隧道建设方法范文
时间:2023-12-06 17:42:36
导语:如何才能写好一篇隧道建设方法,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
地表注浆加固采用地质勘探钻机成孔,注浆管采用φ89钢管。注浆管下部固结区范围内为花管,间距1m×1m,从地表打入至隧道边墙底部,注浆顺序自下游往上游注,压注浆液为水泥、水玻璃双液浆,比例为1∶1。注浆压力1.5~2MPa控制。洞内大管棚超前支护为了保证开挖过程中的围岩稳定,需要采取预加固措施,本段采用大管棚法预加固。拱顶180°范围内设大管棚,钢管直径为Φ108mm,长10m,环向间距为30~40cm。纵向搭接长度2m。钢管内注满水泥砂浆。超前小短管注浆加固大管棚之间设超前小导管注浆,小导管直径为Φ50mm,长度3.5m,压注水泥、水玻璃双液浆。掌子面采用喷混凝土作为止浆层,喷砼厚度20cm。注浆压力控制在静水压力再加1~1.5MPa,施工中需要检测围岩的静水压力。拱墙径向注浆加固洞内采取径向注浆,注浆管采用Φ50mm×5mm钢管,长3m,间距1.5m×1.5m,全环注水泥-水玻璃双液浆。拱墙采用初支喷混凝土作为止浆层,喷砼厚度30cm。注浆压力控制在静水压力再加1~1.5MPa。洞内开挖开挖方法,不同地段分别采用了三台阶七步法预留核心土法和大拱脚临时仰拱法施工,挖掘机开挖,每循环开挖进尺控制在1榀钢架间距。初支采用I22b钢架,间距为50cm,双层Φ8钢筋网片,间距20×20cm,喷砼厚度为30cm,等级为C25,施工中实际的预留沉降量由设计的30cm逐步调整到60cm。施工中各台阶均采用短台阶,台阶长度3~6m,二衬步距控制在30m之内。开挖过程中,引进围岩监控量测技术,每5m布设一个监控断面,每天观测1~2次。基底加固仰拱开挖后,需要做动力触探试验,确定基底的承载力。对于不能满足要求的软弱地层进行加固处理。加固方法,采用树根桩加固基础。在仰拱开挖到位之后施工仰拱之前先预埋套管,仰拱填充完成并达到一定强度后,使用钻机钻孔,打设注浆管,对基底进行注浆加固。套管采用φ140钢管,间距0.4×1.0m,高出仰拱填充面以上20cm,呈辐射状布置。压浆管采用φ89钢管,桩管长为6m。施工时,地质勘探钻机成孔,钢管打入后,压注水泥水玻璃双液浆。注浆压力为静水压力+2MPa。每设计为钢筋混凝土结构,按常规方法施工,每循环9~12m,采用衬砌台车进行施工地表防渗措施为防止地表水下渗,沟心处采用C20混凝土地表铺砌,铺砌范围,上下游各50m;铺砌宽度约24m。此外对沟心上下游各15m,宽24m地表采用Φ42小导管注浆,小导管长3m,间距1×1m。
2施工中采用的配套施工技术
按照规范要求,在初支施做过程中,每5m布置一个监控断面,每天观测一次,通过数据分析,精确掌握围岩下沉收敛变形状况,提前预测有无坍塌风险,掌控施工安全情况。地表深管注浆技术开挖之前,提前在隧道一定范围内打入钢管,深层注浆加固地层,改良围岩性质,堵水止水大管棚预支护技术为防止开挖过程中出现坍塌,在掌子面提前打入大管棚,对拱顶一定范围内采取预支护。超前小导管注浆加固技术与大管棚配套使用,为防止开挖时掌子面出现掉块,提前打入超前小导管并及时注浆,提前加固围岩并堵水止水。径向注浆技术在初支施做后二衬施做之前,为改良围岩性能,增强围岩自身强度,在拱墙范围打入小导管并注浆。基底树根桩加固技术在隧道底部打入钢管桩并注入混凝土,有效地改善基底承载力。地表防护技术沟心地面铺砌防护,有效地防止地表水下渗。
3施工效果及检验
篇2
城市隧道工程建设的和谐度评价是需要综合技术、经济、社会和自然等多方面因素的评价问题,其实质就是一个多指标综合评价的问题。
1.1评价指标选取原则
为了对城市隧道工程建设项目全面评价,在选取评价指标时,需要遵循以下原则:科学性和简洁性相统一原则;系统性和层次性相统一原则;全面性和可操作性相统一原则;动态性和静态性相统一原则。
1.2构建评价指标体系
为了合理确定城市隧道工程建设和谐度的指标体系,一方面通过对和谐性影响因素分析,将综合和谐度(最终目标层H)分为4个二级目标层,即技术系统和谐度HT、经济系统和谐度HE、社会系统和谐度HS和环境系统和谐度HN;另一方面通过对相关领域专家、普通市民、上级管理单位、建设单位及员工的大范围调查,归纳确定了15种可能影响城市隧道工程建设和谐度的因素,即方案社会评价水平C1、施工中标价格水平C2、参建机构资信水平C3、安全事故控制水平C4、质量缺陷控制水平C5、设计变更控制水平C6、施工工期控制水平C7、反馈决策顺畅水平C8、企业财务健康水平C9、员工薪酬发放水平C10、内联关系协调水平C11、外联关系协调水平C12、废弃物处置水平C13、污染物处置水平C14、景观修复营造水平C15。中间准则层分别为T1~T3、E1~E3、S1~S3、N1~N3,通过参建单位联席会议共同讨论形成和谐度评价指标体系。
2城市隧道工程建设和谐度评价方法
2.1评价方法选择
本文采用层次分析法对城市隧道工程建设进行和谐度评价。层次分析法是把复杂问题中的所有指标因素按照相互关系划分为不同的有序层次,按照隶属关系建立层次模型,借助经验判定指标因素的重要性,并以定量形式表达实现综合性评价的一种方法[11-14]。层次分析法的主要流程为:明确问题建立层次模型构造判断矩阵计算权向量和一致性检验层次总排序一致性检验结果。该法优点是实现了大量定性和定量因素有机结合,模型层次结构与许多系统的层次结构相对应,比较符合实际情况。由于城市隧道工程建设和谐度的评价研究尚属于起步阶段,各种因素的权属还没有可供借鉴的资料,仍要依赖于专家经验主观判断。如工程质量评价及安全管理考核等,大多采取分层评价方法,影响和谐度的各类指标之间也存在良好的层次性。因此,采取层次分析方法进行城市隧道工程建设和谐度的综合评价方法是合适的。
2.2层次分析法
确定指标权重方法应用层次分析法确定指标权重的方法是利用分级比较标度方法,列出上层指标与下层相关性,由被调查者采取两两比较的方法,给出判断矩阵,然后求出判断矩阵的特征向量和特征值,进行一致性检验。
2.3城市隧道工程建设和谐度指标权重
以洞山隧道为例,邀请上级主管单位和全体参建单位对和谐城市隧道建设工作进行分析。上级主管单位6名、业主6名、施工单位6名、监理和设计单位各3名,监测检测单位1名,总计25名代表参加各因素重要程度的调查,分别填写各层指标重要性调查表。其中准则层与措施层的关系采取开放形式,即每一个准则元素与哪些措施元素相关,由被调查者自己确定,在数据分析时,最多计入6种排位靠前的因素。经过调查分析,指标层对准则层的贡献权重、准则层对分目标层的贡献权重、分目标层对总目标层的贡献权重、指标层对总目标层的贡献权重分别。其中,T1、T2、T3分别为安全管理、质量管理、进度关系指标;HT4、HE3、HS2、HN1分别为技术系统、经济系统、社会系统、环境系统和谐度
3实证分析
