隧道的施工方法范文

時(shí)間:2023-12-14 17:45:37

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隧道的施工方法

篇1

關(guān)鍵詞:公路隧道;特殊地段;施工方法

中圖分類號(hào):U459.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1 工程簡(jiǎn)介

杭瑞高速大興至思南段一隧道,左線長(zhǎng)2137m,右線長(zhǎng)2158m,出口的兩個(gè)洞口在施工到約300m的地方,地質(zhì)發(fā)生了很大變化,其地質(zhì)變化頻繁,以強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r和黃土夾特大孤石這兩種地質(zhì)為主且常會(huì)出現(xiàn)溶洞,溶洞內(nèi)地質(zhì)為黃土夾特大孤石,黃土含水量很大,孤石與黃土之間無粘結(jié)力。

2 軟弱圍巖的施工方法

2.1 一般軟弱圍巖的施工方法

隧道出現(xiàn)一般的Ⅳ級(jí),Ⅴ級(jí)圍巖時(shí),采用三臺(tái)階七步開挖法開挖?!叭_(tái)階七步開挖法”,以弧形導(dǎo)坑開挖預(yù)留核心土為基本模式,分上、中、下三個(gè)臺(tái)階七個(gè)開挖面,各部位的開挖與支護(hù)沿隧道縱向錯(cuò)開、平行推進(jìn)的隧道施工方法。

第1步:施作超前支護(hù)后,開挖弧形導(dǎo)坑,預(yù)留核心土,施作拱部初期支護(hù)。第2,3步:開挖左右側(cè)階并施作初期支護(hù)。第4,5步:開挖左右側(cè)下臺(tái)階并施作初期支護(hù)。第6步:分別開挖上、中、下臺(tái)階核心土。第7步:開挖仰拱并施作初期支護(hù)封閉成環(huán)。采用“三臺(tái)階七步開挖法”施工,可以合理的分解隧道結(jié)構(gòu)承受的圍巖壓力,減少隧道沉降,達(dá)到安全、高效施工的目的。

2.2 洞身圍巖差,但隧底圍巖好的地質(zhì)條件下的施工方法

在隧道的施工過程中,出現(xiàn)了洞身為強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r但底板及底板以上1m多的位置為微風(fēng)化灰?guī)r的這種地質(zhì)情況。按照設(shè)計(jì)圖紙來判定這種地質(zhì)情況應(yīng)該按照Ⅴ級(jí)來施工,按照Ⅴ級(jí)來施工就要施作仰拱,對(duì)隧底圍巖造成擾動(dòng),對(duì)隧道的受力不好。經(jīng)過業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工四家共同研究決定采用Ⅳ級(jí)加強(qiáng)(不設(shè)仰拱)的支護(hù)參數(shù)。開挖采用“三臺(tái)階七步開挖法”,初期支護(hù)參數(shù)如下:Ф25超前錨桿,4.7m長(zhǎng),環(huán)向間距0.5m,21根;工字鋼支撐,縱向間距1.0m;Ф25自鉆式錨桿和Ф25全長(zhǎng)藥包錨桿,長(zhǎng)度3.0m,間距1.0m×1.0m;Ф8鋼筋網(wǎng),網(wǎng)格間距25cm×25cm,全斷面掛設(shè);噴混凝土,25cm厚C25混凝土;襯砌混凝土,C25混凝土40cm厚。這樣不僅保證了施工安全和施工質(zhì)量,也提高了施工進(jìn)度。

3 公路隧道通過溶洞時(shí)的施工方法

3.1 對(duì)是否出現(xiàn)溶洞做出預(yù)測(cè)

3.1.1 使用TGP206型隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)掌子面以前的地質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3.1.2 通過地表觀測(cè),若地表出現(xiàn)以下情況,可以初步判斷巖層中存在溶洞或暗河。

四周匯水的洼地內(nèi)有明顯的積水或地表水消失。

草木叢生和地表塌陷以及冬季冒氣地段。

地表有落水洞或天然豎井的存在。

3.2 溶洞給施工帶來的困難

溶洞位于拱頂時(shí),圍巖容易坍塌,洞穴處理困難。溶洞位于隧底時(shí),充填物松軟而且深度大,隧道基底加固困難。隧道穿越溶洞充填物時(shí),圍巖軟弱,容易坍塌,施工進(jìn)度緩慢。溶洞內(nèi)有水流時(shí),水的堵、排困難。

3.3 溶洞的處理方法

3.3.1 溶洞位于拱頂時(shí)

第一步:從洞外拉碴回填掌子面,填碴高度為距拱頂3m左右,挖機(jī)整平形成一個(gè)作業(yè)平臺(tái);第二步:安裝混凝土泵送管道,分別在左側(cè)拱部、拱頂、右側(cè)拱部各安裝2根,共計(jì)6根混凝土泵送管道,拱頂管道接到溶洞最高處;第三步:在填碴形成的作業(yè)平臺(tái)上采用砂袋施作封堵墻,砂袋碼在已支護(hù)好的安全地帶,砂袋碼放寬度為1.5m以上,確保泵送混凝土過程中不被擠倒;第四步:泵送C20混凝土,厚度為拱頂以上5m;待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,溶腔內(nèi)采用泵送輕型材料粉煤灰回填密實(shí);第五步:處理完畢后按照“三臺(tái)階七步開挖法”進(jìn)行開挖,加強(qiáng)支護(hù)。溶洞處理方案如圖所示。

3.3.2 溶洞位于隧底時(shí)

當(dāng)位于隧底的溶洞較小時(shí),一般采取回填的封閉的施工方法。

當(dāng)溶洞較大較深時(shí),不宜采用堵填封閉的方法,或充填物松軟不能承載隧道結(jié)構(gòu)時(shí),可采用梁、拱跨越??缭降牧憾嘶蚬白糜诜€(wěn)固可靠的巖層上,必要時(shí)灌注混凝土加固,溶洞中間的墩柱可采用樁基礎(chǔ)。

3.3.3 穿越溶洞充填物時(shí)

在溶洞充填物中開挖,當(dāng)充填物較松軟時(shí),可采用插鈑法(工字鋼或槽鋼等),通過圍巖量測(cè)確定出合適的預(yù)留沉降量;充填物為石塊堆積時(shí),可在開挖前預(yù)壓砂礫及水泥砂漿加固。

3.3.4 溶洞內(nèi)有水流時(shí)

遇到溶洞內(nèi)有水流時(shí),宜排不宜堵,查明水源流向及其與隧道位置的關(guān)系后,用暗管等泄水設(shè)施將水流排到洞外。

當(dāng)巖溶水流位置在隧道頂部或高于隧道頂部時(shí),在適當(dāng)?shù)奈恢瞄_槽引水,將水位降低到隧底以下,再進(jìn)行引排。

3.3.5 溶洞的其他處理方法

在巖溶地區(qū)施工,有的溶洞處理耗時(shí)且困難時(shí),可采取迂回導(dǎo)坑繞過溶洞,繼續(xù)進(jìn)行隧道前方施工,并同時(shí)處理溶洞,以此來加快施工進(jìn)度。繞行開挖時(shí),應(yīng)防止洞壁失穩(wěn)。

4 巖溶地區(qū)施工應(yīng)注意的問題

做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。反坡施工時(shí),應(yīng)備有足夠數(shù)量的排水設(shè)備。在巖溶地段爆破時(shí),應(yīng)做到多打眼,打淺眼,控制裝藥量。施工中對(duì)溶洞頂部要經(jīng)常檢查,及時(shí)處理危石,當(dāng)溶洞較高且頂部破碎時(shí),應(yīng)先噴射混凝土進(jìn)行加固。在到達(dá)溶洞邊緣時(shí),對(duì)掘進(jìn)、支護(hù)、排水等工作加以妥善安排。

結(jié)論

隧道施工時(shí)一定要做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作,為隧道的施工提供指導(dǎo)性意見。隧道在遇到特殊地質(zhì)施工時(shí),在將設(shè)計(jì)文件研究透徹的同時(shí),要保持“巖變我變”的原則,及時(shí)與各方溝通,確定出合理施工方案。隧道在遇到溶洞時(shí),有水時(shí)采取“以堵為輔、以排為主”的施工方法,無水地段的處理方法可總結(jié)為填堵、跨越、繞行。

參考文獻(xiàn)

[1]周愛國(guó).隧道工程現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)[M].

[2]朱漢華.尚岳全.公路隧道設(shè)計(jì)與施工新法[M].

[3]洪陽.長(zhǎng)嶺隧道破碎地段全斷面掘進(jìn)施工技術(shù)應(yīng)用[J].

[4]干昆蓉,楊毅,李建設(shè).某隧道巖溶突水機(jī)制分析及安全巖墻厚度的確定[J].

[5]關(guān)寶樹.巖質(zhì)隧道的圍巖壓注止水技術(shù)[M].

[6]劉招偉.圓梁山隧道巖溶突水機(jī)理及其防治對(duì)策[D].

篇2

關(guān)鍵詞:隧道工程;隧道技術(shù);公路隧道;鐵路隧道;水工隧洞;隧道施工方法

1 隧道技術(shù)

隧道技術(shù)對(duì)應(yīng)于修筑隧道過程的各個(gè)階段,可以大致分為:運(yùn)用技術(shù)(照明、通風(fēng)、維修管理防災(zāi)等);調(diào)查計(jì)劃技術(shù)(與地質(zhì)、水文等的調(diào)查和預(yù)測(cè)、測(cè)量等有關(guān));設(shè)計(jì)技術(shù)(指巖石力學(xué)、土力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料等);施工技術(shù)(指開挖、運(yùn)輸、支撐襯砌的施工、基地改良、改善施工條件而采用的特殊施工方法、安全衛(wèi)生等);隧道技術(shù)是與地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)、沿途學(xué)和土力學(xué)、應(yīng)用力學(xué)和材料力學(xué)等有關(guān)理工科各部門有著密切的聯(lián)系。它同時(shí)應(yīng)用測(cè)量、施工機(jī)械、炸藥、照明、通風(fēng)、通訊等各類工程學(xué)科,并因?qū)λ?、金屬、混凝土、壓注藥劑等之類化學(xué)品的有效利用,而使其與廣泛的領(lǐng)域保持著關(guān)聯(lián)。因此,有關(guān)隧道技術(shù)的基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用,不但涉及土木工程等有關(guān)學(xué)科,還聯(lián)系到其他工科、理科的范圍。

2 公路隧道

2.1公路隧道通風(fēng)

①半橫向式通風(fēng):為了對(duì)于除圓形斷面之外的其他斷面形式的隧道換風(fēng)便利,1934年,英國(guó)人在修建莫爾西隧道(長(zhǎng)3226米)時(shí),對(duì)盡量減少管道斷面的方式做了研究,首次采用半橫向通風(fēng)系統(tǒng)。 ②豎井式縱向通風(fēng):1976年,日本在修建關(guān)越隧道(長(zhǎng)10855米),首次將縱向通風(fēng)應(yīng)用于10km以上的隧道通風(fēng)。③自然通風(fēng): 利用自然風(fēng)壓、空氣溫差、密度差等對(duì)室內(nèi);礦井或井巷進(jìn)行通風(fēng)的方式。④橫向式通風(fēng):美國(guó)紐約市的荷蘭隧道,采用盾構(gòu)法施工,圓形斷面,所以車道下面作為送風(fēng)道,上部作為排風(fēng)道,氣流從下往上橫向流動(dòng)。成為世界上首次采用全橫向通風(fēng)方式。⑤混合式通風(fēng):根據(jù)隧道的具體條件和特殊需要,由豎井與上述方式組成最為合理的通風(fēng)系統(tǒng)。

2.2 公路隧道照明

隧道照明遵守的設(shè)計(jì)原則可以歸納為以下幾點(diǎn):

