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隧道施工指南范文1
【關鍵詞】植物碎石床濕地技術;出流改道;應用
0.前言
星云湖與撫仙湖為云南省九大高原湖泊中的二個姐妹湖,二湖與隔河相連,現狀為>Ⅴ類水質的星云湖水流入基本為I類水質的撫仙湖,使具有“納污吐清”特性、湖水更換周期達167年的撫仙湖受到嚴重的威脅。為了盡早扭轉這一趨勢,云南省決定實施撫仙湖、星云湖綜合治理出流改道工程。
1.人工濕地的工藝流程及主要設計參數
1.1試驗工程
1.1.1地點和目的
試驗地點選在星云湖邊,直接對星云湖出流湖水進行試驗,試驗結果不但對工程的設計有直接的指導意義,而且有很高的科學參考價值。本試驗選在星云湖南岸江川縣路居鎮大凹村湖邊,距星云湖500米。本項目試驗不但為工程上馬提供設計參數,還將為以后工程的運行提供管理維護經驗。
1.1.2試驗工藝流程及主要設計參數(以1000m3/d為例)
(1)工藝流程。
星云湖水高等水生維菅束植物凈化池除藻池一級水生物塘一級植物碎石床二級水生物塘二級植物碎石床植物砂濾池出水
(2)設計主要參數。
①進水水量:1000m3/d。
②進水水質:星云湖水體平均濃度CODMn7.13mg/L;BOD54.15mg/L;葉綠素a48.61mg/m3;TN4.602mg/L;TP0.257mg/L;非離子氨0.060mg/L。
③主要構筑物設計參數(單位:米)。
A.一級水生物塘: (20.6+18.2)/2×7.5=145.5m2。
B.第一級植物碎石床: (17.9+14.6)/2×19.3=313.6m2。
C.二級水生物塘: (13.5+14.05)/2×9.2=125.1m2。
D.第二級植物碎石床: (14.01+12.55+16.85)/3×24.1=348.7m2。
E.植物砂濾池: (16.75+16.9)/2×8.9=149.7m2。
A~E的面積: 1082.6m2。
④水力停留時間。
A.一級水生物塘 5.59小時。
B.第一級植物碎石床 1.81小時。
C.二水生物塘 5.71小時。
D.第二級植物碎石床 1.77小時。
E.植物砂濾池 0.25小時。
A~E的停留時間: 15.13小時。
(3)布水。
流程各單元均采用平行布水,各單元之間進出水采用上進下出或下進上出方式。
1.1.3生態工程植物品種的選擇
生態工程的植物品種主要選擇適合當地條件的高等維管束植物。
(1)一級水生物塘。
考慮到以后出流水水質凈化工程植物對環境的適應性,如水質、氣溫等生境條件。故一級水生物塘選用星云湖中的鳳眼蓮。
(2)第一級植物碎石床。
考慮到植物碎石床是本環境工程(即出流水水質凈化工程)重要部分,同時此部分不在湖里和湖邊帶,故選用目前國內外人工濕地優良品種。經過近三年的篩選,主要植物為:蘆葦、傘草、野姜花、風車草、菖蒲。
(3)二級水生物塘。
鳳眼蓮、大薸。
(4)第二級植物碎石床。
蘆葦、傘草、美人蕉、馬蹄蓮、花葉蘆荻。
(5)植物砂濾池。
蘆葦、花葉蘆荻。
1.1.4試驗結果
本試驗工程2001年9月5日建成栽種植物,經運行40個多月。40個月的運行試驗結果說明,經本試驗工程處理后的星云湖出水水質能夠改善達到地表水III類水水質要求。結果見表2—1。由表可見試驗濕地連續運行3年多的處理效果是很穩定的。
1.1.5現場試驗結果及在出流改道工程中的可適性分析
從現場1000m3/d模擬試驗測試結果(表2—1)可以看出:
(1)采用本生態凈化工藝,星云湖湖水出流水能達到地表水III類水標準。
(2)本試驗工藝除藻和去除葉綠素a效果好,去除率達99.87%和98.45%,成本又很低,不需耗能和不采用其它理化措施。
(3)非離子氨的去除能力也高,可達93.33%。
(4)BOD5去除率可達60.84%,CODMn去除率相對較低為:34.87%。
(5)TP去除率可達68.83%,TN去除率達到50.0%,NH3-N去除率54.13%。
(6)鳳眼蓮、大薸、蘆葦、傘草、野姜花、花葉蘆荻、美人蕉、風車草、馬蹄蓮比較適合本試驗生長環境。
若采用本模擬示范試驗的人工植物碎石床工藝及在星云湖出流前用挺水植物凈化處理,凈化1m3水僅需1.0平方米面積,水力停留時間小于24小時,就能夠達到撫仙湖、星云湖出流改道工程中星云湖出流水III類水水質要求。
由于1000m3/d現場示范的條件和出流改道20萬m3/d人工濕地條件基本相同,所以現場試驗成果應該能夠適應出流改道工程中的人工濕地。
