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隧道冬季施工范文1
關鍵詞:隧道洞口地段 監測項目 施工原則
隧道洞口地段是指隧道進口(出口)附近對隧道施工有影響的地段,它是隧道的咽喉。該段地形地質通常有以下特點:洞口地段地層一般較破碎,多屬堆積體、坡積、殘積、嚴重風化或節理裂隙發育的松軟巖層,穩定性較差;洞口附近山體覆蓋層一般較薄,若處于溝側或傍山時洞口易偏壓,嚴重時會造成洞口段沿線路縱向和橫向發生位移,該段施工時應特別注意。結合施工管理,以及以往的經驗,淺談一下隧道洞口地段施工技術。
一、 工程概況:
馮家灣2#隧道位于藍田縣境內,全長930m,中心里程為K96+450,全部位于直線上,線路縱坡3.7%。
隧道所處地區為中低山剝蝕地貌,地形起伏較大。進口端自然橫坡較緩,約20°;出口自然縱坡約35°;進口端植被較差,出口端較好。
隧道區域內上覆第四系全新坡洪積塊石土、礫石土、坡積砂粘土、塊石和坡殘積砂粘土,下伏基巖為頁巖夾砂巖、泥巖。全隧設計Ⅴ級圍巖80米,Ⅳ級圍巖430m,Ⅲ級圍巖420m。
區內巖層走向多為N45°~55°E,傾向63°SW,地下水不發育,施工中發現部分地段較發育,主要為裂隙水和土中孔隙水,無侵蝕性。地震烈度為六度。
氣候特征:西安地區屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,夏季高溫多雨,冬季稍冷少雨。年平均降雨量為873~1024mm,9~10月份為降雨約為全年降雨量43%。
二、 施工方案:
根據施工組織要求,該隧由進口端單口掘進,2009年6月 16日開始刷坡 ,6月18日刷坡完畢,地質揭示為:起拱線下2m以上為砂粘土,厚約8~10m, 2m以下為塊石土。由于6月份正是雨季,地下水較發育,主要為土中空隙水,針對以上情況我們采取以下方案:
1. 對邊仰坡進行封閉加固:采用φ42注漿小導管,L―3.5米,間距0.8米梅花型布置,掛網φ8鋼筋,網格10cm×10cm,200#砼噴厚15cm封閉。
2. K96+985~K96+020段
該段埋深較淺(5~15m),圍巖為坡殘積砂粘土,設計圍巖類別為Ⅴ級,受季節影響地下水較發育;施工方法為微臺階法:
上臺階:
① 進洞時沿開挖輪廓線人工開挖寬35 cm深20 cm環形,遇孤石采用風鎬開挖,在槽內將格柵鋼架拼裝完畢;
② 選用φ42鋼管,環向間距0.3米,長3.5米,置于格柵腹部,注1:1純水泥漿加固;
③ 人工開挖核心土,進尺0.5米后,挖槽安裝第二榀格柵并施做下一排超前小導管;
④ 縱向連接鋼格珊后及時噴射200#砼20cm厚進行封閉。
下臺階施工:
① 上導開挖4.0米后,下導挖槽予置格柵,并與拱格柵連接牢固;
② 挖機配合人工開挖核心土,φ42鋼管,環向間距0.3米,長3.0米,置于格柵腹部,注1:1純水泥漿加固;下導每進尺0.5米及時將邊墻格柵與拱部連接牢靠;
③ 縱向連接鋼格珊后及時噴射200#砼20cm厚進行封閉;
④ 下導每進尺3米及時施做仰拱格柵;
⑤ 進深20米后施做洞口段襯砌;
⑥ 格柵鋼架高20 cm寬20 cm,主筋Φ25鋼筋,腹筋φ16鋼筋,箍筋φ8鋼筋,連接板δ16鋼板,連接螺栓M20×6,設置間距0.5~1.0米/榀,縱向連接采用間距1.0米φ16鋼筋,鋼筋網φ8鋼筋,網格10 cm×10 cm,鎖腳錨桿(略向下傾斜)每側拱腳2根,φ42鋼管,L―3.5米,注1:1純水泥漿加固。
3. DK204+020~+050段
該段圍巖主要為泥巖夾砂頁巖,圍巖類別設計為Ⅳ級,施工方法為短臺階法:
上臺階開挖:
① 人工風鎬開挖,開挖循環進尺為1.5米;
② 初噴3~5cm砼封閉找平開挖面,防止表面剝離塌落,初噴在開挖后一小時內完成;
③ 安裝徑向錨桿Φ25長3.0米,間距1.2米梅花型布置;
④ 局部破碎處掛網,φ8鋼筋網片,網格15cm×15cm;
⑤ 復噴砼10cm厚。
下臺階:
① 開挖進尺2.8米;
② 初噴砼3~5cm厚;
③ 安裝邊墻錨桿Φ22長2.5米,間距1.2米梅花型布置;
④ 局部破碎處掛網,φ8鋼筋網片,網格15cm×15cm;
⑤ 復噴砼7cm厚;
⑥ 進深50米后施做襯砌砼。
三、 施工監測
1. 監測目的:確保施工安全及隧道結構的穩定,及時修正支護設計,合理確定二次襯砌時間,優化施工方案,并為以后施工獲得經驗。
2. 監測項目及內容
監 測 項 目 一 覽 表
序號 監測
項目 測設儀器及設備 監測目的 測點布設及原則 監測頻率 備注
1 地表下沉 DZS3自動按平水準儀配測微器、鋼尺 了解施工過程中地表下沉情況 沿隧道中線每隔5~100m布設一斷面
每斷面3點 開挖初期1~2次/天
開挖后期
1次/2~3天 在開挖前提前及時埋設測點
2 拱頂下沉
DZS3自動按平水準儀配測微器、鋼掛尺 了解施工過程中初期支結構的變位情況 沿隧道中線每隔5~100m布設一斷面
每斷面3個測點 同上 工作面開挖后及時埋設測點
3 凈空收斂 SD-1A型數顯式收斂計 同上 沿隧道中線每隔5~100m布設一段面
每斷面2~3對收斂測線 同上 同上
1. 監測項目實施:結合《鐵路隧道噴錨構筑法技術規范(TB10108-2002)》并參考隧道局施工監測經驗,引用控制數據:
控 制 基 準 表
監測項目 控制范圍 控制標準
地表下沉 Ⅴ、Ⅵ級圍巖 50mm
Ⅲ、Ⅳ級圍巖 40mm
拱頂下沉及
凈空收斂 Ⅵ級圍巖 70mm
Ⅴ級圍巖 50mm
Ⅲ、Ⅳ級圍巖 40mm
變形速率 Ⅴ、Ⅵ級圍巖 5mm/天
Ⅲ、Ⅳ級圍巖 3mm/天
位移變形速率控制標準表
序號 監測項目 位移速率(mm/d) 施工情況
1 地表下沉 3 可正常施工
5 施工中應注意
8 加強支護或采取措施
2
拱頂下沉及凈孔收斂
5 可正常施工
8 施工中應注意
10 加強支護或采取措施
a、 地表下沉監測:
2009年6月17日,在馮家灣2#隧道K97+000和K97+020沿隧道中線14米以外,地表鉆孔后埋設ф16鋼筋作為測點,并用水泥砂漿固結,共布設6個測點。
根據監測記錄及時繪制時間-位移曲線圖如下:
馮家灣2#隧道K97+000地表下沉位移-時間圖
