地震与人防设计
目前,地下结构的抗震设计是将地震作用等代的静力荷载代替,
按静力计算模型求结构的内力,人防设计是将人防荷载等效为静荷载作用在结构上,从而求出结构的内力反应。由于抗震设计时结构安全系数降低,不考虑裂缝控制,
人防设计时材料的强度系数提高,以及不考虑裂缝的控制。通过试算,
在地震荷载和人防荷载作用下的结构产生的内力对结构断面配筋不起控制作用。这样地震与人防设计的重点是采取满足规范要求的一些构造措施。
。监控量测
利用监控量测获得的信息指导施工,这是浅埋暗挖法施工中必不可少的一个组成部分。通过监测对地层稳定性和支护系统可靠性做出判断,
及时采取相应措施,以确保施工的安全。本工程将地表位移、拱顶下沉、隧道周边收敛等量测项目定为监控量测的必测项目,
将土压力、土体位移、支护应力等作为选测项目。当测点的位移时间曲线变化率呈明显收敛趋势,隧道水平收敛变化率
三、总结经验与体会
。由于双连拱结构施工对周边围岩存在着多次扰动,
特别是在中隔墙顶部存在着受力复杂的塑性区,因此,在设计、施工时应特别重视中隔墙的受力平衡及其稳定。
。双连拱隧道中导洞的宽度在满足受力要求的情况下可适当加大,
这样既能使中隔墙施工时有足够的操作空间,同时根据计算中导洞宽度加大使中隔墙的受力减小。
。在施工二次衬砌时,应分段拆除临时支护,一次不宜超过,拆除过多会产生较大沉降变形。
。双连拱隧道的结构特点决定了这种隧道形式在防水上的弱点,
连拱上部低凹成槽,水易在槽中滞留。因此该部位初衬背后须注浆回填密实就显得尤为重要,通过在拱顶预埋注浆管进行补充注浆,
既可以防止初衬背后存在空洞,
又可以有效地阻挡凹槽中的水向结构内部渗透。
隧道的施工方法篇
关键词:小导管;超前注浆;超前支护
隧道在软岩地段必须始终坚持“管超前,严注浆,弱爆破,
短进尺,强支护,早封闭,勤量测,紧衬砌”的施工原则。
本方法的基本原理是在工作面周边按一定角度将小导管打入地层中,
及借助注浆泵的压力,使浆液通过小导管渗透,扩散到地层空隙中,这样既可止水,
又可在工作面周围形成一个承载壳――地层自承拱。
一、超前小导管的使用范围
双线隧道施工中超前小导管的使用范围:超前小导管一般在双线隧道的Ⅳ、Ⅴ级围岩及加强地段,配合钢架使用,从钢架断面腹部穿过。在易坍塌、掉块或浅埋的Ⅴ级加强地段使用超前密排小导管。
二、施工工艺及施工方法
.钻孔
)测量放样
按设计要求,在掌子面上准确画出本循环需施设的小导管孔位。
)钻孔。
小导管在打孔前,按设计要求划出小导管的位置,并标明清楚。
采用凿岩风钻打孔,成孔直径Φ~Φ,孔口钻眼偏差小于,孔眼长度大于小导管长度。成孔后将小导管打入,
小导管打入后用高压风将小导管内砂石等吹出。
小导管尾部置于钢架腹部,增强初支受力性能。小导管安装后用塑胶泥封堵导管外边的孔口及围岩裂隙。
)钢管插入及孔口密封处理
钢管由用钻机顶进,顶进钻孔长度不小于%管长。
钢管末端除焊上挡圈外,再用胶泥麻筋缠箍成楔形,以便钢管顶进孔后其外壁与孔岩壁间隙堵塞严密。
钢管搭接长度不小于,
并与钢支撑焊接在一起。钢管顶进时,注意保护管口不受损变形,以便与注浆管路连接。
.钻孔时注意事项
)钻孔从拱部向两侧依次施钻。
)钻孔过程应防止压弯钻具,甩打孔壁,造成塌孔或断杆事故,如遇不良情况,
要立即停机处理。
)做好现场记录:包括钻具尺寸、钻进速度、围岩类型、裂隙发育程度及分布位置、出水量、出水位置、处理事故和时间、终孔深度等。
)钻孔过程中,应经常进行回钻扫孔。
)每孔完成后,
进行掏孔检查,确认有无塌孔和探头石。
)用自制高压风管进行扫孔检查,
清除孔内岩屑。
.注浆
注浆从拱部顺序向下进行注浆,
其施工顺序为:确定注浆参数设立注浆站试泵正式注浆检查记录。
)注浆参数。
注浆采用水灰比为:(重量比)的水泥浆,注浆材料满足下列要求:浆液的流动性好,易注入地层;
固结后收缩小,
具有良好的粘结力和较高的早期强度;结石体透水性低,抗渗性能好等。
)设立注浆站、试泵。
注浆使用台注浆泵进行,开泵前选择三通转芯阀调到回泵位置,待泵吸水正常时,
将三通回泵阀慢慢调小,泵压缓缓上升,当泵压达到设计注浆压力后持续―,如果一切正常即可结束,否则应检修后重新试泵,
直至正常为止。
)注浆控制。
。导管施工完成后开始注浆,