表2—1出流水污染控制環境工程現場示范試驗結果表(1000m3/d)
1.2人工濕地工程
1.2.1挺水植物帶工藝設計
挺水植物帶成U字型,占地總面積68.9畝,其中植物種植面積為54.2畝,沉砂區面積7.2畝,植物采用星云湖類蘆葦。
1.2.2一期人工濕地工藝設計
人工濕地及砂濾池的運行水位控制在有效水深1.5m;一級生物塘水深不低于2.0m;二級生物塘的運行水位控制在有效水深2.0m。
第一期人工濕地占地面積為193.9畝,由處理系統1至處理系統4組成,含18個子系統。
(1)各子系統流程。
第一級植物碎石床第二級植物碎石床第二級水生物塘第三級植物碎石床砂濾池。
(2)進水布水方式。
一、二級人工濕地碎石床進出水采用穿孔管布水,從上部進水,從下部出水;二級生物塘采用“下—上—下”進出水方式;砂濾池采用上進下出方式布水,在頂部設置進水管均勻布水。
(3)設計坡度。
一、二級人工濕地碎石床設計底坡度0.3%~0.5%,設計水面坡度0.1%~0.2%;二級生物塘設計底坡0.3‰~0.5‰,設計水面坡度0.1%~0.2%;砂濾池設計底坡度0.2%~0.3%。
(4)工藝尺寸。
第一級人工濕地碎石床:35m×36m×1.5m,設計深度1.5m(內填碎石)。
第二級人工濕地碎石床:35m×35m×1.5m,設計深度1.5m(內填碎石)。
第二級植物塘:35m×32m×2.0m;設計深度2.0m。
第三級人工濕地碎石床:35m×53m×1.5m,設計深度1.5m(內填碎石)。
砂濾池:35m×18.5m×1.5m,設計深度1.5m(內填砂)。
1.2.3人工濕地水力負荷設計
(1)水力停留時間:19.3h;其中第一級生物塘:5.8h第一級植物碎石床:1.7h;第二級植物碎石床:1.7h;第二級生物塘:7.7h; 第三級植物碎石床:2.44h。
(2)水力負荷:0.8~1.0m3/m2.d。
1.2.4植物設計(一期)
(1)植物品種設計。
植物品種設計采用與實驗相同的方案,主要品種有:鳳眼蓮、蘆葦、傘草、野姜花、風車草、菖蒲、大薸、美人蕉、馬蹄蓮、花葉蘆荻等。
(2)植物栽種規格。
1)植物碎石床:10棵/m2;2行/m2,每行5棵。
2)水生物塘:50棵/m2。
1.2.5人工濕地施工及初期運行
人工濕地于2005年12月開始建設,2008年10月主遂洞貫通可通水進行濕地植物的移栽,通過近一年的植被養護,環保部門對人工濕地出流水檢測結果為除TN、TP稍超標外,其他指標均達到地表水III類水標準。水質指標TN、TP超標主要因為進水量可能偏大(大于設計進水量1.16m3/s)及濕地植被生長不均和生長量未達到設計生長量。
2.結束語
隧道施工指南范文2
【關鍵詞】電氣化;綜合接地;L型焊接;接地極;接地端子
1.工程概況
新建鐵路云桂線石林隧道位于云南省彌勒縣—石林縣境內,線路設計為“人”字坡,隧道全長18208m,起止里程DK651+225~DK669+433,為全國最長的單洞雙線鐵路隧道,全國最長的巖溶隧道,世界上最長采用鉆爆法施工的巖溶隧道。
石林隧道設計為電氣化隧道。隧道綜合接地系統是由貫通地線、接地裝置及引接線等構成。該系統通過沿隧道兩側敷設的貫通地線將鐵路沿線短路電流、雜散電流等安全地導入大地,起到防雷電、抗干擾、保護人身安全和設備安全的作用。任一點的接地電阻值應不大于1Ω。
2.技術總結
2.1施工準備
技術準備:
⑴施工前,依據設計圖紙將管段所有接地鋼筋、接地端子的設計里程、安裝部位及數量等設計參數分類匯總。
⑵根據設計圖紙和施工進度安排,做好接地鋼筋、接地端子等材料儲備。接地端子采用橋隧型接地端子;接地鋼筋采用?16圓鋼。
⑶隧道單口施工,設備機具配置應結合隧道施工方法、工期要求進行合理配置,配套的生產能力應為均衡施工能力的1.2~1.5倍。主要機具有鋼筋切斷機、彎曲機、接地電阻測試儀。
2.2接地極施工
2.2.1隧道Ⅱ級A型圍巖地段接地極施工
⑴Ⅱ級圍巖有底板鋼筋的隧道及明洞地段,利用隧道底板下層的結構鋼筋做為接地極,底板接地鋼筋網按照一個臺車位的長度考慮,間隔一個臺車位設置一處。
⑵隧道底板接地極按照1m間距選用底板底層的結構鋼筋,即在隧道底板的底層形成一個1m×1m的單層接地鋼筋網,縱向選取5根,橫向選取11根,中部“十字”交叉的兩根鋼筋上的網格節點要求施以“L”形焊接,其他節點綁扎。
⑶兼有接地功能的(含連接)的結構鋼筋和專用接地鋼筋截面應滿足接觸網最大短路電流要求。若滿足不了,應并接相鄰兩根鋼筋或更換為?16鋼筋。
2.2.2隧道Ⅲ級圍巖地段接地極施工