馮家灣2#隧道K97+020地表下沉位移-時間圖
根據位移-時間圖分析結果如下:
(1) 實測地表下沉最大值:DK204+000 為42mm,DK204+020為15mm,均小于控制標準(控制標準值為50mm),可認為初期支護達到了基本穩定;
(2) 變化速率:K96+000 最初為5mm/d,DK204+020為3mm/d,均小于控制標準(控制標準值為5mm/d);DK204+000在距初次開挖時間14天后,變化速率為0.2mm/d,DK204+020在距初次開挖時間8天后,變化速率為0.1mm/d,可認為初期支護達到了基本穩定。
b、 拱頂下沉及凈孔收斂
馮家灣2#隧道K96+990~K97+030段每5米布設一個監測斷面,共計8個斷面進行監測,K96+030~K97+080段每10米一個監測斷面,共計5個?,F摘錄K96+990和K97+020兩個斷面監測情況如下:
(1) 2009年6月20日施工至K96+990處時在拱部設3個測點,起拱線處設2對測線觀測收斂情況,6月23日觀測下沉值為6mm,收斂值7mm,超過控制值(控制值為5mm ),為此我們立即加密了觀測,24日下沉速率為:8mm/d,收斂速率為:12mm/d?,F場觀察該范圍噴射砼面有裂縫,裂縫寬0.2mm長1~2m,且有繼續發展趨勢,我們立即暫停開挖,對該段進行加固,采用枕木進行支頂后,加密注漿小導管,并在起拱線處增設φ150鋼管作為卡口梁,鑿開噴射的砼,把鋼管焊接在鋼格柵上,共計三排,同時加強觀測,加固完后,繼續在原點觀測,根據監測情況證明采取以上措施,對位移和收斂都得到了有效控制,在二次加固支護9天后圍巖和支護達到了基本穩定。
根據監測記錄繪制位移-時間圖如下:
馮家灣2#隧道K96+990拱頂下沉位移-時間圖
馮家灣2#隧道K96+990凈空收斂位移-時間圖
(2) 2009年6月27日施工至K97+020處時在拱部設3個測點,起拱線處設2對測線觀測收斂情況,根據監測記錄繪制位移-時間圖如下:
馮家灣2#隧道K97+020拱頂下沉位移-時間圖
馮家灣2#隧道K97+020拱腰收斂位移-時間圖
根據位移-時間圖分析結果如下:
(2) 實測拱頂下沉最大值:為35mm,凈孔收斂最大值為: 27.5mm,均小于控制標準(控制標準為50mm),可認為初期支護達到了基本穩定;
(3) 變化速率:拱頂下沉最初為6mm/d,凈孔收斂最初為:7mm/d,大于控制標準(控制標準為5mm/d);施工時立即加強觀測,后發現并無上升趨勢,且在距初次開挖時間10天后,變化速率為0.2mm/d,可認為初期支護達到了基本穩定。
四、 結論:
1. 洞門是一座隧道重中之重,進洞前洞頂天溝及仰坡要提前按設計施做完畢,以保證洞門不被雨水沖刷,同時對邊仰坡進行加固處理。
2. 邊仰坡處理要與路基施工、場地布置、便道統一規劃。
3. 貫徹隧道“早進晚出”原則,洞口邊仰坡盡量少挖方,少擾動。
4. 進洞施工時應遵循以下原則:
a、 先固后挖,根據洞口施工方案用錨噴、掛網封閉邊仰坡。進洞必要時布設超前錨桿、小導管式管棚注漿;
b、 開挖采用短臺階法,先上后下,堅持“短進尺、弱爆破、快噴錨、強支護、早封閉、勤量測”十。以盡快對圍巖進行錨噴封閉,最大限度發揮圍巖自穩能力,形成環狀封閉支護系統。
c、 噴射砼后不到4h嚴禁進行爆破作業,噴射砼要嚴格按照配合比,保質保量,支護錨桿要垂直與巖面,格柵與巖石間空隙要回填密實。
d、 錨桿墊板是使噴射砼與錨桿組成統一支護結構的重要結構。實踐證明,設置墊板后可明顯提高錨桿和噴射砼的綜合效果。
e、 下部施工時要分部開挖,隨挖隨支,洞口襯砌要盡量先墻后拱,有仰拱的必須先做仰拱,先下后上,盡早成環。
f、 加強水的管理,認真處理好洞內外施工排水。開挖過程中加強地下水的疏導、堵截,以及施工用水的管理。
5. 施工監測是新奧法施工的重要組成部分,是施工生產的保證,同時用以監測數據來指導下一步施工支護、襯砌的時間,提供了科學的依據。
6. 二次襯砌的施作時間,應在圍巖和錨噴支護變形基本穩定后進行。主要條件是:位移速率有明顯減緩趨勢;拱腳附近水平凈空變化值小于每天0.2mm;已產生的位移量占總位移量80%以上。水平凈空變化與拱頂下沉速度,從安全考慮,是指至少7d的平均值。
參考文獻:
隧道冬季施工范文2
關鍵詞:連拱隧道;中導洞-正臺階法;中隔墻;監控量測
1概述
雙連拱隧道由于具有占地面積較小、功能性強、環保等優點,在公路隧道中普遍應用,相比單洞隧道施工難度較大。與分離式隧道相比,雙連拱隧道是一種上、下行線連體設置,中隔墻分離隧道。雙連拱隧道修建過程中由于雙拱相互影響、初期支護受力不明確,開挖和支護難度大、干擾因素多,施工方法選擇尤為重要,決定了連拱隧道的施工安全、質量。聞家鋪子隧道長170m,最大埋深45m,圍巖主要以強風化泥質板巖為主且穩定性差。根據連拱隧道地形、圍巖條件及結合工期要求,采用中導洞三臺階預留核心土法施工。
2中導洞臺階法施工工藝
2.1隧道施工方法
隧道圍巖分別為Ⅳ和V級圍巖,根據復合式襯砌類型、工期要求、地質條件等因素,經過對三臺階、側壁導坑等方案比選,采用中導洞三臺階預留核心土法施工。先進行中隔墻施工,再進行后兩側主洞的施工。開挖過程盡量減少對圍巖擾動降,同時利用初期支護封閉成環,以控制圍巖變形量。同步加強對圍巖支護結構變形監測,掌握圍巖實時動態變化,精準把握工序施做時機、調整施工工藝和支護設計參數。
2.2中導洞三臺階法施工工序
中導洞必須先期施工,中導洞主要施工工藝流程如下:中導洞掘進(臺階法)中導洞支護施工頂部錨桿隧道底部加固錨桿中隔墻基礎、澆筑墻身施工中隔墻回填(與兩側主動開挖同步)。中隔墻回填后才能進行兩側主洞交替開挖作業,主洞開挖應結合中隔墻側面回填順序,利用中隔墻回填進行反壓,保證主洞開挖面穩定。兩側主洞施工工藝流程:先開挖側洞施工:開挖先行施工側主洞上臺階,同步超前支護施工初期支護施工開挖中臺階核心土初期支護施工開挖下臺階臨時支護拆除初期支護施工施作仰拱及矮邊墻澆筑二次襯砌。后開挖側洞施工與先開挖側洞施工工藝相同,僅開挖時間適當滯后。
3施工重難點
