時間:2022-09-16 02:22:23
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇隧道施工技術(shù),它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1問題的提出
隧道工程施工條件復(fù)雜,工期、質(zhì)量、安全要求嚴(yán),成本控制難,競爭激烈,施工風(fēng)險高。雖然有“金隧銀橋”的說法,但在復(fù)雜的施工條件下,隧道施工技術(shù)管理不好,常會導(dǎo)致出現(xiàn)大虧或小盈的現(xiàn)象。特別是長大復(fù)雜隧道,其面臨的可變因素更多,工程項目管理難度更大。施工技術(shù)管理作為工程項目施工管理的核心工作之一,對工程項目的施工安全管理、質(zhì)量控制、進度控制、成本控制等方面具有非常重要的作用。19世紀(jì)是高層建筑的世紀(jì),20世紀(jì)是橋梁工程發(fā)展的世紀(jì),21世紀(jì)將是隧道及地下工程發(fā)展的世紀(jì),因此,面臨21世紀(jì)隧道及地下工程發(fā)展的重要機遇期,發(fā)展隧道工程施工技術(shù),加強隧道施工技術(shù)管理勢在必行。加強施工技術(shù)管理,不斷提高施工技術(shù)管理的“精細(xì)化管理、人性化管理”水平。
2隧道施工技術(shù)管理在項目管理中的作用
隧道施工流水線作業(yè),各工序依次展開,施工技術(shù)管理的好可以起促進作用,反之則起制約作用。在激烈的市場競爭條件下,只有人員、設(shè)備、材料等資源優(yōu)化配置,并不斷加強施工技術(shù)管理,才能實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗工程。實現(xiàn)這一目標(biāo)也是企業(yè)的立足之本。隧道施工技術(shù)管理在項目管理中發(fā)揮著重要的作用,其主要體現(xiàn)在安全、質(zhì)量、進度、成本等方面。
2.1加強隧道施工技術(shù)管理是確保隧道施工安全的有效途徑
在施工方案制定及技術(shù)交底實施過程中,必須充分考慮每道工序潛在的危害,明確危險源,采取有效的預(yù)防措施,并制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案。由于設(shè)計勘察手段有限,隧道施工中面臨的可變因素較多,特別是地質(zhì)條件復(fù)雜的山嶺隧道,隧道施工中常面臨涌水、突泥、瓦斯突出、塌方等安全隱患。在施工過程中必須充分利用綜合超前地質(zhì)預(yù)報手段,以探測隧道前方地質(zhì)條件并指導(dǎo)施工,合理規(guī)避災(zāi)害風(fēng)險。在長期的施工技術(shù)管理中,我們積累了豐富的經(jīng)驗。比如整理,瀏陽河隧道出口在施工人員進洞之前進行安全講解,并在洞口樹立危險源警示牌,時刻提醒進洞人員注意施工安全;此外,每月進行安全質(zhì)量大檢查,綜合各部門專業(yè)人才,掃除安全質(zhì)量死角。
2.2加強隧道施工技術(shù)管理是實現(xiàn)施工項目管理質(zhì)量控制的根本保證“安全是天,質(zhì)量是命”這是不可否認(rèn)的真理,但在一定程度上來說,確保施工質(zhì)量是保證施工安全的重要前提。實現(xiàn)施工質(zhì)量控制要做到:施工工藝要可靠、現(xiàn)場實施要到位、試驗檢驗要及時。隧道施工隱蔽工程較多,如果事后發(fā)現(xiàn)問題整改困難,并且依靠雷達檢測、聲波檢測等先進的檢測手段,即使施工完畢也能對隧道實體一覽無余。因此,施工中必須加強過程控制,并進行必要的檢驗監(jiān)測,只有上一工序合格了才能進行下一工序的施工。
2.3加強隧道施工技術(shù)管理是實施施工項目管理成本控制的重要手段施工項目成本控制是指項目在施工過程中對影響施工項目成本的各種因素加強管理,并采取各種有效措施,將施工中實際發(fā)生的各種消耗和支出嚴(yán)格控制在計劃成本范圍內(nèi),消除施工中的損失和浪費現(xiàn)象。施工技術(shù)方案的好壞直接影響項目管理成本控制,施工方案如果制定得合理、可行、科學(xué),可以大大地節(jié)省勞動力和降低損耗,使選用的機械設(shè)備較為簡單;在施工項目建設(shè)過程中,施工單位應(yīng)該在滿足用戶要求和保證工程質(zhì)量的前提下,聯(lián)系項目的主觀條件、施工單位自身的技術(shù)水平和成熟的施工工藝,對設(shè)計圖紙進行認(rèn)真會審,并提出積極的修改意見,在取得用戶和設(shè)計單位同意后對施工圖紙進行某些修改。
2.4加強隧道施工技術(shù)管理是施工項目管理進度控制的有效途徑進度控制的目標(biāo)是在保證施工質(zhì)量、確保施工安全、不因搶工期而增加施工成本的條件下,適當(dāng)縮短施工工期;影響施工進度的因素主要有:有關(guān)單位的影響、意外事件的出現(xiàn)、施工條件的變化、技術(shù)失誤、施工組織管理不當(dāng)。其中施工單位采用技術(shù)措施不當(dāng),造成施工中發(fā)生技術(shù)事故;應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料、新結(jié)構(gòu)缺乏經(jīng)驗;流水施工組織不合理;施工平面布置不合理,這些技術(shù)管理措施將影響施工進度計劃的執(zhí)行。實際施工過程中,由于技術(shù)管理跟不上而影響施工進度經(jīng)常遇到,例如我國隧道施工常對“洋技術(shù)、洋機械”感興趣,但是“食洋”不化,沒有深入研究,拿來就用,往往對機械設(shè)備性能及適應(yīng)性了解不透,慢慢摸索,既增加了成本,又影響了施工進度。因此,只有在隧道施工項目施工過程中,不斷加強隧道施工技術(shù)管理,才能使施工項目管理達到高質(zhì)量、短工期、低成本這一根本目的。
3隧道施工技術(shù)管理存在的問題及解決辦法
3.1存在的問題當(dāng)前施工技術(shù)管理存在的主要問題是:
瓦斯通常以游離的狀態(tài)存在于煤層及煤層圍巖內(nèi),是一種重要的地質(zhì)災(zāi)害,常見的有中毒、窒息、燃燒、爆炸等情況。我們要注重瓦斯隧道施工經(jīng)驗的總結(jié),科學(xué)施工,小心防范,確保安全,避免造成人員傷亡及財產(chǎn)上的重大損失。
1.瓦斯隧道施工的基本原則
瓦斯隧道施工的基本原則:加強管理,強化意識,清除隱患,嚴(yán)格檢測,提前預(yù)測,隨時掌握瓦斯含量,動態(tài)調(diào)整施工工藝,加強通風(fēng),降低瓦斯含量,杜絕一切火源。
2.瓦斯隧道施工工藝
瓦斯隧道總體施工工藝:機械、設(shè)備防爆改裝一調(diào)整通風(fēng)方案一調(diào)整供電方案―慌工前檢測瓦斯?jié)舛炔⑴懦怀般@探一瓦斯再次排放或封堵一隧道開挖一隧道襯砌―循環(huán)作業(yè)。
2.1
瓦斯隧道內(nèi)機械、設(shè)備防爆
隧道內(nèi)瓦斯地段的電氣設(shè)備和作業(yè)機械、電纜、照明、通信均采用防爆型。對洞內(nèi)施工機械進行防爆改裝,通過防爆挖掘機輔助防爆裝載機挖、裝,防爆自卸汽車運輸;二次襯砌采用防爆模板臺車襯砌,防爆砼運輸車運輸,泵送入模。
2.2瓦斯隧道通風(fēng)、降塵
通風(fēng)方案采用獨頭壓入式通風(fēng),洞口配備兩臺通風(fēng)機,洞內(nèi)采用抗靜電、阻燃風(fēng)筒,根據(jù)剩余隧道長度以及洞內(nèi)作業(yè)強度合理計算通風(fēng)使用量,選擇合適的通風(fēng)機;施工掌子面至二襯之間安裝自動噴淋降塵系統(tǒng),噴淋用水采用施工用水,由洞外引進,在施工爆破后以及噴砼施工過程中,開啟噴淋系統(tǒng)降塵。
2.3瓦斯隧道供電
瓦斯隧道采用雙電源供電方式,供電必須做到“三?!薄ⅰ皟砷]鎖”。洞內(nèi)供電敷設(shè)的照明、通信等電纜采用鎧裝電纜;固定照明燈具采用EXdll型防爆照明燈;供電系統(tǒng)設(shè)置接地保護,低壓線路設(shè)置檢漏繼電器。
3.隧道監(jiān)控系統(tǒng)
3.1安裝瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)