本文以淮南市山南新区洞山隧道工程为例,探讨评价城市隧道工程建设和谐度。该工程在前期工作阶段,相关部门结合我国和谐社会建设的时代背景,充分认识到修建城市隧道工程可能存在的错综复杂矛盾,提出建设和谐隧道工程的要求。业主组织工程参建单位组成和谐管理工作小组,通过分析工程重难点,结合和谐度评价的权重分析,针对性地采取和谐管理措施。洞山隧道建设完成后,项目建设单位对各方面工作进行总结,召开和谐隧道建设总结评估会议。上级管理单位、参与建设单位、周边企业和市民代表等35人参与总结评估。通过分析,和谐度范围在100~90时,洞山隧道工程建设评定为和谐。由于洞山隧道工程地质和场地条件十分复杂,工程建设难度较大,通过针对性地采取和谐度提升措施,实现了工程建设的整体和谐,并取得如下工程建设成效。
(1)洞山隧道按计划工期安全顺利完成,未发生严重安全事故。隧道通车后洞内无渗漏,弧线圆顺,表面光洁。经雷达无损检测,衬砌厚度满足设计要求,混凝土密实,通信信号及灯具等安装牢固、美观。工程完工后,经检验评定,总体工程得分97.4分。
(2)洞山隧道自开通以来,解决了舜耕山交通瓶颈制约,为对接长三角,构筑“两淮一蚌”城市群中心城市起到巨大的推动作用,标志着山南新区建设取得了突破性的进展和新的跨越。
4结束语
篇3
【关键词】海底隧道;施工建设;技术方案
0.引言
我国早期的隧道建设,因为受到了技术条件的制约,通常使用桥梁修建。发展至近代,因为隧道队恶劣气候条件的抵抗能力逐渐增强,对环境造成的影响逐渐缩小,战备功能有所提升,已经慢慢得到了人们更高的重视。当下世界上已经建设好的跨海峡隧道工程超过30处,例如连接英法的欧洲海底隧道、香港建成的三座跨越维多利亚港的海峡通道等等。
1.海底隧道设计施工的技术特点
第一,深水海洋地质勘探技术难度大,投入成本大,但是勘探过程中出现失真风险程度较大;第二,高渗透性施工岩体开挖过程中,造成突然喷水的情况概率较高,同时大部分直接联系于海水之上,其要实现好精度施工探水与治水的效率性较差;第三,海上竖井施工难度大,因此容易造成单口连续性掘进长度变长,施工技术的难度较大[1]。
2.海底隧道的建设的技术方法
我国已经有多例成功经验建造方法,包括沉埋法、暗挖法以及盾构法等等。盾构法的内在性质其实就是暗挖,只是其开挖与支护的建筑和一般的暗挖施工有所差异。一般的暗挖施工使用的多是人工开挖、机械挖掘以及钻爆开挖的方式。
1.1沉埋法
沉埋法指的是海岸边上的干坞里或者是大型船台上把隧道的管节进行事先预制,再将其浮拖到设计好的位置上完成对接之后沟通成隧道。世界上最早建设成功的隧道是建于1910年的底特律水下隧道。一百年来的时间,沉埋法有飞速的发展,陷如今已经成为了某些国家地下隧道修建的主要方式。我国最早使用沉埋法建设的是香港,在上个世纪七十年代初期建成了首个穿越维多利亚海港的公路隧道;之后死广州市穿越珠江的沉埋隧道,上海市的黄浦江下也已经了建立了好几座沉埋隧道。
水下隧道使用沉埋法修建的优势较为突出,例如隧道埋深较浅,线路路线不够长,隧道的断面形式较为灵活,都能够获得较大程度的利用率。隧道管节在岸边或者在船上实行工厂化预制,能够有效保证其质量;隧道的管节程度较长、接缝数较少、有可靠地防水结构。同时此项技术有较好的抗震效果,使用成熟的技术,能够对造价有合理控制,工程建设的风险性小。可是因为沉埋法使用有较多的限制性因素存在,部分情况下不能够使用,例如地形情况较为复杂,基槽开挖困难度高或者工程量太大等都不易实现;另外海水水深过大,隧道结构的防水功能缺陷或者基槽开挖没有实现能力的情况下等都不宜使用此项技术[2]。
总而言之,建设过程中使用沉埋法修筑地下隧道,优势性较突出,在一些条件允许的情况下修建海底隧道,首要选择应该是沉埋法。
1.2盾构法
水下隧道建设最初使用的方法是盾构法,1818年法国籍工程师设计了世界上第一台盾构机并使用在隧道建设之上后,盾构技术慢慢的朝着成熟化方向发展,发展成为现代化的气压平衡、土压平衡、泥水加压平衡等各种形式的盾构机与硬岩挖进机。在最近几年,此项技术也被广泛使用在软、硬交错的地层复合式盾构机与伸缩式双护盾掘进机,盾构机和掘进机有了越来越广泛的使用范围。
海底隧道修建过程中使用盾构法,优势明显。使用现代化的生产方式,具有更快的速度与更高的效率。施工过程中通风问题更加易于解决,同时能够完成长距离独头掘进操作;进洞工作人员有较好的工作环境,安全保证程度较高,隧道管片和防水体系使用工厂化预制方案,进行机械化拼装操作,有更稳定的质量保证。另外此项方法和钻爆法相比,对隧道开挖深度要求更低,所以能够大大的缩短公路线长度。除此之外,盾构法掘进技术有较高的发展空间,设备的性能日趋完善,适用范围越来越广。可是因为盾构法掘进机的不足之处也相对明显,其建设的隧道断面形式与线型的受限程度明显,缺乏灵活度,曲线的半径需要在一定的大范围之内。另外使用盾构法在隧道掘进的过程中,需要更换刀具与刀具修整,操作工艺复杂程度较高,操作难度系数较大。
综上,因为盾构掘进技术的特点较为鲜明,因此在特长海湾或者海峡隧道的建设过程中,存在着其他各项施工方式无法取代的鲜明优势。为了更好的进行海底隧道的建设,我国需要大力扩大盾构掘进机的使用范围,海底隧道建设过程中,只要是可以选择盾构法建筑的工程,需要优先选择盾构法进行施工,为其发展创造更好的条件,便于多项宏伟壮大的海底隧道工程的施工建设[3]。
1.3钻爆法
使用钻爆法进行海底隧道的建设的成功案例很多,其中最典型的便是日本的青函隧道,该隧道长度为53.85千米,海下段长度为23千米,至今其仍然是世界上最长的海底隧道。我国第一例钻爆法修建海底隧道式厦门翔安隧道。
钻爆法的优势明显,例如隧道的断面能够进行灵活的变动,随机调整,空间利用率较高。另外施工方法与施工顺序调整性程度更加便利,机动性良好,对地层以及地质有较好的适应力。其依靠中间辅助坑道或者平行导坑做工作面的开辟操作,能够较大程度的提升整个隧道运行过程中的施工进度;其机械化程度可高可低,成本控制更加便利。就当下我国劳动力相对低廉的情况分析,使用此项方法能够有效的节省工程成本,特别是在掘进过程中如果遇到地质不甚良好的情况,例如突水、涌泥或者溶岩等情况的时候,使用此项方式的工程风险性较低。钻爆法在实际施工过程中有较广泛的使用阀内,在使用频率较高的隧道施工过程中,其施工所占比例较大。可是使用钻爆法施工的洞内环境不甚良好,工作人员的施工强度大,多次的进行爆破操作对隧道围岩有较大的侵扰性作用,对围岩的稳定性而言不甚良好。另外使用钻爆法进行长距离独头掘进的过程中,保证通风性程度较难,当下我国最高记录是7千米,一般情况下只能够深入约4千米上下,因为施工现场的环境较为复杂,因此在施工过程中难以对工程质量有稳健把握[4]。
在使用钻爆法施工的过程中,要同时联合多项辅助方式,例如注浆、锚固等等。这些工程操作方式在断层碎裂区域与软弱地层区域的有效性突出,海底隧道技术开发过程中,需要对其技术使用方式有更高的关注程度,促进施工过程中技术使用的有效性与稳定性的提升。
3.结语
工程建设过程中,需要以经济性和先进行的手段与方式完成工程设施的完善性与可靠建设。我国的海底隧道建设过程中,同样需要树立较好的工程观念,才可能进行正确的工程决策,也才可能建设出质量优秀的工程建设项目,
【参考文献】
[1]李兵. 钻爆法海底隧道建设期工程安全风险分析及控制[D].北京交通大学,2010.