①由于聞家鋪子隧道圍巖結構自穩定性較差,中導洞開挖工藝采用上下臺階法。中導洞空間狹小,大型機械難以展開,主要采用人工輔助小挖掘機掘進工藝,是該隧道的施工難點。②一般中隔墻頂和中導洞初期支護存在空隙,中隔墻墻頂不能一次性澆筑到位。③主洞開挖過程中受力的轉換。連拱隧道上、下行線路間距小,先行洞和后行洞受力體系平衡是重點,主洞開挖時是連拱隧道最不利穩定狀態,如何采用合理的施工措施確保左、右洞初支拱圈、圍巖及中隔墻之間受力體系的轉換是施工控制的關鍵技術。④兩側主動開挖打破原有土體結構平衡,應力分布變化復雜,如連拱隧道兩側主洞的開挖距離短,兩側主動開挖互相影響,加劇圍巖結構變形,影響隧道的施工安全。因此連拱隧道兩側主動施工,兩側主動開挖距離必須嚴格按照規范要求控制,先行施工主洞圍巖穩定初期支護及時施工后方可進行后行段主動開挖施工。⑤主洞施工時初支沉降控制,采用三臺階工法施工初支工字鋼落地成環周期長,在施工過程中初支鋼拱架的拱頂和側邊拱腰的沉降是不可避免的,如何有效控制初支沉降是保證后期二襯正常施工的關鍵。
4施工質量控制措施
4.1中隔墻頂注漿
前期中隔墻施工時中隔墻頂部混凝土澆筑密實度不佳,后續主洞施工前,需對中隔墻頂部采用水泥漿液進行注漿,一般注漿壓力0.25~0.3MPa。注漿管分布示意圖見圖1。
4.2微震控爆和中隔墻保護措施
4.2.1爆破設計4.2.1.1炸藥品種的選擇由于炸藥爆速對爆破震動有直接的影響,爆速越高爆破產生的震動越大,針對本隧道圍巖情況,在掏槽眼和崩落眼中選用2#巖石乳化炸藥,在周邊眼中選用直徑20mm的低爆速光爆炸藥。4.2.1.2炮眼布置在爆破工程中,掏槽眼是產生最大震動速度的部位,因此選用減震效果較好的單楔形掏槽,炮眼水平傾角70度,循環進尺0.6~0.8m,周邊眼間距45cm。4.2.1.3裝藥結構為達到光面爆破效果,周邊眼采用空氣柱間隔式裝藥,炮眼同時爆炸,激起相向傳播的空氣沖擊波,增高應力值,利用沖擊波反射合碰撞,提高作用范圍,從而減少對周圍巖體的破壞。對于軟硬巖層相間應力場分布不均地段,采用相鄰炮眼正反向起爆,從而達到最佳控爆效果。4.2.1.4炮眼單孔裝藥量掏槽眼單孔裝藥量q=0.55,崩落眼和周邊眼q=0.35。
4.2.2爆破過程中對中隔墻的保護①爆破設計中對于鄰近中隔墻的炮眼,采用密封布置,減少裝藥量,分段爆破的方式,從而減少爆破疊加拋石。②為避免爆破作業對中隔墻混凝土表面產生破壞,施工過程中距離掌子面20m范圍內的中導洞初期支護保留,用作對中隔墻的隔離屏障以阻擋爆破拋石。
4.3施工過程中受力體系的轉換
隧道施工中因正洞的開挖將拆除中導洞臨時支護,同時由于先施工右洞,右洞初期支護拱圈和左洞圍巖將分別對中隔墻和中導洞臨時支護產生偏壓力,施工中圍巖結構體系發生變化,安全穩定的轉換結構的受力體系是雙連拱隧道施工的重點。受力體系轉換方法如下:右洞開挖前在中隔墻左側完成中隔墻的回填,同時完成中隔墻頂部防水施工,并對中隔墻頂部中夾巖注漿加固。
4.4先行洞和后行洞的合理間距
主洞施工步距控制是確保連拱隧道結構受力平衡,確保施工安全和圍巖的穩定的主要施工措施。根據聞家鋪子隧道施工經驗,施工過程中,后行洞仰拱施工應超前先行洞,一般控制在10m左右,且超前先行洞二次襯砌。根據新奧法原理,后行洞需經監控量確保測初支沉降基本穩定后,才能施工二襯,二襯施工采用左右洞對稱同步向前推進。在開挖控制方面,后行洞的掌子面一般要超過先行洞二襯,一般不低于20m。
4.5主洞初支沉降控制措施
主洞隧道應嚴格遵循“弱爆破、短進尺、少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉”的施工原則。根據監控量測分析結果合理調整開挖工藝及圍巖支護設計參數。施工過程中應適當預留初期支護變形量,預留變形量參數以同類監控量測數據為依據,對于圍巖變形較大地段,應該適當加強鎖腳錨桿的數量,必要時設置臨時仰拱和臨時支撐結構,以防止圍巖大變形造成隧道支護結構破壞失穩。
4.6施工過程中的監控量測
雙連拱隧道主要量測項目:拱頂下沉、初支收斂、地表下沉、仰拱隆起。施工過程中按設計要求及施工工藝布置測量點,測點布置見圖2。通過觀測數據分析,繪制出位移(μ)-時間(t)和位移(μ)-距開挖面距離(L)的關系曲線,當隧道凈值收斂值的速度明顯下降時,收斂已達總收斂值的80~90%且水平收斂速度小于0.2mm/d和拱頂下沉速度小于0.1mm/d時可認為圍巖基本穩定,即可進入二襯施工工序。當隧道噴混凝土出現明顯裂縫或隧道支護表面任何部位的實測收斂值達到抗限標準的70%且收斂速度明顯下降時,應由回歸方程推算出最終位移值,若最終位移值超限,應立即采取補強初期支護措施,并改變支護參數。
隧道冬季施工范文3
關鍵詞:地下洞室群 圍巖穩定性 可靠的技術支持 施工任務
Abstract: Housing construction project is a complexengineering each stage influence each other, to scientific and effective control of project cost to raise funds for construction projects benefit. We work and study inengineering but also constantly sum up experience, andlearn from other advanced cost management methods, in order to achieve reasonable norms of housingconstruction project cost, increase the market competition ability of construction enterprises. In this paper, based on many years of work experience, the engineering cost management in building engineering is studied, which has important reference significance.