在進行瓦斯隧道施工的時候,要對隧道內(nèi)的甲烷、一氧化碳、風(fēng)速和溫度進行24小時全方位監(jiān)控,通過監(jiān)控采集隧道內(nèi)的數(shù)據(jù),并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉赐猓密浖@些數(shù)據(jù)進行智能化的處理在洞外終端顯示,如果有異常,就會有聲光報警。
3.2對人員進行安全檢測
在隧道口設(shè)立安全檢測門,每一個進入隧道的工作人員都要經(jīng)過安全檢測門進行檢測,安全員用手持式的金屬探測儀進行全身檢測,防止工作人員攜帶打火機等可燃物品進入隧道工作。對施工人員的穿著也要進行檢查,不得穿著化纖衣服進入,防止化纖衣服產(chǎn)生靜電,引發(fā)瓦斯爆炸。
3.3對隧道工作人員定位
對隧道進出工作人員要進行嚴(yán)格的掌控,了解人員隧道出入情況,對隧道內(nèi)施工人員總數(shù)和具體人員要進行嚴(yán)格的登記,根據(jù)定位系統(tǒng)判斷人員是否到位,保證隧道施工有條不紊的進行。
3.4安裝隧道內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)
在隧道內(nèi)掌子面和隧道入口多個位置安裝視頻監(jiān)控,采用動態(tài)攝像機進行監(jiān)控,以便有什么突況能夠及時的通知管理和保安人員,使他們能夠?qū)κ鹿尸F(xiàn)場作出快速有效的反應(yīng),及時采取措施。
4.瓦斯隧道施工技術(shù)保證措施
4.1瓦斯隧道施工工藝安全技術(shù)措施
(1)必須編制相應(yīng)施工組織設(shè)計,制定瓦斯控制方案及安全技術(shù)措施。(2)采用臺階法開挖,拱部開挖一次成形,及時噴砼封閉圍巖減少瓦斯溢出。(3)鉆爆開挖要堅持多打眼、少裝藥、短進尺,快噴錨、強支護、勤檢測,采用超前注{錨桿雙液注漿,加固巖體堵塞巖體裂隙,減少或阻止瓦斯外溢。(4)鉆孔裝藥:采用濕式鉆孔打眼,孔深小于60cm時,不能裝藥放炮;孔深60-100cm時,封泥不小于孔深一半;孔深大于lm時,封泥不小于50em;孔深大于2.5m時,封泥不小于1m。(5)起爆:采用電力起爆,使用五段電雷管,電雷管要完全插入藥卷內(nèi);起爆母線要用銅芯絕緣線,嚴(yán)禁用裸線和鋁線芯代替,母線要采用單回路;同一串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的雷管必須是同一廠家、同一批號、同一牌號。(6)雷管和炸藥:必須使用取得生產(chǎn)許可證的煤礦專用雷管和煤礦專用炸藥。炸藥內(nèi)加鹽可降低猛力,阻止產(chǎn)生火花。(7)爆破管理:爆破前后雷管、炸藥數(shù)量要及時清點,及時回收入庫,并做好爆破記錄;放炮后必須通風(fēng)排煙30分鐘以上;進行碴堆路面灑(噴)水后,出碴機械再進行出碴作業(yè);嚴(yán)禁采用明火放炮。(8)采用濕式作業(yè):鉆孔與噴射砼作業(yè)要做到先開水后開風(fēng),以密閉粉塵,避免產(chǎn)生火花。(9)拱架連接:所有格柵和型鋼拱架連接鋼筋一律采用機械連接,不得焊接連接。(10)二次襯砌砼:二襯砼加入氣密劑;拆模時要用木捶敲打,防止產(chǎn)生火花。
4.2瓦斯隧道施工通風(fēng)安全技術(shù)措施
瓦斯隧道施工前,要根據(jù)設(shè)計文件提供的隧道瓦斯最大涌出量、里程段落長度、投入機械設(shè)備及人員數(shù)量等因素,考慮一定富裕系數(shù),提前做好通風(fēng)設(shè)計計算,確定施工通風(fēng)風(fēng)量、風(fēng)速(不小于lm/s),科學(xué)選配隧道施工通風(fēng)所需風(fēng)機、風(fēng)管的規(guī)格。確保隧道空氣中的瓦斯?jié)舛认♂尩皆试S濃度以下;瓦斯隧道施工通風(fēng)機必須設(shè)兩路供電系統(tǒng),并裝設(shè)風(fēng)電問鎖裝置。當(dāng)一路電源停止供電時,另一路電源應(yīng)在lOmin啟動,保證風(fēng)機的運轉(zhuǎn)。
4.3洞內(nèi)外消防措施
中圖分類號:U459.1文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:
1 引言
巖溶隧道在中國西南地區(qū)經(jīng)常遇到,主要是碳酸巖地層在水的作用下形成的各種規(guī)模及形狀的洞穴、通道等。
根據(jù)以往的施工經(jīng)驗,對巖溶地區(qū)隧道施工技術(shù),主要從兩個方面進行,一是對巖溶發(fā)育段的預(yù)測,采用各種方法進行預(yù)報,能夠比較好地預(yù)測巖溶及賦水帶的方法主要為地質(zhì)雷達及紅外探測技術(shù)[[[] 王華,楊軍生,王春雷. 地質(zhì)雷達在隧道巖溶超前預(yù)報中的試驗研究. 路基工程,2007,1:101-103.]] [[[] 李興春,王宏,李興高.紅外技術(shù)在開挖隧道巖溶探測和預(yù)報中的應(yīng)用. 工礦自動化, 2008,2:70-71.]];另外就是對巖溶地區(qū)的處理。有大管棚超前處理技術(shù)[[[] 郭 群. 大管棚超前支護技術(shù)在南山隧道巖溶處理施工中的應(yīng)用. 隧道建設(shè),2008,28(3):336-338.]],管棚結(jié)合小導(dǎo)管、高壓注漿、樁基托梁結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土板等技術(shù)措施[[[] 張朝強. 大山隧道巖溶治理淺談. 四川建筑, 2008,28(3): 54-56.]],對巖溶洞穴采用頂部回填,側(cè)板加固以及隧底溶腔注漿,溶腔壁穩(wěn)定加固,設(shè)地下水排泄通道等措施處理[[[] 肖凱剛, 趙玉龍. 龍鳳壩隧道DK213+ 423~+485段溶腔處理設(shè)計. 施工技術(shù),2008,37增: 255-257.]]。超大地下溶洞采用碗扣支架、錨噴支護及圓柱形立柱共同支頂溶洞頂部的施工方法[[[] 宋長甫. 龍麟宮隧道大型溶洞支頂加固技術(shù). 鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2007(9):77-78.]]。總結(jié)出隧道通過巖溶地段應(yīng)本著“穩(wěn)妥可靠、保證工期、經(jīng)濟合理、不留后患”的目標(biāo);堅持“ 防、排、截、堵結(jié)合、因地制宜、綜合治理”的原則治理巖溶水;堅持“短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、緊襯砌、勤量測”的原則通過巖溶地區(qū)。處理方法可概括為:引、堵、跨、繞 4種方法[[[] 陳文海. 隧道巖溶病害處理方法與實例分析. 企業(yè)技術(shù)開發(fā),2008,27(7):49-53.]]。
2 工程概述
2.1 工程概況
大田山隧道位于云南省紅河州建水縣境內(nèi),為單線電氣化鐵路隧道,起迄樁號DK112+765~DK115+010,全長2245m。線路平面布置:DK112+765~DK114+122.76為曲線段,曲線半徑R=1600m,緩和曲線L=190m,DK114+122.76~DK115+010為直線段,隧道縱坡坡度為12‰的下坡。隧道進口采用臺階式洞門,出口采用擋墻式洞門,邊、仰坡采用人字型漿砌片石骨架護坡,隧道內(nèi)均采用曲墻復(fù)合式襯砌。隧道縱剖面示意圖如圖1所示。
圖1 隧道縱剖面示意圖
2.2 地質(zhì)、氣候條件
隧址區(qū)屬低中山剝蝕、溶蝕地貌。地形起伏較大,地面高程在1260~1390m之間,相對高差130m,隧道最大埋深100m。在DK113+760~+900段地表發(fā)育一溶蝕溝谷及溶蝕洼地,軸向長約180m,寬30~100m,深約10m,洼地內(nèi)被墾為為旱地,另一溶蝕洼地,常年積水,水深2~15m,略呈橢圓形,軸向長約450m,寬40~160m。
隧址區(qū)上覆第四系全新統(tǒng)坡洪積黏土、坡殘積黏土。下伏為斷層角礫、上第三系泥巖、炭質(zhì)泥巖夾砂巖,三疊系中統(tǒng)個舊組下段白云巖質(zhì)灰?guī)r。
線路位于區(qū)域性北西向斷裂石屏-建水?dāng)嗔褞е畺|端,該斷裂帶屬全新活動斷裂帶,其分支斷層-燕子洞斷層于DK114+180橫穿線路,與線路交角為47°。
隧址區(qū)位于云南省的東南部,為亞熱帶季風(fēng)氣候。冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,雨熱同季,干濕季節(jié)分明,夏季伴隨著云量、雨量的急劇增加,溫度相應(yīng)降低,絕對最高氣溫出現(xiàn)在干季末(春季)。