[2]飞. 海底隧道围岩稳定性分析与控制研究[D].北京交通大学,2011.
篇4
关键词:软弱围岩 大跨 浅埋 施工技术
中图分类号:U455 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0063-01
隧道分为深埋隧道和浅埋隧道两种,浅埋隧道多数会有表层软弱堆积物、风化带、地形偏压、软弱围岩等特殊的地形、地质问题。在开挖的过程中可能会出现拱顶下沉急剧加大,地表开裂等问题。在浅埋软弱围岩隧道施工的过程中,要使用正确的方法和技术,才能保证施工的安全和质量。
1 关于大跨浅埋软弱围岩隧道施工的流程
2 施工技术
2.1 关于施工技术中的超前支护
针对软弱围岩自然稳定能力较差的特点,在隧道建设过程中必须进行超前支护。超前支护的内容包括小导管注浆、管棚、超前锚杆、帐幕注浆等等。
(1)超前锚杆。
在隧道开挖之前,需要在隧道的周围放置超前锚杆,从而起到预先加固的效果。超前锚杆的主要参考数据包括以下四个方面。
锚杆的长度I=3.2m~5.2m
锚杆之间的间距d=0.4m=0.6m
锚杆的直径φ=21mm~32mm
锚杆的外插角a=12m~17m
在隧道建设中,一般情况下使用普通的砂浆锚杆。在特殊情况下使用迈式锚杆和药包锚杆。
(2)小导管注浆。
在隧道建设发展的过程中所使用的小导管超前注浆技术,是在地基灌浆的基础上所实施的一种围岩加固技术,具有止水的效果。操作方法是在隧道开挖的掌子面上,在开挖轮廓线的0.3m~0.4m之外,钻孔并安装小型的钢花管,进而进行高压注浆的加固工作,要等到所注的浆液达到规定的强度之后再进行开挖。小导管注浆的主要参考数据是:
小导管的长度I=3.2m~5.2m
小导管的之间的间距d=0.4m~1.2m
小导管的直径φ=42mm~62mm
2.2 隧道建设中的开挖施工
在软弱围岩地质条件下进行隧道开挖,为防止隧道的拱顶急剧下沉并导致塌方,施工人员必须采取正确的开挖方法。例如分部开挖法、短台阶开挖法。若要增加软弱围岩的承压能力并减少对围岩的扰动,施工人员要采用全断面的光面爆破技术,而对于地质条件更差的地方,必要时采用半断面和弱爆破手段进行开挖。对于一些大断面或者特大的断面,施工人员要采取分部开挖法,现在常用的有CD法或者CRD法。当遇到一些较大的突发事件时,比如涌水,又或者一些特殊的地质状况时,比如溶洞、断层等等,就要适时地改变施工方法和手段,尽量的保证施工安全和隧道质量。
比较常用的开挖隧道的方法有两种:一种是非钻爆措施,比较适合于非常软弱的围岩地质;另一种是松动爆破、微震动爆破,这比较适合于平常的软弱围岩地段。
2.3 关于隧道建设中的监控量测
监控量测可以在最大程度上对软弱围岩隧道施工的方方面面进行监测,从而保证隧道的安全和质量,为隧道的施工方和设计方提供有效的参考数据。隧道的两侧主要分为两个方面,分别是施工前的量测和施工中的量测。施工前的量测工作主要有地质的调查、现场试验等,从中了解掌握软弱围岩的具体构造及特征。施工中的量测主要以现场量测为主,以监视施工的状况和控制变形,发现潜在的问题并提出科学的解决措施。施工中进行的量测工作主要有量测软弱围岩内部的松弛范围,量测坑道周围的位移,量测支护结构的自承能力等。
3 大跨浅埋软弱围岩隧道在施工中需要注意的事项
(1)在开挖隧道时,及时的采用网喷支护或者是在钢架的后面用木块将其填实,以防止隧道和超前导坑之间的土体因为软弱围岩的应力重新分配在开挖后脱落。
(2)钢架在加工之时,要保证它的线形要符合国家规定的标准,在安装之时,要保证每一个钢架要安装在与之相匹配的桩号上,不能混乱。
(3)在将钢架连接筋与钢架进行焊接时,可以把它调整到工字钢腹板的地方进行焊接,这使得焊接的效果俱佳。
(4)在隧道建设中,临时的排水有两种方式:一种是洞内超前排水,一种是洞口井点降水。两种方式均可以把隧道内的积水排放干净。在隧道的洞内进行排水,需要采取彩色的布铺设在隧道洞内,施工设备免于浸泡。
(5)进入工作面进行工作的人员,要严格遵守安全施工的规章制度,按规定正确佩戴安全用具,听从上级的指挥,自己不要断章取义,胡乱操作,以免发生事故。作为施工人员,首先要了解并掌握当前的工序状况,其次要检查施工地面是否安全,支护是否坚固,边墙和拱顶是否稳固。
(6)工作人员在施工过程中要牢记施工技术规范,在工作交接之时要做好书面报告工作,没有完成的工作地段要运用示警标示进行警示。在挖掘机开动之后,挖掘机的臂干、履带、铲斗的内部禁止站人,以防发生生命危险。
(7)隧道施工的用电要严格的执行《施工现场临时用电安全技术规范》(JBJ46-88)中的规章制度,以防施工人员误触带电的物体。
(8)在隧道建设过程中,对于一些从事高空作业的施工人员来说,确保自身的安全是最重要的。在进行高空作业之前,要认真的检查安全带是否合格,施工过程中所使用的爬梯、脚手架是否牢固、安全。
4 大跨浅埋软弱围岩隧道在施工中得到的经验教训
在施工过程中,过多的工序会增加工序循环的时间,减慢施工的进度,所以在施工过程中要适当的减少施工的工序。
在隧道施工的过程中,过多的干扰软弱围岩的稳定,可能会导致隧道地表的下沉甚至塌方,不利于隧道的建设安全。
5 结语
大跨浅埋软弱围岩隧道施工技术是隧道建设中常用的一种技术,它的广范运用,不仅有助于为我国隧道建设提供有效的经验和参考数据,而且有利于促进我国隧道建设事业的健康发展。
参考文献
[1] 臧春雷,张静.大跨浅埋软弱围岩隧道施工工艺[J].科技情报开发与经济,2011(17).