注浆前对所有孔眼安装止浆塞,
同时对管口与孔口侧进行密封处理。
。水泥浆液采用拌和机制浆,
注浆前先检查拌和机和注浆机设备状况,确认设备正常后作压浆试验,确定合理的注浆参数,据以施工。
。注浆分两步完成,当第一次注浆的浆液充分收缩后,进行第二次注浆,
以使导管填充密实。注浆采取注浆终压和注浆量双控措施,注浆压力以.―.为宜,一般按单管达到设计注浆量.作为结束标准,
如果注浆量超限,但未达到压力要求,首先及时调整浆液浓度继续注浆,直至符合注浆质量标准。以确保所钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均被浆液充填,
方可终止注浆,
或者当注浆压力达至设计终压不少于分钟,进浆量仍达不到注浆终量时,便可结束注浆。
三、安全控制要点
)钻机作业人员要戴防尘口罩,配备安全帽、手套。)掌握好钻杆进尺的压力和速度,防止断杆事故;
在钻孔过程中如发生卡钻、斜孔、坍孔等故障,
应及时采取处理措施;
进行钻杆装卸时注意与钻机操作手的配合,避免钻杆未装好前启动导致人员受伤。)泥浆排渣钻机,
要作好排水和泥浆池,避免污染环境;导管注浆时,
施工人员要避免正对注浆管。
四、质量控制要点
)钻机就位前,
首先要精确测定孔的平面位置、外插角、倾角,
并对每个孔进行编号;控制钻孔平面位置,
超前小导管不得侵入隧道开挖线内,
相邻的小导管不得相互交叉;终孔后,要检查小导管的平面位置、孔深、外插角和方向,
并用高压风将钻孔内粉尘吹洗干净。
)浆液配置必须严格按施工配合比进行配置,
浆液制作必须使用机械拌和,并且要严格控制拌和的时间。
)相邻孔眼注浆时需间隔开,不能顺序注浆,确保固结效果,
同时达到控制注浆量的目的。
)开始注浆时,要根据注浆终压和注浆量双控注浆质量,经常校验注浆压力表的准确度,
根据计算注浆量并结合围岩的松散程度,考虑注浆量。
如果注浆过程中,个别孔的浆液不畅通,
被迫提前终止时,可在相邻孔注浆时适当加压补偿。
五、工程实例
()工程概况。
百店隧道位于山西中南部铁路通道工程隰县至洪洞段蒲县百店村附近,进口里程为改+,出口里程为改+,全长,
设计为单洞双线隧道。
隧道地层岩性主要为第四系上更新统风积层()新黄土及第四系中更新统洪积层()老黄土,坚硬~硬塑状,松软结构;
第三系上新统粉质黏土、细砂及透镜体,粉质黏土呈硬塑~坚硬状,部分胶结,局部姜石含量较大,松软结构,
细砂呈松散结构,密实;
三叠系下统刘家沟组()砂岩、泥岩,砂岩呈碎石状压碎结构,层状构造,弱风化,
泥岩呈块碎石状镶嵌结构,
层状构造,弱风化,岩层产状°∠°。
()超前小导管注浆施工工艺及设计。该工程采用掌子面分段超前小导管注浆工艺,
超前小导管每两榀布设一环。其工艺流程如下:超前小导管注浆每延米需根,单根长.,其设计施工参数为:小导管采用φ的无缝钢管,
钢管长度.,成孔直径―,钢管沿隧洞开挖轮廓线布置向外倾斜,
外插角为°~°,
处理坍体可适当加大,注浆压力为.~。
纵向前后相邻两排小导管搭接的水平投影长度。不小于.,
渗入性注浆导管环向间距。此外,
注浆前用喷砼封闭掌子面,以防漏浆,对于强行打入的钢管,
先冲清管内积物,然后注浆,注浆顺序由下而上,浆液用机械拌和,
小导管注浆的孔口最高压力严格控制在允许范围内。超前小导管注浆方法在百店隧道中的实际效果证明,
该方法可有效的提高岩围岩自身的稳定性,
避免了塌方冒顶现象的发生,加快了施工速度,使得施工安全得到了有力的保障。
结语
用小导管注浆法处理塌方。工序简单,
安全可靠,
施工速度快。
用小导管注浆法为辅助措施的暗挖施工方法,具有速度快、成本低的优点。采用小导管注浆配合“管棚施工”开挖。在山西中南部铁路通道百店隧道施工中取得成功,充分显示了这一优点。
参考文献:
[]冯海鹏,马可理,金沛先。超前注浆小导管在破碎围岩地质隧道中的应用[]。山西建筑,,
隧道的施工方法篇
主题词穿越隧道斜井施工方法
中图分类号:文献标识码:文章编号:
工程说明
长江隧道穿越工程位于重庆市忠县干井镇,长江三峡库区的西南端,距兴建的三峡工程坝址,
距忠县县城约处。穿越点忠县端在重庆市忠县干井镇灯树村,武汉端在重庆市忠县复兴镇水坪村。
长江隧道进口桩号为,出口桩号为,长度.米,隧道共由三段组成,