2.3 工程重難點
由于隧址區(qū)地表溶溝、溶槽、洼地發(fā)育。地層中含白云質(zhì)灰?guī)r,且洞身段裂隙水受季節(jié)變動影響,這些都為巖溶的形成提供了必要的條件。根據(jù)地質(zhì)勘察資料,曾在DK113+850處鉆孔揭示一溶洞,垂直深度為0.9m,內(nèi)有黏土充填。根據(jù)區(qū)域資料,白云質(zhì)灰?guī)r地層內(nèi)巖溶強烈發(fā)育,地下巖溶形態(tài)極為發(fā)育。
3 超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)
本巖溶隧道綜合超前地質(zhì)預(yù)報采用了TSP地震波地質(zhì)超前預(yù)報法、紅外探水法以及超前鉆孔法;以DK113+780~+810段進行說明。
(1)TSP地震波地質(zhì)超前預(yù)報法
①現(xiàn)場觀測系統(tǒng)布置
在隧道DK113+650的左邊墻和右邊墻位置分別布置一個地震波信息接收孔,孔徑均為50mm。在DK113+670~DK113+704段的右邊墻位置,按約1.5m的間距布置24個激發(fā)孔分別激發(fā)地震波,激發(fā)孔孔深1.3m,孔徑約40mm,孔向下傾斜約10º,每個激發(fā)孔裝填的藥量為66g。激發(fā)孔和接收孔基本保持在同一個高度上。
②結(jié)果分析
DK113+780~DK113+787段:圍巖較破碎(Ⅲ級),溶蝕裂隙發(fā)育;
DK113+787~DK113+810段:圍巖破碎(Ⅳ級),巖溶局部發(fā)育。
(2)紅外探水法
①測點布設(shè)
在掌子面取9個或9個以上均勻分布測點,采用紅外探水儀進行紅外探測;從掌子面向已開挖段每隔5m布置一個測點(左右邊墻以及拱部測點在同一斷面),分別測得初期支護段左邊墻、右邊墻與拱部巖體的輻射場強值。
②結(jié)果分析
現(xiàn)場測得數(shù)據(jù)
對大田山隧道DK113+780掌子面前方30米進行超前探水測得的場強具體數(shù)值如表1所示。
表1
由掌子面巖體上9個測點的紅外輻射場強數(shù)值可知其最大值為357μw/cm2,最小值為349μw/cm2,差值為8μw/cm2,小于允許的安全值10μw/cm2;可以看出:往掌子面方向,紅外輻射場強值曲線相對起伏不大,整體上呈直線型。
根據(jù)上述1、2兩種判別方法,結(jié)合已揭示的圍巖情況,可以判定DK113+780~DK113+810段不存在含水構(gòu)造。
(3)超前探孔法
①鉆孔布設(shè)
在掌子面DK117+780處,應(yīng)用MK-5型鉆機進行超前鉆孔作業(yè)作業(yè)對前方30米進行探測,鉆孔總長124.1米,鉆孔參數(shù)、位置及深度等見表2。
表2
②芯樣分析
鉆孔DZK16-1:孔深31.1m,整段為灰?guī)r,淺灰、灰白色,微晶結(jié)構(gòu),鈣質(zhì)膠結(jié),若風(fēng)化,溶蝕中等發(fā)育,巖體自穩(wěn)性好,終孔水量無變化,屬Ⅴ級次堅石。
鉆孔DZK16-2:孔深31.0m,整段為灰?guī)r,淺灰、灰白色,微晶結(jié)構(gòu),鈣質(zhì)膠結(jié),若風(fēng)化,溶蝕中等發(fā)育,巖體自穩(wěn)性好,終孔水量無變化,屬Ⅴ級次堅石。
鉆孔DZK16-3:孔深31.4m,整段為灰?guī)r,淺灰、灰白色,微晶結(jié)構(gòu),鈣質(zhì)膠結(jié),若風(fēng)化,巖體自穩(wěn)性好,溶蝕中等發(fā)育,在DK113+787~DK113+795段鉆機鉆進速度較快,既無卡鉆現(xiàn)象,無鉆芯試樣,推測此處巖溶十分發(fā)育,含有溶洞。
鉆孔DZK16-4:孔深30.6m,整段為灰?guī)r,淺灰、灰白色,微晶結(jié)構(gòu),鈣質(zhì)膠結(jié),若風(fēng)化,巖體自穩(wěn)性好,溶蝕中等發(fā)育,終孔水量無變化,屬Ⅴ級次堅石。
(4)綜合分析
根據(jù)上述三種探測方法綜合分析:DK113+780~+810整段為灰?guī)r,淺灰、灰白色,微晶結(jié)構(gòu),鈣質(zhì)膠結(jié),若風(fēng)化,巖體自穩(wěn)性好,為Ⅲ級圍巖,溶蝕中等發(fā)育,斷面不含水,在DK113+787~DK113+795段靠近線路右側(cè)邊墻腳處含有一空溶洞,溶洞規(guī)模不大。
(5)本隧道揭示巖溶發(fā)育特征
1)1#溶洞
位于DK113+670~+704段,縱向長34m,橫向最寬約29m,最高約28m,底部有厚0~15m碎石土、軟塑壯的黏土充填,開挖揭示溶洞空間較大,頂壁長滿石鐘乳,形狀各異;左低右高,中部及左側(cè)下部大面積充填碎石土、黏土;并在DK113+680線路左側(cè)至溶洞壁附近有積水現(xiàn)象,但水量較小,僅見溶洞頂壁有滲滴水現(xiàn)象,向DK113+680線路左側(cè)溶洞壁處的巖溶管道處排泄,巖溶管道半徑約0.6m。1#溶洞開挖揭示橫斷面圖如圖2所示。
圖2 開挖揭示1#溶洞橫斷面圖
2)2#溶洞
位于DK113+787~+795段線路右側(cè)邊墻腳,縱向長8m,橫向?qū)?~5m,深10~15m。開挖揭示時未見有地下水流出。2#溶洞開挖揭示橫斷面圖見圖3。
圖3 2#溶洞開挖揭示橫斷面圖
將現(xiàn)場揭示情況與超前探測分析情況進行對照,基本相符,說明超前預(yù)報分析基本準(zhǔn)確。
4 巖溶隧道開挖支護技術(shù)
4.1 超前支護技術(shù)
本隧道巖溶地段填充體較少,但巖溶發(fā)育,為確保施工安全,采用超前小導(dǎo)管注漿進行預(yù)支護,小導(dǎo)管在洞外加工場加工。施工前先沿開挖周邊輪廓線按照設(shè)計間距準(zhǔn)確布出孔位,采用YT-28型鑿巖機鉆孔,小導(dǎo)管采用風(fēng)槍或游錘打入,漿液在現(xiàn)場拌制,采用液壓注漿泵壓注。注漿材料采用純水泥漿,水灰比為0.5:1~0.8:1,漿液先稀后濃,注漿參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場試驗適當(dāng)調(diào)整。
巖溶地段超前小導(dǎo)管支護工藝流程圖見圖4。
4.2 開挖方法
巖溶地區(qū)開挖方法宜采用臺階法,在Ⅱ、Ⅲ級圍巖條件下,當(dāng)溶洞僅穿過隧道底部一小部分?jǐn)嗝鏁r,可采用全斷面一次開挖,當(dāng)隧道只有一側(cè)遇到溶洞時,先開挖該側(cè),待支護完后再開挖另一側(cè)。
(1)1#溶洞
根據(jù)超前探測情況,溶洞較大,且局部含水,對DK113+670~+710段采用上下臺階法開挖,采用微震光面爆破,嚴(yán)格控制裝藥量。開挖循環(huán)進尺控制在1~1.5米。開挖采用風(fēng)鉆進行打眼,在每次施作鉆孔時,掌子面不同位置施作3個3.5~4m深鉆孔以進一步確定前方溶洞輪廓。
(2)2#溶洞
根據(jù)超前探測情況,溶洞位于隧道線路右側(cè)且溶洞規(guī)模不大,對DK113+670~+710段采用全斷面法開挖,采用微震光面爆破,嚴(yán)格控制裝藥量。開挖循環(huán)進尺控制在0.8~1.0米。在每次施作鉆孔時,掌子面不同位置施作3個3.5~4m深鉆孔以進一步確定前方溶洞輪廓。
圖4 超前小導(dǎo)管注漿工藝流程圖
4.3 初期支護
巖溶地區(qū)隧道初期支護根據(jù)巖溶情況進行適當(dāng)加強,采用打錨桿或施作小導(dǎo)管注漿及格柵鋼架等進行施工。由于1#溶洞較大,采用格柵鋼架進行加強支護;2#溶洞較小,且未影響支護輪廓,現(xiàn)場按照原設(shè)計采用初噴混凝土、錨桿支護。
(1)1#溶洞初期支護
隧道巖溶段開挖后,立即對鐘乳石發(fā)育的溶洞頂部噴C20混凝土進行封閉,混凝土厚10cm。
在隧底施作50cm厚C15混凝土止?jié){板,然后施作Φ75鋼花管樁對隧底進行注漿加固。待施作完畢,達到設(shè)計強度后,對邊墻初支外側(cè)空腔采用M7.5漿砌片石進行,回填高度至鋼架B、C單元接頭處?;靥钋皩仉s物進行清除,在設(shè)立格柵鋼架斷面位置處畫出錨桿位置,拱部12根,每根長3m,邊墻14根,每根長3m,縱、環(huán)向間距分別為1m、0.8m?;靥钸^程中將錨桿砌入漿砌片石中,并確保回填漿砌片石與巖壁緊貼密實,外壁盡量平整,擋墻外部預(yù)留足夠空間進行初期支護,防止侵限。