篇5
关键词:铁路隧道;施工技术;浅埋;发展
一、铁路的发展历程
铁路隧道建设技术是交叉性很强,涵盖多种专业的综合技术。近代以来,中国铁路隧道建设技术的发展,大体可以划分为三个时期:
1.1888-1949 年,前,铁路隧道建设基本是由人力开挖、机具简单、手工操作。当时铁路隧道建设既没有统一的专业技术团队,也没有完整的设计方案、施工规范,机械设备少之又少,方法简单,工人劳动强度非常大,效率很低。在当时建成的隧道长度超过 3公里的仅有 3 座。
2.在建国后 50-70 年代,铁路建设迅速发展,隧道施工方式也由人力为主转变为中、小型机械化施工,施工方法以上、下导坑法为主,开始采用平行导坑和管道进行施工通风。是隧道设计、施工技术有较大发展的时期。
3.至80年代以来,铁路建设大发展,长大隧道和潜埋隧道普遍建设。隧道建设从传统的矿山隧道方法向采用以“新奥法”原则指导下的新技术、新设备发展,隧道施工开始引用大型机械设备,是隧道建设技术追赶世界水平的时期。建设长隧道和潜埋隧道可降低线路越岭和避免使用短隧道群,使线路状态得到改善,有利于消除和确保运营安全,为适应特长隧道建设的需要,在隧道工程中大量引进国外先进技术和设备,促进铁路隧道建设技术快速提高。
二、主要施工技术措施
我国铁路隧道施工技术的不断发展,使我们现在所使用的隧道通过良好的优化方案,保证了施工安全和工程质量,技术人员采取洞内洞外联合加固措施,取得了良好的效益。在此,对于我国铁路隧道建设的主要技术措施对以下几点进行分析:
1、加强超前支护,最好采用双排导管对围岩进行加固,导管在拱部120°范围内实施双排交错建设,导管长度黄金长度在4米,管径在42毫米的无缝钢结构导管。环向的间距是30厘米,各层之间的间距控制在22-31厘米,施工外的相互插角在5-10°,导管搭接长度不可小于1.5米。
2、施工中尽可能的加长系统锚杆长度。原始的锚杆长度大约在3.5米内,最好由原始设计上的3.5米加长至4.5米左右,采用煤电钻成孔,使用药包式锚固药剂,保证锚杆的质量。
3、加强混凝土喷射施工质量控制。严格按照喷射标准施工,确保混凝土喷射的质量。缩短混凝土喷射的终凝时间,以尽早使支架与混凝同来抵抗围岩所带来的变形。
4、在施工中要加强测量。正确严谨的指导施工,测量工作应由专人根据规定的频率、时间对隧道围岩和地面沉降的收敛变形状况进行测量。按照测量的管理曲线进行等级划分,并及时对测量数据进行分析判断,如果出现异常,就立即停止作业,等进一步完善施工方案后在进行下道工序的施工。
5、压浆前为避免跑浆, 应对掌面使用混凝土网喷技术给以封堵,喷混凝土厚为20 cm, 掌子面封闭后, 然后对导管内进行压浆, 压浆使用最好为水泥浆, 水灰比例是1:1, 压浆顺序从下而上, 确保压浆效果。如果注浆管路较短, 而且没有弯头, 注浆管的压力尽量调整小一些, 控制在在0. 1 MPa 以内。
6、对现场仔细勘察,水位线预计从隧道底部开始到填充顶部。随着降雨量的不断增加,开挖后的渗水量较大,施工前应该准备足够的排水设备,根据水量变化及时的采取排水措施。
三、铁路浅埋隧道技术施工中的控制要点及经验
1、加强交叉施工的现场管理
明挖施工会将施工现场大面积挖开,为保证通行车辆与作业人员安全,现场要设置较醒目的标志和标识,并设有专人负责指挥,凡涉及到交叉作业问题,要积极与对方协调,全力维护现场。
2、加强二衬施工控制。
根据以往浅埋隧道技术施工资料来看,如果隧道浅埋厚度达到了100cm,远远大于黄土V级加强围岩衬砌厚度,这对衬砌机械承载力是个巨大的挑战,为保证作业人员和衬砌机械的安全,必须要加强二衬施工控制。
3、控制混凝土浇筑速度和塌落度。
控制混凝土浇筑速度和塌落度。混凝土的塌落度只需满足泵送要求即可,降低凝土的流动性,减慢混凝土浇筑速度,相对拖延浇筑时间,尽可能的让先浇筑的混凝土完成初凝,尽量减小衬砌机械的压力。
4、排水半管的质量控制
Ω100排水半管是无压排水技术的重要组成部分,首先在已经通过中间验收的初支表面,径向打入1m-1.5m的排水孔,主要目的在于把围岩内部中的毛细水引出,不至于让围岩和初支组成的支护框架长期受到水分压力的影响,再一点是为了有效的将水排出,然后把排水半管安装在泄水孔上,使围岩内部的水能够顺畅的流出,通过边墙纵向排水管排出洞外,避免导致受潮渗水,使防水层处于良好的环境中。
5、合理进行施工管理
在实际隧道建设中,施工方案的优化和比选,无非在特定的施工环境下合理的进行施工组织管理,加快隧道施工进度,提高建设效率。反之,即使有再好的施工方案,没有合理的进行施工组织也是一番徒劳。根据多年的隧道浅埋施工经验, 采用双向挖自同时施工,合理安排资源,密排工序,才可以得到行之有效,效而高质的隧道工程。
四、铁路浅埋隧道技术未来的发展趋势
近半个世纪来,中国铁路浅埋隧道建设技术虽然有了很大进步,但与世界铁路浅埋隧道长度不断增加并向水域方向发展的趋势比较,还有一定的差距。如果要建设出具有高技术、高质量、高效率的浅埋隧道,就必须学习和创新更适合我国铁路浅埋隧道建设的新技术。对于新技术的应用和改进,有两个方面可供参考,其一:运用新奥法技术,考虑围岩自身的承载能力,可在坑道爆破后采用喷锚和单喷作为初期支护,然后要多次量测位移,判断围岩基本稳定时间。再进行第二次支护,这样可以建造较经济的衬砌结构。其二:隧道掘进机开挖方法正在不断研究和改进,生产出各种新型机械设备。液压凿岩机械设备不断更新完善,使隧道建设进度大大提高。激光导向设备和光电测量仪器的使用,使隧道浅埋施工精确程度大幅度提高。目前,遥感技术、航空勘测、物探技术、量测技术和电子计算机技术的广泛应用,使隧道浅埋勘测设计技术水平也有了很大提高。通过各项隧道浅埋新技术和提高隧道建设管理水平,定会把铁路隧道浅埋即得发展推向一个新台阶。
总结:以上是笔者从实践出发对当代铁路隧道浅埋施工技术等相关知识进行了粗略的分析和研究。技术的创新,才是中国发展前进的动力,浅埋隧道技术在铁路建设中是一次重大突破,也证明我国在铁路建设上又跨越一步,中国铁路工程建设人员在总结自己的经验和学习国外经验的基础上。同样取得了许多成绩,即在施工控制、勘察设计方面以及运营管理水平等取得了显著的成果。
参考文献:
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[3]符玉新.铁路浅埋隧道施工的主要技术措施[C].河北道路建设快报.2003(14)
[4]贾玉清.中国铁路发展史[J].山东铁路建设研究院.2008(7)
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关键词:隧道工程;浅埋暗挖法;初期支护;模筑衬砌;沉陷抑制
中图分类号:U455 文献标识码:A
我们国家从20世纪80年代开始研究并实施浅埋暗挖法的隧道施工工艺,并在部分地质比较复杂的铁路隧道建设中取得了成功的技术突破,典型例子就是军都山铁路双线隧道进口段在黄土地层的施工建设。它为这一先进技术的实施开辟了先河,随后技术得到推广,相继应用到西单、东单、天安门西以及王府井四座地下暗挖车站。浅埋暗挖法,其本质含义就是当开掘浅埋地段隧道时,依据其周围环境的条件而采用暗挖法的施工工艺。它的工艺程序是借鉴了新奥法的工艺原理,即在开挖进程中选用若干种方法对围岩施以加固,并主要依托围岩的本身支撑力,在挖过后迅速施以支护并形成闭环,与围岩共同承载大幅度变形带来的巨大应力。
1 浅埋暗挖法施工技术特点