Keywords: Housing construction; project construction; cost management
中圖分類號:U455 文獻標識碼:A
公路長大隧道為了保證施工及運營期的洞內空氣質量及保障運營安全,須在隧道洞身段按公路隧道通風設計的相關要求設置若干通風設施,往往采用通風斜井或豎井等與正洞洞身相交,在正洞洞身附近設置風機房洞室以安放通風機電設備,以送入新鮮空氣,排出洞內廢氣,保證洞內空氣質量,其多個地下洞室相交段的施工由于存在洞身尺寸不一、洞身間凈距小、施工互相干擾、施工期廢氣地下水排放困難、施工環境較惡劣等問題,其施工技術難度較大。
筆者以參與施工任務的井岡山隧道通風斜井及配套工程、風機房與正洞等地下洞室群相交段的工程闡述其關鍵施工技術,為以后的類似隧道工程的施工設計及施工現場提供一定的理論、施工實踐的依據。
1、工程概況
井岡山隧道是一座上下行分離的四車道高速公路隧道,起點位于井岡山市廈坪鎮神源村附近,終點位于鵝嶺鄉神源村新屋小組附近,為一分體雙洞隧道。隧道左洞起止樁號為ZK5+180~ZK12+004,長度為6824米,右洞起止樁號為YK5+163~YK12+004.624,長度為6841.624米,縱坡為人字型坡,以隧道中心樁號為分界點,為公路特長隧道;我單位主要施工隧道通風配套工程1#、2#通風斜井及風機房、聯絡道及左右線正洞中間段,正洞的施工里程為ZK7+961.086~ZK9+002、YK7+943.676~YK9+002.624。斜井洞口段設置坡度為3%的反坡以防止洞外地表水水流入洞內,斜井洞身縱坡為:1#斜井為-7.4905%,2#斜井為-9.90%,斜井走向逆地形方向延伸,1#、2#斜井通過聯絡風道分別在ZK8+312[ZK8+282]、ZK8+342(ZK8+252)與左洞相交,在YK8+286.996、YK8+346.966與右洞相交。
該隧道斜井圍巖為Ⅲ、Ⅳ級,1#、2#通風斜井終點及風機房、聯絡道及附近左右線正洞均為Ⅲ級圍巖;Ⅲ級圍巖為中風化板巖,塊狀結構,節理裂隙發育,巖體較完整,KV=0.68,BQ=402,,基巖裂隙水,水量較貧乏,點滴狀。Ⅳ級圍巖為中風化板巖,塊狀構造、節理裂隙發育巖體破碎,地下水較豐富,多處為淋雨狀出現。
井岡山隧道1#、2#通風斜井及風機房、聯絡道及左右線正洞中間段平面布置情況如下圖:
圖1地下洞室群相交段平面布置圖
2、方案的選擇
根據出口端及1#斜井段隧道開挖初支施工進度較快的施工實際情況,為了盡快解決斜井底、風機房及聯絡通道的通風排水問題,改善洞內施工環境,節約施工通風排水成本,首先確定斜井盡早與正洞貫通的總體目標。
根據總體目標,從平面距離來分析,從2#斜井底開挖排風聯絡與隧道左洞段距離最短,但是由于聯絡道底高于左洞正洞底5米,如開挖聯絡道底形成坡道,存在開挖及以后回填的工程量大、對圍巖結構的破壞較大、不利于洞身的穩定等問題。根據分析比選,采用從1#斜井底開挖部分排風聯絡道喇叭口開挖往設備運輸道方向風機洞室下半部開挖設備運輸道洞身開挖出口方向左洞洞身至貫通開挖零星聯絡風道(開挖完成一個循環結束后及時進行支護)作為施工第一主線;第二主線:2#斜井完成后開挖送風聯絡道喇叭口(待第一主線開挖至設備運輸道后)開挖避險車道方面風機洞室下半部開挖避險車道洞身開挖左洞設備運輸道與避險車道中間段返回往左洞進口方向開挖至分配的施工樁號;第三主線:第一主線作業隊開挖左洞通過車行橫洞樁號后,開挖車橫洞進行右洞的施工。
圖2地下洞室群相交段開挖方向示意圖
3、鉆爆方法的選擇
在地下洞室群相交段開挖時,前期開挖斷面上的位移受后期施工的影響而變化,洞室交叉處應力集中、塑性區擴展對洞室穩定的影響是不可忽視的,且該段為III級圍巖。為了減弱應力集中現象及保證圍巖的相對穩定性,爆破采用光面爆破的施工方法。
3.1 開挖方式選擇
由于該段為Ⅲ級圍巖,穩定性較好,對該段圍巖采用全斷面法開挖,局部采用上下斷面法開挖,開挖方式選用全斷面光面爆破技術施工,配合采用復合襯砌進行支護。
3.2 施工參數確定
該段Ⅲ級圍巖采用全斷面開挖,氣腿式風動鑿巖機鉆眼、光面爆破作業。鉆眼深度為3m,循環進尺2.8m;裝藥臺車裝藥聯線;側卸式輪式裝載機配合自卸汽車裝運出碴。找頂和清除危石人工和PC200長臂挖掘機相結合。Ⅲ級圍巖開挖后按設計要求進行初期支護,打設水泥砂漿錨桿、初噴、掛鋼筋網、復噴砼至設計厚度。
3.2.1 爆破起爆順序
對于Ⅲ級圍巖的全斷面開挖起爆順序為:掏槽眼擴槽眼輔助眼內圈眼周邊眼底板眼底腳眼。
起爆的炸藥采用RJ-2乳膠炸藥,規格定為Φ32×200(0.19kg)炸藥,光爆參數E=60cm,V=60cm,p=0.28kg/m。周邊眼采用空氣柱間隔裝藥,雙雷管引爆。
3.2.2 爆破參數的確定
合理的爆破參數可以有效的提高隧道施工的安全性、經濟性。但由于地下工程中的地質條件千變萬化,在確定爆破參數之前要根據施工現場所做的超前地質預報,按照不同的地質條件來確定爆破參數,并針對初選參數結合現場試驗共同驗證[1]。
(1)炮眼深度
工程實際中的掏槽眼深度相對于其他爆破眼略深。其中,光面爆破中的周邊眼間距和最小抵抗線是其重要的兩個參數,周邊眼的布置可以參照公式(4.1)。抵抗線對于光面爆破,若抵抗線過大,會造成光爆巖石不能較好破碎;若抵抗線過小,圍巖內由于反射波的作用,將會產生較多、較長的裂隙,為了防止這種情況的發生,影響線必須滿足以下公式:
周邊眼間距 b=(8~18)d=(8~18) ×42 (3.1)
抵抗線滿足條件 (3.2)
式中:d—炮眼直徑;
m—光面爆破炮眼密集度;
—炸藥爆炸后的周邊眼邊裂縫擴展平均速度;
—縱波波速;
光面爆破的炮眼深度與開挖斷面圍巖強度、打孔機械、炸藥爆破應力有關,炮眼深度應與選用機械相適應,這就要考慮到鉆眼深度與鉆眼速度的關系。中國礦業大學榮際凱教授曾對非相同孔深、非等長釬桿的鉆速進行研究,得到了3.3m長釬桿鉆眼在鉆深達到1.5m后,鉆眼速度明顯下降的結論。但在采用較大的軸推力和扭矩的氣腿式鑿巖機可以克服以上缺點。
(2)炮眼數目
對炮眼數目的確定首先要計算出將一個循環所需藥量如何平均分配給每一個炮眼,可采用前蘇聯科學家貝克洛夫斯基于1938年提出的循環藥量平均分配方法。
單個循環中個炮眼的裝藥量與光面炮眼深度、開挖面積有關,單個循環中炮眼的用藥量可以通過公式(4.4)確定:
Q=q×s×L×η (3.4)
式中:q—單位炸藥消耗量,取q=1.55kg/m2;
L—光面爆破炮眼平均深度;
s—開挖斷面尺寸;
η—炸藥利用率,η=90%。
單個孔裝藥量可通過公式(4.5)、(4.6)確定:
Q1=ρ×L(3.5)
式中:ρ—線裝藥密度,取p=0.28kg/m;
(3.6)
式中:k—裝藥系數,按定額表選定;
(3)單位炸藥用量的確定