回填完畢后,進行格柵鋼架的安裝及掛鋼筋網(wǎng)片,拱墻格柵鋼架1m/榀,鋼架腳架立在處理過的基底上,在格柵鋼架外側(cè)安裝鋼筋網(wǎng)片,鋼筋網(wǎng)片采用Ф8鋼筋洞外加工,網(wǎng)格間距25cm×25cm,由于拱部外側(cè)噴射混凝附著物較少,鋼筋網(wǎng)片進行加密采用安裝雙層鋼筋網(wǎng)片交錯安裝。
鋼架、鋼筋網(wǎng)片安裝完畢進行噴射混凝土作業(yè),噴射混凝土前在拱部安裝好吹砂預(yù)留管,并用塑料袋等編織物堵嚴(yán),防止噴射混凝土堵住管口。
(2)2#溶洞初期支護
隧道開挖完后,對溶洞上部空間進行噴射C20混凝土封閉,厚度10cm。然后在該段線路右側(cè)邊墻空溶洞上方設(shè)I18型鋼網(wǎng)格架,嵌入基巖1m,網(wǎng)格間距1m×1m,其上鋪雙層鐵絲網(wǎng),進行噴射混凝土作業(yè),至設(shè)計厚度。
5 結(jié)束語
通過本巖溶隧道施工情況說明:采用地震波超前地質(zhì)預(yù)報、紅外探水、超前探孔等綜合超前預(yù)報手段,成功的探測了隧道巖溶的發(fā)育情況;在此基礎(chǔ)上采取超前注漿支護、短進尺、初期支護加強等技術(shù)進行施工,并根據(jù)溶洞大小、規(guī)模及含水情況采取不同的施工技術(shù),確保安全、優(yōu)質(zhì)、高效的通過此巖溶不良地段,是巖溶隧道施工中一種有效的、安全的方法;但還要進行進一步的探討,并在實踐中不斷研究,逐步完善和提高。
參考文獻
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0 引言
隧道工程瓦斯災(zāi)害屬于極具危害性的突發(fā)事故,具有分散性特點。近幾年隧道工程中因瓦斯爆炸事故雖然不多,但其危害相當(dāng)嚴(yán)重,因而逐漸成為社會焦點。國內(nèi)曾發(fā)生過嚴(yán)重的隧道瓦斯爆炸事故,造成巨大人員傷亡。非煤系地層區(qū)瓦斯涌出比較分散,且都是隨即發(fā)生,隧道施工過程中,若不提前做好防治瓦斯的設(shè)計規(guī)劃,施工中很可能引發(fā)瓦斯災(zāi)害。鑒于此,研究非煤系地層隧道瓦斯的形成機制以及施工對策具有重要的實際意義。
1 工程簡介
某高瓦斯隧道最大埋深248m。隧道開挖采用臺階法施工。全隧穿越巖性為砂巖、泥巖互層;構(gòu)造位于稅家槽背斜西翼,構(gòu)造簡單,巖層傾角4°~5°,節(jié)理、裂隙發(fā)育一般。
2 瓦斯形成機理分析
綜合分析設(shè)計提供地質(zhì)資料,某隧道是由于淺層天然氣沿地層的巖體裂隙上逸進入隧道。天然氣源自隧道下方2800m三疊系上統(tǒng)須家河煤系地層,它在儲存過程中不斷隨著地質(zhì)構(gòu)造的衍變逐漸上移,在侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組地層局部儲存封閉或孤立殘留在巖石裂隙中,形成以裂隙型游離瓦斯為主的天然氣。這類天然氣因流量小而相對穩(wěn)定,但是壓力低,分布不均,多數(shù)情況下隨機涌出,具有良好圈閉條件的與儲氣層相同且張裂隙或裂隙發(fā)育的砂巖透鏡體的分布情況對瓦斯儲量起著決定性的影響。施作隧道工程時,可能發(fā)生瓦斯泄漏的情況通常有三個特點,一是天然氣儲量大,二是砂巖層厚且孔隙率較大,三是裂隙呈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)育。部分地段的封蓋具有良好的圈閉條件,大裂隙發(fā)育過程中延伸到了儲氣層,如果直接挖開封蓋,儲氣層內(nèi)的瓦斯就會順著裂隙發(fā)育噴涌而出,嚴(yán)重時造成爆炸事故。
3 施工技術(shù)
高瓦斯隧道施工管理的重點是防止瓦斯燃燒和爆炸的災(zāi)害性事故的發(fā)生。根據(jù)筆者的經(jīng)驗,當(dāng)隧道施工現(xiàn)場有充足氧氣、一定溫度的引火源和一定濃度的甲烷時,發(fā)生瓦斯爆炸事故的可能性最大。施工對策的制定就是從這3個條件出發(fā),高瓦斯隧道的瓦斯防治手段主要從4個方面考慮,即:隧道瓦斯的超前預(yù)測、通風(fēng)設(shè)備的選定及管理、確定檢測和監(jiān)控系統(tǒng)、施工用機械和電氣設(shè)備的選用和管理。施工中采取超前鉆孔探測、預(yù)測隧道前方瓦斯的發(fā)育情況,通過加強通風(fēng)降低瓦斯的濃度,采用有效的瓦斯檢測監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控瓦斯的濃度,控制隧道各個不同作業(yè)面內(nèi)的瓦斯?jié)舛仍诎踩鳂I(yè)許可條件內(nèi),選用防爆的電氣設(shè)備控制火源等手段,確保了隧道的安全施工。
3.1 瓦斯的超前預(yù)測
隧道施工中瓦斯涌出量與所在工區(qū)的圍巖性質(zhì)、地質(zhì)情況有密切的聯(lián)系。通過超前水平鉆孔探測和預(yù)測隧道前方瓦斯的發(fā)育情況,為采用合理的施工措施提供依據(jù),防止瓦斯突涌及爆炸事故的發(fā)生。瓦斯隧道安全控制的要點即是在隧道正洞開挖前采用超前水平鉆孔對前方地質(zhì)進行探測驗證。
超前地質(zhì)鉆孔采用φ89mm多功能輕型鉆機水平鉆孔進行探測驗證,每25m一循環(huán),孔身長度為30m,搭接長度不小于5m,隧道正洞每個斷面設(shè)置5個探測孔,分別在拱頂一孔,拱腰兩孔,拱底兩孔。
3.2 通風(fēng)設(shè)備選定及管理
3.2.1 通風(fēng)設(shè)備選定
通風(fēng)設(shè)備選定是結(jié)合隧道各工區(qū)任務(wù)量劃分,并根據(jù)瓦斯涌出量、爆破排煙、同時間洞內(nèi)工作的最多人數(shù)、洞內(nèi)施工機械排放廢氣量等分別計算通風(fēng)所需風(fēng)量,并按允許風(fēng)速進行檢驗,采用其中的最大值,以確保風(fēng)量和風(fēng)速滿足瓦斯防治要求。
全隧采用壓入式主導(dǎo)通風(fēng)方式。依據(jù)風(fēng)量計算要求正洞單口選用的型號為: 2臺SDF(c)-NO.13(2×132KW)型軸流風(fēng)機(1臺備用)通過2道管路同時供風(fēng),可滿足隧道需求風(fēng)量要求,斜井采用一臺SDF-NO.11(2×110KW)軸流風(fēng)機。隧道掘進超過1200m時,在正洞回風(fēng)區(qū)增設(shè)SDS-Ⅱ-NO.10射流風(fēng)機,并在瓦斯易聚集作業(yè)面增設(shè)局扇以降低瓦斯?jié)舛取U赐L(fēng)管選用抗靜電阻燃風(fēng)管,直徑為1.5m。風(fēng)管利用φ1500mm鋼筒通過襯砌模板臺車。
3.2.2 通風(fēng)管理
①在隧道開挖階段,集合通風(fēng)系統(tǒng)管理的技術(shù)工人組成通風(fēng)班組,建立設(shè)備巡檢制度,督促技術(shù)人員每天堅持檢查和記錄設(shè)備運行情況,按要求進行故障檢修,確保管路順直,無死彎、無漏洞;
②建立瓦斯通風(fēng)監(jiān)控機制,負(fù)責(zé)風(fēng)量、風(fēng)速等技術(shù)參數(shù)的檢測工作。指派專人指揮風(fēng)機系統(tǒng)的啟停和變速,全程跟蹤記錄并簽認(rèn)操控流程。移動模板臺車時風(fēng)機轉(zhuǎn)為低檔位連續(xù)供風(fēng);
③隧道回風(fēng)風(fēng)速按0.25m/s設(shè)計,在避車洞、模板臺車、塌腔和加寬段加設(shè)局扇以避免瓦斯積聚。為解決風(fēng)速低時回風(fēng)流瓦斯的層流問題,一般地段可用射流風(fēng)機卷吸升壓來提高風(fēng)速。
3.3 瓦斯檢測、監(jiān)控體系
應(yīng)用互補互驗型監(jiān)測系統(tǒng)進行瓦斯監(jiān)測,一方面提高監(jiān)測精度,另一方面有效彌補單一檢測方式的缺陷,提高隧道施工安全系數(shù)。全套瓦斯檢測、監(jiān)控體系由KJ90自動監(jiān)控系統(tǒng)、CJG10型光干涉瓦斯檢測儀兩種儀器相結(jié)合方法檢測,以保證瓦斯檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確,確保施工安全。
3.3.1 人工瓦斯檢測
人工瓦斯檢測采用光干涉式瓦斯檢測儀和便捷式甲烷檢測報警儀。CJG10型光干涉瓦斯檢測儀精度高,測量瓦斯?jié)舛日`差為±0.1%。特點是攜帶方便,操作簡單,檢測地點靈活,主要為瓦檢員配備。