1.1 围岩变形引发地表形变。浅埋隧道由于所埋的深度比较浅,表面覆盖层比较薄,通常条件下,暗挖法施工的影响会较大程度地传递到地表面。要防止地表面建筑物、地下敷设的各类线路管网和地面交通设施受到干扰和损害,一定要充分抑制住地面下部和地表面的下沉和变态。在变形情况方面,既要注意到因为隧道开挖给围岩造成的下沉变形,又要注意到因为围岩的作用给支护结构造成的柔软性变形以及施工各个时期所有基础的下沉所造成的构架总移。
1.2 刚性支护结构或地层性质优化。在实施浅埋暗挖法进行隧道施工时,要把它的支护过程最大限度提前安排,支护的刚度要尽可能地取最大值,这样可以有效抑制地下层和地表面的下沉。在切实选取了恰当的开挖工艺方案和支护措施之后,还有必要采取间断地围岩优化和提前支护等手段。如此可以更有效地抑制底层的下沉变形。
1.3 充分发挥试验段的示范作用。因为所处区域和隧道施工地段地质结构的不确定性,一般均有必要把一段在地质特性上有普遍性的区域当做示范段,当实施好结构编制、建设方案、实验过程和测量的安排等工作之后,将试验地段提前一段时间开工。把施工进程中发生的地下层和地表面下沉变形、支护构架和围岩承力分布等与地表面的连带作用进行勘测、考量和评估。通过把试验地段获取的相关参数进行逆向分析还可取得更贴近现实的围岩应力数据,并能够凭借这些应力数据做精确的力学分析核算。依据对试验段建设的评估和总结,既可以把原有的施工方案设计做以改进,还能够把测量参数管理基准给与检验。
2 开挖措施和支护模式
2.1 开挖措施的选取。通常对于山区隧道的施工采用正台阶工艺进行;城市里和其周边地带的普通隧道可选取上台阶分区开挖方法或是短台阶方法;城市地下铁道列车站、地下大型停车广场等多跨隧道一般常用柱洞工艺、侧洞工艺或中洞工艺实施开挖工作。以北京地铁5#线为例,在大跨度暗挖车站的施工建设中,就是采用中洞法,先对隧道中间部分进行开挖。施工地段勘测数据要快速编织成曲线图,即画成位移与时间曲线的平面坐标图,在代表时间的曲线横坐标底下标明施工序号及开挖工作面与勘测断面的距离。在曲线比较平稳的阶段,要做数据运算及回归评估,以便估算比较稳定时间段、最大位移数值,把握位移的内在转化的逻辑性。依据勘测执行基准和隧道施工每个区域的下沉变形执行基准实施建设管理。在勘测数值超出执行基准时,必须查找超出标准的理由,特殊情况要将已作出的支护结构加以强化或优化建设方案。在曲线显示反转点时,也就是位移参数发生反常的快速上涨情况时,说明围岩和支护已经出现了波动情况,此时,必须加大监测力度并迅速强化支护结构。特殊情况时要迅速中断施工进程,而且运用加固工作面的手段以确保建设过程的安全稳定,在得到圆满处理之后,方可开始下一步开挖进程。隧道开挖过程中要最大限度地降低对围岩触动,首先选取掘进设备及人工开挖的方法。选去爆破方法施工时,要注意深度不能大,爆破力不能过强。有特殊需要时,须对爆破过程产生的震动实施监控。每次爆破进展深度通常不要超过一米。
2.2 支护模式。浅埋暗挖法开挖的隧道通常都实行重叠式衬砌。在支护编制时应归类为三种情况:(1)初始期支护结构承担整体负荷,第二次支护只作为安全备用考虑;(2)一次支护与二次支护合力承载;(3)初始期的支护只用作施工阶段的暂时性支护,第二次支护当做主体承载构架。编制时要把结构编制、施工工艺、支护模式、配合施工手段等做以整体评估分析,且依托试验给予证实,在隧道开挖的整个阶段依据勘测数据给予持续优化。除此之外,我们还采用岩土铺固技术。例如北京地铁4#线西单站上跨地铁1#线复―西区间时为控制区间隧道上浮,应用底层锚杆技术,从而将隧道锁在锚杆上,抑制其上升。
3 抑制下沉变形和防止坍塌
3.1 施工地段监控勘测。在采用浅埋暗挖工艺方法进行施工时,需将施工地段现场勘测当做一项关键性的任务,且要把开挖现场时时刻刻都纳入可监控的范围之中。其目的是切实做好工程建设的安全保护和塌陷变形的抑制工作。例如,在北京复八线建设中,就将第三方检测引入其中,维护建设安全。
3.2 勘测执行基准。隧道施工中一般选取位移勘测参数并将其当做信息控制对象。执行基准数值要依据开挖地段的具体情况来确定。当地面建筑受地层下沉的作用而发生明显的变化时,选取抑制下沉的各种方法都没有效果或耗费相当大时,应该再选用增加结构牢固性的方法,且设定适当的基准值。
结语
因为浅埋暗挖隧道施工工艺有很多独到的技术优势,所以在铁路隧道施工中得到了很广泛的普及。尤其在我国地铁车站的建设中更给予了大力的应用,并取得了丰硕的成果。本文通过对浅埋暗挖隧道施工技术的特点和施工方式做了较详细的叙述。但实践证明,此项技术还有一些需要完善的内容,尤其是复杂结构的受力转换、抑制下沉的措施等方面要给予更高程度的关注,使这项技术随着科技的发展走向更成熟的阶段。
参考文献
篇7
本文以隧道工程为研究对象,针对相关问题展开了讨论。文章首先介绍了我国隧道工程的发展现状,在分析了隧道工程中存在病害问题的基础之上,最后提出了对于我国隧道工程健康研究的意义。本文旨在为隧道工程的相关问题研究提供一些参考和借鉴。
【关键词】隧道;病害;健康
一、我国隧道工程的发展现状
近年来,世界各国长大隧道的不断建成,无疑为世界隧道的大发展掀了起一股新的。我国是一个多山的国家,山区面积约占总面积的三分之二,铁路和公路一直是我国人民出行的主要交通方式。随着生活节奏的加快和科技的进步,人们对安全、快捷、舒适、方便、经济的运输方式的需求日益突出。过去的道路盘山越岭,既不经济也不安全,已不能适应时代要求。隧道以其自身具有的改善线路,缩短里程和行车时间、提高运营效益等方面的优势,在道路建设中的优越性越来越多地为道路建设者和设计者认可且被大量采用。
随着我国国民经济实力的不断增强,特别是西部开发的不断深入,公路和铁路建设步入了时期。在最近几十年间,我国的公路里程将大幅度增加。而在交通大力发展的同时,我国可耕土地与道路建设用地的日益矛盾凸现出来,为了解决这一问题,隧道工程在建设中所占线路长度比例迅速提高,而这在客观上极大的地促进了隧道工程的发展。
根据有关资料表明,我国大陆已建成铁路隧道超过七千座。从最近几年的建设规模和速度来看,铁路隧道和公路隧道分别约以每年300km和200km或更快的建设速度在增长。目前,我国的隧道建设技术水平也有了很大的提高,隧道对我国的经济建设与发展也起到了积极的推动作用。从隧道的数量、规模和建设速度来看,我国已成为世界上隧道和地下工程最多,最复杂、也将是今后发展最快的国家。
二、隧道工程中存在的病害问题
随着我国隧道工程的快速发展,隧道工程病害问题日益凸显。我国地域自然条件差异较大,隧道穿越的山体工程地质条件、气候条件、水文地质和设计、施工、运营等条件复杂多变,早期修建的隧道经常出现隧道拱顶开裂、边墙开裂、拱顶空洞、衬砌损坏、隧道渗漏水、隧道冻害、围岩大变形、衬砌厚度薄、混凝土强度低、隧道内空气污染等病害;另外,由于各方面的原因,隧道内部的照明设施不足等引发交通事故,也是可能引发灾难性火灾事故的隐患所在,甚至部分隧道在投入使用的前期就出现比较严重的隧道病害。因此,隧道的健康问题变得日益突出。