①隧道內(nèi)不管是白天或夜間均需設(shè)基本照明;②白天車輛進(jìn)入隧道時(shí),路面亮度應(yīng)逐漸下降,使司機(jī)的視覺有一個(gè)適應(yīng)過程,將入口段分為引入段、適應(yīng)段和過渡段;③確定引入段、適應(yīng)段和過渡段的長(zhǎng)度(S),通常按車速(V)以T=2s的適應(yīng)時(shí)間來確定,可用S=V/3.6(m)來估算;④出口段也應(yīng)設(shè)過度照明,在雙向交通情況下和入口段相同;⑤夜間出入口不設(shè)加強(qiáng)照明,洞外應(yīng)設(shè)路燈照明,亮度不低于洞內(nèi)基本亮度的1/2;隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明,其亮度不低于基本亮度的1/10。

3 鐵路隧道

3.1鐵路隧道是修建在地下或水下并鋪設(shè)鐵路供機(jī)車車輛通行的建筑物

根據(jù)其所在位置可分為三大類:為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道;為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道;為適應(yīng)鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道。這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。

3.2 地下鐵道是地下工程的一種綜合體

地下鐵道建設(shè)涉及眾多技術(shù)領(lǐng)域,包括路網(wǎng)規(guī)劃、線路設(shè)計(jì)、土建工程、建筑造型和裝修、機(jī)電運(yùn)營(yíng)設(shè)備等系統(tǒng),要作好地下鐵道建設(shè)工作,不但要掌握各個(gè)系統(tǒng)的專門知識(shí),而且還要能對(duì)名處系統(tǒng)進(jìn)行全面協(xié)調(diào)。地下鐵道路網(wǎng)規(guī)劃作為城市總體規(guī)劃的重要組成部分,就一定要適應(yīng)城市的發(fā)展。地下鐵道線路走向、埋深,車站站位與城市規(guī)劃、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件有關(guān),尤其是和準(zhǔn)備采用的施工方法關(guān)系密切。地鐵車站建筑造型既要充分體現(xiàn)公共交通建筑的特點(diǎn),又要考慮如何與本地城市建筑風(fēng)格相協(xié)調(diào),反映城市建筑特色。

4 水工隧洞

4.1水工隧洞是指在山體中或地下開鑿的過水洞

水工隧洞可用于灌溉、發(fā)電、供水、泄水、輸水、施工導(dǎo)流和通航。水流在洞內(nèi)具有自由水面的,稱為無壓隧洞;充滿整個(gè)斷面,使洞壁承受一定水壓力的,稱為有壓隧洞。

4.2 水工隧洞的工作特點(diǎn)

4.2.1水力特點(diǎn):深泄水孔:a 泄水能力與H1/2成正比;b 進(jìn)口位置低,能預(yù)泄;c承受得水頭較高,易引起空化、空蝕;d 水流脈動(dòng)會(huì)引起閘門等振動(dòng);e 出口單寬流量大,能量集中會(huì)造成下游沖刷。

4.2.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn):a 洞室開挖后,引起應(yīng)力重分布,導(dǎo)致圍巖變形甚至崩塌,為此常布置臨時(shí)支護(hù)和永久性襯砌。b 承受較大得內(nèi)水壓力得隧洞,要求圍巖具有足夠得厚度和必要得襯砌。

4.2.3施工特點(diǎn):隧洞一般斷面小,洞線長(zhǎng),工序多,干擾大,施工條件差,工期較長(zhǎng)。

4.2.4水工隧洞的組成,主要包括下列三部分:進(jìn)口段,洞身段,出口段

4.3 水工隧洞得布置及線路選擇

①總體布置及線路選擇應(yīng)根據(jù)樞紐得任務(wù),對(duì)泄水建筑物進(jìn)行總體規(guī)劃。在合理得選定洞線得基礎(chǔ)上,根據(jù)地形、地質(zhì)、水流條件,選定進(jìn)口得位置及進(jìn)口結(jié)構(gòu)形成,確定閘門在洞口中得位置。②確定洞身縱坡及洞身斷面形狀及尺寸。③根據(jù)地形、地質(zhì)、尾水位等條件及建筑物之間得相互關(guān)系,選定出口得位置,底扳高程及消能方式。

隧道工程的發(fā)展對(duì)交通運(yùn)輸?shù)淖饔镁哂邢喈?dāng)重要的意義,尤其對(duì)公路和鐵路運(yùn)輸具有相當(dāng)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。隧道在公路和鐵路中應(yīng)用,不但大大節(jié)省了路程,避免繞行,縮短了里程,節(jié)省了運(yùn)輸時(shí)間,而且節(jié)省了燃油,節(jié)省了資金,對(duì)滿足人們的生活需要外出需要以及人們的生活水平和健康水平有很大的改善作用;對(duì)物流的運(yùn)輸加速周轉(zhuǎn)、提高了流通效率,在經(jīng)濟(jì)上也會(huì)帶來很大的效益。

參考文獻(xiàn):

[1]陶光龍等編著.隧道工程概論. 北京:科學(xué)出版社,2002

篇3

【關(guān)鍵詞】隧道施工;不良地質(zhì);技術(shù)要求

引言

隧道施工是建筑工程中最普遍最常見的一種施工。工程量巨大,安全性較低,然而隧道工程數(shù)量居多,并且在建筑施工中占有舉足輕重的地位。隧道施工的質(zhì)量直接影響隧道的耐用性,壽命以及結(jié)構(gòu)安全性。在施工中除了在技術(shù)上要注意之外,在做好防治工作也固然重要。以下是對(duì)隧道工程施工進(jìn)行了探索。

1 不良地質(zhì)黃土隧道施工方法及技術(shù)要求

1.1 黃土隧道施工方法

(1)黃土地層隧道施工,應(yīng)做好黃土中構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況的調(diào)查。對(duì)因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位,在施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)措施,防止坍塌,保證安全施工。

(2)黃土圍巖開挖后不能暴露時(shí)間過長(zhǎng),否則圍巖周壁風(fēng)化至內(nèi)部,圍巖體松弛會(huì)加快,進(jìn)而造成坍塌。因此,宜采用復(fù)合式襯砌,在開挖時(shí)應(yīng)少擾動(dòng),開挖坑道后及時(shí)噴射混凝土,并以錨桿、鋼筋網(wǎng)和支撐作初期支護(hù),以快速形成嚴(yán)密的支護(hù)體系。必要時(shí)可采用超前錨桿、管棚預(yù)支護(hù)加固圍巖。并應(yīng)在初期支護(hù)基本穩(wěn)固后,進(jìn)行永久支護(hù)襯砌的施工。襯砌背后尤其是拱頂回填要密實(shí)。

(3)做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程,并妥善處理好陷穴、裂縫,以免地面積水浸蝕洞體周圍,造成土體坍塌。在有含水的黃土地層中施工時(shí),洞內(nèi)應(yīng)做良好的排水設(shè)施。當(dāng)?shù)叵滤枯^大時(shí),應(yīng)在洞內(nèi)采用井點(diǎn)降水法,將地下水位降至隧道襯砌底部以下,以改善施工條件,加快施工速度;在干燥無水的黃土層中施工,應(yīng)管理好施工用水,不使廢水漫流。

1.2 黃土圍巖隧道施工技術(shù)要求

應(yīng)認(rèn)真調(diào)查黃土地層中節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況,緊湊施工工序,精心組織施工。開挖方法宜采用短臺(tái)階開挖方法或分部開挖法(留核心法)。初期支護(hù)應(yīng)緊跟開挖面施作。做好洞口、洞門及洞頂?shù)呐潘到y(tǒng),并妥善處理好陷穴、裂縫,以免地面積水浸蝕洞體周圍,造成土體坍塌;施工中如發(fā)現(xiàn)坑道有失穩(wěn)現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)用噴射混凝土封閉、加設(shè)錨桿、架立鋼支撐等加強(qiáng)支護(hù);施工時(shí)要特別注意拱腳與墻腳處斷面。鉆錨桿孔時(shí),宜采用干鉆;在開挖與灌筑仰拱前,為防止邊墻向內(nèi)位移,宜加設(shè)橫向撐梁頂緊;錨桿宜采用藥包式或早強(qiáng)砂漿式錨桿。施工中如發(fā)現(xiàn)不安全因素時(shí),應(yīng)暫停開挖,加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù),以便適應(yīng)調(diào)整工序安排。

2 不良地質(zhì)斷層

2.1 探明斷層地帶情況

施工前,切實(shí)掌握所遇斷層帶的所有情況。當(dāng)斷層破碎帶的寬度較大,破壞程度嚴(yán)重。破碎帶的充填物情況復(fù)雜,且有較多地下水時(shí),應(yīng)在隧道一側(cè)或兩側(cè)開挖調(diào)查導(dǎo)坑。利用調(diào)查導(dǎo)坑詳細(xì)測(cè)繪地質(zhì)狀況后,應(yīng)及時(shí)做好封閉襯砌;調(diào)查導(dǎo)坑穿過斷層后,宜在較好的巖層中掘進(jìn)一段距離再轉(zhuǎn)入正洞,開辟新的工作面,以加快施工進(jìn)度。如設(shè)有平行導(dǎo)坑時(shí),可超前于正洞,預(yù)先了解正洞斷層的實(shí)際地質(zhì)情況,并有利于排水。

2.2 選擇合理施工方法

在斷層帶施工,應(yīng)根據(jù)有關(guān)施工技術(shù)與機(jī)具設(shè)備條件,進(jìn)度要求,材料供給等,慎重選擇通過斷層地段的施工方法。當(dāng)斷層帶內(nèi)充填軟塑狀的斷層泥或特別松散的顆粒時(shí),比照松散地層中的超前支護(hù),采用先拱后墻法。墻部的首輪馬口,可用挖井法施工,如斷層帶特別破碎,則二、三輪馬口應(yīng)以擴(kuò)井法施工,最后挖去核心,隨即施作抑拱。如斷層地段出現(xiàn)大量涌水,則宜采取排堵結(jié)合的治理措施。

2.3 施工注意事項(xiàng)

(1)防排水作業(yè)

如斷層帶地下水是由地表水補(bǔ)給時(shí),應(yīng)在地表設(shè)置截排系統(tǒng)引排。隨工作面的向前推進(jìn)挖好排水溝,并根據(jù)巖質(zhì)情況,必要時(shí)加以鋪砌。如為反坡掘進(jìn)則除應(yīng)準(zhǔn)備足夠的抽水設(shè)備外,并應(yīng)安排適當(dāng)?shù)募???颖诨蚩禹斢兴鞒鰰r(shí),應(yīng)鑿眼安置套管集中引排,使其不漫流。

(2)施工工序

通過斷層帶的各施工工序之間的距離宜盡量縮短,并盡快地使全斷面襯砌封閉,以減少巖層的暴露,松動(dòng)和地壓增大。

當(dāng)采用上下導(dǎo)坑,先拱后墻法施工時(shí),其下導(dǎo)坑不宜超前過多,并改用單車道斷面,掘進(jìn)后隨即將下導(dǎo)坑予以臨時(shí)襯砌。上下導(dǎo)坑間的漏斗間距宜加大到10cm左右,并全部以框架框緊。

(3)開挖作業(yè)

采用爆破法掘進(jìn)時(shí),應(yīng)嚴(yán)格掌握炮眼數(shù)量、深度及裝藥量。原則上應(yīng)盡量減小爆破對(duì)圍巖的震動(dòng);采用分部開挖法時(shí),其下部開挖宜左右兩側(cè)交替作業(yè)。如遇兩側(cè)軟硬不同時(shí),應(yīng)用偏槽法開挖,按先軟后硬順序交錯(cuò)進(jìn)行。