3.3.2 瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)
瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)使用KJ90聲、光連動自動監(jiān)控系統(tǒng),其探頭懸掛位置應(yīng)能反映隧道即時風(fēng)流中瓦斯的最高濃度。在檢測到瓦斯?jié)舛取?.4%時報警,瓦斯?jié)舛取?.5%時切斷電源實施瓦電閉鎖。瓦斯探測器主要設(shè)置在掌子面處(開掘處)、襯砌處、加寬帶和回風(fēng)口四類易引起瓦斯發(fā)生積聚、且位置相對固定、重要的地方。
3.4 施工機械和電氣設(shè)備的選用與管理
《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》規(guī)定:隧道內(nèi)高瓦斯工區(qū)和瓦斯突出工區(qū)的電氣設(shè)備和作業(yè)機械必須采用防爆型。瓦斯隧道作業(yè)設(shè)備選用防爆型不僅裝、運機械成本太高,而且對施工工效有較大影響。瓦斯隧道施工設(shè)備配置方案是否要全部采用防爆型,不能僅取決于是否為高瓦斯類或瓦斯突出類來定性地決定,而應(yīng)取決于施工中實測的瓦斯?jié)舛却笮碜龀隹茖W(xué)的選擇。
考慮到本隧道瓦斯屬于深地層天然氣溢出,產(chǎn)量低、而且突出幾率小,經(jīng)充分研究,在加強超前探測、瓦斯檢測,加強通風(fēng),設(shè)立施工許可條件基礎(chǔ)上,采用普通的裝、運機械完全可以保證作業(yè)安全。此外,為杜絕瓦斯燃燒爆炸的條件形成,洞內(nèi)其他所有電氣設(shè)備、線路均采用防爆型。
4 瓦斯治理效果
該隧道施工管理采取了上述治理措施,根據(jù)KJ90自動檢測系統(tǒng)顯示,爆破后掌子面的瓦斯?jié)舛群鸵谎趸?、氮氧化合物濃度在通風(fēng)5min~8min就降到規(guī)范要求的限值以下。洞內(nèi)環(huán)境良好,檢測到的瓦斯和有害氣體均在允許濃度以下,連續(xù)作業(yè)8個月,未發(fā)生因瓦斯超限造成人身傷亡和設(shè)備損壞事故。平均單口月成洞進尺達到了126m/月,說明治理措施是有效的。
5 結(jié)語
非煤系瓦斯隧道瓦斯賦存的隨機性導(dǎo)致隧道開挖面出現(xiàn)瓦斯沒有規(guī)律,隧道施工瓦斯的防治應(yīng)對隧址區(qū)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造進行全面認(rèn)識,盡可能掌握潛在的瓦斯來源及運移通道,從而采取排放、稀釋、監(jiān)控等綜合措施進行治理。本方法可以起到同類隧道的借鑒作用。
參考文獻:
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一、工程概況
本合同段隧道:K1+995~K2+540,長545米(其中明洞30米,暗洞515米)。明洞按明挖施工,暗洞按新奧法(NATM)施工。本隧道為連拱整體式單向行車雙車道隧道(上下行分離),單洞全長540m,其中明洞15米,暗洞Ⅴ級圍巖140米,Ⅳ級圍巖120米,Ⅲ級圍巖760米。設(shè)計車速為100km/h,車行道2*3.75m,凈寬10.25m,凈高5.0m。隧道內(nèi)路面為復(fù)合式路面上面層采用瀝青混凝土,下面層采用C40砼。隧道襯砌采用復(fù)合式支護結(jié)構(gòu)形式。
二次襯砌結(jié)構(gòu)支護設(shè)計參數(shù):V級圍巖拱圈襯砌厚度50cm、仰拱50cm;IV級圍巖拱圈襯砌厚度40cm、仰拱40cm;Ⅲ級圍巖拱圈襯砌厚度35cm;
二、隧道襯砌施工
本標(biāo)段隧道按復(fù)合襯砌設(shè)計,二次模注襯砌時間應(yīng)在圍巖量測周邊收斂速度0.1~0.2mm/d,拱頂下沉速度0.07~0.15mm/d;變形量已達到預(yù)計總變形量的80%以上;且變形速率有明顯減緩趨勢時,方可進行,即適時襯砌。配2套全液壓鋼模臺車及砼輸送泵,運輸采用砼輸送灌車,洞口設(shè)一拌合樓統(tǒng)一拌料。
1、襯砌設(shè)備配置
(1)襯砌臺車
全斷面液壓襯砌臺車示意圖
(2)混凝土的拌制:采用自動計量混凝土拌合樓,集中生產(chǎn)混凝土。
(3)混凝土的運輸:采用混凝土輸送車運輸,輸送泵泵送混凝土,插入式振搗器與附著式振搗器配合振搗密實。
(4)襯砌臺車定位:采用STZ型激光經(jīng)緯儀導(dǎo)向,現(xiàn)場設(shè)工程測試試驗室,配齊試驗技術(shù)人員和設(shè)備,負(fù)責(zé)各種原材料及混凝土的試驗工作,確保混凝土襯砌內(nèi)實外美,斷面尺寸準(zhǔn)確無誤,一次達標(biāo)。
2、襯砌時間
二次襯砌在圍巖與初期支護變形基本穩(wěn)定,位移收斂速度已呈明顯減緩趨勢進行。所產(chǎn)生的各項位移量已達到預(yù)計總位移量的80-90%;周邊位移速率小于0.1-0.2mm/d,拱頂下沉速率小于0.07-0.15 mm/d的時候進行。
3、襯砌測量
二次襯砌實施前夕,在初期支護的兩邊墻上,每10m施測一組腰線,以控制仰拱及基礎(chǔ)澆筑。然后立模完畢后,用水準(zhǔn)儀分別對襯砌斷面的兩邊基面和拱頂高程檢查,同時利用中線點拉線對墻進行對中檢查,以控制隧道各部位的幾何尺寸。
4、襯砌檢測
隧道二襯結(jié)束后,委托具有相應(yīng)測試資質(zhì)的單位,采用地質(zhì)雷達來檢測二襯厚度及是否有孔隙和空洞。
5、施工方法
1、二次模筑襯砌施工工藝流程
(1)立模
(2)就位調(diào)整
前后調(diào)整:通過臺車走行機構(gòu)來完成。左右橫向調(diào)整:3cm以內(nèi)用側(cè)向千斤頂調(diào)整,超過3cm需先調(diào)整軌道位置。模板高度調(diào)整:單調(diào)垂直油缸。
(3)灌注混凝土
檢查堵頭板、接縫模板是否安裝牢固。檢查灌注部位的作業(yè)窗是否關(guān)閉。檢查輸送管接頭是否牢靠。灌注混凝土前,用水將基底沖洗干凈,灌注時兩側(cè)同時進行,防止19641125造成偏壓導(dǎo)致跑模,灌注部位的作業(yè)窗兩側(cè)必須都用銷子插上。
(4)拆模
當(dāng)襯砌混凝土達到拆模強度時,先拆除堵頭板和接縫模板的伸縮桿,再拆除側(cè)向千斤頂和側(cè)向油缸機械鎖插銷以及油缸與模板的聯(lián)結(jié),下降垂直油缸和托架,放下上層腳手板。用垂直油缸同步頂升托架并與模板聯(lián)結(jié),將側(cè)向油缸與模板聯(lián)結(jié)起來。先將拱頂模板收攏鉸和翻轉(zhuǎn)鉸處的對接螺栓,放下其余腳手板,松開基腳千斤頂。再收兩側(cè)模板。同步下降垂直油缸,使模板與襯砌混凝土全部脫離。
(5)養(yǎng)護
拆模后即對混凝土進行灑水養(yǎng)護。
2、施工工序
a、仰拱、填充(或墊層)澆筑完畢后,安裝墻后縱向φ100排水管及防水板,防水板要與排水管反卷起并用細(xì)鐵絲綁扎牢固。鋪掛防水板時保證防水板的松弛度。
b、在上組襯砌接頭施工處安裝膨脹止水條;在圍巖類別變化及明、暗洞交界處安設(shè)止水帶。
c、模板臺車準(zhǔn)確對位,牢固支撐;通知測量監(jiān)理工程師復(fù)核臺車中線、拱頂高程、臺車張開寬度等。
d、泵送澆筑拱墻砼。
e、混凝土脫模強度必須達到2.5Mpa以上,脫模時間必須按照規(guī)范要求和試驗確定,脫模后及時養(yǎng)護混凝土,養(yǎng)護時間不少于14天。
3)、施工要求
A、防排水
a、土工布及防水卷材的鋪設(shè)
采用無釘鋪設(shè)工藝。
鋼筋網(wǎng)、管道等凸出部分,先切斷后用錘鉚平抹砂漿素灰。錨桿有凸出的部位時,螺頭頂預(yù)留5毫米切斷后,用塑料帽處理。補噴混凝土使其表面平整圓順,凹凸量不得超過±5厘米。
采用400g/m2土工布及隧道專用防水卷材復(fù)合式的防水卷材,鋪設(shè)時,先用電鉆在初期支護面上鉆孔,釘上小木頭,在木頭上釘釘,將防水卷材上的繩子固定在釘子上,從而將防水卷材固定在初期支護面上。
鋪設(shè)防水板時,采用手動專用熔接器熱熔在襯墊上,兩者粘結(jié)剝離強度不得小于防水板的抗拉強度。
防水板之間采用專用熔接器熱熔粘結(jié),結(jié)合部位不得小于100毫米,且粘結(jié)剝離強度不得小于母體拉伸強度的80%。
b、施工縫、變形縫安裝
在每組襯砌接頭有一條環(huán)向施工縫,間距隨一次澆筑砼長度而定。因施工縫處為防水的薄弱環(huán)節(jié),因此在二次襯砌施工時,必須加強施工縫處的防水施工,提高防水質(zhì)量。