北岸(忠县端)斜巷长度米,倾角为°′.″;南岸(武汉端)斜巷长度.米,倾角为°′.″;
江底平巷长度.米。
巷道断面为直墙圆弧拱型式,断面净宽净高为.×.米,错车道及设置锚固墩的地段,断面净宽净高为.×.米。
隧道内管道设计输送压力.,管道规格为φ×.,材质为,
输送介质为净化天然气,输送温度~℃;
管道防腐采用高温型三层加强级防腐;热煨弯头的防腐采用涂装液态环氧类防腐涂料。
北岸施工现场交通有一机耕道相通,
但由于是土路,
路况及差,起伏曲折,车辆行驶受到限制,需进行修整,到施工现场还需修筑长米的施工通道。
南岸距施工现场只有隧道施工遗留下的施工便道,长.公里,路面很差需重新修整,采用铺厚片石,面层铺厚碎石垫平压实,
以保证运管车辆的安全行使。
工程特点
.隧道长,向隧道内运送钢管数量大。
.斜道坡角大,
空间狭窄,一边是人行踏梯,
一边是固定支座基础,
两者之间的距离仅.米,
增加了斜道内运布管的难度。
.隧道内有个固定墩预留坑,
管道施工时需采取措施进行封闭。
.隧道渗水量大,抽水工作量大。
.由于隧道深,长度长,
安全措施工程量大。
.由于设计管壁距隧道壁仅.米,管道就位后无法进行焊接作业,
需在管道组焊时留足组焊空间,在管道组焊完成后再整体就位,由于管道长,重量重,整体就位难度较大。
施工技术措施
.进管、布管
斜巷内的管道分别从隧道的两端进入,平巷内的管道从隧道的忠线端进入。
布管前必须对整个隧道的管道进行排版,并绘制出排版图,
保证焊缝与固定墩和固定支座的距离大于米。
根据隧道穿越处现场情况,在隧道两出口处采用钢管和钢板搭设进管平台,平台搭设前需对场地进行平整,
南岸平台长为米,
北岸平台长为米,
宽为米,平台上设栏杆,平台坡角分别与巷道坡角一致。采用槽钢和钢板将固定支座基础与巷道底面连接,
形成一缓坡(见图.-);在固定墩预留坑上加盖盖板,
形成完整的运管小车通道(见图.-)。
图.-支座基础连接示意图
图.-固定墩基坑盖板示意图
南、北岸斜巷道的管道采用运管小车,用吊车将管道吊到运管小车上,利用卷扬机溜尾,
将管道逐根布管到位。
隧道平巷道的管道,从北岸进入。管道经卷扬机牵引运管小车运送到隧道底部后,
采用带车轮的龙门吊管架(见图.-)将钢管卸下后装上平巷道运管小车,
经卷扬机牵引小车将平巷道钢管运送到位,
再采用龙门吊架将钢管布到位(见图.-)。为了便于组焊,在布管时使管壁与隧道壁的间距保持在.米。
图.-龙门吊管架示意图
图.-平巷道运布管平面示意图
.隧道内排水
南北两岸均采用二级泵进行排水,水泵型号为--,排量为/,扬程为。。
.隧道内照明
隧道内敷设照明电缆,每隔米设置一防爆照明灯,组焊照明采用碘钨灯。
.隧道内通风
在距隧道口米处以及其后每隔米左右同向设置(共台)轴流通风机,
设置通风筒,
对隧道内强制通风。
风机型号为:-(叶片数,全风压,风量/轴功率.电机动-类.传动方式---电动直联生产厂家:上海鼓风机厂)
注:该风机为隧道地铁用轴流风机,
外型尺寸为长×宽。
.组焊
斜巷道的组焊,利用采用卷扬机配合运管小车的升降调节装置进行组对(见图.-)。
图.-斜向焊接组对示意图
平巷道内的组焊同地面上的组焊。组焊时,将管道固定支座按照安装位置固定在管道上。为防止管道焊缝出现裂纹及减少内应里力,管道组对不得采用任何形式的强行组对。
焊接严格执行经过批准的焊接工艺规程。
.管道清管试压
.。试压方法
长江隧道穿越因分段试压困难,故对该段穿越管道进行整体水试压。
试压时两端分别焊上的封头,安装试压进水管及排空排水管,进水管为Φ×无缝管,并安装截止阀,
在隧道穿越两端的底部和顶部分别安装压力表及温度计。
.。强度试验
强度试验试压介质为洁净水。
强度试验压力核算
强度试验压力为。,隧道底部和顶部管道高差达.,
当管道顶部压力达到。时,隧道底部最低点管道的压力为.,在此压力下,
钢管承受的应力值为.。
钢管材质为,其最低屈服强度为,
管道水压试验的最大应力值低于管材最低屈服强度的.倍,满足《输油输气管道工程施工及验收规范》()的规定。
注水前将清管器先装入管内,
以排净管内空气。
强度试验升压分三次进行,当压力升到.时,稳压分钟,对管道进行全面检查,