⑴Ⅲ級圍巖隧道,利用錨桿和專用環向接地鋼筋做為接地極。
⑵錨桿接地極以約一個臺車長度為間隔設置,用接地極的錨桿環向間距要求為2倍錨桿長度,即6m,每環設置接地錨桿分別為6根;接地錨桿與鋼網片、專用環向接地鋼筋可靠焊接。
2.2.3隧道Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段接地極施工
⑴Ⅳ、Ⅴ級以上圍巖隧道,利用錨桿、鋼拱架(或鋼網片)做為接地極。
⑵錨桿接地極以約一個臺車長度為間隔設置,用接地極的錨桿環向間距要求為2倍錨桿長度,即Ⅳ級7m、Ⅴ級8m,每環設置接地錨桿分別為Ⅳ級5根、Ⅴ級5根;接地錨桿與鋼網片、鋼拱架可靠焊接。
Ⅲ級、Ⅳ級級Ⅴ級圍巖每個臺車位的隧道接地極初支后均外露1.0m,標示清楚,再通過連接鋼筋與兩側電纜槽外緣的縱向接地鋼筋連接。
2.3二襯接地鋼筋施工
⑴隧道二襯中無結構鋼筋的段落,除接觸網基礎接地外,按照圖紙規定,施工時不再單獨設置接地鋼筋連接。
⑵隧道二襯中有結構鋼筋的段落,利用二次襯砌的內層縱、環鋼筋作為接觸網斷線保護鋼筋;接觸網線垂直向上在拱頂的投影線兩側以0.5m為間隔,各選3根縱向結構鋼筋作為接地鋼筋;上述投影線兩側各1.5m外的其他位置,以1m為間隔,選擇縱向結構鋼筋30根,作為接地鋼筋。
⑶二次襯砌環向接地鋼筋可使設在兩側通信信號電纜槽內的貫通地線敷實現橫向連接。
⑷在每個臺車位(作業段)中部選一根環向結構鋼筋,環、縱向接地鋼筋間可靠焊接;縱向接地鋼筋在作業段間可不連接;每個作業段內的環向接地鋼筋與兩側通信信號電纜槽線路外緣的縱向接地鋼筋連接。
2.4拱頂接地端子施工
石林隧道設計為后植入安裝方式固定接觸網基礎槽道,拱頂需預埋接地端子。拱頂接地端子里程設置:按照隧道口(或斜切洞門頂口)進口2m開始預留第一處,每隔5m預留第二處,此后每隔45m重復預留兩處。
2.5綜合洞室接地端子施工
⑴在每個專用洞室、變壓器洞室兩側壁下部設置2個接地端子,高度距洞室底面20cm,寬度距余長電纜腔底邊160cm,洞室左、右側分別設置,供洞室內設施接地。
⑵接地端子通過連接鋼筋(襯砌后預留1.0m)與電纜槽外緣的縱向接地鋼筋連接。
2.6縱向接地鋼筋、電纜槽處接地端子施工
⑴在兩側通信信號電纜槽的線路側外緣各設一根?16縱向接地鋼筋(圓鋼),每100m斷開一次。用于隧道接地極、接觸網斷線保護接地及接地鋼筋間的等電位連接。
⑵從隧道進口2m開始,在兩側通信信號電纜槽底部,每間隔100m設置一個接地端子,小于100m的隧道在中部設一處。接地端子供隧道接地裝置與貫通地線連接。
⑶從隧道進口2m處開始,在兩側通信信號電纜槽靠線路側壁上,每間隔50m設置一個接地端子,小于50m的隧道在中部設一處,接地端子供軌旁設備、設施接地。
3.隧道綜合接地質量檢查
3.1接地鋼筋的焊接
隧道綜合接地鋼筋的接續采用搭接焊,接地端子與接地鋼筋連接采用搭接焊,縱橫向鋼筋的連接采用?16 鋼筋L 型焊接,單面焊縫長度不小于200,雙面焊縫長度不小于100,焊縫厚度不小于4,要求焊縫飽滿無夾渣。
3.2接地電阻檢測
按照操作說明連接相關線路后,將儀表放置水平,歸零。將“倍率開關”置于最大倍率,逐漸加快搖柄轉速,使其達到150r/min。當檢流計指針向某一方向偏轉時,旋動刻度盤,使檢流計指針恢復到“0”點。此時刻度盤上讀數乘上倍率檔即為被測電阻值。
4.綜合接地施工控制要點
4.1所有接地端子全部采用規格為M16橋隧型接地端子。
4.2所有接地端子均通過連接鋼筋與電纜槽外緣的縱向接地鋼筋連接,均應保證焊接質量,施作時應根據具體的鋼筋配筋,采用搭接焊或L型焊接。
4.3所有環向接地鋼筋與貫通地線均采用焊接方式,可靠連接。在施工中外露的接地鋼筋均進行防腐處理,并標示清楚。
4.4隧道綜合接地中貫通地線上的任一點的接地電阻值應不大于1Ω,形成低阻等電位綜合接地平臺。每個部位混凝土澆筑前、澆筑后,量測接地電阻,并做好記錄。
4.5構筑物內兼有接地功能(含連接)的結構鋼筋和專用接地鋼筋應滿足:接觸網短路電流不大于25KA時,鋼筋直徑不應小于14;接觸網短路電流大于25KA時,鋼筋直徑不應小于16。
不滿足要求時,可將相鄰的二根鋼筋并接使用(無需改變鋼筋的間距)或局部更換直徑為14或16的鋼筋。
【參考文獻】
[1]鐵路綜合接地系統(鐵路工程建設通用參考圖)[通號(2009)9301].
[2]鐵路通信、信號、電力、電力牽引供電工程施工安全技術規程.中鐵電氣化局集團有限公司(鐵建設[2009]181號).