在光面爆破中,要確定炮孔裝藥量,首先要明確裝藥結構。光面爆破中的合理的裝藥結構一般為炮孔的不耦合裝藥結構,這又分為徑向間隙不耦合、軸向墊層不耦合兩種結構,這兩種結構為彼此之間相互牽制。確定光面爆破中的裝藥結構同時要考慮使的眼壁巖石不因為承壓而破壞和保證各炮眼連線方向上的巖石可以起裂。光面爆破中使用的炸藥一般為特制小藥卷,則可確定爆破軸向上的不耦合系數公式為:
(3.7)
對于巖石每立方米用量,我們可以根據修正后的普氏公式、明捷利公式或者經驗公式進行計算,其經驗公式為:
(3.8)
式中:k—常數,取0.25~0.35;
f—圍巖堅固系數;
—開挖斷面影響系數;
—藥徑影響系數,;
e—炸藥卷的爆炸應力;;
采用軸向和徑向不耦合系數后,可以確定炮孔裝藥集中度,采用公式為:
(3.9)
式中:—炮孔裝藥集中度;
—炮孔直徑寬度。
確定巖石每立方米裝藥用量的同時確定光面爆破不耦合裝藥結構,然后根據經驗公式計算后的結果可以和國家定額中的單位在藥用量相對比取合理值,盡量選用國家定額的規定值。
3.3 光面爆破施工程序
(1)放樣布眼
鉆眼前,由測量人員用紅油漆準確繪出開挖斷面的中線和輪廓線,標出炮眼位置,誤差不超過5cm。放樣的儀器要結合全站儀和水準儀共同確定出隧道的中線和輪廓線。
(2)定位開眼
采用鉆孔臺車或風動鑿巖機鉆眼,軸線與隧道軸線保持平行,就位后按鉆眼布置圖鉆孔,掏槽眼和周邊眼的鉆眼精度要求為控制在5cm以內。其施工要嚴格按照設計參數進行,保證施工的準確性。
(3)鉆眼、清孔
鉆眼要求所有炮眼垂直于同一平面,并根據布置圖進行檢查,所有檢查符合設計要求后,方可進行裝藥。裝藥前,用炮鉤和高壓風將炮眼內石屑刮出吹凈。
(4)裝藥
按確定的裝藥量自上而下分片分組進行,雷管對號安設,定人、定位、定段別,按要求用炮泥堵塞。為更好地達到光爆效果,周邊眼采用間隔裝藥結構,藥卷用小直徑(Φ25)藥卷,其余炮眼采用連續裝藥,所有裝藥的炮眼均堵塞炮泥,堵塞長度不小于40cm。裝藥結構設計如圖3、4所示:
圖3間隔裝藥結構圖
圖4連續裝藥結構圖
(5)聯結起爆網絡
起爆網路為復式網路,目的是為了達到起爆的可靠性和準確性。對連好的起爆網絡要有專人檢查,防止出現打結和拉伸,檢查合格后再起爆。
(6)做好安全工作,非點炮人員撤離到安全區后方可引爆。有瞎炮,應首先查明原因,如果是孔外的導爆管損壞引起的瞎炮,則切去損壞部分重新連接導爆管即可,但此時的接頭應盡量靠近炮眼,如因孔內導爆管損壞或其本身存在問題造成瞎炮,則應參照《爆破安全規程》有關條款處理,及時檢查光爆效果,分析原因,調整爆破設計。
4、關鍵部位施工方法
4.1通風聯絡道喇叭口的開挖及襯砌
4.1.1 開挖方向選擇
本段的圍巖類別為Ⅲ級,其穩定性較好。開挖該段時先按最小斷面尺寸(H=732.7cm)采用全斷面法開挖,在圍巖較破碎處采用臨時噴錨支護,待開挖完成后再進行鉆爆擴挖,擴挖采用在最大斷面處垂直巖面鉆爆形成工作室后,再沿著洞身縱向鉆爆往最小斷面處逐步進行擴挖。
圖5 SLK3型襯砌凈空設計圖
4.1.2支護參數的選擇
開挖后按SLK3型復合襯砌設計的要求進行初期支護,打設Φ22水泥砂漿錨桿、I18工字鋼、初噴、掛鋼筋網、復噴砼至設計厚度。其詳細支護參數如下圖:
圖6 SLK3型復合襯砌設計圖
圖7 SLK3型復合襯砌工字鋼加工大樣設計圖
4.1.3二襯施工方案
在完成其它正常段二襯后,利用舊臺車(長度為9m)作為主承重骨架、大塊鋼模作為模板進行改裝成喇叭口段襯砌臺車,分段進行襯砌。
4.2風機房洞室的開挖及襯砌
由于風機房洞室高度達12.38m,現有機械、設備無法達到此高度,且為了盡早與主線左洞貫通,解決洞內的排水通風等問題,采用先開挖下半斷面(如下圖所示),對巖面進行粗噴封閉巖面;待與主線左洞貫通后,返回風機洞室(1#斜井相交口處)垂直于巖面鉆爆出3m長的工作室(斷面尺寸按設計要求,如下圖),用洞內石碴墊高洞室底部以使鉆爆臺車達到方便施工的高度,縱向逐段鉆爆開挖風機洞室上半斷面。開挖完成后及時進初期支護,初期支護采用Φ22砂漿錨桿、Φ8鋼筋網、I14工字鋼、C20噴射砼。由于該段為洞內出碴及運送施工材料、機具的要道,待主洞中間段完成后再利用舊臺車骨架,按斷面尺寸加工焊接工字鋼并用大塊鋼模作為面板。由于洞室上下斷面處存在牛腿,須分上下斷面進行加工安裝二襯鋼筋(預留搭接鋼筋)并澆筑二襯砼。
圖8 風機洞室SF1復合式襯砌類型設計圖
4.3設備運輸道(避險車道)與主洞交接段洞身的開挖及襯砌
設備運輸道(避險車道)開挖及初支完成后,由于主洞斷面頂比其高,為了保證設計斷面尺寸,在其交接處進行主洞時,須先按設備運輸道(避險車道)的斷面尺寸進行開挖,再根據主洞的斷面尺寸進行挑頂,形成主洞開挖的工作室后,再進行主洞正常斷面的開挖。由于該交接段的臨空斷面較大,初支(錨噴、工字鋼等)段及時進行支護,避免該處圍巖出現較大位移。開挖交接處的三角段,由于兩洞間的凈距較小,鉆爆時必須采用小藥量,避免產生大的超挖量,影響圍巖的穩定。該段二襯襯砌采用襯砌臺車進行,由于設備運輸道(避險車道)坡度較大、臺車定位條件有限,先澆筑其的二襯,后施作主洞的二襯,以保證交接處二襯砼的外觀及質量。
圖9 設備運輸道(避險車道)SF3(SF4)復合式襯砌類型設計圖
圖10 主線左洞與設備運輸洞室相交處鋼拱架平面布置圖
4.4通風聯絡道與主洞相交段的開挖及襯砌
通風聯絡道與主洞相交段開挖時,先按主洞的正常斷面進行開挖,再按設計要求開挖通風聯絡道的斷面。初支施工時須注意施作好承托工字鋼等。二襯施工時,先按主洞斷面施作下部二襯(預留搭接鋼筋),再在主洞二襯臺車上焊接聯絡通道二襯鋼架模架(工字鋼作為骨架、大塊鋼模為面板)。
圖11通風聯絡道與主洞相交段SJ5襯砌類型平面布置圖
圖12通風聯絡道與主洞相交段SJ5襯砌類型I-I剖面圖
圖13通風聯絡道與主洞相交段SJ5襯砌類型II-II剖面圖
5、結束語
在長大公路隧道通風洞室群的施工中,由于洞內空間小、施工期間排水通風困難、施工環境惡劣,必須堅持盡早與主洞進行貫通以改善洞內施工環境的總體目標,為此綜合考慮各洞室施工過程的交通線路通暢、工序干擾的避免、圍巖的保穩及施工安全、機械設備的利用等因素,制定詳細合理且經濟、安全的施工方案并分段、分步實施。
在施工中,各洞室、洞身交接處為圍巖應力變化、集中的頻繁的部位,圍巖自穩能力差,須合理安排并及時進行加強支護,在施工條件許可的情況下,應盡量減少開挖次數以及從空間上錯開洞室間施工的相互影響。在施工過程中,由于各個洞室斷面較多,為了控制施工成本,各洞室二襯異型模板、臺架盡量利用上工序用完的二襯臺車進行現場改裝,保證二襯質量及施工安全。在井岡山隧道通風斜井及配套工程的施工,由于制定了科學、合理、經濟、安全的施工方案并重抓落實,取得較好的經濟、社會效益。
參考文獻:
[1]隧道工程.施工工藝標準規范,吉林音像出版社,2004年3月,劉振興