我国公路隧道的快速发展也经多年的经验,但是目前隧道的运营状况十分堪忧。隧道和其它地下建筑的维护与修缮问题是土木工程的主要任务。虽然我国目前多采用新奥法进行隧道设计与施工,隧道的建设成就世界瞩目,但是隧道施工单位的良莠不齐和“重建设、轻维护”的理念,使目前隧道及地下工程健康问题严重。另一方面,由于我国隧道建设与维护的经验相对国外来讲,目前尚存在一定的差距,对隧道及地下工程健康的认识存在着严重不足。从目前现有的资料来看,满足结构物功能要求的混凝土的耐久性可能只有60年左右,喷射混凝土就更低了,只能满足30年不维护的要求。而一般混凝土结构物的使用寿命,都应该在100年以上,对于高速公路和作为运输动脉的铁路来讲,隧道更应该成为道路的重中之重,成为隧道建设和维护的咽喉工程,延长隧道结构的寿命,将成为今后地下工程工作者的首要任务。
三、对于我国隧道工程健康研究的意义
1、隧道健康的提出
任何结构物都有其寿命,隧道和地下工程也是如此。为了尽可能延长其使用,我们必须要掌握在隧道使用过程中发生或可能发生的各种病害,并推进病害发生的原因,评价结构物的损失程度和研究是否采取相应的措施和对策,以延长其寿命,提高其服务功能。从结构物劣化曲线的意义我们可以清晰地认识到结构物及时维护的重要性和必要性,隧道和地下工程同样遵循这个规律。
既然隧道和地下工程都需要及时维护,那就存在一个问题――这些工程都是隐蔽工程,怎样才能知道此类结构物需要维护,到那种程度进行治理可最大程度延长隧道寿命,达到最佳效果。这就需要对此类工程病害的程度进行判定,需要一个判断依据,使工程技术人员据此可以决定此结构物是否需要及时维护。到目前为止,还没有一个较为权威的、被大家公认的可以接受的判断依据。因此,如何对现役营运隧道或新建隧道等地下建筑物进行病害与灾害预防和控制就显得极为重要,成为目前公路与铁路交通的研究重点和热点问题。
近年来,有学者对隧道和地下工程的健康诊断做了一些研究。健康诊断,就是指结构在受到自然的(如地震、强风、洪水、地下水压力与侵蚀等)、人为的破坏之后,后者经过长期使用之后,通过测定其关键性的指标,检查其是否受到损伤。在允许的条件下,结合损伤识别技术,确定损伤的部位,评估损伤的程度,预测剩余的有效寿命。其主要任务就是判断结构的损伤程度,可以从不同的层面进行理解。隧道健康诊断是指对影响隧道结构物安全性、耐久性的病害进行检查和调查,并对隧道的病害进行分析,评价隧道的安全状况,提出整治病害的对策和措施。隧道健康诊断主要包括对隧道病害的检查、调查、分析和隧道安全性的评价,以及提出隧道病害整治的措施。
2、隧道工程健康诊断研究的价值
目前在公路隧道及地下工程健康方面的研究,主要侧重于隧道病害,机理研究较少,处理方法探讨较多,研究成果始终停留在较低的科学层面,这可能是目前公路隧道病害日益发育的根本原因。鉴于此,隧道及地下工程健康问题研究应遵循下述原则或思路:
(1)从病害现象上升到公路隧道及地下工程健康理念,公路隧道现行、结构形式、结构材料及隧道危岩构成隧道及地下工程健康的有机系统,采用系统论、多学科耦合方法实施公路隧道及地下工程健康研究。
(2)高度重视公路隧道及地下工程健康诊断机理研究,宏观和微观结合,建立健康频谱,构建公路隧道及地下工程健康智能诊断机理。
(3)随着我国公路交通事业建设的快速发展,隧道及地下工程健康状况日益成为公路隧道养护中极其重要的环节,从公路隧道及地下工程健康因子、健康状况恶化原理、健康诊断及健康控制等方面,推动隧道研究的科学进展,具有紧迫的现实意义。
【参考文献】
【1】新安,黄宏伟.隧道病害与防治[M].上海:同济大学出版社,2011
篇8
关键词:基坑工程;邻近地铁;结构基础
中图分类号:TU753 文献标识码:A
在地铁建造的过程中需要建设很多的隧道,隧道的开挖会影响到地层的结构的稳定性,容易发生坍塌等事故,因此对于基坑的开挖需要保证结构的稳定,并且能够支持本身需要的承载能力,在岩土工程建造的过程中也会对原有的隧道结构的稳定性产生一定的影响。本文就介绍了基坑开挖相关概念,并分析了基坑开挖对邻近地铁影响的主要方式。并总结了分析基坑开挖影响因素的相关数据技术。
1.基坑开挖工程
1.1基坑变形理论
基坑在开挖的过程中会影响到基坑附近地层结构的稳定性和承受能力,具体是由于基坑在开挖的过程中会降低开挖地面的承载能力,一旦开挖出的承载能力降低,附近地面的承载力就会加大,造成了附近承载力超负荷而发生变形的情况。附近的围护墙随着两侧承载力的加大而承受更大的压力,在坑附近的土在不断地向坑移动的过程中对围护墙的压力越来越大,导致围护墙变形,周围的压力增加会挤压坑底导致坑底发生凸起的状况,并且基层开挖的导致的坑底的凸起以及防护墙的移动也促进了附近地层结构的变化。当坑底开挖的深度大时,会造成更大的卸荷,卸荷是形成坑底凸起的主要原因,而凸起的形成是因围护墙位置的上升,当围护墙不断上升,坑底的凸起不断升高就会导致地面超负荷承载,坑底周围的结构会发生塑性变形,不过这种现象会随着工程的停止而不再发生凸起的现象,塑性的变形在一定条件下还可以恢复原状,但是一旦超出塑性变形,将会对周围的结构造成不可复原的毁灭。因此在开挖时就应该在出现塑性变形时就要采取一定的措施降低坑底的凸起以及围护墙的变形。
1.2基坑工程
基坑是隧道建设的基础,基坑的建设不仅涉及建设隧道本身的安全稳定性,还会影响到周围结构的建设,特别是邻近隧道、地铁的稳定性,因此要对基坑工程进行监测,以保证基坑建设的稳定性,基坑工程是在岩石工程的基础上进行系统化的建设的一个过程,它的实施结合了(土力学、高等土力学、工程地质学、结构力学、工程环境及岩土工程施工等)各个学科进行综合性的研究和设计。由于基坑工程设计时涉及的工程量大,考虑的因素较多,在进行实施监测过程中十分的复杂。基坑工程不仅要考虑到实施现场土地的强度、稳定性以及承受变形的能力,还要考虑到土地与施工材料结合在一起是否能够共同支护,相互作用的关系都需要考虑。
为了解决这些难题,目前很多工程师都提出了相应的方案,目前在研究这些影响因素上主要研究方法有3种:根据实际的经验总结,通过模拟实验进行研究以及通过理论进行分析。根据实际的经验进行总结的方法是一种很传统很直观的方法。这种就是根据已有的工程数据总结常见的各种影响因素,并分析这些影响因素与工程数据之间的联系,以总结出相应的规律。而实验研究的方法是目前科研机构常用的方法,这个方法研究起来比较简单,并且很容易根据需求进行修改,因为是试验模拟,还可以重复大量地进行来总结相应的变化规律,以分析出各种影响因素对邻近地铁结构影响的作用效果以及作用方式。理论分析的方法则是利用现代化的计算机技术对影响因素进行计算机数据模拟,通过模拟相关因素,并对相关因素进行优化,以降低对周围结构的影响,这个研究的方法在数据计算上十分的精确,在未来基坑工程建设中的作用也越来越大。
2.影响地铁隧道变形的具体因素
2.1基坑与隧道之间的水平距离
基坑对邻近隧道的变形影响主要取决于基坑与隧道之间的位移关系,很多基坑工程的实例证明,基坑与隧道之间的水平距离越近,越容易引起周围环境的变形,因此,在考虑基坑的位置时随着基坑与周围建筑物的水平距离越近,越容易导致周围建筑物向基坑方向倾斜,并且随着基坑开挖的深度逐渐增加,这种变形影响的程度就会越大。在进行基坑开挖的过程中要对基坑工程进行监测,通过对附近建筑物以及隧道的倾斜角度有利于准确把握基坑c隧道之间的水平距离,保证邻近隧道的变形以及基坑沉降的程度在可以控制的范围。特别是针对距离基坑位置比较进行的隧道更应该加强对隧道地表沉降变形的监控,并且做好相应的防护措施,尽可能地不要将基坑建设在地层变形主要影响区域,以防止隧道安全结构遭到破坏。
2.2隧道与基坑之间的高差