(4)支護(hù)作業(yè)

斷層地帶的支護(hù)應(yīng)寧強(qiáng)勿弱,并應(yīng)經(jīng)常檢查加固;在斷層地帶中,開挖面要立即噴射一層混凝土,并架設(shè)有足夠強(qiáng)度的鋼架支撐;當(dāng)采用分部開挖,使用以往木支撐時(shí),要注意上導(dǎo)坑和擴(kuò)大兩工序間的支撐倒換工作,并需預(yù)留足夠的支撐沉落量,防止因倒拆橫、縱梁及反挑頂而引起坍方。當(dāng)拱圈封頂后應(yīng)立即設(shè)置拱腳卡口梁,并應(yīng)以木楔切實(shí)塞緊。

(5)襯砌作業(yè)

襯砌應(yīng)緊跟開挖面;襯砌斷面應(yīng)盡早封閉。

3 不良地質(zhì)溶洞

溶洞是以巖溶水的溶蝕作用為主,間有潛蝕和機(jī)械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。當(dāng)遂道穿過可溶性巖層時(shí),有的溶洞位于隧道底部,充填物松軟且深,隧道基底難于處理;有的溶洞巖質(zhì)破碎,容易發(fā)生坍塌;有時(shí)遇到大的水囊或暗河,巖溶水或泥砂夾水大量涌入隧道;有時(shí)遇到填滿飽含水分的充填物溶槽,當(dāng)坑道掘進(jìn)至其邊緣時(shí),含水充填物不斷涌入坑道,難以遏止,甚至地表開裂下沉,山體壓力劇增;有時(shí)溶洞、暗河迂回交錯(cuò)、分支錯(cuò)綜復(fù)雜、范圍寬廣,處理十分困難。隧道在溶洞地段施工時(shí),應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件有關(guān)資料及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,查明溶洞分布范圍、類型情況、巖層的穩(wěn)定程度和地下水流情況等,分別以引、堵、越、繞等措施進(jìn)行處理。

3.1 引排水

(1)當(dāng)暗河和溶洞有水流時(shí),宜排不宜堵。在查明水源流向及其與隧道位置的關(guān)系后。暗管、涵洞、小橋等設(shè)施,渲泄水流,或開鑿泄水洞,將水排出洞外。

(2)當(dāng)水流的位置在隧道上部或高于隧道時(shí),應(yīng)在適當(dāng)距離外,開鑿引水斜洞(或引水槽) ,將水位降低到隧道底部位置以下,再行引排。

3.2 堵填

(1)對(duì)已停止發(fā)育、徑跨較小、無水的溶洞,可根據(jù)其與隧道相交的位置及其充填情況,用混凝土、漿砌片石或干砌片石予以回填封閉,根據(jù)地質(zhì)情況決定是否需要加深邊墻基礎(chǔ)。

(2)拱以上空溶洞,可視溶洞的巖石破碎程度采用噴錨支護(hù)加固,或加設(shè)護(hù)拱及拱頂回填的辦法處理。

3.3 跨越

(1)當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長(zhǎng)而較深的溶洞,可加深該側(cè)的邊墻基礎(chǔ)通過。

(2)當(dāng)隧道底部遇有較大溶洞并有流水時(shí),可在隧道底以下砌筑漿砌片石支墻,支承隧道結(jié)構(gòu),并在支墻內(nèi)套設(shè)涵管引排溶洞水。

(3)當(dāng)隧道邊墻部分遇到較大、較深的溶洞,不宜加深邊墻基礎(chǔ)時(shí),可在邊墻部位或隧道底以下筑拱跨過。

(4)當(dāng)隧道中部及底部遇有深狹的溶洞時(shí),可加強(qiáng)兩邊墻基礎(chǔ),并根據(jù)情況設(shè)置橋臺(tái)架梁通過。

(5)溶洞上大下小,且有部分充填物時(shí),可將隧道頂部的充填物清除,然后在隧道底部標(biāo)高以下設(shè)置鋼筋混凝土橫梁及縱梁,橫梁兩端嵌入巖層。

(6) 隧道穿過大溶洞,情況較為復(fù)雜時(shí),可根據(jù)情況,以邊墻梁及行車梁通過。

3.4 繞行施工

施工中遇到一時(shí)難以處理的溶洞時(shí),可采用迂回導(dǎo)坑繞過溶洞區(qū),繼續(xù)進(jìn)行隧道施工,再行處理溶洞。

4 結(jié)語

在施工中努力營(yíng)造良好環(huán)境,積極開拓進(jìn)取,不斷細(xì)致地觀察,采取合適的方案。不當(dāng)?shù)氖┕きh(huán)境下會(huì)影響諸多安全隱患。不同地質(zhì)地貌下,處理方法也截然不同。要根據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行有目的的作業(yè)。

篇4

關(guān)鍵詞:洞身開挖;襯砌施工;隧道工程;應(yīng)用形式

水利水電作為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工程,隧道工程是其重要的組成部分。因此,在隧道工程施工過程中,施工單位應(yīng)對(duì)洞身開挖與襯砌施工技術(shù)給予高度的重視,并對(duì)洞身開挖與襯砌施工技術(shù)形式進(jìn)行全面的了解,洞身開挖與襯砌施工技術(shù)憑借著自身的優(yōu)勢(shì),被我國(guó)水利水電施工單位廣泛利用。本文以水利水電工程的角度出發(fā),對(duì)洞身開挖與襯砌施工方法和技術(shù)形式進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析和闡述,并針對(duì)其應(yīng)用形式提出了一些觀點(diǎn),希望對(duì)我國(guó)水利水電隧道工程的發(fā)展起到一定的幫助。

1隧道洞身開挖施工技術(shù)的應(yīng)用形式

1.1臺(tái)階開挖技術(shù)形式

在水利水電隧道工程施工過程中,施工單位應(yīng)根據(jù)施工地點(diǎn),進(jìn)行全面的了解和分析,針對(duì)較為特殊的施工地點(diǎn),施工人員可利用臺(tái)階開挖技術(shù)的形式進(jìn)行全面施工。但在施工過程中,施工人員應(yīng)對(duì)該地點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù),以臺(tái)階的形式對(duì)石土方進(jìn)行緩慢的挖掘;在挖掘過程中,施工人員應(yīng)當(dāng)對(duì)臺(tái)階的高度進(jìn)行全面的控制,一般臺(tái)階的長(zhǎng)度為50~80m,形成封閉成環(huán)的形式(見圖1),最大程度提高水利水電隧道工程的施工質(zhì)量。

1.2光面爆破技術(shù)形式

在水利水電隧道洞身開挖施工過程中,會(huì)受到外界因素的影響,導(dǎo)致隧道發(fā)生坍塌、變形等現(xiàn)象。因此,在水利水電隧道工程施工過程中,應(yīng)對(duì)隧道洞身開挖施工技術(shù)形式進(jìn)行有效的利用和分析,尤其是光面爆破施工技術(shù)形式。在隧道工程施工過程中,主要利用爆破和機(jī)械設(shè)備開挖的形式,對(duì)隧道工程的洞身進(jìn)行全面的挖掘工作,并在光面爆破過程中,施工人員對(duì)巖石面進(jìn)行全面的打磨。在施工過程中,施工人員要對(duì)隧道洞身進(jìn)行全面的保護(hù)工作,從中心地進(jìn)行光面爆破工作,但在爆破挖掘時(shí)預(yù)留相應(yīng)的核心土層巖柱,一般土層巖柱的高度為5m。在隧道洞身開挖過程中,預(yù)留相應(yīng)的保護(hù)厚度,通常其厚度為70~100cm左右,然后在利用人工光面爆破挖掘的形式,作為輔助施工技術(shù),最終形成環(huán)比的形式,保證了隧道洞身開挖施工流程的順利開展。

2襯砌施工技術(shù)在水利水電隧道工程的應(yīng)用形式

2.1在測(cè)量放線中的應(yīng)用形式

測(cè)量放線是水利水電隧道工程施工中的重要形式,也是襯砌施工技術(shù)應(yīng)用的重要形式之一。因此,在隧道工程測(cè)量過程中,將渠坡基本建成后,再進(jìn)行全方位的測(cè)量。但在測(cè)量過程中,施工人員應(yīng)對(duì)各個(gè)測(cè)量線間的水平程度進(jìn)行全面的保持,一般控制在2.6m,并在施工過程中,將9.0m的范圍作為測(cè)量線與測(cè)量線間的間隔,同時(shí)在測(cè)量過程中,施工人員要利用相關(guān)的設(shè)備,對(duì)渠坡的高度進(jìn)行全面的記錄和標(biāo)記。另外,隧道工程測(cè)量放線的過程中,施工人員應(yīng)當(dāng)在固定的范圍之內(nèi),設(shè)置相應(yīng)的高程點(diǎn),并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)、合理的利用,最大程度上保證襯砌施工的質(zhì)量,充分展現(xiàn)其施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

2.2在水利水電隧道給工程養(yǎng)護(hù)工程的應(yīng)用形式

在襯砌施工過程中,主要以利用混凝土材料為主,在水利水電隧道的后期養(yǎng)護(hù)工作中很是常見。因此,在水利水電隧道建設(shè)過程中,施工人員應(yīng)高度重視后期養(yǎng)護(hù)工作,并在施工過程中,施工人員要對(duì)混凝土的振搗、密實(shí)等施工工作進(jìn)行全面的利用。但在水利水電隧道工程后期維護(hù)的過程中,應(yīng)對(duì)混凝土的表面進(jìn)行全面的保護(hù)工作。另外,在水利水電隧道養(yǎng)護(hù)過程中,施工人員可適當(dāng)利用噴霧等形式,對(duì)混凝土表面進(jìn)行保護(hù)工作,時(shí)刻保持其表面的濕潤(rùn)效果,并在混凝土表面蓋上相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備,提高襯砌施工技術(shù)的防水性能,充分展現(xiàn)和發(fā)揮了襯砌施工技術(shù),也為我國(guó)水利水電隧道工程的發(fā)展帶來了新的發(fā)展方向。

2.3在一次支護(hù)中的應(yīng)用形式

在水利水電隧道工程施工過程中,由于工程量較為巨大,所涉及施工環(huán)節(jié)非常之多,一次支護(hù)是其中非常重要的一項(xiàng)。在一次支護(hù)過程中,施工人員應(yīng)利用相應(yīng)的施工設(shè)備,如工膜的形式,利用轉(zhuǎn)載設(shè)備,將其工模運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),再進(jìn)行鋪設(shè)工作。水利水電隧道工程一次支護(hù)的具體措施:在工膜運(yùn)輸至水利水電隧道工程施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí),施工人員應(yīng)對(duì)工膜進(jìn)行全面的剪裁,再進(jìn)行土層的碾壓工作用。在一次支護(hù)過程中,施工人員應(yīng)高度重視支護(hù)邊緣的壓實(shí)工作,可利用沙袋等施工設(shè)備進(jìn)行碾壓工作。在碾壓工作結(jié)束后,將剩余的工膜放置于下個(gè)施工環(huán)節(jié)中,最大程度上提高了水利水電隧道工程建設(shè)的質(zhì)量。在一次支護(hù)基本完成以后,施工人員一定要進(jìn)行反復(fù)的壓實(shí)工作,最大程度保證隧道土層的舒適、平整等性能。在一次支護(hù)過程中,施工人員要對(duì)每一個(gè)土層面間的距離,給予高度的重視,一般每一個(gè)土層面間的距離為10cm,最大程度上避免發(fā)生干擾的現(xiàn)象。

篇5

關(guān)鍵詞:隧道;防水層;施工技術(shù)