止水帶安裝示意圖見如下圖所示:
c、環(huán)向盲溝的安設(shè)
在富水區(qū)段按1.5~3米安設(shè)一道環(huán)向盲溝,其他地段按5米一道。環(huán)向盲溝采用φ50軟式透水管,安設(shè)時,透水管底部要和邊墻底部φ100HDPE波紋管相通。
d、土工布、防水卷材、BF遇水膨脹橡膠止水條、軟式透水管性能要求:
B、模筑砼
①采用抗?jié)B強度大于S8的砼進行拱墻襯砌;地下水對砼具有分解類弱~中等腐蝕和硫酸鹽結(jié)晶類弱~中等腐蝕,采用二級防護,選用礦碴硅酸鹽水泥,砼采用抗腐蝕性砼。
②澆筑二次襯砌砼時,嚴(yán)格按照配合比的要求控制砼的塌落度,不得隨意更改砼配合比。
③澆筑砼時采用對稱進行澆筑,左右側(cè)高差不得大于1.5m,防止砼偏壓造成臺車跑模,拱部振搗采用附著式振搗器振搗。
④砼應(yīng)分層振搗,每50cm振搗一次,振搗時振搗棒距離模板不得小于20cm,不得漏振。
C、二次襯砌鋼筋
①隧道所用的鋼筋采用雙面焊接,焊縫長度不小于5d直徑,5d搭接長度內(nèi)鋼筋彎曲0.5d,保證焊接后的鋼筋在一條軸線上;(d表示鋼筋直徑)
②在任一有鋼筋焊接接頭的區(qū)段內(nèi),同一個斷面鋼筋接頭不得大于鋼筋總數(shù)的50%,區(qū)段長度不小于35d且不小于50cm;
③焊縫寬度≥0.7d,焊縫深度≥0.3d;
④鋼筋加工
a、根據(jù)上述鋼筋焊接要求,二次襯砌及仰拱鋼筋加工成以下示意圖的形狀,便于施工
b 、其它要求:
b.1鋼筋施工前,做好砂漿墊塊,墊塊強度不得低于10號,墊塊厚度不得小于5cm;
b.2鋼筋安裝時,每2m安放一個砂漿墊塊,并用細(xì)鐵絲將其綁扎在主筋上,
b.3鋼筋半成品存放時,必須墊高固定存放,不得污染鋼筋表面。
D、模板安裝
1)襯砌臺車就位后,張開臺車的模板至設(shè)計襯砌輪廓線的要求,固定模板;
2)端頭模板,端頭模板采用木材加工而成,環(huán)向拼裝而成,木模板環(huán)向用角鋼連接成一個整體,外側(cè)再用鋼管斜支撐角鋼,用以加固端頭模板,如圖所示:
三、質(zhì)量要求以及注意事項
①砼灌注:砼采用分層、左右交替對稱澆注,每層澆注厚度不得大于0.8m;兩側(cè)高差控制在30cm以內(nèi)。澆注過程要連續(xù),避免停歇造成“冷縫”,間歇時間超過1小時則按施工縫處理。
②砼專人定位搗固:專職搗固手定人定位用插入式振動器搗固,保證砼密實;起拱線以下輔以木錘模外敲振和搗固鏟搗固,以仰制砼表面的氣泡產(chǎn)生。灌注過程中嚴(yán)禁用振動棒拖拉砼。
③鋼筋保護層:鋼筋砼襯砌采用泵送砼,由于灌注速度快,鋼筋變形顯著,易造成拱部鋼筋保護層減少。因此要適當(dāng)加大混凝土墊塊厚度并放慢砼灌注速度。
④矮邊墻頂面處砼接縫處理:砼開盤前先泵送同級砂漿,砂漿量以邊墻上平鋪2cm為宜,以保證矮邊墻同拱墻砼的連接,防止模板縫隙漏漿造成砼泛砂或露骨;同時起到潤濕輸送泵管道的作用。
⑤砼輸送泵管路布置:接頭管箍應(yīng)避免不當(dāng)接觸造成爆脫,管路宜用方木支墊高出地面,穿過臺車時管箍不與臺車構(gòu)件相接觸。砼輸送管路端部設(shè)置一根軟管,軟管管口至澆筑面垂距控制在1.5m以內(nèi),以避免砼集料堆積和產(chǎn)生離析。
中圖分類號:TU74文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:
一、工程概況
某隧道全長648m,該隧道屬于典型的淺埋偏壓隧道,且圍巖松散,溶槽、裂隙發(fā)育,充填大量的碎石土和黃粘土,地質(zhì)條件較差,對開挖帶來很大的安全隱患,極易出現(xiàn)塌方甚至冒頂事故。為保證施工質(zhì)量、安全以及運營的安全,我們在淺埋偏壓地段施工時采取必要的加固措施。一是在外側(cè)增設(shè)應(yīng)力擋墻,以抵抗山體的側(cè)壓力,擋墻采用C 25片石混凝土,與圍巖之間填充C25片石混凝土同步澆筑。二是增加拱部Φ108管棚長度,由設(shè)計15 m改為36 m,以便更好地控制隧道初期支護變形和下沉,可以有效的控制開挖和支護施工質(zhì)量以及后期運營安全。三是對型鋼拱架拱腳采用鎖腳導(dǎo)管代替鎖腳錨桿。四是由于山體土較松散破碎,對地表進行預(yù)注漿加固處理,使隧道四周形成膠結(jié)。五是加強監(jiān)控量測工作,隨時掌握圍巖變形情況,及時指導(dǎo)現(xiàn)場施工。本文著重介紹地表預(yù)注漿、大管棚施工及鎖腳導(dǎo)管的施工方法。
二、淺埋、偏壓段施工方案
1.地表注漿加固施工工藝
根據(jù)變更后的施工方案,首先進行外側(cè)的應(yīng)力擋墻施工,然后進行淺埋段的地表注漿加固。注漿法是利用壓力將能固化的漿液通過鉆孔注入巖土孔隙中,使巖土的物理力學(xué)性能得以改善的方法。對該段進行地表預(yù)注漿的主要起到提高圍巖強度、降低圍巖的透水性能,改善隧道的成拱的作用。
1.1地表注漿施工工藝流程
清理地表測量定位、地面標(biāo)高鉆機就位鉆孔注漿管安裝施作止?jié){盤鋼管注漿封管
1.2漿液配制
注漿材料采用水泥單漿液和水泥、水玻璃雙漿液兩種。對周邊孔采用水泥、水玻璃雙漿液,對內(nèi)部孔采用水泥單漿液。當(dāng)吸漿量較大或者地下水較豐富時,內(nèi)外部均采用水泥、水玻璃漿液。水玻璃模數(shù)為2.9,波美度為40,施工時用水稀釋成波美度為35。施工時加入3%的緩凝劑。
為了選擇最佳的漿液配合比,試驗人員做了幾組對比試驗,對其凝結(jié)時間及強度進行了對比,根據(jù)試驗結(jié)果及施工設(shè)備情況,選用的單槳液水灰比為0.8∶1,雙漿液水灰比為0.8∶1,水玻璃占水泥質(zhì)量的17%。注漿壓力是給予漿液在巖土層中滲透、擴散、壓實的能量,其大小決定著注漿效果的好壞。根據(jù)圍巖情況,注漿初壓取0.5MPa~1MPa,終壓取2.0MPa~2.5MPa,在補注時壓力調(diào)高的3.0MPa~3.5MPa。
1.3鉆孔
⑴首先進行地表土及腐殖土的清理,并初噴一層混凝土。
⑵安設(shè)鉆機,鉆機就位后進行樁位復(fù)測,確保在設(shè)計位置進行鉆孔。
⑶加工和安裝注漿管。注漿管采用Φ45×3.5 mm的無縫鋼管,并在無縫鋼管上布置壓漿孔。現(xiàn)場拼裝時應(yīng)防止斷管,安裝時要保證壓漿管順直。
⑷施工止?jié){盤。將鋼筋網(wǎng)片進行現(xiàn)場連接,并于注漿管焊接在一起,保證鋼筋網(wǎng)片的整體性,從而保證噴射混凝土的整體性。然后施工15cm的C25噴射混凝土,封閉山體表層,為保證地表的排水通暢,噴射混凝土應(yīng)保持與原始地形一致。
⑸注漿。注漿時應(yīng)從外向內(nèi),從低處向高處注漿。首先對外部進行注漿起到圍、堵、截的作用,然后對內(nèi)部進行注漿,起到填、壓、擠的作用。注漿量確定采用現(xiàn)場試驗的方法,對具代表性的鉆孔進行注水試驗,分析巖土層的孔隙率和滲透系數(shù),從而確定注漿量的大小。
⑹質(zhì)量檢測。第一輪注漿結(jié)束后,進行現(xiàn)場取芯抽檢。對注漿效果不理想處進行高壓補注。
2.大管棚施工工藝
2.1施工工藝流程
測量放線導(dǎo)向墻施工鉆機就位鉆孔清孔安裝花鋼管注漿封口
2.2施工工序及控制要點
⑴導(dǎo)向墻施工
為確保大管棚施工的精度,使鉆頭、鉆桿鉆進時始終保持同一鉆進角度、方向,在隧道洞門口澆筑管棚施工混凝土導(dǎo)向墻,導(dǎo)向墻在洞身外廓線以外施作,采用現(xiàn)澆C30模注混凝土,厚度為100cm。導(dǎo)向墻內(nèi)埋設(shè)2榀I18工字型鋼支撐,鋼支撐與管棚導(dǎo)向管焊成整體。
⑵導(dǎo)向鋼管制作
采用Φ140壁厚5mm的鋼管作為管棚的導(dǎo)向管,導(dǎo)向管應(yīng)根據(jù)管棚坐標(biāo),焊接定位在導(dǎo)向墻內(nèi)的型鋼拱架上,焊接前對每一根導(dǎo)向管的位置進行測量定位,考慮鉆機沉落或其他因素產(chǎn)生的誤差,取調(diào)整誤差10,導(dǎo)向管調(diào)整3.5 cm,防止管棚下垂而侵入隧道來挖輪廓線內(nèi)。
⑶鋼花管制作
為了使?jié){液充分滲入地層,使得隧道拱部圍巖形成加固層,管棚由無縫鋼管上鉆注漿孔制成,孔徑10mm~16mm,孔間距188mm,呈梅花形布置,尾部留不鉆孔的止?jié){段150cm。
⑷鉆機就位