基坑的深度越深对周围建筑形成的沉降差越大,就会导致隧道土层结构的变形程度加大,许多研究表明基坑的深度与建筑物的沉降成正比,不过对一些基础掩埋时加入一些质量较好的石硕可以提高土质之间的牵引力,以减缓这种基坑的深度对周围隧道变形的影响。但是基坑如果较浅对隧道产生的变形影响程度虽然小,但是产生的影响比较不均匀,也不利于邻近隧道的稳定性,同时基坑如果深度不够,不仅不能够满足工程使用需求,并且还不利于其本身结构安全性需求。因此,在实际的基坑实施过程中应该加强控制基坑的深度,要综合考虑工程本身的需求以及邻近隧道建设时基坑的深度进行合理的选择。
3.优化方案
3.1构建计算模型
对于基坑对邻近隧道地铁变形的影响分析主要是利用现代化的计算机技术来确定基坑工程的设计方案,以降低基坑对周围建筑物结构的影响。其中连续介质有限元法计算技术是构建计算模型的主要方法,该技术结合了计算机相关的软、硬件,以土力的岩石力学为理论基础综合基坑工程周围的隧道建设环境来对基坑工程与周围隧道之间的相互影响力进行一个分析并计算出解决的方案。随着计算机技术的不断改进,构建计算模型的相应的软硬件设备也不断的改进。利用计算软件模拟可以计算出不同支护装置对附近建筑物结构变形的规律,还可以分析在开挖过程中建筑物的沉降变化规律等,从而优化选出最为合适的工程实施方案。
3.2构建三维模型
构建三维空间模型则是将三维立体结构与计算机数据模拟结合在一起对基坑结构建设进行分析,这种方法有利于提高计算结果的可靠性,并且经过三维模型的不断模拟重复性高,可分析研究的因素多,更适合与对邻近隧道影响因素的分析,三维模拟分析在进行模拟时选择了常规的土工试验数据为参考依据,对基地的负载和沉降度进行不断的模拟,对参数进行不断的修正以提高模拟数据的精确度。目前模拟数据结果的精确度十分的高,对于分析基坑对邻近地铁变形因素十分的方便、高效。
结语
综上所述,城市的不断发展对于地铁建设的需求越来越多,基坑开挖是保证地铁安全性的重要保障,基坑开挖的深度和水平位置不仅影响着基坑本身结构的稳定性,还会影响到邻近隧道的安全性,基坑的开挖总是容易导致附近土体结构的变形,对于附近的建筑物的安全性造成一定的影响。在对开挖过程中对附近土体变形的影响分析主要采用了计算数值模拟以及三维模型建立。通过模型的建立来优化基坑开挖方案,以降低对周围地铁隧道建设的影响。
参考文献
篇9
关键词:公路工程新奥法隧道施工技术及合同管理
随着我国经济技术的跨越式发展,公路等级越来越高,对公路线型要求也在逐步提高,在山岭区追求线型平顺,就不可避免地大量修建桥梁隧道,尤其在山岭区修建高速公路,桥隧比大多高达20%以上,隧道占路线总长度的比例也大多在10%以上,多数山岭区隧道的地质情况是复杂多变的,且埋深较大,难于保证地质勘察的准确性和完整性,施工过程中,不仅安全风险大,如处理不当,还会浪费大量建设资金,隧道质量也很难得以保证。随着隧道监控量测技术的不断改进、隧道支护技术的不断完善和隧道设计技术的更新,新奥法隧道设计施工技术在山岭区隧道建设过程中得到越来越广泛的应用,成为在软弱破碎围岩地段修筑山岭区公路隧道的一种基本方法。
新奥法以隧道工程设计施工经验和岩体力学的理论为基础,采用光面爆破技术,将锚杆和喷射混凝土组合在一起,作为主要支护手段,及时进行初期支护,控制围岩的松弛和变形,充分利用围岩的自承能力,使围岩成为支护体系的重要组成部分,并通过对围岩和支护的监控量测来指导下道工序的设计和施工。贵州省晴隆至兴义高速公路隧道施工在新奥法应用方面进行了有益的实践和探索,取得了良好的效果。
贵州省晴隆至兴义高速公路路线全长70.91公里,设计速度80km/h,有6座隧道计8834.5延长米,隧道占路线总长度的比例为12.5%,全部隧道建设均采用新奥法施工,通过动态设计手段较施工图设计预算节约较多投资。
施工顺序
新奥法主要施工顺序如下:
1、洞身开挖:山岭区公路隧道洞身开挖主要采用钻爆法施工,其主要工作内容包括:放样、布孔、钻孔、装药、爆破、通风、清渣、清理松动岩石等作业。
为充分利用围岩的自身支撑能力,应采用光面爆破,微差爆破技术或机械开挖方式,减小对围岩的扰动,并尽量采用全断面开挖,地质条件较差时可以采用台阶法等分部开挖方法。一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好的中硬岩,一个循环长度可为2.0~3.0米,岩层节理、裂隙发育;风化严重、或地下水发育地段应尽量短些,以1.0米左右为宜。
如围岩破碎,自稳时间过短,要在开挖前,对前方围岩进行超前支护(超前锚杆、超前小导管预注浆、超前管棚等);如地下水发育,应采用超前预注浆止水技术,以策安全。
2、初期支护:主要工作内容包括:初次喷射混凝土、打设锚杆、挂设钢筋网片、架立钢或格栅拱架、复喷混凝土等作业。
在洞身开挖作业完成后,应尽快喷射4-6cm厚混凝土,初次喷射混凝土的时间应尽早进行,在二分之一围岩自稳时间内完成为宜。可在开挖的渣堆上进行,先初喷,后出渣,以争取初喷时间。
为使围岩形成一定厚度的承载拱,应按一定间距打设系统锚杆,与深层围岩共同受力,挂设钢筋网片,架立钢或格栅拱架后,复喷混凝土,将锚杆、钢筋网片、拱架等包裹在复喷混凝土内。
初期支护也称柔性支护,与围岩紧密粘结并允许有一定程度的可缩性,允许其与围岩有一定的协调变形,以释放围岩应力重分配产生的过大集中应力,并在围岩中形成一定范围的塑性变形区,初期支护在与围岩共同变形中受到压缩,对围岩产生越来越大的支护反力,亦使围岩的自承能力得以充分发挥。能够抑制围岩产生过大变形,有效控制围岩塑性区适度的发展,防止围岩发生松动破坏。
在初期支护施工过程中,应按监控量测要求埋设应力计、应变片及测点量测装置,以便有效进行位移、应力等监控量测数据的采集,依据量测数据及现场观察情况了解围岩的动态,以及初期支护抵抗力与围岩相适应的程度,以便调整相关支护参数。
3、二次衬砌:主要工作内容包括:防水层、钢筋制安、模筑二衬混凝土等作业。
初期支护完成后,根据监控量测结果,在初期支护和围岩趋于稳定后,及时进行防水层和二次衬砌施工,起到提高整个隧道复合式支护结构安全度的作用。
新奥法施工要点
1、严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的隧道施工“十八字”方针。
2、新奥法将围岩视为隧道承载结构的一部分,因此,施工时应尽可能全断面掘进,以减少隧道周边围岩的扰动,并采用光面爆破、微差爆破等措施。减少对围岩的震动,以保全其整体性。同时注意隧道表面尽可能平滑,接近设计断面,避免局部应力集中。
3、施工过程中既允许围岩有一定量的变形,发挥围岩的固有强度。又要避免围岩变形过大,导致围岩强度的削弱,甚至引起失稳、结构破坏。
4、充分重视监控量测工作,在施工过程中通过监控量测,对围岩和支护结构工作状态进行监测。并用监测结果完善设计,修改设计参数,指导下步施工。
5、有条件时,初期支护优先选择湿法喷射混凝土,以控制回弹量和粉尘,改善作业环境,保证工程质量。
新奥法隧道动态设计合同管理体会
新奥法与其它传统隧道施工方法的主要区别是主动与被动支护相结合的动态设计,通过动态设计、施工、监控量测的不断循环,使隧道施工和设计不断完善、不断优化的过程如下:
动态设计在隧道建设中是一把双刃剑,其具体表现为:对于单价合同,隧道施工成为施工单位追加投资的热点;对于总价合同,它又成为施工单位节约投资的热门。因此,运用得当,它是福祉;运用不当,它是灾难。