隧道的滲漏水為公路隧道的常見病害之一,滲漏水不僅為影響公路隧道行車安全,而且會(huì)加快內(nèi)襯混凝土的碳化速度縮短隧道的使用壽命,因而必須確保防排水施工的質(zhì)量。

1 公路隧道滲漏水的機(jī)理和治理原則

公路隧道的滲漏水現(xiàn)象,一方面產(chǎn)生于內(nèi)襯的薄弱部位,主要原因是襯砌存在的麻面、蜂窩、洞穴等混凝土本身的質(zhì)量問題;另一方面發(fā)生于襯砌的縫隙。

根據(jù)公路隧道施工規(guī)范,對(duì)隧道滲漏水的防治是按照“防、排、截、堵相結(jié)合,因地制宜,綜合治理”的原則。根據(jù)滲漏水發(fā)生的原因,首先做好防水措施,只有當(dāng)防水措施不能滿足滲漏水要求時(shí),才采用排、截、堵水措施。根據(jù)隧道滲漏水出現(xiàn)的部位,防水主要分為兩大類,一類是防各種“縫”的漏水,可以通過在接縫處設(shè)置防水材料實(shí)現(xiàn);另一類是加強(qiáng)隧道內(nèi)襯混凝土自身的防水性能,即防止襯砌出現(xiàn)麻面、蜂窩、洞穴等現(xiàn)象,提高混凝土的抗?jié)B等級(jí)和密實(shí)度等措施。

2 公路隧道防水材料

目前公路隧道的防水一般采用防、排水相結(jié)合的方法。防水層的設(shè)置一般采用如下方法。(1)無紡布。沿隧道斷面鋪設(shè)無紡布,其主要作用為對(duì)滲水起到反沖與卸壓作用,且用于防止防水板受隧道凹凸不平而發(fā)生破損。(2)防水板。沿隧道斷面鋪設(shè),鋪設(shè)與錨噴支護(hù)與二次襯砌之間。(3)止水帶。環(huán)向鋪設(shè),一般用于沉降縫和施工縫處。對(duì)于涌水量較大的隧道,還應(yīng)在施工縫處增設(shè)一圈遇水膨脹止水條。(4)環(huán)向排水管。環(huán)向設(shè)置,一般沿隧道縱向每10m設(shè)置一圈。采用上述防水設(shè)置后,水流一般通過環(huán)向排水管流入邊墻的縱向盲溝,然后經(jīng)橫向排水管進(jìn)入隧道兩側(cè)的排水溝,水流在自重的作用下排出洞外或在自重作用下流向隧道中部經(jīng)排水泵排出洞外。

2.1 防水板

防水板材料的選擇要滿足耐久性好,耐刺穿性好,而腐蝕性好等三個(gè)方面。目前應(yīng)用于公路隧道防水工程的高分子卷材主要有ECB(乙烯—醋酸乙烯與瀝青共聚物)、PVC(聚氯乙烯)、EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)、HDPE(高密度乙烯)、LDPE(低密度乙烯)。其中PVC防水性相對(duì)較差,目前已不采用,HDPE硬度大、強(qiáng)度高,在公路隧道防水中較少使用。

防水板的厚度一般選用1~2mm。其原材料不得使用再生材料。用于施工中的防水板其外觀質(zhì)量應(yīng)滿足以下要求。(1)防水板表面應(yīng)平整、無裂紋、邊緣整齊、機(jī)械損傷、折痕、氣泡、孔洞、及異常粘著部分等影響使用的缺陷。(2)防水板在規(guī)格確定的長(zhǎng)度內(nèi)不允許有接頭。(3)在不影響使用的條件下,防水板表面凹痕,深度不得超過厚度的5%。(4)防水板外觀顏色應(yīng)為材料本色,不得添加顏料和填料,特殊要求除外。

2.2 止水帶

止水帶接材料分可以分為塑料止水帶、橡膠止水帶和鋼邊止水帶三類。塑料止水帶不得采用再生塑料。橡膠止水帶和鋼邊止水帶應(yīng)采用三元乙丙橡膠制作,不得采用再生橡膠。用于施工中的止水帶其外觀質(zhì)量應(yīng)滿足以下要求:止水帶表面不允許有開裂、缺膠、海綿狀等影響使用的缺陷。塑料止水帶外觀顏色應(yīng)為材料木色,不得添加顏料和填料,特殊要求除外。

3 公路隧道防水施工中常見問題

3.1 防水材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

隨著隧道防水材料的需求量增大,大小防水材料生產(chǎn)廠家應(yīng)運(yùn)而生,難免會(huì)出現(xiàn)以次充好,魚目混珠的現(xiàn)象。有的防水板、止水帶用廢棄、老化的再生材料制造,其延伸率、抗拉強(qiáng)度、抗裂強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)達(dá)不到要求。且監(jiān)理、施工單位未能嚴(yán)格對(duì)防水材料按規(guī)定進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢測(cè),致使不合格品得以進(jìn)場(chǎng)使用。

3.2 防排水施工質(zhì)量控制不佳

(1)隧道圍巖基面處理不當(dāng)。圍巖基面處理對(duì)防水板、止水帶和排水盲管的安裝影響較大,但在實(shí)際施工過程中,初支表面或圍巖基面經(jīng)常達(dá)不到要求,普遍存在問題有圍巖基面平整度達(dá)不到防水板鋪設(shè)要求。主要原因?yàn)楣饷姹菩Ч缓脤?dǎo)致初噴混凝土表面平整度較差。在超挖地段,會(huì)發(fā)生局部凹陷處混凝土的壓力過大而使防水板拉裂;在欠挖地段,會(huì)發(fā)生尖銳巖石戳破防水板?;嫔系耐饴朵摻铑^、錨桿頭、尖銳物等未清除,直接掛無紡布、防水板,造成混凝土澆筑后防水板被戳破?;鶐r表面滲水點(diǎn)未處理,任由滲水漫流。

(2)防水板鋪設(shè)不規(guī)范。防水板鋪設(shè)是隧道防水工程中最重要的一道工序,但在實(shí)際施工中防水板的鋪設(shè)質(zhì)量存在較多問題,形成了許多人為的滲水通道。目前存在的問題主要有防水板焊接時(shí)未采用雙焊縫,或者焊縫寬度達(dá)不到要求;焊接工藝不過關(guān),焊穿現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,未對(duì)焊接效果進(jìn)行充氣檢驗(yàn);防水板搭接順序出錯(cuò)或搭接寬度不夠;對(duì)鋪設(shè)好的防水板保護(hù)不夠,防水板被燒破,扎破。

(3)施工縫、變形縫處理操作不細(xì)。施工縫、變形縫是隧道滲漏水的多發(fā)部位,也是隧道防水的重點(diǎn)。在實(shí)際施工中,存在以下主要問題。①施工縫、變形縫處混凝土振搗不到位,止水帶和止水條與混凝土不密貼。②中埋式止水帶或止水條未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置埋設(shè)。③未按規(guī)定設(shè)置鑲嵌槽,造成止水帶變形,扭曲,失去止水效果;即使設(shè)了鑲嵌槽,也未將灰土和浮碴清理干凈。

(4)排水盲管埋設(shè)存在的問題。排水盲管的主要作用是將環(huán)向排水管收集的水排出,在實(shí)際施工中易出現(xiàn)以下問題。①盲管被混凝土堵塞。②環(huán)向盲管與縱向盲管未能按設(shè)計(jì)有效連接。

4 隧道防水的施工措施

4.1 把好進(jìn)場(chǎng)防水材料的質(zhì)量關(guān)

防水材料的質(zhì)量決定隧道防水效果,針對(duì)目前防水市場(chǎng)以劣充優(yōu)的情況。要防水材料采購(gòu)時(shí)要選質(zhì)量?jī)?yōu)、信譽(yù)好、價(jià)格合理的生產(chǎn)廠家。當(dāng)材料采購(gòu)回來后,監(jiān)理、施工單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)防水材料的隨機(jī)抽檢。

4.2 施工中的質(zhì)量控制要點(diǎn)

(1)基面處理。為了保證初噴混凝土層的平整度,開挖時(shí)應(yīng)采用光面爆破技術(shù)。對(duì)初噴混凝土表面凸凹不平處要采用同級(jí)混凝土進(jìn)行修補(bǔ),使初噴混凝土表面平順。當(dāng)基面滲漏水,可采用埋設(shè)排水管直接排水到邊溝或注漿堵水,以保持基面無漏水;對(duì)初期支護(hù)混凝土表面外露的鋼筋尖頭,錨桿頭等硬物應(yīng)割除,防止戳破防水板。

(2)防水板的鋪設(shè)。防水板鋪設(shè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照先拱后墻的順序鋪設(shè),下部防水板應(yīng)壓住上部防水板保證防水板全部面積均能抵到圍巖,兩幅防水板的搭接寬度不應(yīng)小150mm。在防水板鋪設(shè)中,焊接是關(guān)鍵環(huán)節(jié),焊接時(shí)接縫處必須擦洗干凈,且焊縫接頭應(yīng)平整,焊接采用雙焊縫工藝,單條焊縫的有效焊接寬度不應(yīng)小于15mm,防水板的搭接縫焊接質(zhì)量應(yīng)采用充氣法檢查。在鋼筋籠焊接過程中,應(yīng)采用阻燃材料對(duì)防水板進(jìn)行覆蓋或選用阻燃性防水板,以防止焊接火花燒傷防水板,對(duì)于燒傷的防水板應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。為避免內(nèi)襯混凝土澆筑時(shí)損傷防水板,在施工中應(yīng)避免讓搗固器與防水板直接接觸;應(yīng)避免鋼筋頭部損傷防水板。

(3)變形縫、施工縫的處理。內(nèi)襯的變形縫、施工縫處是隧道防水的薄弱環(huán)節(jié),在施工中應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求認(rèn)真施工。在施工過程中應(yīng)保證止水帶埋設(shè)位置合適設(shè)計(jì);止水帶定位后,其整體平整;止水帶接頭處需選在襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力較小部位,采用熱硫化粘接或冷接法粘接,其最小搭接長(zhǎng)度分別為10cm和20cm。

(4)排水盲管安裝。排水盲管安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的位置安裝,對(duì)于施工中發(fā)現(xiàn)的富水地段,要根據(jù)實(shí)際情況加密環(huán)向盲管的數(shù)量。為了防止泥砂、噴射混凝土等進(jìn)入盲管,盲管需采用無紡布等滲水布包裹,縱向盲管要用防水卷材半裹。環(huán)向盲管與縱向盲管一般采用三通管連接,三通管位置應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)布置,接頭部位應(yīng)固定牢固,防止松動(dòng)脫落。

篇6

關(guān)鍵字:高速鐵路隧道施工噴錨技術(shù)新奧法鉆爆方式

中圖分類號(hào):U238 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

中國(guó)鐵路隧道約有半數(shù)以上分布在川、陜、云、貴4省。成昆、襄渝兩條鐵路干線隧道總延長(zhǎng)分別為342及282公里,占線路總長(zhǎng)的比率分別為31.6%和34.3%。如何做好隧道工程施工質(zhì)量控制對(duì)整個(gè)工程很重要,本文主要從隧道定義、發(fā)展歷史及隧道施工方法及質(zhì)量控制要點(diǎn)來進(jìn)行闡述。

1、隧道的定義

隧道是埋置于地層內(nèi)的一種地下建筑物。根據(jù)其所在位置隧道可分為山嶺隧道、水底隧道、城市隧道和地下隧道等。高速鐵路隧道的結(jié)構(gòu)包括主體建筑物和附屬設(shè)備兩部分。主體建筑物由洞身和洞門組成,附屬設(shè)備包括避車洞、消防設(shè)施、應(yīng)急通訊和防排水設(shè)施,長(zhǎng)大隧道還有專門的通風(fēng)和照明設(shè)備。