观察压力表变化,正常后,继续升压;当压力达.时,
稳压分钟,观察压力变化,正常后,继续升压;
当压力达。时,稳压小时进行强度试验,以无异常变形、无渗漏为合格。
稳压期间,如发现渗漏等异常情况,
应泄压修理,经检验合格后重新按规定进行试压,
直至合格。
.。严密性试验
严密性试验介质为洁净水。
严密性试验
强度试验合格后将管内的压力降至设计压力,待管内介质温度和管道周围大气温度均衡后进行严密性试验,严密性试验的压力为设计压力,
即.,
稳压小时,以无变形、无渗漏为合格。
.。穿越管道的通球清管
管道整体试压完后,
将进水端的封头割除,
采用直板式清管器扫水:将清管器装入管内后,然后焊上封头,接入Φ×的进水管及控制闸阀及监测用压力表,割除另一端封头,安装临时收球装置,
采用空压车作吹扫气源向管内供气,通球扫水。多次清管,直至将管内余水排净。
通球清管合格并结束后,
用盲板将管口封死,当环境温度达到设计连头温度时进行连头。
.固定墩浇筑
管道试压完毕,
并将管道内的水排净后进行固定墩浇筑。
.钢筋下料(焊接)绑扎
钢筋下料应严格遵照图纸尺寸、规范要求、施工组织设计有关规定,下料在钢筋棚内进行,分类堆放,
并做好标识。钢筋焊接的焊工持证上岗。
钢筋焊接搭接长度、焊缝质量、钢筋下料尺寸、钢筋焊接记录、焊条的领发放及烘烤记录,施工员每天及时做好施工日志。
钢筋分项工程完后,及时做好质量检验评定和工序交接。经检查合格后,方可进行下道工序。
.预埋件安装
安装预埋件经检查牢固可靠,确保砼施工无异变才能进行下道工序,否则,重新加固。
遵守施工组织设计中有关措施,保证预埋件位置、标高的准确和安装牢固,严禁砼浇注时振动棒碰击预埋件而发生位置偏移,
施工员在施工日志中记录预埋件的安装情况,包括安装过程、安装人员是谁。
预埋件安装经检查合格后,
将工序交接完成后方可进行下一道工序。
.支模
模板安装牢固,接缝严密,
防止跑模或漏浆。脚手架搭设,除执行有关规定外,还应满足安全要求。
模板安装、脚手架搭设完后,经自检合格后时完善模板工程质量检验评定,做好工序交接。
.混凝土运输
由于隧道内狭窄,
无法在隧道内机械搅拌混凝土,因此采用在南北两岸隧道口设置两处混凝土搅拌站进行搅拌,在隧道两段斜井巷人行道上铺设木制滑槽,共长米,
采用卷扬机牵引混凝土容器在滑槽中行走,在平巷段用手推车拉运混凝土到固定墩位置,把混凝土倒在铁皮上,
重新拌匀,进行浇注。
.砼浇注
遵守-《混凝土结构工程施工及验收规范》中砼施工验收规范和施工组织设计中的有关措施,如采用商品砼设人跟车,
记录砼搅拌出机装车时间、运输终了浇注时间,超过规定时间该车砼报废,
严禁报废砼仍用于工程中。振动筛由专业砼工操作,并做好记录备查。模板工、测量工、预埋件安装人员组成的砼浇注监控小组随时检查模板、预埋件移位等事项。施工员做好施工日志。
.固定墩管箍制作
加强管箍必须与管道紧贴;拦板、加强筋板均为双面连续焊,加强管箍为连续焊,
焊缝高不小于。
拦板加强箍的对口焊必须与筋板的焊缝错开
固定墩的全部金属表面采用环氧煤沥青绝缘,金属表面除锈后,涂刷环氧煤沥青三遍,涂层要均匀。
.固定支座制作
板件加工时,
对锐角做=圆弧倒角处理。
焊接连接采用焊条,焊脚尺寸为=。
管道固定支座的所有构件(钢板、螺栓、螺帽等),
均需进行热喷涂锌防腐处理,标号为。执行规范为《热喷涂锌及锌合金涂层及其试验方法》(~―)。
.管道就位
管道组焊完毕,经探伤合格后进行补口补伤,
焊口除锈原则上采用喷砂除锈,但对巷道深处,
因喷砂除锈设备难以进入,粉尘量大,进行人工除锈,但除锈等级必须达到,除锈质量必须符合规范要求,
补口补伤完毕并电火花检测合格后,利用螺旋千斤顶使管道逐段就位。管道就位前,在固定墩设计位置焊上固定墩管道固定件,
并涂刷上防腐涂料;在管道固定支座处焊上定位挡块。
措施
.质量保证措施
.。隧道施工前,与隧道开挖单位进行工序交接,
以保证上道工序的质量得到保证。
.。工程开工前,机组技术人员对所有参与施工的人员进行技术交底,使全体施工人员明确隧道施工的技术质量要求。
.。管道焊接的坡口形式、焊接层次、焊条型号、焊接工艺、对口要求与主线路焊接相同,
施工过程中应严格执行施工验收规范和经过批准的焊接工艺规程。