由于岩体生成条件与地质作用的复杂性,施工条件的复杂性,以及对支护参数准确性的要求,在动态设计、施工、监控量测的循环过程中,施工单位是实施主体,动态设计(变更设计)的主动权往往掌握在施工单位手中。
对于单价合同来说,偏于安全的保守设计,施工单位一般不会提出变更设计要求,达到修改设计参数,节约投资的目的;而对于变形或应力较大的地段,施工单位则会提出变更设计要求,通过修改设计参数,加强支护,达到追加投资的目的。
对于总价合同来说,偏安全的保守设计,施工单位会根据地质超前预报和监控量测分析结果提出变更设计要求,节约建设成本,而对于变形或应力较大的地段,有些施工单位常常存在侥幸心里,冒险蛮干,而使新奥法动态设计优势尽失,导致隧道施工存在安全隐患。
篇10
1公路隧道施工的特点分析
隧道工程是公路建设中不可避免需要建设的工程,但是因为隧道自身的特点,导致隧道施工具有很大的难度,而且施工的工艺也相对复杂。隧道施工的特点具体表现在以下几点:第一,在隧道工程建设中不可预知的因素众多,其中最为主要的就是隧道施工区域的地质条件,通过对以往施工工程的调查发现,在施工之前虽然会采取相应的地质勘察工作,但是对于全部的地质情况还是没有足够的了解以及控制,对于隧道工程建设区域存在的泥石流、瓦斯底层等地质不能够有效的预测,对隧道工程的有效进展造成了许多阻碍。第二,针对建设区域的地质变化而言,因为隧道工程对于原有地质结构特点产生一定的破坏,对于该区域内的地质变化情况不能提前预知,使得整个隧道施工工程具有一定的危险性,也因此我国隧道工程建设中常有塌方等危险事故发生,工程的安全性不高。第三,工程各个施工环节具有一定的隐蔽性,因为隧道施工技术应用中,每一个技术环节都是环环相扣的,一项施工环节结束后,后续施工工作马上开展,这样后续工作会直接覆盖前面施工环节,同时也为工程质量的检验工作带来了一定的难度,往往工程建设中出现的问题很难在第一时间发现,最终对整个隧道工程的施工质量造成严重的影响。
2公路隧道施工的常用方法
随着社会的发展,公路隧道得到很大发展,同时对于施工地质要求也是越来越高,如果没有采取有效的措施解决问题,非常容易引发一系列的塌方、泥石流等事故。就目前的情况来看,公路隧道施工中已经通过勘测技术对其进行防治,但是也只能在一定程度上对其进行避免,不能完全的防止,因此还是会对工程质量造成很大影响,对此为了确保工程顺利进行,保障工程质量,需要采取合适的方法,主要包括以下几点。
2.1分部施工法
进行公路隧道施工的时候经常会出现底层松散的现象,对此通常情况下会采用分部施工的方法,从而在一定程度上稳固围岩。
2.2超前支护法
进行公路隧道施工的时候常常会有临时性的支撑围岩结构,包括一些地段会出现问题,类似于非粘性砂土层太厚,从而影响工程施工,对此我们会选择采用超前支护的方法,其主要是通过在隧道开挖面的前方边界围岩处插入锚杆、钢管、钢板等一些附属物,从而为工程顺利施工提供一定的保障,防止出现塌陷的情况,对于这种情况也可以加上注浆加固工艺,这样会大大提高支撑性能。
2.3超前灌浆法
通常情况下会选择灌浆加固方法进行松散围岩的加固,其具有很多优势,比较适合于在一些条件恶劣的地方,需要注意的是对于洞内灌浆段的长度和压力的强度都是需要分别控制在50m和2MPa以下的。
3公路隧道工程施工技术
3.1工程概况
某一高速公路路线建设中的隧道工程,该工程的轴线指向南北方向,隧道工程的起始点位于山体的北面,隧道开挖洞口所处位置的地形并不是十分良好,有些倾斜,在工程建设区域附近有一条河流。当隧道施工挖取到30m左右时发现该施工位置的涂层以1.5%的坡度逐渐下降,给工程顺利进展造成了严重的阻碍。经施工方与设计人员多次研究,最后决定采取从隧道的两个端点同时进行施工的施工方案。
3.2合理安排施工作业线
根据隧道的实际情况进行作业线的安排,首先需要严格地按照设计要求进行内部的挖掘,大概控制在40m~50m作业,然后是进行中墙的浇筑,等到混凝土强度符合相关要求,就可以进入左洞,这个时候对于左洞和右洞的掌子面距离是控制在10m左右的,对于左右洞二次衬砌与掌子面的间距是在25m~35m之间的,其主要是为了使得隧道进口和出口位置上能够很好的形成中导洞、中墙、左右洞开挖、二次衬砌的施工作业线,其主要的目的是为了方便施工,减少施工工期。
3.3初期支护
初期支护主要包括3个工序:制管、钻孔、管道安装及注浆。制管,对于该工程的初期支护主要使用的是热轧无缝钢管,管长、外径以及壁厚的长度分别为5m,5cm以及0.5cm,同时会将管子的两端分别制作成锥头形状和焊接上钢箍,然后就能够进行钻孔工作,需要注意的是要控制孔间的距离在150mm,其也就是注浆孔。钻孔,首先是孔眼的确定,其主要是通过开挖作业面支撑点,在其最近的地方进行确定,然后布置各个小导管的间距,分别为3.2m和2.5m。管道安装及注浆,其主要是做好成孔清理工作,一般情况下会选择使用高压风,等到小导管安装好再进行注浆工作。
3.4洞身开挖
对于该工程的洞身开挖主要分为2个部分,中导洞和左右洞开挖。中导洞,成洞面的工作完成后就可以开始开挖中导洞,具体的过程是进行循环的开挖,距离是在0.5m~1.2m,等到开挖成型后经过检查就能够开始混凝土的浇筑。然后定位锚杆孔,最后开始钻孔施工,完成后是清孔和水泥砂浆的注浆工作,待到完毕以后开始对接拱架,其主要的方法是使用U形钢筋的插接。因为本工程中导洞主要的开挖方式是两台阶,因此开挖的顺序应该是上台阶、支护、下台阶。左右洞开挖,等到强度达到70%以上才能开始开挖左右洞,在该过程中主要采用的是两台阶分部平行开挖。需要注意的是进行实际的工程施工时,上台阶开挖时需要挖出一个环形导坑,然后再开始中核开挖,中核与拱顶的距离要控制在一定的范围内。
3.5二次衬砌
二次衬砌不仅对围岩起支护作用,而且还美化了隧道外观,所以衬砌质量必须要达到内实外光的效果,以保证隧道的美观。如果初期支护的围岩变形,且变形速率无减缓迹象,严重超过规范要求,初期支护多处开裂时,必须及时采用临时应急支顶措施,如果因此影响到二次衬砌的质量,就必须对支护类型和参数进行及时调整,做到既能有效控制变形,避免塌方发生,又能保证工程质量。另外,在挑选二次衬砌所用的台车时,要尽量挑选表面平整、接缝严实的大模板或整体式模板台车,必须要满足设计的要求,选择合适的刚度,减少模板变形等问题,这样才能保证衬砌表面的光滑平整,还有就是做好防排水措施,避免渗漏水。4公路隧道工程施工过程中的难点管理结合工程我们可以总结出公路隧道工程中施工技术存在的难点,以下分析了公路隧道工程中施工技术难点和对策。
4.1材料选择
在公路隧道工程建设的时候其非常重要的部分是材料,其直接影响着工程质量,因此需要我们重视。对于公路隧道工程,其路面需要具备相应的条件,包括车辆使用需求、雨水的渗漏等。因此一般情况下会选择使用颗粒度比较小、空隙也比较小的混合配料,从而能够起到防渗的效果,延长公路使用年限。
4.2溶洞的施工处理
在公路隧道施工中一大难点是溶洞施工,其是千变万化的。就目前的情况来看,我们也采取了一些相应的措施来解决各个溶洞的问题。主要包括:一般情况下我们会选择使用钢筋混凝土梁跨越的方法来解决大溶洞内填充物都比较松软的情况,但是其会大大增加成本。因此实际的操作是需要根据洞内的时间情况进行。但是如果是干溶洞,就需要多考虑因素。
4.3防排水工作的处理
公路隧道的使用寿命会受到积水的直接影响,因此解决好排水问题非常重要。在施工之前需要结合实际情况进行合理的设计,同时充分的考虑防水台以及背面排水的问题,从而确保排水正常进行。
4.4安全管理的问题