2、隧道在中國(guó)的發(fā)展歷史

從1874年我國(guó)開始修建第一條上海至吳淞的窄軌鐵路開始,隧道工程在我們經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而艱辛的歷程;京張鐵路關(guān)溝段是我國(guó)靠自己的技術(shù)力量修建的第一批鐵路隧道。自20世紀(jì)50年代以來,隧道修建數(shù)量大幅度增加,1950~1984年期間共建成標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路隧道4247座,總延長(zhǎng)2014.5公里,成為世界上鐵路隧道最多的國(guó)家之一。中國(guó)還建有窄軌距鐵路隧道191座,總延長(zhǎng)23公里。截至1984年,中國(guó)共建成5公里以上長(zhǎng)隧道10座,最長(zhǎng)者為京原鐵路的驛馬嶺鐵路隧道,長(zhǎng)7032米?,F(xiàn)正在施工的京廣鐵路衡韶段大瑤山雙線隧道,長(zhǎng)14.3公里。中國(guó)最高的鐵路隧道是青藏鐵路關(guān)角鐵路隧道,長(zhǎng)4010米,海拔3690米。

3、隧道施工方法及施工特點(diǎn)

隧道施工方法有全斷面法、臺(tái)階法、下導(dǎo)洞超前后部擴(kuò)大鉆爆法、雙側(cè)壁法、CRD法、CD法和三臺(tái)階七步法。下面簡(jiǎn)單的介紹幾種隧道施工方法及特點(diǎn)。

3.1全斷面法工序簡(jiǎn)單,能夠充分發(fā)揮大型機(jī)械設(shè)備的優(yōu)勢(shì),提高機(jī)械設(shè)備的施工效能,從而加快施工速度,因此成為堅(jiān)硬圍巖隧道中最常用的施工方法。

3.2臺(tái)階法又分為長(zhǎng)臺(tái)階法、短臺(tái)階法和微臺(tái)階法。在施工中采用哪一種臺(tái)階法,要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來決定,首先對(duì)初期支護(hù)形成閉合斷面的時(shí)間要求,圍巖越差,要求閉合時(shí)間越短,其次對(duì)上部斷面施工所采用的開挖、支護(hù)、出渣等機(jī)械設(shè)備需要施工場(chǎng)地大小的要求。對(duì)軟弱圍巖,主要考慮前者,以確保施工安全;對(duì)堅(jiān)硬圍巖,主要考慮如何更好地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的效率,保證施工中的經(jīng)濟(jì)效益,因此只考慮后一條件。

3.3下導(dǎo)洞超前后部擴(kuò)大鉆爆法,不明思議,從字面上來講,下導(dǎo)洞超前后部擴(kuò)大鉆爆法就是在山體上方打洞下導(dǎo)管,然后進(jìn)行一次爆破。此方法可以加快施工速度。

3.3雙側(cè)壁法支護(hù)封閉的意義主要體現(xiàn)在橫撐的架設(shè)上,當(dāng)其兩側(cè)導(dǎo)坑封閉后可提供較強(qiáng)的整體支護(hù)剛度。因此,雙側(cè)壁法開挖階段對(duì)軟弱圍巖的擾動(dòng)程度小,控制偏壓地層變形能力強(qiáng),尤其對(duì)地表沉降的控制效果顯著,在上述單層支護(hù)的工法試驗(yàn)中控制地表沉降的實(shí)際效果最好。

4、隧道施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)質(zhì)量要達(dá)標(biāo)。

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)或隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是在隧道開挖時(shí),對(duì)掌子面前方的圍巖與地層情況做出超前預(yù)報(bào)。此方法與地震波探測(cè)原理基本相同,它是建立在彈性波理論的基礎(chǔ)上。采用頻域分析反射波信號(hào),進(jìn)一步根據(jù)隧道掌子面地質(zhì)調(diào)查、地面地質(zhì)調(diào)查及利用隧道超前施工段地質(zhì)情況進(jìn)行推測(cè)另以平常隧洞掌子面前方地質(zhì)條件的預(yù)報(bào)方法。通過這種方法可以了解巖體的變化情況,對(duì)隧道前方可能存在的巖性分界、斷層、軟弱夾層以及巖溶等不良地質(zhì)體質(zhì)的規(guī)模、性質(zhì)及延伸情況等。

4.2嚴(yán)把初支鋼架安裝質(zhì)量;

按照新奧法理論,隧道開挖后要及時(shí)支護(hù),限制圍巖的變形,以減小支護(hù)承受的荷載并發(fā)揮圍巖自承能力。目前公路隧道施工多采用錨噴支護(hù),在圍巖較差的地段可采用鋼支撐,包括鋼格柵及型鋼支撐。鋼支撐的施工質(zhì)量控制重點(diǎn)為加工質(zhì)量和安裝質(zhì)量。其中加工質(zhì)量主要包括加工尺寸、鋼支撐的強(qiáng)度和剛度以及焊接質(zhì)量,鋼筋格柵質(zhì)量要求可按照鋼筋骨架加工標(biāo)準(zhǔn);安裝質(zhì)量主要包括安裝尺寸,包括標(biāo)高和間距;安裝傾斜度,包括平面和縱面;鋼架的連接與固定質(zhì)量,鋼架應(yīng)有牢固的基礎(chǔ)并與圍巖密貼,同時(shí)與錨桿焊接牢固,形成一個(gè)承載整體。

4.3襯砌厚度滿足設(shè)計(jì),保證襯砌自身的承載能力;

隧道開挖完成后,為保證周圍圍巖穩(wěn)定,確保運(yùn)營(yíng)安全,需按一定輪廓尺寸建造一層具有足夠強(qiáng)度的支護(hù)體系,這種隧道支護(hù)體系通常被稱為隧道襯砌。常用的襯砌有復(fù)合式襯砌、預(yù)制塊拼裝、噴錨或單噴混凝土和就地灌注混凝土類。復(fù)合式襯砌實(shí)在單噴或噴錨支護(hù)之后,就地灌注一層混凝土,而形成噴錨支護(hù)同混凝土襯砌結(jié)合的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。如遇有水地段可在兩層支護(hù)間加掛一層塑料板或做其他防水層。

支護(hù)是隧道的關(guān)鍵環(huán)節(jié),襯砌的施作和有關(guān)參數(shù)的選擇也是重要因素。若毛洞開挖不夠平整,襯砌背后與圍巖不密貼或回填不密實(shí),長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)之后,由于水的侵入或風(fēng)化而破壞襯砌結(jié)構(gòu),尤其是拱部,若施工控制不嚴(yán),就會(huì)出現(xiàn)拱部的開裂或掉塊。另外,由于設(shè)計(jì)誤導(dǎo)或施工控制不嚴(yán),導(dǎo)致襯砌厚度不足,影響結(jié)構(gòu)安全。對(duì)隧道襯砌背后空洞、松散回填物和富水等病害采取襯砌背后注漿處理,在防水的同時(shí)改善隧道襯砌受力條件。在滲漏水嚴(yán)重地段,采用水泥漿;對(duì)其它地段采取水泥砂漿。

4.4施工管理恰當(dāng),襯砌質(zhì)量合格;

完善質(zhì)量控制體系,嚴(yán)格審查開工條件,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)工作嚴(yán)把材料、管理關(guān),在做好地質(zhì)前預(yù)報(bào)的同時(shí),要了解巖層的產(chǎn)狀、地形特征和破碎帶等,制定有效的施工方案。對(duì)地質(zhì)比較軟弱的地段進(jìn)行注漿加固,加強(qiáng)軟弱地段的穩(wěn)定性;選擇合格的建筑材料,控制好混凝土配合,在保證混凝土質(zhì)量的前提下,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工,控制好爆破的設(shè)計(jì),重點(diǎn)在控制好藥量上,提高鉆眼技術(shù)水平,加強(qiáng)隧道開挖斷面的檢測(cè),確保爆破的效果??刂贫我r砌的時(shí)間,襯砌應(yīng)在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定,并具備下列條件后方可施作。

4.5控制好混凝土強(qiáng)度離散性,保證混凝土質(zhì)量;

嚴(yán)格控制混凝土的配合比,計(jì)量要準(zhǔn)確,一定要控制配合比計(jì)量的精度,特別是用水量的控制,不可隨意增加或減少。在混凝土拌合過程中要保證攪拌均勻,在運(yùn)輸中防止離析,必要的時(shí)候要對(duì)混凝土進(jìn)行二次攪拌。在振搗過程中采用“快插慢拔”的方法進(jìn)行振搗以保證混凝土振搗密實(shí),夏天要曬水養(yǎng)護(hù)、冬天要采取保溫措施防止混凝土受凍,掌握好模板拆除時(shí)間,防止混凝土結(jié)構(gòu)變形和產(chǎn)生裂縫?;炷翉?qiáng)度波動(dòng)主要是在施工過程中控制。包括了施工的全過程,即從施工開始到施工結(jié)束,在施工過程中情況變動(dòng)復(fù)雜,情況各異。因此,混凝土強(qiáng)度離散性是主要是由不固定的影響,是控制施工情況變化。來控制混凝土離散性的關(guān)鍵。在隧道施工中堅(jiān)決杜絕食用不符合強(qiáng)度的混凝土。

結(jié)束語

現(xiàn)代高度競(jìng)爭(zhēng)的地下采礦與隧道工程要求成本集約,安全開鑿與巖石加固等程序步驟。采礦的機(jī)器設(shè)備必須安全可靠,并緊密跟隨工業(yè)持續(xù)提高的生產(chǎn)力與飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)步伐。掘進(jìn)機(jī)開挖法正在不斷研究改進(jìn),并生產(chǎn)出各種新機(jī)械,其應(yīng)用有廣闊前景。液壓鑿巖機(jī)不斷更新完善,使隧道開挖進(jìn)度大大提高。光電測(cè)量?jī)x器和激光導(dǎo)向設(shè)備的使用,使長(zhǎng)隧道施工精確程度有所提高。目前,航空勘測(cè)、遙感技術(shù)、物探技術(shù)、巖層中應(yīng)力應(yīng)變的量測(cè)技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等的廣泛應(yīng)用,使隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)技術(shù)水平也有很大提高。精確爆破技術(shù),水平鉆探技術(shù)和預(yù)灌漿技術(shù)的不斷提高,有可能提高隧道開挖過程的安全性,并能保證隧道工程的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[3]、孫鈞.地下工程設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐.上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社.1996

篇7

我國(guó)是一個(gè)地域遼闊,多山嶺重丘的國(guó)家。從隧道的形式上看,公路隧道已從以前的兩車道隧道,發(fā)展到今天的三車道隧道、四車道隧道、連拱隧道、小凈距隧道、分岔隧道,公路隧道在建設(shè)過程中已取得豐碩的成果。隧道施工,隱蔽工程的工序較多,施工質(zhì)量的控制是工程建設(shè)的關(guān)鍵,本文重點(diǎn)討論提高隧道施工質(zhì)量的技術(shù)措施和方法。

1 做好圍巖的施工分級(jí)判斷

對(duì)于隧道工程而言,隧道地質(zhì)條件在設(shè)計(jì)階段已經(jīng)進(jìn)行了初步勘察和詳細(xì)勘察,但是由于地質(zhì)條件、勘探工藝和勘察手段的限制,設(shè)計(jì)階段勘察所獲取的地質(zhì)信息一般是有限的、不完整的,因此,設(shè)計(jì)階段的圍巖分級(jí)只能是預(yù)分級(jí),其與實(shí)際地質(zhì)不一定相符,必須通過施工階段地質(zhì)工作進(jìn)行修正,這就是施工階段圍巖分級(jí)。