.。管道焊接施工时位于冬季,应作好冬季焊接施工的保证措施,
焊口焊接完毕,应作好焊道保温工作。
.。管道就位前,应仔细检查管道防腐层的防腐质量。
隧道内的管段在移动和安装过程中,应时刻注意不损伤管道防腐层,发现损伤部位要及时进行补伤作业。
.。各道工序应严格按照各工序的施工作业指导书的要求进行作业,并作到工序间的互检,
保证在本工序施工前,
前道工序的施工质量是合格的。
.安全保证措施
.。隧道工程施工前,机组安全员及项目部管理人员对参与施工的人员进行安全技术交底和安全教育,使所有参与施工的的人员明确安全注意事项,
隧道内施工应注意的问题,
了解隧道施工的安全应急措施,并进行有限空间风险识别(如烟尘、空气流通不良、塌方、洪水等)、急救等方面的培训。
.。参与隧道施工的人员应按照规定穿戴好劳动保护用品包括工作服、工作手套、劳保鞋及耳塞,并佩带安全帽,
所有人员参加班前安全会议,否则不允许进入隧道内施工。
.。进行隧道外管道预制及进行隧道内管道施工时,
在施工作业面配备专职的监督员,负责监督整个施工过程的工作。在隧道外安排急救人员,配备必要的急救设备和仪器,
以准备当洞内施工人员发生意外伤害时进行紧急救护。
.。隧道口预制场地、卷扬机安装场地要压实、平整,做好防止塌方、滑坡的防护工作,并经施工项目部专职监督员组织检查确认后,方可施工。
进入隧道施工前,由施工项目部监督员组织有关人员对隧道洞壁、洞顶进行认真检查,对发现的问题采取支护措施后,方可施工。洞内作业场地必须平整、规格化,
严禁乱堆乱放物品,并在隧道底部用荧光漆画出米宽的通道,施工通道内严禁堆放任何物品,以保证施工人员的进出方便。
.。隧道施工前,
由项目部专职监督员组织相关人员对隧道施工用设备包括卷扬机、导链、导链架、吊具、钢丝绳等进行仔细检查,发现缺陷及时进行检修维护,缺陷严重的坚决不能用于工程施工,
以确保施工设备正常运行。
.。隧道内配备的安全设施
在隧道内每隔米挂一氧气袋,
每一百米设置一氧气瓶。
在隧道内设置个干粉灭火器。
隧道内配备个救生圈,进入隧道时每人配备一件救生衣。
配备一定的急救药品。
在隧道内安装照明、强制通风设施时,要作好临时照明、通风(轴流风机用橡胶电缆,随安装人员行进工作)。隧道内施工的同时加强通风措施,并随时检测隧道内氧气及有害烟尘的浓度,
发现超出规定的要求时,应及时通知施工人员撤离,
以确保隧道内施工的人员的安全;隧道内的动力及照明线,其绝缘要保证良好,动力线安装在洞壁远离施工操作面的地方,以避免触电事故的发生。
.。做好防止运管小车下滑的钢制挡板,
在机组进行焊接作业时,放在运管车车轮下,以防止运管小车自行滑动。
.。在洞口和施工作业面上配置步话机,
保证隧道两端和隧道内部施工作业面的通讯畅通。
.。管线就位前龙门吊架安装必须牢靠,
吊具经检查合格后方可使用,起吊时,必须统一指挥,
步调一致。
.。洞口和洞内施工作业面设立各种标志牌和警示牌包括进入的危险标志、注意标志和警示标志、有限空间的指示标志、禁止吸烟和及时关掉电源的标志,
标志设在视线良好,明显的地方。
.。洞口的监督员随时监督和掌握洞内人员的施工情况以及设备的动态信息,并坚决禁止非施工作业人员进入正在施工的隧道内。
.环保、健康措施
.。施工过程中必须严格执行手册及程序文件中的规定,在现场设置废旧物品回收箱(筒),作到文明施工,工完料净场地清,并按设计要求作好水工保护,
地形地貌恢复工作。
.。在施工队设置兼职监督员,负责隧道施工的工作,
并在现场配备急救箱。
.。加强施工通风管理,
对隧道内有毒有害气体进行检建军节作文查,有毒有害气的浓度必须在规定限度以下才允许施工作业。随时检测洞内氧气的浓度,保证洞内施工人员的人身健康。
总结
隧道的施工方法篇
关键词:隧道工程;隧道技术;公路隧道;铁路隧道;
水工隧洞;隧道施工方法
隧道技术
隧道技术对应于修筑隧道过程的各个阶段,可以大致分为:运用技术(照明、通风、维修管理防灾等);
调查计划技术(与地质、水文等的调查和预测、测量等有关);设计技术(指岩石力学、土力学和结构力学、材料等);施工技术(指开挖、运输、支撑衬砌的施工、基地改良、改善施工条件而采用的特殊施工方法、安全卫生等);隧道技术是与地质学、水文学、沿途学和土力学、应用力学和材料力学等有关理工科各部门有着密切的联系。