①鉆機平臺,鉆機平臺可用枕木或鋼管腳手架搭設(shè),搭設(shè)平臺應(yīng)一次性搭好,鉆孔由兩臺鉆機由高孔位向低孔位對稱進行,可縮短移動鉆機與搭設(shè)平臺時間,便于鉆機定位。
平臺支撐要落在堅固的基礎(chǔ)上,連接要牢固、穩(wěn)定。防止在施鉆時鉆機產(chǎn)生不均勻下沉、擺動、位移等影響鉆孔質(zhì)量。
②鉆機定位,鉆機選用地質(zhì)鉆機,鉆機要求與已設(shè)定好的導(dǎo)向管方向平行,必須精確核定鉆機位置。用經(jīng)緯儀、掛線、鉆桿導(dǎo)向相結(jié)合的方法,反復(fù)調(diào)整,確保鉆機鉆桿軸線與導(dǎo)向管軸線相吻合。
⑸鉆孔
①為便于安裝鋼管,鉆頭直徑采用Φ127mm。②鉆孔應(yīng)采取各一鉆一的方式,巖質(zhì)較好的可以一次成孔;鉆進時產(chǎn)生坍孔、卡鉆,需補注漿后再鉆進。③鉆機開鉆時,可低速低壓,保持鉆桿順直,鉆進過程中一般保持低壓慢進,中等轉(zhuǎn)速,防止轉(zhuǎn)速過快造成鉆孔傾斜。④鉆進過程中經(jīng)常用測斜儀測定其位置,并根據(jù)鉆機鉆進的情況及時判斷成孔質(zhì)量,并及時處理鉆進過程中出現(xiàn)的事故。⑤鉆進過程中確保動力器,扶正器、合金鉆頭按同心圓鉆進。⑥認(rèn)真作好鉆進過程的原始記錄,及時對孔口巖屑進行地質(zhì)判斷、描述。⑦若遇孔內(nèi)涌水涌泥,應(yīng)立即停鉆,注漿封孔。
⑹清孔驗孔
①用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭(Φ127mm)進行來回掃孔,清除浮渣至孔底,確保孔徑、孔深符合要求,防止堵孔。②用高壓氣從孔底向孔口清理鉆渣。③用經(jīng)緯儀、測斜儀等檢測孔深,傾角,外插角,各項的允許偏差如表1。
表1允許偏差
⑺安裝管棚鋼管
清孔后應(yīng)及時下管,防止塌孔。
①鋼管在專用的管床上加工好絲扣,鋼管四周鉆Φ10mm~Φ16mm注漿孔;管頭焊成圓錐形,便于入孔。②管棚頂進采用大孔引導(dǎo)和管棚機鉆進相結(jié)合的工藝,即先鉆大于管棚直徑的引導(dǎo)孔(Φ127mm),然后可用10 t以上卷揚機配合滑輪組反壓頂進;也可利用鉆機的沖擊力和推力低速頂進鋼管。③接長鋼管滿足受力要求,相鄰鋼管的接頭前后錯開。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%,相鄰鋼管接頭至少錯開1m??刹捎?m及6m鋼管交替盯緊。鋼管的連接可采用焊管連接法或絲扣套管連接法。
⑻清孔
改革開放以來,我國經(jīng)濟發(fā)展迅速,城市規(guī)模不斷擴大,城市人口劇增,許多城市不同程度地出現(xiàn)了建筑用地緊張,生存空間擁擠,交通堵塞等問題。這些問題給人類居住條件帶來很大影響,阻礙了現(xiàn)代城市的可持續(xù)發(fā)展。為了緩解以上問題,我國及世界上其他各國都開始向地下空間發(fā)展,隧道工程便是對地下空間利用的一種體現(xiàn)。與西方發(fā)達國家相比,我國隧道建設(shè)起步較晚,存在施工經(jīng)驗不夠豐富、設(shè)計理念不夠先進等問題。不過,改革開放以后,我國隧道工程發(fā)展迅速,各種隧道工程的建設(shè)為我國隧道理論的發(fā)展、完善提供了寶貴的經(jīng)驗。
一、隧道工程理論
隧道設(shè)計理論主要有兩種,一種是二十世紀(jì)20年代提出的傳統(tǒng)的“松弛荷載理論”,其核心內(nèi)容是:穩(wěn)定的巖體有自穩(wěn)能力,不產(chǎn)生荷載;不穩(wěn)定的巖體則可能產(chǎn)生坍塌,需要用支護結(jié)構(gòu)予以支撐。這樣,作用在支護結(jié)構(gòu)上的荷載就是圍巖在一定范圍內(nèi)由于松弛并可能塌落的巖體重力。
另一種理論是二十世紀(jì)50年代提出的現(xiàn)代支護理論,即“圍巖承載理論”(簡稱“巖承理論”),其核心內(nèi)容是:圍巖穩(wěn)定顯然是其自身有承載自穩(wěn)能力;不穩(wěn)定圍巖喪失穩(wěn)定確實有一個過程的,如果在這個過程中提供必要的幫助或限制,則圍巖仍然能進入穩(wěn)定狀態(tài)。這是一種比較現(xiàn)代的理論,它已經(jīng)脫離了地面工程考慮問題的思路,而更接近于地下工程實際,半個世紀(jì)以來已被工程界廣泛接受和推廣應(yīng)用,并且表現(xiàn)出了廣闊的發(fā)展前景。
二、隧道超前地質(zhì)預(yù)報
隧道建設(shè)是一項十分復(fù)雜的工作,為了防止發(fā)生重大工程事故,確保施工過程中的穩(wěn)定和安全,必須認(rèn)真做好超前地質(zhì)預(yù)報工作,盡可能詳細(xì)地調(diào)查隧道位置的區(qū)域工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況,施工過程中應(yīng)做到勤監(jiān)測,密切注意圍巖狀況,及時發(fā)現(xiàn)異常情況,以保證后續(xù)工作的順利開展。
隧道超前地質(zhì)預(yù)報不僅可以進一步查清隧道開挖工作面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,指導(dǎo)工程施工的順利進行,而且還可以降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率和危害程度,并為優(yōu)化工程設(shè)計提供地質(zhì)依據(jù)。由此可見,隧道超前地質(zhì)預(yù)報對于安全科學(xué)施工、提高施工效率、縮短施工周期、避免事故損失、節(jié)約投資等具有重大的社會效益和經(jīng)濟效益。因此,對隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作應(yīng)給予足夠的重視。
三、隧道施工方法以及選擇原則
目前,常用的隧道施工方法有礦山法(又稱鉆爆法)、新奧法(我國稱為“錨噴構(gòu)筑法”)、明挖法、蓋挖法、盾構(gòu)法、掘進機法、沉埋法(又稱沉管法)。
礦山法指的是用開挖地下坑道的作業(yè)方式修建隧道的施工方法。 礦山法是一種傳統(tǒng)的施工方法。它的基本原理是,隧道開挖后受爆破影響,造成巖體破裂形成松弛狀態(tài),隨時都有可能坍落。礦山法施工的基本原則是“少擾動、早支撐、慎撤換、快襯砌”。
“新奧法”是奧地利隧道學(xué)家臘布希維茲教授在總結(jié)錨噴支護技術(shù)的基礎(chǔ)上首先提出的,簡稱為NATM(New Austrian Tunnelling Method)。它是采用錨桿和噴射混凝土作為初期支護,達成圍巖的基本穩(wěn)定,帶隧道開挖完成后,在逐步地作內(nèi)層襯砌作為安全儲備,以保持隧道長期穩(wěn)定的施工方法。至今,可以說在所有重點難點的地下工程中都離不開NATM.新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法。
明挖法指的是先將隧道部位的巖(土)體全部挖除,然后修建洞身、洞門,再進行回填的施工方法。具有施工簡單、快捷、經(jīng)濟、安全的優(yōu)點,城市地下隧道式工程發(fā)展初期都把它作為首選的開挖技術(shù)。其缺點是對周圍環(huán)境的影響較大。
蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度后,將頂部封閉,其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結(jié)構(gòu)可以順作,也可以逆作。在城市繁忙地帶修建地鐵車站時,往往占用道路,影響交通當(dāng)?shù)罔F車站設(shè)在主干道上,而交通不能中斷,且需要確保一定交通流量要求時,可選用蓋挖法。
盾構(gòu)法是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法,它是將盾構(gòu)機械在地中推進,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,同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖,通過出土機械運出洞外,靠千斤頂在后部加壓頂進,并拼裝預(yù)制混凝土管片,形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機械化施工方法。盾構(gòu)法開挖隧道通常適用于軟土而不適用于巖石中。