施工階段的圍巖分級(jí)是修正設(shè)計(jì)階段圍巖級(jí)別的基礎(chǔ),是使隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方法更加符合工程實(shí)際的基礎(chǔ),也是提高隧道工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵。在隧道施工過程中,結(jié)合開挖工作面對(duì)圍巖級(jí)別進(jìn)行重新評(píng)判是極為重要和客觀真實(shí)的,通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)圍巖級(jí)別的重新評(píng)判以指導(dǎo)施工、反饋設(shè)計(jì)是現(xiàn)代隧道工程設(shè)計(jì)施工中的重要環(huán)節(jié)。目前,比較常用的圍巖施工分級(jí)有定性分級(jí)方法、定量分級(jí)方法,以及國(guó)內(nèi)最新研究成果根據(jù)圍巖指標(biāo)定性描述的量化分級(jí)方法。這些分級(jí)方法,都是先根據(jù)基本指標(biāo)進(jìn)行基本分級(jí),再根據(jù)修正指標(biāo)進(jìn)行圍巖級(jí)別修正,最后得到圍巖級(jí)別。施工過程中應(yīng)動(dòng)態(tài)地及時(shí)準(zhǔn)確判定圍巖級(jí)別,根據(jù)不同地質(zhì)條件如斷層破碎帶、淺埋隧道、涌水、裂隙發(fā)育、巖爆、溶洞、偏壓地段等進(jìn)行針對(duì)性動(dòng)態(tài)改進(jìn)設(shè)計(jì)支護(hù)類型,治理地質(zhì)災(zāi)害,確保工程質(zhì)量。

2重視隧道開挖的力學(xué)問題

隧道開挖的過程也是隧道周邊圍巖壓應(yīng)力的釋放過程。對(duì)圓形斷面隧道來說,在彈性介質(zhì)、靜水壓力場(chǎng)中,開挖后坑道周邊的最大主應(yīng)力是初始應(yīng)力的 2 倍。如圍巖的單軸抗壓強(qiáng)度比重分布的應(yīng)力小,隧道周邊圍巖將塑性化,為此,隧道開挖后需要強(qiáng)大的支護(hù)結(jié)構(gòu)來控制變形。大量的工程實(shí)踐證明,隧道開挖后的應(yīng)力在側(cè)壁處比較大,且開挖寬度越大,軸力也越大,隧道斷面底腳處的應(yīng)力集中過大,要求的地基承載力較大。隧道開挖中應(yīng)特別注意隧道軸線上方的地貌突變而產(chǎn)生施工應(yīng)力集中釋放的圍巖松弛現(xiàn)象。施工中應(yīng)要求施工、監(jiān)理單位對(duì)照施工圖紙重點(diǎn)調(diào)研地形地貌,對(duì)沿隧道軸線的地貌中有凹谷,且低凹地面至隧道頂部距離小于 3 倍洞寬的里程樁號(hào),或在地質(zhì)預(yù)報(bào)中發(fā)現(xiàn)的破碎帶、不同類別圍巖的界面處,為防止洞身開挖中造成應(yīng)力特變現(xiàn)象,施工時(shí)嚴(yán)格要求“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)”以防止隧道施工中可能發(fā)生的冒頂和坍塌事故;同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)隧道斷面底腳處的排水處理和提高支護(hù)承載力。

3制定合適的施工措施

對(duì)新奧法的理解不當(dāng),施工方法不合適,也易造成公路隧道各種病害。

為穩(wěn)定圍巖,有效控制超欠挖,防止塌方等災(zāi)害,洞身開挖爆破必須采用光面爆破或預(yù)裂爆破,減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。級(jí)別較好的圍巖進(jìn)行光面爆破,采用全斷面開挖法,也可采用導(dǎo)坑法、臺(tái)階法;級(jí)別較差的圍巖地層采用正臺(tái)階法,嚴(yán)禁半斷面超前施工,又不及時(shí)用臨時(shí)仰拱封閉的做法。盡快形成一次支護(hù)封閉,是防止變形、塌方的重要手段。特大斷面施工采用側(cè)壁導(dǎo)坑法,聯(lián)體隧道采用中導(dǎo)洞法。軟弱破碎圍巖采用超前支護(hù)(大管棚、注漿小導(dǎo)管、超前錨桿等),遵循新奧法“短進(jìn)尺、弱爆破、緊支護(hù)、勤量測(cè)”原則指導(dǎo)施工。

隧道施工中為減少粉塵,保障施工人員的身體健康,鉆爆施工中宜采用“濕式鉆眼”;為提高爆破的安全性規(guī)定必須采用塑料導(dǎo)爆管進(jìn)行非電起爆;隧道施工中應(yīng)推行節(jié)能環(huán)保的 “水壓爆破法”。水壓爆破提高了炸藥能量的利用率和圍巖破碎率,減少了爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)破壞,通過對(duì)典型工程的試驗(yàn)研究對(duì)比,水壓爆破時(shí)炸藥節(jié)約量 20%左右、粉塵降低率達(dá) 40%以上,其掘進(jìn)速度的施工工效也較高。

篇8

【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)法;隧道工程;技術(shù)應(yīng)用;概況;暗挖法

1.盾構(gòu)法的概況

盾構(gòu)法是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法,它是將盾構(gòu)機(jī)械在地中推進(jìn),通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌,同時(shí)在開挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開挖,通過出土機(jī)械運(yùn)出洞外,靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn),并拼裝預(yù)制混凝土管片,形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法。

利用盾構(gòu)進(jìn)行隧道開挖,襯砌等作業(yè)的施工方法。用盾構(gòu)在軟質(zhì)地基或破碎巖層中掘進(jìn)隧洞的施工方法。盾構(gòu)是一種帶有護(hù)罩的專用設(shè)備,利用尾部已裝好的襯砌塊作為支點(diǎn)向前推進(jìn),用刀盤切割土體,同時(shí)排土和拼裝后面的預(yù)制混凝土襯砌塊。盾構(gòu)是1874年發(fā)明,首先用的是氣壓盾構(gòu)。開挖英國(guó)倫敦泰晤士河水底隧道。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的出碴方式有機(jī)械式和水力式,以水力式居多。水力盾構(gòu)在工作面處有一個(gè)注滿膨潤(rùn)土液的密封室。澎潤(rùn)土液既用于平衡土壓力和地下水壓力,又用作輸送排出土體的介質(zhì)。盾構(gòu)法施工具有施工速度快、洞體質(zhì)量比較穩(wěn)定、對(duì)周圍建筑物影響較小等特點(diǎn),適合在軟土地基段施工。盾構(gòu)法施工的基本條件:

(1)線位上允許建造用于盾構(gòu)進(jìn)出洞和出碴進(jìn)料的工作井。

(2)隧道要有足夠的埋深,覆土深度宜不小于6m。

(3)相對(duì)均質(zhì)的地質(zhì)條件。

(4)如果是單洞則要有足夠的線間距,洞與洞及洞與其它建(構(gòu))筑物之間所夾土(巖)體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m,豎直方向1.5m。

(5)從經(jīng)濟(jì)角度講,連續(xù)的施工長(zhǎng)度不小于300m。

2.盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1盾構(gòu)始發(fā)(出洞)階段

盾構(gòu)始發(fā)(出洞)階段是控制盾構(gòu)掘進(jìn)施工的首要環(huán)節(jié)。在盾構(gòu)始發(fā)(出洞)前、后各項(xiàng)準(zhǔn)備工作中需保證做好充分的技術(shù)、人員、材料、設(shè)備準(zhǔn)備,并對(duì)盾構(gòu)是否具備出洞條件予以審查,確保盾構(gòu)在安全可靠的前提下能順利出洞。盾構(gòu)出洞土體加固,為了確保盾構(gòu)出洞施工的安全和更好地保護(hù)附近的地下管線和建(構(gòu))筑物,盾構(gòu)出洞前需對(duì)出洞區(qū)域洞口土體進(jìn)行加固。

盾構(gòu)始發(fā)基座設(shè)置,盾構(gòu)始發(fā)前需將盾構(gòu)機(jī)準(zhǔn)確的擱置在符合設(shè)計(jì)軸線的始發(fā)基座上,待所有準(zhǔn)備工作就緒后,沿設(shè)計(jì)軸線向地層內(nèi)掘進(jìn)施工。因此,盾構(gòu)出洞前盾構(gòu)始發(fā)基座定位的準(zhǔn)確與否,直接影響到盾構(gòu)機(jī)始發(fā)姿態(tài)好壞。盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)備井下驗(yàn)收,盾構(gòu)法隧道施工主要依靠盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)及配套設(shè)備完成掘進(jìn)任務(wù),由于受工作井內(nèi)空間限制,需將盾構(gòu)機(jī)及后配套臺(tái)車分節(jié)吊裝運(yùn)至井下,并在井下安裝、調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)。土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)備構(gòu)成主要由盾構(gòu)殼體(包括刀盤及切口環(huán)、支撐環(huán)、盾尾)、推進(jìn)系統(tǒng)、拼裝系統(tǒng)、油脂系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。施工人員在井下工作中的重點(diǎn)是保證盾構(gòu)機(jī)及后配套設(shè)備主要部件和系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行,后盾支撐系統(tǒng)安裝,盾構(gòu)前進(jìn)的動(dòng)力是通過千斤頂來提供,而盾構(gòu)始發(fā)時(shí)千斤頂頂力是作用在后盾支撐系統(tǒng)之上。一般后盾支撐體系是由鋼反力架、鋼支撐、臨時(shí)襯砌(負(fù)環(huán)管片)等組成,施工過程中要重點(diǎn)關(guān)注后盾支撐系統(tǒng)是否滿足其技術(shù)要求,即后盾支撐系統(tǒng)必須有足夠的剛度和強(qiáng)度,確保在頂力作用下不發(fā)生變形。盾構(gòu)出洞裝置安裝,由于隧道洞口與盾構(gòu)之間存在建筑間隙,易造成泥水流失,從而引起地面沉降及周圍建筑物、管線位移,因此需安裝出洞裝置。

2.2盾構(gòu)試掘進(jìn)和正式掘進(jìn)階段

根據(jù)盾構(gòu)法施工工藝的特點(diǎn),盾構(gòu)安全出洞后需通過前100環(huán)試推進(jìn)尋求最佳施工參數(shù),為全線的正常推進(jìn)提供符合實(shí)際土層特點(diǎn)的技術(shù)參數(shù)。不論在試掘進(jìn)還是正式掘進(jìn)階段,施工人員要確保盾構(gòu)掘進(jìn)中的姿態(tài)、管片拼裝的質(zhì)量、注漿作業(yè)的效果等,保盾構(gòu)掘進(jìn)施工質(zhì)量和周邊環(huán)境的安全。盾構(gòu)機(jī)施工參數(shù)管理,由于土壓平衡式盾構(gòu)采用電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),能自動(dòng)控制刀盤轉(zhuǎn)速、盾構(gòu)推進(jìn)速度及前進(jìn)方向,并及時(shí)反映掘進(jìn)中的施工參數(shù)。這些施工參數(shù)的確定是根據(jù)地質(zhì)條件情況、環(huán)境監(jiān)測(cè)情況,進(jìn)行反復(fù)量測(cè)、調(diào)整和優(yōu)化的過程,若發(fā)現(xiàn)異常需及時(shí)調(diào)整。因此,對(duì)盾構(gòu)施工參數(shù)的管理應(yīng)貫穿于盾構(gòu)掘進(jìn)過程的始終。施工人員要及時(shí)收集和分析有關(guān)施工參數(shù)的信息,通過信息反饋,動(dòng)態(tài)掌握施工參數(shù)的變化。