隧道施工指南范文3
關鍵字:連續剛構橋風險評估評估流程結構方案
中圖分類號:U448.23文獻標識碼:A
一、概述
風險評估是通過深入討論風險發生機理,辨識風險源,并利用概率論和數理統計的方法測算風險事故發生的概率及損失程度,然后制定應對策略,降低風險發生的概率及其可能導致的損失。為加強公路橋梁和隧道工程安全管理,增強安全風險意識,優化工程建設方案,提高工程建設和運營安全性,2010年9月1日,交通運輸部批準實施了《公路橋梁和隧道工程設計安全風險評估指南》,對建設條件,施工工藝以及結構形式復雜的節后工程開展風險評估工作。
二、評估方法
(一)定量評估方法
此方法以實驗數據為依據,通過建立數學模型,運用數值分析和數學計算,對風險進行量化,將風險造成的損失頻率、損失程度以及其它有關因素結合起來考慮,分析風險造成的影響。主要有失效概率法、蒙特卡羅法等。
(二)定性評估方法
此方法以評估人員的分析能力,借助經驗及專家意見對風險進行分析與判斷,是一種感性直觀的方法。主要用于對無法量化和量化水平較低的風險進行分析評價,或者在定量聯系的基礎上做定性分析,得出更加可靠的結果。主要有檢查表法、頭腦風暴法、專家調查法等。
(三)定量定性評估方法
此方法兼顧了定性評估方法和定量評估方法的優點,彌補各自的不足,能更好達到對工程項目的各項風險進行可靠的評估。
三、工程背景及評估過程
(一)工程簡介
某五跨大跨徑預應力混凝土連續剛構橋,橋跨布置:60+120+120+120+60m。主橋上部結構為預應力混凝土變截面連續剛構橋,橋面為兩幅,分離式,寬2×15m,箱梁為單箱單室截面。采用midas civil有限元程序進行建模計算,整體模型如下:
圖1有限元計算模型
(二)評估過程
風險評估從建設條件、施工技術、結構方案、運營管理四個方面進行,評估過程按照風險識別、風險估測、風險評價、風險控制進行,首先確定風險評估的范圍與對象,然后進行風險源的識別,確定主要風險源與次要風險源,計算其風險概率與風險損失,對其風險進行安全性評價,最后根據評估結果進行風險控制及應急預案。
(三)評估結果
本文主要對該剛構橋結構方案進行評估,作用效應采用以下三種組合:
組合I:恒載+基礎沉降+汽車荷載+人群
組合II:恒載+基礎沉降+汽車荷載+人群+體系升溫+正溫差
組合II:恒載+基礎沉降+汽車荷載+人群+體系降溫+負溫差
表1主梁持久狀況承載能力極限狀態安全驗算
評估小組依據《公路橋梁和隧道工程設計安全風險評估指南》中的方法和程序,通過搜集資料、現場查看、專家咨詢、專家調查等工作,對該橋方案進行了風險評估:結論如下:
主要風險為:主梁下撓與開裂、施工期間風致失穩、掛籃施工風險等。
該方案設計風險等級為II級,風險水平可以接受。
四、結語
在今后的橋梁建設過程中,為了將風險損失降到最低,為橋梁工程的建設提供科學的決策,風險評估技術變的越來越重要,尤其是對建設條件復雜、技術難度大的橋梁更應該進行風險評估研究。
參考文獻:
關于在初步設計階段實行公路橋梁和隧道工程安全風險評估制度的通知(交公路發〔2010〕175號)〔S〕.中華人民共和國交通運輸部,2010.
中交公路規劃設計研究院有限公司.公路橋梁和隧道工程設計安全評估指南(試用本)〔R〕北京:中交公路規劃設計院有限公司,2008.
橋梁工程風險評估.阮欣,陳艾榮,石雪飛.北京:人民交通出版社,2008.
作者簡介:
隧道施工指南范文4
關鍵詞 :巖山隧道;斜井;交叉口;爬坡導坑法;施工方案
Abstract: Mountain Tunnel 1# and Tunnel Inclined Shaft in the intersections of form of circular curve is smoothly connected, by climbing heading method, intersection of supporting parameters to enhance the technical measures such as smooth, it is entering the tunnel construction, schedule, safety, quality guaranteed, and it can provide a reference for the similar engineering construction.
Key words: rock tunnel; slope; intersection; climbing heading method; construction scheme
1工程概況
巖山隧道位于貴州省黔東南州榕江縣和從江縣境內,為新建鐵路貴陽至廣州客運專線第一長大隧道,隧道全長14695m,起訖里程DK218+500~DK233+195。為加快施工進度,巖山隧道設有3個斜井、1個平導和1個橫洞,其中1#斜井位于巖山隧道DK221+300左側,凈空尺寸為7.7m(寬)×6.2m(高),與線路左線夾角為111°,斜井縱坡為11%的下坡,為雙車道輔助坑道,全長284m。1#斜井與正洞交界里程DK221+300處,屬III級圍巖,中厚層砂質板巖,開挖后具有較強自穩能力。該斜井承擔正線隧道施工任務1995m,施工里程DK220+945~DK222+940。1#斜井與正洞交叉處平面位置示意圖、橫斷面圖分別如圖1和圖2所示。