[2]彭剛健.巖體巷道光面爆破參數的分析與應用[J]中國礦業2009
隧道冬季施工范文4
關鍵詞:隧道工程施工;溶洞;塌方
中圖分類號:TD262.1+4 文獻標識碼:A
第一,隧道溶洞塌方的簡述
在隧道工程開挖的施工過程中,塌方事故是一類發生概率很高的事故,其給隧道的整個施工過程帶來了很多不便,比如說導致了嚴重的機械損失以及延長了施工工期,有的甚至危及到了施工人員的生命和財產的安全。我國很多已經竣工的或是正在施工的隧道工程都出現過塌方事故,因此防止隧道工程塌方事故的出現以及發生塌方事故后的整治工作也已經成為了隧道工程施工的關鍵工作之一了。導致隧道工程施工的過程中出現的塌方有很多方面的原因,既有自然方面的原因也有施工質量以及施工方法等人為因素的原因。所以,要想有效的防止塌方事故的發生,就必須做好隧道工程的施工管理工作,從自然因素和人為因素兩個方面考慮,采取最為合適的方法對待塌方事故。隧道工程施工現場的黃土的成分是很復雜的,而且不同地點的黃土的成分也是有差異的,不同成分的黃土受到水的影響的程度也是有差異的。所以,在隧道工程的施工準備階段,應先對黃土進行土力學試驗,從而指導施工時的含水量的控制工作。施工之前還要查清楚隧道工程施工現場的地表情況,應盡可能的減小地表水對隧道上覆土層的影響,當無法取得理想的效果時,應及時的采取回填夯實以及注漿加固等輔助方法。當隧道工程的走向在很大的范圍內是與黃土塬邊的平行走向或是沿著黃土沖溝的走向時,其偏壓就會很大,并且黃土覆蓋層就會相對薄弱些,那么就很容易出現滑坡現象或是塌方事故。在對大斷面的黃土隧道工程施工時,必須詳細的分析隧道斷面的埋深和大小,同時還要考慮圍巖的穩定性,其常用的施工方法為CRD法、弧形導坑法、雙側壁導坑法以及CD法。當黃土隧道出現塌方事故后,其穩定性已經不滿足要求了,所以應先對隧道的塌方體進行加固處理,確保塌方體仍然具有足夠的自穩能力后,再進行大管棚過渡的處理措施。由于施工現象的地質條件是多變的,黃土的組成成分也是很復雜的,同時施工人員的地質勘探工作也并不全面,因此施工過程中還是存在的很多的突發的不確定的因素的,這就要求了必須做好對隧道工程施工的安全管理工作,一切工作應以安全性為前提,謹慎的、一絲不茍的進行施工的過程。
第二,隧道施工時溶洞塌方的原因分析
(一) 施工方法不當及施工操作不正確。導致施工人員選擇了錯誤的施工方法的最主要的原因就是對施工現場的地質條件掌握的不全面。當沒有對現場進行準確的地質勘測時,參與施工的人員又沒有足夠的施工經驗,施工人員的不認真的態度等因素都會導致塌方事故的發生。沒有對施工工序進行合理的安排,相鄰工序之間的間隔時間過長,襯砌以及支護操作進行的不及時,圍巖暴露在外面的時間太長就會導致風化現象的出現,也會導致塌方事故的出現。使用鋼質的材料進行支撐的操作時,發現支護松動時如果沒有進行及時的加固處理或是支撐架本身的質量不過關也可能會引起塌方事故,由于塌方段一般都是大跨度和大斷面的結構,所以在開挖施工時,圍巖就會受到擾動,那么錯落體內的圍巖的穩定性就會變差。當有雨水天氣時,上覆土層的粘聚力就會大大的下降,大部分溶洞頂部的土體自重都會施力在隧道工程開始的支護結構上,而一般初期支護結構的強度是不滿足要求的,所以洞頂部地表土體就會垮塌,因垮塌而形成的沖擊荷載就會導致局部坍塌現象的出現,還會造成突發性塌方事故的發生。
(二) 施工人員對黃土不夠了解,對一些突發性情況缺乏預見性。塌方事故的出現主要有以下征兆:噴射的混凝土產生了縱向和橫向的裂紋;支撐梁和支撐柱折斷或是變形了,扒釘受力變形,或是填塞木彎曲折斷了;坑道內的滴水和滲水有明顯的變渾濁或是加劇的趨勢;圍巖的變形速度以及變形的數量明顯的超過了最大值;巖層的節理縫、裂縫以及層理有明顯的張開和加大的趨勢。若是施工人員對這些征兆不夠了解,不能及時的預見塌方事故并采取措施,就很容易導致塌方事故的出現。
第三,隧道施工時溶洞塌方的處理方案
(一) 小導洞法。這種方法主要就是利用注漿大管棚以及注漿小導管,對已經塌方了的塌方體進行預支護。開挖的方式為分階段和短進尺的方式,在開挖的過程中對塌方體必須是要隨時支護的。這種方法的優點就是充分的考慮到了隧道工程施工的技術條件以及施工現場的技術條件,注漿法以及管棚法的優點都得到了很好的利用。施工采用這種方法時要想達到理想的處理效果,就必須形成一個能對上面的松散的巖石起支撐作用的殼體。
(二) 注漿錨固法。注漿錨固法也是一種常見的塌方處理方法,其技術基礎是中高壓注漿技術以及非套管成孔技術。而這種方法的最核心的技術就是非套管成孔技術,因為這種技術能夠充分的保持鉆孔相對穩定,而利用中高壓注漿技術注漿時,不但能夠增大注漿的半徑,將壓力注漿加固體和超前長錨桿有機的結合在一起,從而充分發揮超前錨桿的支護作用。但是這種方法是有一個顯著的缺點的,即必須在塌方體的上面部位打入長度大于30m的錨桿,這是十分有難度的,否則這種方法就無法發揮作用。
通過以上的論述,我們對隧道溶洞的簡述、隧道施工時溶洞塌方的原因分析以及隧道施工時溶洞塌方的處理方案三個方面的內容進行了詳細的分析和探討。隧道工程的塌方事故嚴重的威脅著工程施工的安全性,因此在施工的過程中,必須積極的采取各類防治措施,有效的預防和治理塌方事故。要想防止塌方事故的發生,就必須做好施工現場地質條件的勘測工作,對于不良的地質條件必須制定合理的設計方案。要想治理好塌方事故,就必須根據不同的情況采取不同的治理方法,同時還有做好對工程施工質量的監控工作,這樣才能真正的處理好塌方事故,促進隧道行業的快速發展。
參考文獻
[1] 徐志學.淺談隧道溶洞及塌方處理方案[J].科技創業月刊,2009.
[2].祝存芳. 隧道施工中塌方的預防和處理[J].青海交通科技,2008.
隧道冬季施工范文5
關鍵詞:公路隧道;洞口工程;施工技術
Abstract: construction of tunnel portal is a very important link, the need to pay attention to place more, in construction process in strict accordance with the relevant technical requirements for construction. Highway tunnel entrance construction were introduced in this paper the adverse conditions and the construction principle, discusses the several forms of tunnel portal, construction method and construction process.