2.3盾構(gòu)接收(進(jìn)洞)階段

盾構(gòu)接收(進(jìn)洞)階段掘進(jìn)是盾構(gòu)法隧道施工最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盾構(gòu)能否順利進(jìn)洞關(guān)系到整個(gè)隧道掘進(jìn)施工的成敗。在盾構(gòu)進(jìn)洞前后施工人員要做好充分的盾構(gòu)接收的準(zhǔn)備工作,確保盾構(gòu)以良好的姿態(tài)進(jìn)洞,就位在盾構(gòu)接收基座上。盾構(gòu)進(jìn)洞土體加固,盾構(gòu)進(jìn)洞區(qū)域土體加固一般與出洞區(qū)域土體加固是同時(shí)進(jìn)行,對(duì)盾構(gòu)進(jìn)洞土體加固效果的檢驗(yàn)可參照對(duì)盾構(gòu)出洞土體加固。盾構(gòu)接收基座設(shè)置,盾構(gòu)接收基座用于接收進(jìn)洞后的盾構(gòu)機(jī),由于盾構(gòu)進(jìn)洞姿態(tài)是未知的。在盾構(gòu)接收(進(jìn)洞)前施工人員仍需確保接收井洞門中心位置和接收基座平面、高程位置(一般以低于洞圈面為原則)正確,確保盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞后能平穩(wěn)、安全推上基座。進(jìn)洞前盾構(gòu)姿態(tài)控制,在盾構(gòu)進(jìn)洞前100環(huán)對(duì)已貫通隧道內(nèi)布置的平面導(dǎo)線控制點(diǎn)及高程水準(zhǔn)基點(diǎn)做貫通前復(fù)核測(cè)量,分析誤差是否在允許偏差之內(nèi),從而正確的指導(dǎo)進(jìn)洞段盾構(gòu)推進(jìn)的方向。洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除(進(jìn)洞側(cè)),盾構(gòu)進(jìn)洞前需對(duì)接收井內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)背水面鋼筋進(jìn)行割除及砼鑿除,通過打探孔實(shí)際驗(yàn)證盾構(gòu)進(jìn)洞區(qū)域土體加固的效果。施工在洞門圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除后同樣需對(duì)其后土體自立性、滲漏等情況進(jìn)行觀察,判斷進(jìn)洞區(qū)域土體的實(shí)際加固效果是否滿足盾構(gòu)安全進(jìn)洞的要求,保證施工安全。盾構(gòu)接收進(jìn)洞,盾構(gòu)接收(進(jìn)洞)準(zhǔn)備工作就續(xù)后,盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn),在前端刀盤露出土體直至盾構(gòu)殼體順利推上接收基座的過程稱為“盾構(gòu)接收進(jìn)洞”。

3.盾構(gòu)法結(jié)構(gòu)防水

目前,盾構(gòu)法修建的隧道絕大部分采用由單層鋼筋混凝土管片拼裝而成的襯砌結(jié)構(gòu),其防水工作包括管片防水、管片接縫防水、螺栓孔和注漿孔防水、充填注漿、盾尾密封和滲漏處理等。

3.1管片防水

管片防水包括管片本體防水和管片外防水涂層。管片本體防水一般要求其抗?jié)B標(biāo)號(hào)不小于S8,滲透系數(shù)不大于1011M/s。管片外防水一般采用焦油氯磺化聚乙烯涂料為底層,環(huán)氧類樹脂為表層。

3.2管片接縫防水

管片接縫防水包括管片間的彈性密封墊防水、隧道內(nèi)側(cè)相鄰管片間的嵌縫防水以及必要時(shí)向接縫內(nèi)注入聚氨酯藥液等。其中彈性密封墊防水最可靠,是接縫防水重點(diǎn)。

4.結(jié)束語

綜上所述,通過分析地質(zhì)特征、調(diào)研掘進(jìn)參數(shù)、優(yōu)化施工方案,成功地采用盾構(gòu)法施工,保證了盾構(gòu)機(jī)安全、連續(xù)、快速的推進(jìn),順利通過了各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),解決了工程項(xiàng)目中的難題,提高了工程質(zhì)量,有效的降低了工程造價(jià),為隧道施工技術(shù)水平的提升提供了可靠的保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]武冰冰,蔡海兵,程樺.地鐵隧道盾構(gòu)洞門的垂直凍結(jié)加固技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2011(09).

篇9

【關(guān)鍵詞】隧道工程 預(yù)算 類比

1 概述

1.1 研究背景

作為一類典型的超大型工程,隧道工程的施工成本往往都是以億元為單位的,不僅如此,隧道工程還有很大的幾率出現(xiàn)超支問題。根據(jù)Flyvbjerg在2014年對(duì)20國(guó)家的橋隧工程進(jìn)行的調(diào)查研究,隧道工程的超支率平均在48%以上【1】。目前,土建工程的預(yù)算方法主要是將工程所需的人力、材料等支出分解后乘以每項(xiàng)的單價(jià),然后求和得出工程的總支出。但是隧道工程由于地質(zhì)條件不確定性較大等原因,經(jīng)常無法在項(xiàng)目早期得到準(zhǔn)確全面的工程信息,使概預(yù)算無法有效實(shí)施,所以,新的預(yù)測(cè)方法需要被引入。

1.2 基于類比的預(yù)測(cè)方法

類比模型在軟件開發(fā)、航空航天等工程項(xiàng)目上已經(jīng)被廣泛研究和應(yīng)用,而在建筑領(lǐng)域,有研究者曾使用類比方法預(yù)測(cè)住宅工程施工成本,并與線性回歸模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)類比方法在建筑領(lǐng)域也具有良好的預(yù)測(cè)效果【2】。類比模型對(duì)工程細(xì)節(jié)的要求不高,這個(gè)特點(diǎn)使其非常適合于項(xiàng)目早期的概預(yù)算。

類比模型的本質(zhì),是計(jì)算已建工程與將建工程之間在功能、規(guī)模、類型等方面的相似性,并根據(jù)相似性和已建工程的成本數(shù)據(jù)得出將建工程的預(yù)算。相似性的計(jì)算方法有多種,目前最常用的為歐氏距離,其公式為: ,每個(gè)項(xiàng)目用n個(gè)自變量描述,wk指第k個(gè)因素的權(quán)重,dijk表示工程i與工程j在第k個(gè)自變量上的距離(不相似性),也可稱為局部距離,Dij表示工程i與工程j整體的相似性,也可稱為整體距離。

在求得多個(gè)已建工程與將建工程之間的相似性后,可以使用各個(gè)已建工程的距離權(quán)重乘以已建工程成本的方法求出將建工程的預(yù)算。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)搜集

本次研究通過當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)上有限的公開信息,采集了14條國(guó)外隧道的工程信息和造價(jià)信息,使用類比預(yù)測(cè)的方法估計(jì)這些隧道的成本,并與他們的實(shí)際造價(jià)進(jìn)行了對(duì)比。

每個(gè)工程的工程信息包含8個(gè)自變量,分別是國(guó)別、用途、隧道橫截面積、周圍巖石強(qiáng)度等級(jí)、平均地下水高度、平均埋深、主要工程地質(zhì)災(zāi)害類型、施工方法類型,這8個(gè)自變量基本覆蓋了工程信息的四大方面,即隧道尺寸、地質(zhì)情況、施工組織以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件,也是在工程早期可以獲得的數(shù)據(jù)。成本信息為單位長(zhǎng)度的隧道造價(jià),是本次研究的因變量。

在正式計(jì)算之前,全部數(shù)據(jù)還要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2 權(quán)重wk的計(jì)算

權(quán)重反映了各個(gè)自變量對(duì)于工程造價(jià)的影響大小,反映了各個(gè)自變量在造價(jià)中的重要性。各個(gè)自變量在距離計(jì)算中的權(quán)重wk,可以通過專家經(jīng)驗(yàn)法,蠻力法(brute-force)等求出,本文采用了一種基于基因算法(Genetic Algorithm)的方法對(duì)wk進(jìn)行了計(jì)算。

首先假定第j個(gè)工程的造價(jià)可以描述為Cj=w1X1j+w2X2j+……+w8X8j, X為各個(gè)自變量標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值。每次計(jì)算首先賦予一組wk的初始值(例如1),按照上述公式計(jì)算已建工程的“造價(jià)”Cj,并求出Cj與實(shí)際值的差值rj,然后利用基因算法對(duì)wk進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算(optimize),尋找到使Σrj達(dá)到最小的wk組合,即是本文所使用的wk。

最終求得的權(quán)重分別為:國(guó)別0.72%,用途2.93%,隧道橫截面積8.31%、周圍巖石強(qiáng)度等級(jí)1.07%、平均地下水高度16.76%、平均埋深11.44%、主要工程地質(zhì)災(zāi)害類型34.99%、施工方法類型23.76%??梢钥闯?,地質(zhì)條件和施工方法對(duì)造價(jià)具有很大的影響,這也基本與隧道工程造價(jià)方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相吻合。

2.3 距離計(jì)算

得到各個(gè)自變量的權(quán)重后,本文采用歐氏距離計(jì)算相似性,公式在本文1.2節(jié)已有敘述。其中局部距離dijk等于Xik與Xjk差值的絕對(duì)值。距離計(jì)算的結(jié)果是得出一個(gè)距離矩陣[Dij]。

2.4 成本計(jì)算

成本計(jì)算采用,k-nn方法,選取每個(gè)工程距離最小、相似度最高的三個(gè)工程,預(yù)測(cè)其造價(jià)。首先抽出一個(gè)數(shù)據(jù)集里的已建工程i假定其造價(jià)未知,然后使用公式 求出其造價(jià)的預(yù)測(cè)值,本文中k=3,即選取三個(gè)最接近的工程進(jìn)行計(jì)算,Wj為j工程的距離權(quán)重,由[Dij]矩陣求出,Cj為j工程的實(shí)際造價(jià)。上述過程反復(fù)循環(huán)14次,即可求出全部14個(gè)工程的造價(jià)預(yù)測(cè)值Cie。

求出造價(jià)預(yù)測(cè)值后,與工程的實(shí)際造價(jià)Ci進(jìn)行對(duì)比,求出誤差率,Ri=(Ci-Cie)/Ci。

3 結(jié)果與討論

概預(yù)算的權(quán)威組織之一――美國(guó)造價(jià)工程推動(dòng)協(xié)會(huì)(AACE International)將工程項(xiàng)目分為5個(gè)階段,并給出了每個(gè)階段概預(yù)算的期望精確度【3】。在項(xiàng)目早期階段(Class 5 stage),因工程的不確定性較大,預(yù)算的期望精確度為100%以內(nèi),這是判定早期預(yù)算是否成功的標(biāo)準(zhǔn)。本研究的計(jì)算結(jié)果為14個(gè)工程項(xiàng)目的平均誤差率在88.16%,基本滿足AACE對(duì)早期階段預(yù)算的要求,說明類比方法可以被應(yīng)用到隧道工程。

本次計(jì)算中,有一個(gè)工程(Eiksund海底隧道)的誤差率達(dá)到611%,將其剔除后,剩余工程的平均誤差率僅為44.53%,滿足美國(guó)造價(jià)工程推動(dòng)協(xié)會(huì)對(duì)項(xiàng)目初始階段(Class 4 stage)預(yù)算的期望精確度,也低于Flyvbjerg提出的當(dāng)前隧道工程的平均超支率(48%)。Eiksund海底隧道工程誤差率較大可能是數(shù)據(jù)來源不可靠造成的,也有可能是類比方法本身的適用性造成的,這還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究使用基于類比的預(yù)測(cè)方法對(duì)14個(gè)隧道工程的支出進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果基本滿足早期項(xiàng)目的預(yù)算要求,證明基于類比的預(yù)測(cè)方法可以被應(yīng)用到隧道工程的預(yù)算當(dāng)中。

參考文獻(xiàn):

[1]Flyvbjerg, B. (2014). What you should know about megaprojects and why: An overview. Project Management Journal, 45(2), 6-19.