圖11#斜井與正洞交叉處平面位置
圖21#斜井與正洞交叉處橫斷面圖
1#斜井輔助導坑與正洞交叉口段需進行加強支護處理,設置8榀異型鋼架,由垂直于斜井中線逐步過渡到平行于正洞中線,間距采用左側1.0m,右側呈扇形逐步調整。支護參數為:Φ22砂漿錨桿,長度3.0m,間距1.1×1.0m,梅花型布置;拱墻設φ8鋼筋網,網格間距0.25×0.25m;噴射C25砼,厚度22cm。1#斜井與正洞交叉口段連續架立3榀I20b異型型鋼鋼架,相應在此型鋼鋼架上連續焊接3榀I20b型鋼橫梁,并在橫梁兩端螺栓連接I20b型鋼立柱,為正洞鋼架提供落腳平臺;橫梁與1#斜井異型鋼架間空隙設置I20b豎向立柱支撐,立柱與正洞拱架位置相對應,牢固焊接并噴射C25砼回填密實,保證相交地段三維受力狀態圍巖的穩定。以后在此處安裝正洞鋼架時,用I20b型鋼斜梁代替正洞的相對應單元鋼架,橫梁以下部分正洞鋼架用I20b型鋼立柱及異型鋼架代替,滿足整體結構受力要求,仰拱鋼架連接在斜井仰拱的預埋I20b型鋼上。1#斜井與正洞交叉口鋼架橫斷面圖如圖3所示。
圖31#斜井與正洞交叉口鋼架橫斷面圖
21#斜井進入正洞施工總體方案
1#斜井施工至與正洞交界后,以圓曲線(視正洞空間,半徑約20m)形式轉體進入正洞中線,曲線段設置平坡,然后上坡開挖至正洞拱頂高程,并繼續沿相同方向掘進一定距離,形成作業空間后,轉向相反方向施工,擴挖支護達到正洞標準斷面。根據1#斜井與正洞相交角度111°,按照平行于正洞到垂直于1#斜井方向逐步調整異型鋼架:沿1#斜井方向,左側間距1m,右側間距0.6m架立8榀I20b異型鋼架,完成由垂直于斜井中線到平行于正洞中線的過渡。確定調整到垂直斜井中線型鋼鋼架里程為:X1-K000+3.188~+12.831。斜井與正洞交叉處施工順序見表1。
表1斜井與正洞交叉處施工順序
3施工方法及步驟
3.11#斜井進入正洞內的導洞施工
(1)導坑以圓曲線形式轉體進入正洞施工時,嚴格控制開挖進尺,支護緊跟,必須做到爆破后及時初噴3~5cm。導坑開挖設計凈寬9.06m,支護參數為:Φ22砂漿錨桿,長度2.5m,間距1.2×1.0m,梅花型布置;拱部50%掛設φ8鋼筋網,網格間距0.25×0.25m;噴射C25砼,厚度10cm。 導坑支護施工過程中要按III級圍巖施工指南操作,確保砂漿錨桿和鋼筋網的施工質量。
(2)爬坡道的坡度設計(本方案設計10%坡度),根據石質情況及機械施工需要進行調整,以加快爬坡導坑施工進度,減少不安全因素為原則。轉體導坑切入正洞中線后再進行爬坡,斜井交叉口至爬坡導坑之間應平緩,作為車輛緩沖區。
(3)完成爬坡后,按照線路設計坡度向廣東方向按III級圍巖開挖方法、支護參數繼續進行弧行導坑掘進,施工10米后,停止施工廣東方向掌子面,反向進行貴州方向正洞開挖。
(4)導坑施工期間采用在1#斜井口設置通風機,壓入式通風至掌子面,同時于導坑內設置移動式抽風機,往1#斜井口排風;
(5)導坑施工期間,轉體段位于最低處,考慮該地段的排水,采用離心式抽水機往1#斜井口抽排水;正洞開挖到位后,于交叉口往大里程方向5米,線路左側邊墻設置一積水井,往斜井口抽排水,制定防排水應急預案,排水供電系統必須設置雙路供電系統。
3.2 交叉口處支護加強技術措施
交叉口范圍內正洞反向開挖(擴挖),采用臺階法開挖,減少圍巖擾動,同時迅速進行拱墻支護,支護按V級圍巖噴錨支護參數施工(超前小導管取消),開挖中嚴格控制施工進尺在1.5米以內,及時施作型鋼鋼架1m/榀,當開挖到正洞拱部與斜井相交處時,施作型鋼A、B單元及相應初期支護,同時取消斜井口處型鋼B、C單元,改用直型型鋼,使其落于斜井支撐橫梁上,連接牢固;開挖到仰拱與斜井仰拱相交時,取消斜井口處仰拱型鋼D單元,改為異型型鋼與斜井仰拱型鋼連接牢固,使該段封閉成環,形成對圍巖的有效支護。
3.3 正洞反向分部開挖施工
交叉后處理結束后,正洞反向開挖按臺階法開挖,遵從先開挖上臺階(1部),再開挖下臺階(2部),最后開挖仰拱(3部),每次開挖完后及時施作正洞初期支護(除交叉口段范圍內按照V級圍巖支護外,其余參照設計III級圍巖支護方式施工)。支護參數為:Φ22砂漿錨桿,長度3.0m,間距1.2×1.5m,梅花型布置;拱部掛設φ6.5鋼筋網,網格間距0.25×0.25m;噴射C25砼,厚度12cm。導坑反向開挖正洞時先施工上臺階往小里程方向不少于20m,再進行下臺階開挖。(5)正洞落底后要及時進行正洞仰拱施工,以便初期支護與仰拱盡早成環,確保施工安全。正洞反向分部開挖工序見圖4。
圖4正洞反向分部開挖工序圖
3.4 交叉口處1#斜井模筑襯砌