Key words: road tunnel; The hole project; The construction technology
中圖分類號:U455.4文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
1.前言
公路隧道由于在設計時要考慮地質、地形、選線等很多的因素,所以導致隧道的洞口位置一般在山體的溝谷或坡角的一側,可能造成洞口施工完成后出現偏壓或淺埋的情況,加大施工難度。公路隧道的出洞和進洞是工程中復雜的環節,安全、質量隱患較多。本文就公路隧道施工的技術和需注意的一些環節進行了分析,希望能為公路隧道合理科學的施工做出貢獻。
2. 公路隧道洞口施工的不利條件
2.1隧道洞口位于偏壓、淺埋段
隧道洞口的地理位置因為地貌、地形的限制,一般存在偏壓、淺埋的情況,隧道的結構通常呈馬蹄形,可能由于地質巖層的因素或地形不夠對稱,導致隧道的結構兩邊的負載不對稱,就可能形成偏壓、淺埋[1]。偏壓、埋深較淺都會給施工帶來很大的困難,如果在施工時方法不合理,開挖時的支護措施不及時,就可能造成滑坡、洞口垮塌等安全事故。
2.2地下水、地表水的影響
隧道洞口的位置一般選在山凹、溝谷等地方,也通常是地下水和地表水的匯聚之處,地質構造比較破碎軟弱。這樣就會對后期的施工帶來困難,所以在前期設計時,洞口的位置要盡量的避開山凹的中心和山谷,盡可能的選在突出的山坡旁邊進洞,還應處理好地表的徑流,加強排水的措施,防止地表水對施工現場造成不利影響。
3. 隧道洞口的施工原則和預加固措施
3.1施工時應注意的原則
隧道洞口施工都是在野外進行的,與一般的建筑工程施工不同,所以在施工時要遵循一定的原則。在施工過程中應盡量避免破壞原有的植物和土壤結構,保護水土結構不受破壞;盡量采取少開挖的措施,減少對山體的較大的擾動;在施工時應從下到上進行施工,科學合理的設置支護,并堅持先支護然后再進行開挖,從而減少高邊坡的危害;隧道的洞口如果有崩塌的危險,或有滑坡地層,則需要對其進行治理后再進行施工作業[2]。
在施工過程中要根據“自然進洞”的原則和洞口的特點,來進行隧道洞口的加固技術,一般采取地表加固注漿等措施提前進洞,可以有效的解決洞口的病害問題,保護仰坡、洞口邊的穩定,減少洞口的維護成本,一般采用的加固方法有高壓噴射注漿、深孔注漿、地面錨桿等。這些加固方式都有自身的特點和優勢,在具體的工程中,要根據施工現場的地質情況進行全面的考慮,選取合適的加固方法。
3.2預加固措施
隧道洞口段圍巖對本身支護能力較弱,有的可能就沒有本身支護能力。所以,在洞口段施工時要提高圍巖的自支護能力,保證開挖工作的順利進行和后續作業的進行。根據以往的經驗,要想提高圍巖的自支護能力,可以采用控制圍巖松弛、坍塌。洞口的施工一般再預加固的支護下進行的,尤其是在破碎、淺埋、滑坡、軟弱、崩塌、地下水豐富等地形條件很容易發生坍塌、滑坡的地方,必須要采用綜合的預加固措施。
4.隧道洞口的主要形式
4.1明洞式洞門
明洞式洞門包括削竹式洞門、倒削竹式洞門、直削式洞門、棚洞式洞門、框架式洞門、喇叭口式洞門。例如,削竹式洞門在進行施工時,要在洞口旁邊模筑混凝土,外圈需加厚5厘米,在縱向的50厘米內,涂抹成往隧道方向的坡面,這樣就能使洞口的雨水不流入洞口的路面。洞口施工完成后,按照設計的規定進行回填工作,盡量保證洞口附近的回填工作恢復到開挖前的樣子,保持與原環境的協調,并設計排水和防護作業,做好綠化工作。
4.2端墻式洞門
端墻式洞門包括翼墻式洞門、柱式洞門、臺階式洞門、端墻式洞門、以端墻式洞門施工為例,如果隧道洞門有偏壓地段,洞門端墻和偏壓擋護工程要同時施工。端墻在開挖時需按照設計的深度進行,其承載力也應滿足相應的要求,需經監理驗收完合格后才能進行施工。端墻式洞口在下沿施工時,需設計滴水線槽,防止雨水進到隧道后污染邊墻,端墻施工的同時,也應完成墻背回填和明洞,最后需完善排水和洞口的仰坡防護工程。
5.隧道洞口的施工方法
洞口的土石方進行開挖時采取從上到下分臺分層的方式,臺階的高度一般為2~4米,石方用弱爆破的方式,裝載機、挖掘機裝渣,自卸車運渣。邊仰坡的防護與刷坡,邊仰坡的刷坡需要從上到下分層的進行,每層的高度為2~4米,隨著開挖要及時進行鋼筋網、錨桿等支護。施工過程中要做好噴砼防護層和原坡面的結合部分,要預防坡面出現風化而造成水土流失,導致邊仰坡受到損壞。在選擇進洞方法時,要盡量減少開挖的工作量,來保持地表的原始植被不受破壞,刷坡后要及時用錨網噴對坡面和地表加固。按照早進晚出的原則,當隧道頂端有1~2米的覆蓋層時,采用超前小導管或超前大管棚預支護情況下施工進洞[3]。洞門的施工在時間選擇上要避開雨季,盡量選擇雨季來之前,并且要做好排水工作,應避免地面的雨水對施工路段造成不良影響。
6.隧道洞口的施工時應注意的問題
隧道洞口的施工不僅能夠體現建設單位對環境保護的重視,并且隧道洞口也是公路上的一個景點。所以在進行隧道洞口施工時,必須做到用心設計、精心施工。明暗洞的結合處和明洞的伸縮處,要做好防水和排水工作,明洞回填的過程中要保護防水層不被破壞,防止出現滲漏水現象。洞門的石料、銘牌邊框都必須按照施工要求來進行。根據工期計劃,合理安排洞口的施工工程,植被的恢復工作要及時的進行,保證隧道洞口周圍的環境。
7.結語
綜上所述,公路隧道洞口施工是一個系統的工程,需要注意的環節較多,可能受到許多條件的限制。所以在施工時,要重視可能影響到施工質量的一些情況,施工單位在具體施工時要根據工程的特點,采取一定的措施保證施工的順利進行。
【參考文獻】
[1] 趙翔宇. 公路隧道洞口工程施工技術探討[J]. 科技創新導報, 2012, 31: 068.