它同时应用测量、施工机械、炸药、照明、通风、通讯等各类工程学科,
并因对水泥、金属、混凝土、压注药剂等之类化学品的有效利用,
而使其与广泛的领域保持着关联。
因此,
有关隧道技术的基础理论和实际应用,不但涉及土木工程等有关学科,
还联系到其他工科、理科的范围。
公路隧道
.公路隧道通风
①半横向式通风:为了对于除圆形断面之外的其他断面形式的隧道换风便利,年,英国人在修建莫尔西隧道(长米)时,
对尽量减少管道断面的方式做了研究,首次采用半横向通风系统。②竖井式纵向通风:年,日本在修建关越隧道(长米),
首次将纵向通风应用于以上的隧道通风。
③自然通风:利用自然风压、空气温差、密度差等对室内;矿井或井巷进行通风的方式。④横向式通风:美国纽约市的荷兰隧道,采用盾构法施工,圆形断面,
所以车道下面作为送风道,上部作为排风道,
气流从下往上横向流动。
成为世界上首次采用全横向通风方式。⑤混合式通风:根据隧道的具体条件和特殊需要,由竖井与上述方式组成最为合理的通风系统。
.公路隧道照明
隧道照明遵守的设计原则可以归纳为以下几点:初中生300字日记
①隧道内不管是白天或夜间均需设基本照明;②白天车辆进入隧道时,
路面亮度应逐渐下降,使司机的视觉有一个适应过程,
将入口段分为引入段、适应段和过渡段;③确定引入段、适应段和过渡段的长度(),通常按车速()以=的适应时间来确定,可用=/.()来估算;④出口段也应设过度照明,
在双向交通情况下和入口段相同;⑤夜间出入口不设加强照明,洞外应设路灯照明,亮度不低于洞内基本亮度的/;隧道内应设应急照明,
其亮度不低于基本亮度的/。
铁路隧道
.铁路隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物
根据其所在位置可分为三大类:为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道;
为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道;为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。
.地下铁道是地下工程的一种综合体
地下铁道建设涉及众多技术领域,
包括路网规划、线路设计、土建工程、建筑造型和装修、机电运营设备等系统,要作好地下铁道建设工作,不但要掌握各个系统的专门知识,
而且还要能对名处系统进行全面协调。地下铁道路网规划作为城市总体规划的重要组成部分,就一定要适应城市的发展。
地下铁道线路走向、埋深,车站站位与城市规划、工程地质和水文地质条件有关,尤其是和准备采用的施工方法关系密切。地铁车站建筑造型既要充分体现公共交通建筑的特点,又要考虑如何与本地城市建筑风格相协调,
反映城市建筑特色。
水工隧洞
.水工隧洞是指在山体中或地下开凿的过水洞
水工隧洞可用于灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航。
水流在洞内具有自由水面的,称为无压隧洞;充满整个断面,使洞壁承受一定水压力的,
称为有压隧洞。
.水工隧洞的工作特点
.。水力特点:深泄水孔:泄水能力与/成正比;进口位置低,能预泄;
承受得水头较高,
易引起空化、空蚀;水流脉动会引起闸门等振动;
出口单宽流量大,能量集中会造成下游冲刷。
.。结构特点:洞室开挖后,引起应力重分布,导致围岩变形甚至崩塌,
为此常布置临时支护和永久性衬砌。承受较大得内水压力得隧洞,要求围岩具有足够得厚度和必要得衬砌。
.。施工特点:隧洞一般断面小,
洞线长,
工序多,
干扰大,施工条件差,
工期较长。
.。水工隧洞的组成,
主要包括下列三部分:进口段,
洞身段,出口段
.水工隧洞得布置及线路选择
①总体布置及线路选择应根据枢纽得任务,对泄水建筑物进行总体规划。在合理得选定洞线得基础上,
根据地形、地质、水流条件,
选定进口得位置及进口结构形成,确定闸门在洞口中得位置。②确定洞身纵坡及洞身断面形状及尺寸。
③根据地形、地质、尾水位等条件及建筑物之间得相互关系,选定出口得位置,底扳高程及消能方式。
隧道工程的发展对交通运输的作用具有相当重要的意义,