在爬坡導坑進入正洞一段距離后(形成交叉口1#斜井模筑襯砌空間后),及時對1#斜井交叉口往斜井口方向12米范圍內輔助導坑施作二次襯砌,厚度0.35m,交叉口段平行于線路中線,緊貼加強環關堵頭模板,二襯達到設計強度后拆模,形成對交叉口處圍巖三維受力的有效支護。斜井與正洞交界地段應盡早施作二襯混凝土,確保施工安全。
4施工注意事項
正洞與1#斜井相交地段處于復雜的三維受力狀態,為保證正洞安全挑頂施工的完成,正洞初期支護必須座落于一個牢固的落腳平臺,同時應加強該段正洞初期支護的鎖腳錨桿施工,防止拱架下沉。
4.11#斜井變斷面段施工
1#斜井變斷面段施工,應加強初期支護,設計參數應比正常斷面相應提高。交叉口段里程X1-K000+12.831開始,支護均按照V級圍巖參數施工,同時采用I20b型鋼加強該段支護,加強環異型鋼架架立不得侵入正洞型鋼鋼架界限。
4.2交叉口處加強環設置
由于正洞開挖斷面較大,為確保擴頂段正洞施工安全,在1#斜井與正洞交接處設置一加強環,加強環由3榀I20b型鋼鋼架連續組成,鋼架間采用焊接和φ22鋼筋連接,噴C25混凝土覆蓋鋼架。并應及早施作1#斜井二次襯砌。導坑進入正洞施工一定距離后施作異型型鋼和矩形拱架,噴砼覆蓋。在加強環未開挖之前,按照導坑錨噴支護參數對加強環位置進行臨時支護。
4.3設置橫梁,為正洞拱架提供落腳平臺
在正洞與1#斜井拱頂交界里程處,沿正洞方向設置拱頂縱向橫梁,橫梁兩端下設置I20b型鋼立柱,緊貼1#斜井異型鋼架,橫梁采用I20b型鋼,牢固焊接于1#斜井鋼架拱頂,橫梁與1#斜井鋼架間空隙設置I20b型鋼豎向立柱,立柱與正洞拱架位置相對應,牢固焊接并噴射C25砼回填密實。
4.4 加密正洞交叉口支護
加密設置交叉口段正洞初期支護鎖腳錨桿,每榀鋼架單側不少于4根鎖腳錨管,錨管長4.0m,直徑為42cm,注水泥砂漿,鎖腳錨管與鋼架牢固焊接,防止拱架下沉。
4.5 嚴格控制開挖進尺
1#斜井以圓曲線轉體進入正洞施工時,嚴格控制開挖進尺(每循環進尺宜0.6~0.8m),確保圍巖穩定。
4.6 交叉口段正洞徑向錨桿施工
交叉口段正洞徑向錨桿施工到位,與正洞型鋼焊接牢固,構成一個完整支護體系。
5結論
(1)巖山隧道1#斜井在施工中必須加強交叉口段的圍巖量測,隨時觀察圍巖及支護狀態的的穩定性。根據量測結果及時反饋支護信息,確保支護措施安全合理。
(2)客運專線鐵路雙線巖山隧道長度長,開挖斷面大,工藝復雜,施工難度大,1#斜井通過合理選擇支護參數,科學合理組織施工,順利地完成了斜井與正洞過渡地段,且加快了施工進度, 保證了施工安全和質量。
參考文獻
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【2】TZ204-2008.鐵路隧道施工技術指南.鐵道部經濟規劃研究所.2008.
隧道施工指南范文5
【關鍵詞】隧道施工;超欠挖;爆破;檢測;
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A文章編號:
開挖是控制隧道施工中的關鍵工序,決定了施工的工期和造價。超挖過多,會增加出渣量和襯砌量而導致工程造價的提高,同時局部的超挖會引起應力集中,導致圍巖的穩定性降低;欠挖對襯砌厚度有直接的影響,會引起安全產生和工程質量的隱患,需要花費多余的時間、資金來處理。
預裂爆破和加強光面爆破是控制超欠挖的常用方法。筆者在新建鐵路南寧至廣州線施工過程中,對于隧道施工過程中的超欠挖現象進行了一定實際的研究。該鐵路線路中隧道按新奧法原理組織施工,根據圍巖級別不同采用鉆爆法和人工配合機械開挖法施工,開挖采用光面爆破,嚴格控制超欠挖。
一、超欠挖的檢測技術研究
在隧道施工過程中應當根據現場條件采用切實可行的超欠挖量測定方法,其中主要(以內模為參照物)有直接測量法、直角坐標法、三維近景攝影法等方法。檢測超欠挖主要是要測量斷面,因此可以根據測量斷面的方法將超欠挖量的測定方法分為兩類:直接測量開挖斷面面積的方法和非接觸觀測法。直接測量開挖斷面面積是直接接觸或者是間接接觸開挖斷面的測量方法,包括激光束測量、投影儀測量和內膜直接測量。非接觸類觀測法是不接觸開挖斷面,利用觀測的方法來測量斷面面積,包括極坐標法、直角坐標法和三維近景攝影法。
二、超欠挖問題的控制研究
筆者通過對近百座隧道的調查和統計,將影響超欠挖的因素歸結為以下幾點:爆破技術、測量放線、鉆孔精度、地質條件變化、施工組織管理。因此控制超欠挖的重點是控制孔精度、爆破和施工管理,這種分析與筆者本次施工的實際是符合的。
2.1 改變“寧超勿欠”的傳統觀念
在超欠挖技術的安全管理中,首先應該改變觀念,即必須改變“寧超勿欠”的傳統觀點,樹立“少欠少超”的觀點。在實際工程中,應該容許一定程度的欠挖。例如,《鐵路隧道施工規范》(TB 10204-2002)規定:當圍巖完整、石質堅硬時,容許巖石個別突出部分侵入襯砌;侵入值應小于襯砌厚度的1/3,并小于10cm;對噴錨襯砌應不大于5cm。
2.2 提高鉆孔技術水平
鉆孔技術對隧道超欠挖的影響主要是周邊炮孔的外插角θ、開口位置e和鉆孔的深度L,它們與超欠挖高度(h)有如下的關系:
h = e + Ltan(θ/2)
上式表明,外插角θ與鉆孔深度L的增大,h增大。L是一個設計指標,可在設計中加以控制。即在其他條件一定時,采用較淺孔爆破對減少超挖是有利的。這也是國外在鉆孔深度上很少采用超過4.0m以上深孔的原因,而在一般情況下,都采用3.5m左右的鉆孔深度。筆者從實際的工程中發現,控制θ值是比較困難的,但是控制e值是可能的。炮眼間距的布置應該實行多打眼少裝藥,多打眼少裝藥的好處在于:節省火工品的成本,光面爆破效果出來了,能夠很好的控制隧道超欠挖。
在的新建鐵路南寧至廣州線花培嶺隧道爆破中,Ⅱ級、Ⅲ級圍巖開挖采用全斷面鉆爆法施工,Ⅲ級圍巖、Ⅳ級圍巖采用上下正臺階法鉆爆施工。開挖主要采用光面爆破掘進作業,嚴格控制超欠挖,盡量減小擾動圍巖。在施工中根據光面爆破設計結合現場地質情況進行爆破試驗,不斷修正爆破參數,達到最優爆破效果,開挖后及時完成初期支護。爆破需要達到以下效果:炮眼利用率大于90%;半眼痕保存率大于80%;爆破后圍巖面應圓順平整,無欠挖,平均線性超挖面不超過20cm,且圍巖面上無粉碎巖石和明顯裂隙,以減少對圍巖的施工擾動。
2.3 進一步解決好爆破技術參數的合理匹配
筆者對國內外100多座隧道的超欠挖現象進行的統計表明,爆破技術對超欠挖影響還是很大的,所謂的爆破技術就是指爆破方法、爆破方式以及各種爆破參數。通過統計發現,即使采用了控制爆破也仍然有相當數量的超欠挖。爆破方式有全斷面一次爆破、臺階法爆破、導洞現行擴大爆破和預留光面層爆破等方式。不同爆破方式的效果比較如下表所示。
表 1不同爆破方式效果比較
同時,正確的使用爆破器材以及裝藥方法,能夠有效的降低爆破產生的振動,減少應力波對圍巖的破壞作用,因此可以有效的減少超欠挖現象,提高開挖輪廓的質量。
2.4 隧道組織施工的現場管理
筆者指出,良好的組織施工管理,對于減少超欠挖具有十分現實的意義??刂扑淼莱吠诘倪^程中,建立一套完善、系統的質量保證體系,并對整個施工過程進行嚴格科學的管理是非常必要的。隧道組織施工現場管理的目的就在于要將影響隧道施工的因素置于可控的狀態,從而達到爆破設計的基本要求。在爆破質量管理中,應該堅持幾個基本原則:必須采用控制爆破;在條件允許的情況下,應該優先考慮采用操作簡單且精度高、有良好性能的器材儀器;嚴格控制斷面的測量放線精度;嚴格控制鉆孔精度;嚴格控制重要爆破作業的質量;必須做到及時檢測和及時反饋;必須強化施工組織管理等。
2.5 測量放線和地質條件
控制超欠挖主要是開挖輪廓線的精度要控制好,首先就要保證中線和標高的準確,其次是要通過正確的方法來保證輪廓線位置的準確。中線和標高的偏移,將使斷面輪廓線向一側偏移,造成開挖斷面一側超挖,一側欠挖。一般情況下,由于隧道的掌子面是斜的,會導致放線的誤差。所以提高放線精度,可以有效的降低超欠挖現象。
地質條件是客觀條件,是欠挖處理的前提,是確定爆破參數的基本依據?,F階段的爆破設計主要是根據經驗、類比或現場實驗設計,而地質條件卻是隨著掘進不斷變化,其主要是圍巖節禮裂縫的變化。
筆者所在的新建鐵路南寧至廣州線花培嶺隧道處的地質條件為:隧道范圍無大的區域性斷層通過;IDK255+505處深94~112m(洞身)受區域性構造影響,巖體破碎,節理裂隙面可見綠泥石化現象,推測為傾向北面斷層;隧道洞身范圍燕山期花崗巖兩次和寒武系地層侵入接觸,受侵入作用影響,接觸帶處巖體破碎,風化作用強烈。
三、綜述
超挖引起多裝、多運渣,超挖空間還要用混凝土回填;欠挖則要進行二次清理,造成人工、工期和材料的超額消耗,知識工程成本增加。筆者在新建鐵路南寧至廣州線施工中負責組織設計,深刻的認識到超欠挖問題是一個嚴重而又普遍的問題,因此筆者通過調查研究,結合自身的實際經驗,提出了若干見解。但是對于解決超欠挖問題的措施,筆者還將進一步的研究。
參考文獻:
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隧道施工指南范文6
關鍵詞: 鐵路隧道; 隱伏填充溶洞;施工技術
1、工程概況
舍古沖隧道為新建云南國際鐵路通道蒙自至河口段,單線鐵路隧道,隧道全長4442m,里程為DIK49+370~DIK53+812,設計行車速度為120km/h,為電力牽引單線隧道,洞內采用彈性支承塊式無砟軌道,其結構高度為57cm,鋪設60kg/m鋼軌,其中隧道進口段和出口段各設20m有砟過渡段,其道床結構高度為77cm。
該隧道位于云南省紅河州屏邊縣新現鄉,隧區屬溶蝕、剝蝕中山地貌,隧道穿越寒武系中統田蓬組板巖夾灰巖、砂巖及泥盆系中統坡腳組板巖夾灰巖及炭質頁巖地層,巖溶弱~中等發育,巖溶主要沿斷裂構造、層面和節理發育,地表可見部分小型溶蝕洼地、溶槽等發育。主要不良工程地質有巖溶、有害氣體和滑坡,無特殊巖土。水文地質條件復雜,地表水、地下水發育不均,部分地下水、地表水對混凝土具侵蝕性。
2、隱伏填充溶洞概況