隧道冬季施工范文6
[關鍵詞]大跨度;公路隧道;施工技術;動態
中圖分類號:F45 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)19-0238-01
公路等交通基礎設施在地區和區域經濟發展中,發揮著重要的作用。在西部公路建設中,常常要開鑿隧道,但是由于隧道內巖溶發育,地質災害頻發,隧道施工的難度大、危險大[1]。為了保證施工的安全性、進度,應加大對大跨度公路隧道動態施工技術的研究。筆者在本文中,結合具體工程,對這一命題進行了有益的探究。
一、巖溶隧道施工的地質災害
在隧道掘進過程中,破壞含水層,導致結構水動力與圍巖力學平衡狀態遭到破壞,則易發生隧道涌水,是一種地下水以流體形式瞬間釋放的動力破壞現象。隧道涌水對施工的安全性會有嚴重的影響,為了避免發生隧道涌水,應加強控制,避免破壞施工含水層。
隧道涌水可造成各種環境地質災害,比如造成巖溶地面沉降與塌陷,且地面塌陷具有突發性、危害性大等特點,成為大跨度公路隧道施工中常見的地質災害類型。隧道涌水還可造成水資源減少甚至枯竭,對本地人民的生活和生產用水產生影響,特別是巖溶與斷裂帶突水,影響范圍極廣。
隧道涌水還會導致生態環境惡化,石漠化蔓延,導致地區發展活力喪失,出現禿山石漠,人們被迫轉移居住地。另外,隧道涌水還會導致水質污染,一是造成水環境污染,二是嚴重污染地下水。
某大跨度公路隧道工程左線最大埋深為216m,右線最大埋深為220m,屬于高式隧道,行車時速設計為80km/h,建筑凈高5m、限界凈寬為10.3m,開挖斷面面積為82.23~102.45m2。隧道地形起伏大,陡坎較多,且溝谷流水為季節性水流,一些施工段泉點錯,屬于常年流水溝。根據工程地質勘查結構,不良地質主要是巖溶,由于隧道工程巖溶發育,對隧道頂板、底板的穩定性影響大,且在施工過程中,可能遇到“管道型”突水突泥。
二、大跨度公路隧道開挖與支護分析
大跨度公路隧道工程地質條件復雜,由于地質環境不同,圍巖特穩定也不同,所以需要選擇合適的隧道支護方式與開挖方式。當前,隧道開挖方法有臺階法、導坑法、全斷面開挖法和單側壁導坑法等。
(一)隧道開挖方法
隧道開挖應選擇合適的方法,遵循一定的原則,確保圍巖的穩定性,盡量提高開挖的速度,在選擇開挖方法時,考慮隧道圍巖地質條件及其變化,并考慮隧道巖體的堅硬程度,選擇可提高掘進速度的方法。該隧道工程施工的順序為:超前地質預報超前支護隧道開挖初期支護仰拱開挖、澆筑砼防水板的鋪設拱墻二次襯砌[2]。
不同層級的圍巖采用不同的開挖方法:II、III級圍巖,選擇全斷面開挖方法,將進尺控制在2.5m~3.0m范圍內;洞口淺埋IV級圍巖,采用臺階分部法開挖方法,進尺控制在0.6~1.0m,上下臺階長度為10m~15m;洞身IV級圍巖,采用臺階法,進尺為1.5~2.0m,臺階長度為20~30m。而隧道襯砌采用復合式襯砌方式。其中,防水板采用作業臺架人工無釘鋪設工藝制作,而初期支護與隧道開挖同步進行,采用超前大管棚、超前錨桿預支護等。
(二)隧道施工工藝
隧道進出口段的圍巖條件差,在技術洞口開挖與地表處理后,應對洞口進行支護,確保洞口的穩定性,采用超前支護,在洞口淺埋地段,用臺階分部法施工,盡快完成二次襯砌,并封閉成環。
由于隧道洞身處于泥灰巖階段,為雁等級為III級、IV級別,成洞條件好,所以對于III級圍巖地段,采用全斷面開挖法,出渣結束后,根據設計掛網、打錨桿,并根據設計要求噴砼,及時封閉。而對于洞身IV級圍巖,則采用臺階方法,長度為20~30m。
三、大跨度公路隧道動態施工
奧地利學者提出了新奧法,是綜合了巖石力學理論、施工測試和噴錨技術等的一種新的工程施工方法,該方法的主要特點是,通過多種測量方法,動態監測開挖后的隧道圍巖,指導隧道支護結構設計與施工[3]。
(一)隧道動態施工的基本原理分析
隧道施工實在復雜的地層中進行的,由于支護方案、開挖方案多樣,對圍巖穩定性影響不同,也會產生不同的施工成本。新奧法從施工措施方面,對隧道施工的效益和安全性進行了總結,且闡明了動態施工的基本原理。而朱維申教授提出了巖體動態施工力學的原則:
一是施工受到各種自然條件的影響,圍巖穩定性、施工經濟性分析為系統工程。正確認識影響施工的各種因素,需動態分析影響圍巖穩定性的各種因素,將采取的措施看做一個動態的和開放的系統工程。
二是在工程施工和后期使用過程中,圍巖的穩定性和經濟效益是不斷變化的。從力學的角度看,其是一個非線性的變化過程,與應力路徑、歷史和最終狀態等均密切相關[4]。由于復雜大型洞室的施工順序不同,對施工或者運行期間的安全性和經濟性將產生影響。
三是大跨度隧道工程施工支護設計與穩定性評價,需要綜合運用新奧法中的觀點,需求最優的施工方案。在因素分析中,應根據動態力學原理,分段開挖洞室,并圍繞優化施工的目標來進行。在大跨度公路隧道動態施工圍巖穩定性數值分析過程中,以某隧道工程為例,其在Ⅱ類圍巖之中,而且隧道是半圓拱曲墻斷面,凈跨14.8米,矢跨比0.8,實際開挖寬度可達16.7米,高度13.3米,面積可達222.4平方米,高度為8.9米,施工難度比較大,而且技術也非常的復雜。在對圍巖穩定性分析過程中,需采用地層-結構模式,對地層比較差的Ⅴ級圍巖穩定性進行分析研究,評價開挖操作對圍巖產生的影響,并且明確拱頂下沉、塑性區以及周邊收斂情況,從而得出計算模型。
在隧道施工過程中,掌子面后方1.2D范圍之內,CRD法圍巖出現塑性區。在掌子面后方1.5D范圍之內,縱向上CD法圍巖出現了塑性區。施工結束后,0.8D、0.6D以內,采用CD法、CRD法周邊圍巖,均有塑性區。
四是按照優化方案不斷深化與修正原有的認識,并積極做好觀察與監控工作,以判斷施工方案的合理性,及時調整施工和支護方案,確保后續施工的安全性、順利性和經濟性。
(二)動態信息化施工在隧道施工中的應用
在隧道中利用動態信息化施工,應將超前地質預報納入施工中,隧道超前地質預報采用超前水平鉆孔、掌子面地質素描和TSP -203地震波探測系統等,并針對隧道圍巖不同地段,采用水平收斂、拱頂沉降和鋼支撐內力監測等方法,判斷隧道圍巖與支護的穩定性,保證施工的安全和效益。
其中,TSP-203地震波探測系統資料分析的流程為:原始數據軟件計算得到時間、深度剖面提取參數地質解釋[5]。
根據施工進度與施工實際水平,筆者給出的建議為:一是預測段頂板較薄,巖性以弱風化、微風化巖為主,裂隙比較發育,巖體的完整性較差;二是預測段節理裂隙比較發育,一般為黃泥質充填,綜合地表分析,沿節理溶槽發育,地下水位下降后,被泥質填充,所以應加強支護,禁止麻痹大意,并加強對圍巖的檢測工作;
三是按照工程地質調查結果,隧道內的地形起伏大,且多為較陡的地形起伏,隧道內的水流為季節性水流,雨水的滲透性好,所以在隧道施工中,應加強排水,做好排水設施,避免對施工造成不利的影響。
結語
隨著公路建設的發展,特別是西部地區公路事業的發展,在公路隧道施工中,遇到復雜地質的情況越來越多,增加了施工的難度。而在公路隧道施工中,實時動態化施工,動態監測施工及圍巖穩定性,對于保證施工的安全性,提高施工的效率具有重要的意義。本文主要從巖溶危害、隧道施工支護和隧道動態信息化施工等方面進行了有益的探索。
參考文獻
[1] 李軍.大跨度公路隧道動態施工圍巖穩定性數值分析[D].河海大學,2006.
[2] 張曉彬,呂中玉.大跨度公路隧道設計與施工技術及其發展趨勢[J].山西建筑,2007,22:341-343.
[3] 楊寰.大跨度公路隧道動態施工圍巖穩定性數值分析[J].中華民居(下旬刊),2013,04:340-341.