尤其对公路和铁路运输具有相当显著的经济效益。隧道在公路和铁路中应用,
不但大大节省了路程,避免绕行,缩短了里程,
节省了运输时间,而且节省了燃油,节省了资金,对满足人们的生活需要外出需要以及人们的生活水平和健康水平有很大的改善作用;对物流的运输加速周转、提高了流通效率,
在经济上也会带来很大的效益。
参考文献:
[]陶光龙等编著。隧道工程概论。北京:科学出版社,
[]施仲衡主编。地下铁道设计与施工。西安:陕西科学技术出版社,
隧道的施工方法篇
【关键词】隧道施工;
不良地质;
技术要求
引言
隧道施工是建筑工程中最普遍最常见的一种施工。
工程量巨大,安全性较低,
然而隧道工程数量居多,
并且在建筑施工中占有举足轻重的地位。
隧道施工的质量直接影响隧道的耐用性,
寿命以及结构安全性。在施工中除了在技术上要注意之外,在做好防治工作也固然重要。以下是对隧道工程施工进行了探索。
不良地质黄土隧道施工方法及技术要求
.黄土隧道施工方法
()黄土地层隧道施工,应做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查。对因构造节理切割而形成的不稳定部位,
在施工时应加强支护措施,防止坍塌,保证安全施工。
()黄土围岩开挖后不能暴露时间过长,
否则围岩周壁风化至内部,围岩体松弛会加快,进而造成坍塌。
因此,宜采用复合式衬砌,在开挖时应少扰动,
开挖坑道后及时喷射混凝土,
并以锚杆、钢筋网和支撑作初期支护,以快速形成严密的支护体系。必要时可采用超前锚杆、管棚预支护加固围岩。并应在初期支护基本稳固后,进行永久支护衬砌的施工。
衬砌背后尤其是拱顶回填要密实。
()做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程,并妥善处理好陷穴、裂缝,以免地面积水浸蚀洞体周围,造成土体坍塌。
在有含水的黄土地层中施工时,洞内应做良好的排水设施。当地下水量较大时,应在洞内采用井点降水法,
将地下水位降至隧道衬砌底部以下,
以改善施工条件,加快施工速度;
在干燥无水的黄土层中施工,应管理好施工用水,不使废水漫流。
.黄土围岩隧道施工技术要求
应认真调查黄土地层中节理的产状与分布状况,
紧凑施工工序,精心组织施工。开挖方法宜采用短台阶开挖方法或分部开挖法(留核心法)。初期支护应紧跟开挖面施作。
做好洞口、洞门及洞顶的排水系统,
并妥善处理好陷穴、裂缝,
以免地面积水浸蚀洞体周围,造成土体坍塌;施工中如发现坑道有失稳现象,应及时用喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护;
施工时要特别注意拱脚与墙脚处断面。钻锚杆孔时,宜采用干钻;在开挖与灌筑仰拱前,为防止边墙向内位移,
宜加设横向撑梁顶紧;锚杆宜采用药包式或早强砂浆式锚杆。
施工中如发现不安全因素时,应暂停开挖,
加强临时支护,
以便适应调整工序安排。
不良地质断层
.探明断层地带情况
施工前,切实掌握所遇断层带的所有情况。
当断层破碎带的宽度较大,破坏程度严重。破碎带的充填物情况复杂,且有较多地下水时,
应在隧道一侧或两侧开挖调查导坑。利用调查导坑详细测绘地质状况后,应及时做好封闭衬砌;调查导坑穿过断层后,
宜在较好的岩层中掘进一段距离再转入正洞,
开辟新的工作面,以加快施工进度。如设有平行导坑时,
可超前于正洞,预先了解正洞断层的实际地质情况,并有利于排水。
.选择合理施工方法
在断层带施工,
应根据有关施工技术与机具设备条件,进度要求,材料供给等,慎重选择通过断层地段的施工方法。当断层带内充填软塑状的断层泥或特别松散的颗粒时,
比照松散地层中的超前支护,
采用先拱后墙法。墙部的首轮马口,可用挖井法施工,如断层带特别破碎,则二、三轮马口应以扩井法施工,
最后挖去核心,随即施作抑拱。如断层地段出现大量涌水,则宜采取排堵结合的治理措施。
.施工注意事项
()防排水作业
如断层带地下水是由地表水补给时,
应在地表设置截排系统引排。随工作面的向前推进挖好排水沟,
并根据岩质情况,必要时加以铺砌。
如为反坡掘进则除应准备足够的抽水设备外,并应安排适当的集水坑。坑壁或坑顶有水流出时,
应凿眼安置套管集中引排,
使其不漫流。