[2]Kim, G. H., An, S. H., & Kang, K. I. (2004). Comparison of construction cost estimating models based on regression analysis, neural networks, and case-based reasoning. Building and environment, 39(10), 1235-1242.

篇10

關(guān)鍵詞:盾構(gòu)法;隧道;襯砌結(jié)構(gòu);管片;嵌縫

中圖分類號(hào):U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,交通建設(shè)項(xiàng)目與日俱增,其中不乏一些隧道工程的施工。隧道工程處于特殊環(huán)境中,往往處于高水頭壓力之下,長(zhǎng)期受到水的侵蝕,因此必須做好工程防水。在盾構(gòu)法施工中,常用的結(jié)構(gòu)是由單層鋼筋混凝土管片拼裝而成的襯砌結(jié)構(gòu),防水主要分為管片結(jié)構(gòu)自防水、接縫防水、螺栓孔和注漿孔防水、滲漏處理等。其中以管片結(jié)構(gòu)自防水和接縫防水為主,下面將作簡(jiǎn)要分析。

一、管片襯砌結(jié)構(gòu)防水分類盾構(gòu)法隧道是由襯砌塊拼裝而成,隧道內(nèi)處處都是管片接縫,因此尋找安全、快速、經(jīng)濟(jì)的隧道接縫防水方法、防水材料等施工技術(shù)顯得非常重要。目前國(guó)內(nèi)地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)一般為采用單層預(yù)制混凝土管片拼裝而成的圓形斷面結(jié)構(gòu),其防水施工主要包括:管片結(jié)構(gòu)自防水、管片外防水涂層、襯砌接縫防水(彈性密封墊防水、嵌縫防水)、螺栓孔防水、滲漏處理。而其中控制隧道滲漏水質(zhì)量的主要施工工藝有:管片結(jié)構(gòu)自防水和襯砌接縫防水。

二、管片自防水施工要點(diǎn)1、原材料的控制

要選擇合適的原材料,進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)配比,按照規(guī)定加強(qiáng)檢測(cè),保證管片成品的抗?jié)B等級(jí)、強(qiáng)度和各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。管片防水材料主要有兩種:一種是以日本為代表的遇水膨脹橡膠,另一種是多孔三元乙丙彈性密封墊。遇水膨脹橡膠止水條這種材料之所以在日本應(yīng)用非常廣泛,主要是因這種材料首先由日本開發(fā)、價(jià)格低;另一個(gè)原因是日本盾構(gòu)隧道通常采用雙層襯砌,即在管片襯砌內(nèi)再現(xiàn)澆一道混凝土襯砌,對(duì)第一道襯砌的防水質(zhì)量要求并不象國(guó)內(nèi)這樣高。國(guó)內(nèi),南京地鐵一號(hào)線及二號(hào)線其它區(qū)間隧道管片接縫防水采用了三元乙丙彈性密封墊。

2、施工注意事項(xiàng)(1)管片運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后,根據(jù)天氣情況是否決定對(duì)管片進(jìn)行覆蓋。(2)應(yīng)使用已修補(bǔ)與清理好的管片,管片表面應(yīng)干燥,雨天需搭設(shè)防雨設(shè)施才可以粘結(jié)施工。(3)粘結(jié)劑貯桶開封后,溶劑揮發(fā)變稠時(shí),可適量加溶劑稀釋。(4)管片安裝防水材料時(shí),應(yīng)注意不要將膠水涂在軟木橡膠和彈性密封墊上,如若有應(yīng)該清理干凈,否則影響止水效果。防水材料粘貼完后,應(yīng)把混凝土管片上的膠水清理干凈。(5)在粘結(jié)前再次檢查粘結(jié)面涂膠的均勻程度,管片四個(gè)角部的密封墊,既不得聳肩,又不得塌肩。整個(gè)密封墊表面應(yīng)在一個(gè)平面上,嚴(yán)禁歪斜、扭曲。管片在粘貼裝設(shè)密封墊12h內(nèi),不得送井下拼裝。(6)密封墊、自粘性橡膠薄板、螺栓孔橡膠墊圈等在施工前(或施工中)遇水會(huì)膨脹,應(yīng)在其表面涂緩膨劑,特別是位于拱底的密封墊表面需涂緩膨劑三度。在雨天和梅雨季節(jié)應(yīng)覆蓋防水布。(7)在涂刷緩膨劑時(shí),應(yīng)將管片墊高,并用帆布將管片覆蓋嚴(yán)密,保證粘貼質(zhì)量,盡量不磕碰,損壞密封墊及管片的棱角。三、管片接縫防水

管片接縫防水主要包括彈性密封墊防水和嵌縫防水等。

1、彈性密封墊防水

(1)對(duì)彈性密封墊防水的各種要求。短期防水要求密封材料因壓縮產(chǎn)生的接觸面應(yīng)力大于設(shè)計(jì)水壓力;長(zhǎng)期防水要求接觸面應(yīng)力不小于設(shè)計(jì)水壓力。

耐久性要求包括防水功能耐久性、耐水性、耐動(dòng)力疲勞性、耐干濕疲勞性、耐化學(xué)腐蝕性等。密封材料種類:一般可分為單一的、合成的及遇水膨脹性的材料?,F(xiàn)多采用遇水膨脹橡膠,它可大大改善盾構(gòu)隧道的防水性,是今后的發(fā)展方向。在設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況確定合適的膨脹倍率、膨脹時(shí)間及環(huán)境可能造成的影響。(2)管片彈性密封墊粘貼a管片表面要平滑,側(cè)面不能有孔洞和缺邊;管片和密封墊應(yīng)干燥,沒有灰塵。b將密封墊套在管片上,檢查型號(hào)及位置是否正確,并將其懸掛于管片上。c用稀釋液清洗止水條和管片,側(cè)面和底面一定要清洗干凈。d待稀釋液揮發(fā)后,開始涂膠水,膠水要100%覆蓋止水條和管片的底部和側(cè)面。先涂止水條,后涂管片,膠水用量要適宜。e膠水溶劑揮發(fā)以后,將密封墊裝入槽內(nèi),粘結(jié)順序?yàn)橄榷踢吅箝L(zhǎng)邊、從中間到角邊。f最后用錘擊打止水條,使其與管片粘結(jié)牢固。(3)彈性密封墊施工要求:為防止遇水膨脹橡膠條在施工前(或施工中)遇水(或遇潮)產(chǎn)生超前膨脹,應(yīng)在其表面涂緩膨劑,特別是位于拱底的密封墊表面須涂緩膨劑三遍。

2、嵌縫防水(1)嵌縫范圍:一般地段在隧道拱頂45°和下部90°范圍內(nèi)嵌填,以確保接觸網(wǎng)上方的拱頂不滴水,拱底不漏泥沙。臨近洞門的20環(huán)、變形縫環(huán)及特殊襯砌環(huán)前后各10環(huán)管片須整環(huán)嵌填,以加強(qiáng)相應(yīng)部位的防水。(2)嵌縫材料:嵌縫材料要求與基礎(chǔ)面的黏結(jié)性良好、材料性能穩(wěn)定,通過充填嵌縫防水材料與基礎(chǔ)面良好的黏結(jié)性能達(dá)到隧道密封防水的效果,一般地段拱頂、拱底和臨近洞門的20環(huán)和特殊環(huán)前后各10環(huán)管片整環(huán)采用聚合物水泥。變形縫及特殊襯砌環(huán)環(huán)縫采用聚硫密封膠。(3)嵌縫防水施工要點(diǎn):

a縱環(huán)縫清理

隧道內(nèi)槽壁上的灰塵會(huì)使 PE 泡沫棒與管片基面之間會(huì)形成滲水路徑,使得嵌縫失效。所以在嵌縫施工前必須對(duì)嵌縫槽內(nèi)的泥沙和雜物進(jìn)行清除,并用清水沖洗干凈。

b堵漏

檢查作業(yè)范圍內(nèi)的嵌縫槽有無冒水、滴漏、慢滲。主要采用注漿進(jìn)行堵漏止水,保證在嵌縫施工前基面的干燥。隧道的滲漏水治理效果很大程度上取決于堵漏作業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)。而缺少嚴(yán)格、正確的滲漏水調(diào)查也是堵漏失敗的一大原因,這一點(diǎn)必須得到足夠的重視,才能保證嵌縫施工的質(zhì)量。

c基層處理

在管片拼裝過程中,盾構(gòu)管片的角部和邊緣由于應(yīng)力集中個(gè)別部位會(huì)出現(xiàn)碎裂的情況。出現(xiàn)上述情況后地下水就會(huì)管片裂縫處直接進(jìn)入隧道,同時(shí)會(huì)造成鋼筋的銹蝕,進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在基層處理過程中對(duì)該部位必須將損壞的管片修復(fù)至原來的尺寸,確保隧道嵌縫的質(zhì)量滿足要求。

d嵌入PE泡沫棒

泡沫條根據(jù)環(huán)縱縫大小適用不同尺寸的泡沫條,在施工 PE 泡沫棒時(shí),使用專用工具,將 PE泡沫棒達(dá)到預(yù)定深度并確保緊密服貼,嚴(yán)禁將 PE泡沫棒擊斷或是翹曲不服貼。嵌入的順序?yàn)橄拳h(huán)后縱。環(huán)縫中的 PE 泡沫棒應(yīng)盡量減少接頭,環(huán)縱縫相交處的十字接頭需要加強(qiáng)處理,保證薄弱部位的施工質(zhì)量。

e灌膠

將 A、B組份按比例取出倒在塑料混膠板上,用批刀來回循環(huán)批抹,到顏色均勻一致為止。將調(diào)制好的密封膠裝入擠出槍。利用擠出槍將密封膠注射進(jìn)嵌縫槽內(nèi)并用膩?zhàn)拥哆M(jìn)行抹平修整,嵌填順序宜為自下而上環(huán)向依次作業(yè)。

f成品保護(hù)

嵌縫后的成品保護(hù)尤為重要,剛成型的密封膠尚未完全硫化,若被破壞,將完全失去其作用,后果將十分嚴(yán)重,且修補(bǔ)難度很大。所以對(duì)成品嵌縫表面必須加以覆蓋,尤其是底部。防止行人踩踏、機(jī)械或者尖銳物刺破,劃傷等現(xiàn)象發(fā)生。

四、管片成品檢漏試驗(yàn)引起隧道滲漏水的原因主要是管片拼裝施工精度不夠或違反操作規(guī)程造成的,從施工工藝看,具體可分為以下幾類:①管片在制作時(shí)養(yǎng)護(hù)不合理,表面出現(xiàn)氣孔和龜縮裂縫;管片在運(yùn)輸、拼裝中受擠壓、碰撞,缺邊掉角;②遇水膨脹橡膠粘貼不牢,或下坡時(shí)過早浸水使膨脹止水效果降低;③管片拼裝質(zhì)量差,螺栓未擰緊,接縫張開過大;④手孔、螺栓孔、注漿孔等薄弱部位未加防水墊片,封孔施工質(zhì)量差。

五、結(jié)語盾構(gòu)防水施工是盾構(gòu)法隧道中的重要環(huán)節(jié),尤其該標(biāo)段穿越地質(zhì)情況復(fù)雜多次穿越復(fù)合地層,并伴隨有特級(jí)曲線隧道,這使隧道的防水施工顯得尤為重要,我們必須嚴(yán)格控制防水材料質(zhì)量、前期防水施工及后期防水施工的質(zhì)量。并且勤觀察勤檢測(cè),根據(jù)不同的施工情況靈活調(diào)整,保證施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn):

[1]王振信.盾構(gòu)法隧道的耐久性[J].地下工程與隧道,2002(2):4-7,51.