根據設計文件中提出,隧道出口端巖性為板巖夾砂巖、灰巖,鉆孔揭示隧道DIK53+792~DK53+815段路基面以下約2.5m位置存在一隱伏填充溶洞,長度為23m,深度約3m,寬度為17m。其填充物為粘土,角礫土等。溶洞位置見下圖
舍古沖隧道出口段隱伏填充溶洞
3、溶洞處理方案
3.1處理原則
根據大量隧道巖溶處理的工程實踐,溶洞處理遵循“以疏為主、堵排結合” 的原則進行處理。如若在該段現場實際施工時出現圍巖出水情況,可根據實際情況,采用“以堵為主,限量排放”的原則,達到堵水有效、防水可靠、經濟合理的目的。
3.1洞口DIK53+792~815段路基下面約2.5m位置隱伏充填溶洞施工時,在仰拱及仰拱填充中預留φ50PVC管,間距1×1m,梅花狀布置,管底距離溶洞底部5cm,待仰拱及仰拱填充施作完成并完全達到設計強度后,利用預埋管施作φ42鋼花管注漿加固隱伏溶洞,鋼花管伸出PVC管長度不小于15cm,注漿完畢后,切割PVC管及鋼花管與仰拱填充面平齊。在該段施工過程中每5m布設監控量測點,加強地表及拱部變形監測工作。
4、主要施工工藝
4.1隧道洞身開挖及支護
舍古沖隧道出口段設計為Ⅴ級圍巖,臺階法開挖,超前支護為拱部設一環φ89大管棚,環向間距0.4m,共20根,每根長35m,加強支護為全環I18鋼架,縱向間距0.8m。
在開挖中應做好超前地質預報工作,對不良地質段進行補充地質探查,進一步了解和掌握隧道洞身區的水文地質條件,對地下水及其溶腔等做出初步判斷。DIK53+812~DIK53+782段Ⅴ級圍巖采用臺階法開挖,裝載機配合自卸車出碴,初期支護緊跟掌子面,待下臺階施工完成后,施作仰拱及填充。在施工中要嚴格按照鐵路部鐵建設【2010】120號文件《關于進一步明確軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道設計施工有關技術規定的通知》進行施工,保證隧道施工步長符合要求,仰拱距掌子面35m的距離。
4.2埋設預留φ50PVC管
在仰拱開挖完成后,清理干凈坑底虛碴、積水及泥漿后,在仰拱坑底按照設計安裝I18仰拱鋼架,施工仰拱初期支護。待仰拱初期支護施工完成后,利用風槍鉆孔,打穿坑底與溶洞之間的地層,鉆孔間距1×1m,呈梅花狀布置,打孔孔徑宜為55mm。打孔完成后應用測繩或者花桿測量仰拱坑底至溶洞底距離并做好記錄。
垂直于仰拱坑底插入φ50PVC管,下端管口低于溶洞頂面距離為15cm,上端管口高出仰拱填充設計標高不小于20cm,然后采用砂漿填塞PVC管與坑底圍巖縫隙,并利用木棍或者鋼筋支架固定PVC管,利用棉絮堵塞嚴實管口后開始依次澆筑仰拱及仰拱填充砼。
鋼花管施工示意圖
4.3.鋼花管施工
注漿鋼花管采用φ42的無縫鋼管,長度根據現場實際所測仰拱坑底至溶洞底距離而定,鋼花管的前端做成約15cm長的圓錐狀,在尾部焊接直徑6-8mm鋼筋箍。距后端30cm內不開孔,剩余部分按20-30cm梅花型布設直徑6mm的溢漿孔。鋼花管尾部焊接止漿閥。
鋼花管加工圖
4.4鋼花管的安設
在仰拱砼及仰拱填充砼澆筑完畢并達到設計強度后,清除掉PVC管口填塞物,豎直插入預留好的PVC管內,下端抵觸至溶洞底面,上端高出PVC管15cm,并用砂漿填塞兩者間的縫隙,填塞長度為20cm。
4.5鋼花管注漿
4.5.1鋼花管注漿工藝流程
4.5.2鋼花管注漿方法
鋼花管安裝完畢后,應進行壓水試驗,壓力一般為0.5~1.0Mpa,并根據設計和試驗結構確定注漿參數。水泥漿液應采用拌合桶配制,配制水泥漿時應防止雜物混入,拌制好的漿液必須過濾后使用;注漿應采用專用注漿泵,配制好的漿液應在規定時間內注完,隨配隨用;注漿順序為由下至上,漿液先稀后濃,注漿量先大后小,注漿壓力由小到大;當發生串漿時,應采用分漿器多孔注漿或堵塞串漿孔隔孔注漿,當注漿壓力突然升高時應停機查明原因,當水泥漿漿量很大,壓力不變時,則應調整漿液濃度及配合比,縮短凝膠時間,采用小流量低壓力注漿或間歇式注漿,注漿壓力應符合設計要求,漿液必須充滿鋼管及其周圍的空隙。
注漿結束標準:當壓力達到設計注漿終壓并穩定10-15min,注漿量達到設計注漿量的80%以上時,可結束該孔注漿。
4.6監控量測
本段洞身開挖施工過程中,每5m設一組監測點,主要監測項目為拱頂下沉和周邊收斂,密切監視每一工況下隧道支護結構的變形情況并及時反饋,指導下一步施工。
5 結束語
通過以上處理措施的實施,安全通過了此處溶洞,經長時間不間斷量測表明,該段圍巖變形已穩定,支護結構表面無明顯滲漏水現象。盡管安全通過了此處溶洞,并且此次處理方案也直接為后面的幾處溶洞的處理提供了借鑒經驗,但是在今后的巖溶隧道施工中,必須加強地質超前預探、預報工作,對隧道前方巖溶進行準確預測,并提前做好穿越巖溶溶洞的應急預案,防止突泥和突水的發生。需要引起廣大業內人員注意的是,溶洞處理一般只注重結構的環向剛度的加強,較為忽視結構的縱向剛度的加強,這樣會因溶洞前后側結構基底剛度差異而導致后期運營時襯砌病害的產生。
參考文獻:
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