()施工工序
通过断层带的各施工工序之间的距离宜尽量缩短,并尽快地使全断面衬砌封闭,
以减少岩层的暴露,松动和地压增大。
当采用上下导坑,先拱后墙法施工时,其下导坑不宜超前过多,
并改用单车道断面,掘进后随即将下导坑予以临时衬砌。
上下导坑间的漏斗间距宜加大到左右,并全部以框架框紧。
()开挖作业
采用爆破法掘进时,应严格掌握炮眼数量、深度及装药量。
原则上应尽量减小爆破对围岩的震动;采用分部开挖法时,
其下部开挖宜左右两侧交替作业。如遇两侧软硬不同时,应用偏槽法开挖,
按先软后硬顺序交错进行。
()支护作业
断层地带的支护应宁强勿弱,并应经常检查加固;
在断层地带中,开挖面要立即喷射一层混凝土,并架设有足够强度的钢架支撑;
当采用分部开挖,使用以往木支撑时,要注意上导坑和扩大两工序间的支撑倒换工作,
并需预留足够的支撑沉落量,
防止因倒拆横、纵梁及反挑顶而引起坍方。当拱圈封顶后应立即设置拱脚卡口梁,
并应以木楔切实塞紧。
()衬砌作业
衬砌应紧跟开挖面;衬砌断面应尽早封闭。
不良地质溶洞
溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主,
间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。当遂道穿过可溶性岩层时,有的溶洞位于隧道底部,
充填物松软且深,隧道基底难于处理;有的溶洞岩质破碎,
容易发生坍塌;
有时遇到大的水囊或暗河,岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道;有时遇到填满饱含水分的充填物溶槽,当坑道掘进至其边缘时,
含水充填物不断涌入坑道,
难以遏止,甚至地表开裂下沉,山体压力剧增;有时溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广,
处理十分困难。隧道在溶洞地段施工时,应根据设计文件有关资料及现场实际,查明溶洞分布范围、类型情况、岩层的稳定程度和地下水流情况等,
分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。
.引排水
()当暗河和溶洞有水流时,
宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道位置的关系后。暗管、涵洞、小桥等设施,
渲泄水流,
或开凿泄水洞,将水排出洞外。
()当水流的位置在隧道上部或高于隧道时,应在适当距离外,开凿引水斜洞(或引水槽),
将水位降低到隧道底部位置以下,再行引排。
.堵填
()对已停止发育、径跨较小、无水的溶洞,可根据其与隧道相交的位置及其充填情况,用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭,
根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。
()拱以上空溶洞,
可视溶洞的岩石破碎程度采用喷锚支护加固,或加设护拱及拱顶回填的办法处理。
.跨越
()当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞,可加深该侧的边墙基础通过。
()当隧道底部遇有较大溶洞并有流水时,可在隧道底以下砌筑浆砌片石支墙,支承隧道结构,
并在支墙内套设涵管引排溶洞水。
()当隧道边墙部分遇到较大、较深的溶洞,不宜加深边墙基础时,可在边墙部位或隧道底以下筑拱跨过。
()当隧道中部及底部遇有深狭的溶洞时,
可加强两边墙基础,并根据情况设置桥台架梁通过。
()溶洞上大下小,且有部分充填物时,可将隧道顶部的充填物清除,然后在隧道底部标高以下设置钢筋混凝土横梁及纵梁,横梁两端嵌入岩层。
()隧道穿过大溶洞,情况较为复杂时,可根据情况,以边墙梁及行车梁通过。
.绕行施工
施工中遇到一时难以处理的溶洞时,
可采用迂回导坑绕过溶洞区,
继续进行隧道施工,再行处理溶洞。
结语
在施工中努力营造良好环境,积极开拓进取,不断细致地观察,
采取合适的方案。
不当的施工环境下会影响诸多安全隐患。不同地质地貌下,处理方法也截然不同。要根据特点进行有目的的作业。