掘進機法是挖掘隧道、巷道及其它地下空間的一種方法。簡稱TBM法,是用特制的大型切削設(shè)備,將巖石剪切擠壓破碎,然后,通過配套的運輸設(shè)備將碎石運出。分為:全斷面掘進機的開挖施工,獨臂鉆的開挖施工,天井鉆的開挖施工,帶盾構(gòu)的TBM掘進法。
沉埋法指的是將箱形或管形水泥混凝土預(yù)制構(gòu)件,分段沉埋至河底或海底而構(gòu)成隧道的施工方法。
目前常用的隧道施工方法主要有上述幾種,不同的施工方法有各自的適用范圍,在具體工程中選擇何種方法應(yīng)遵循以下原則:在選擇隧道施工方法時,應(yīng)綜合考慮圍巖工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、隧道工程結(jié)構(gòu)條件和工程施工條件,使所選方法與圍巖自穩(wěn)能力、工程地質(zhì)條件以及隧道斷面大小、形狀相適應(yīng),并應(yīng)滿足施工技術(shù)水平、施工安全、作業(yè)空間、施工速度、施工成本控制、工程質(zhì)量、環(huán)境保護、施工組織和管理方面的要求。
四、隧道支護
隧道支護結(jié)構(gòu)的基本作用是保持隧道斷面的使用凈空,防止巖體質(zhì)量的進一步惡化,同圍巖一起組成一個有足夠安全度的隧道結(jié)構(gòu)體系,承受可能出現(xiàn)的各種荷載。此外,支護結(jié)構(gòu)必須能夠提供一個能滿足使用要求的工作環(huán)境,保持隧道內(nèi)部的干燥和清潔。
隧道的支護主要有初期支護和后期支護。初期支護的主要作用是承受“早期圍巖壓力”,幫助圍巖達到“基本穩(wěn)定”,以便安全、順利地挖除坑道內(nèi)巖體,保證隧道在施工期間的穩(wěn)定和安全。初期支護的常用方法有錨噴支護和超前支護。后期支護的作用主要是承受后期圍巖壓力,并提供“安全儲備”,以及滿足構(gòu)造、美觀、降阻和耐久等方面的要求,保證隧道在服務(wù)期的長期穩(wěn)定和安全。
五、隧道工程施工質(zhì)量檢測
隧道工程試驗檢測工作是隧道工程施工技術(shù)管理中的一個重要組成部分,同時也是隧道工程施工質(zhì)量控制和竣工驗收評定工作中不可缺少的一個主要環(huán)節(jié)。工程實踐經(jīng)驗證明,不重視施工控制和施工現(xiàn)場質(zhì)量的控制管理工作,而僅靠經(jīng)驗評估是造成工程出現(xiàn)早期破壞的重要原因。因此,要想切實提高隧道工程施工質(zhì)量,縮短施工工期,降低工程投資,在建立健全工程質(zhì)量監(jiān)測制度的同時,必須配備一定數(shù)量的試驗檢測設(shè)備和相應(yīng)的專職檢測技術(shù)人員。
六、我國隧道發(fā)展方向
改革開放以來,我國隧道建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展,目前我國隧道數(shù)量已經(jīng)躍居世界第一位。但我國僅僅是一個隧道大國,而非隧道強國,與西方發(fā)達國家相比,我國隧道建設(shè)還存在著機械化施工程度不高,施工工藝不夠先進,質(zhì)量控制不夠嚴(yán)格,工程事故頻發(fā)等缺陷。隧道技術(shù)的發(fā)展表明,今后我國隧道技術(shù)的研究方向為:非爆破的機械化施工、合理規(guī)劃與環(huán)境保護、設(shè)計可靠合理、使用安全等方面。
參考文獻:
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[4]地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(第二版) 王樹理主編 北京:清華大學(xué)出版社 2009.11
作者簡介:
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前言
公路是國民經(jīng)濟的重要命脈,由于其特有的靈活性和優(yōu)越性,發(fā)揮著其他運輸方式不可替代的作用。公路隧道是公路工程結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一,隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展,西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施,高等級公路已從沿海地區(qū)向西南、西北山嶺區(qū)延伸,公路隧道建筑規(guī)模也越來越大。對公路隧道施工技術(shù)也要求越來越高。
一、施工準(zhǔn)備及施工技術(shù)方案的確定
1、施工作業(yè)線安排
根據(jù)隧道設(shè)計結(jié)構(gòu)和工程地質(zhì)情況,施工作業(yè)采用中導(dǎo)洞先行,中導(dǎo)洞掘進40~50m 澆注中墻。在中墻混凝土強度達到70%以上再進左洞,右洞掌子面落后左洞按10m 控制。經(jīng)監(jiān)控量測,圍巖變形基本穩(wěn)定后同時施作左右洞二次模筑襯砌。當(dāng)圍巖變形過大,初期支護力不足時,除應(yīng)及時增強初期支護外,亦可修改二次襯砌設(shè)計參數(shù)后提前施作模筑混凝土。左右洞二次襯砌與掌子面間距控制在25~35m 之間。這就在進、出口各自建立了中導(dǎo)洞、中墻、左、右洞開挖、二次模筑襯砌五道并行的作業(yè)流水線,拓展了隧道施工作業(yè)面,為加快隧道施工進度奠定了堅實的基礎(chǔ)。
2、風(fēng)、水、電作業(yè),通風(fēng)、防塵和施工排水
(1)施工供風(fēng):在隧道進、出口各設(shè)一座空氣壓縮機站,各安裝2 臺20m3/min 和1 臺10m3/min 的空氣壓縮機以保障隧道施工用風(fēng)。
(2)施工用水進、出口分別:在距隧道拱頂30m 以上的山頂各修建一座100m3的高山水池,水源一是在隧道出口右側(cè)山腳挖一集水池,收集山泉水抽上山頂水池,再用管道輸水至出口供施工生活用水。一是從電站水渠中抽水至山頂蓄水池再用管道輸水至進口,供施工、生活用水。所有水源都要經(jīng)過水質(zhì)檢驗,PH 值小于4 或者硫酸鹽、氯化物含量超過有關(guān)規(guī)范的允許值以及含有對水泥凝結(jié)硬化有害的雜質(zhì)的水石不得用于攪拌砼。
(3)施工供電:在隧道進、出口各安裝一臺315kVA 變壓器,利用附近的地方電網(wǎng)供電,同時各準(zhǔn)備一臺功率為220KW 的發(fā)電機組備用。動力設(shè)備采用三相380V,照明用電采用220V,為確保安全,所有線路都安裝漏電保護開關(guān)。線路的架設(shè)及各種電器的安裝必須符合《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》JTJ042-94 的有關(guān)要求。
(4)施工通風(fēng)、防塵:洞內(nèi)如需爆破掘進,必須堅持濕式鑿巖,爆破后灑水以降低粉塵濃度。施工通風(fēng)采取壓入式,用3 臺軸流風(fēng)機分別向中導(dǎo)洞、左、右洞送風(fēng),送風(fēng)口距開挖面的距離不大于15m。
(5)施工排水:主要是排除可能涌入隧道的地下水和施工廢水。隧道從出口至進口為1.54%的上坡。出口施工為順坡施工,施工排水采取自然坡利用塑料管將水引出洞外。進口施工為反坡施工,施工排水采取在開挖地段挖集水坑,用抽水機抽出洞外。
二、隧洞開鑿過程
1、施工支護
首先要對不同類別的圍巖,應(yīng)采用不同結(jié)構(gòu)型式的施工支護。
(1)Ⅵ 類圍巖可不支護,Ⅴ 類圍巖支護時,宜采用局部噴混凝土或局部錨桿。為防止巖爆和局部落石,可局部加栓鋼筋網(wǎng)。
(2)Ⅳ~Ⅲ類圍巖可采用錨桿、錨桿掛網(wǎng)、噴混凝土或錨噴聯(lián)合支護。Ⅲ類圍巖必要時可加設(shè)鋼架。
(3)Ⅱ~Ⅰ類圍巖宜采用錨噴掛網(wǎng)的聯(lián)合支護形式,并可結(jié)合輔助施工方法進行施工支護。
(4)當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件差,圍巖不穩(wěn)定時,可采用構(gòu)件支撐。
2、隧道洞口位置選擇
洞口位置選擇好壞,將直接影響隧道施工、造價、工期和運營安全。選擇時要結(jié)合洞口的地形、地質(zhì)條件、施工、運營條件以及洞口的相關(guān)工程(橋涵,通風(fēng)設(shè)施等)綜合考慮。
(1)洞口部分在地質(zhì)上通常是不穩(wěn)定的。一般應(yīng)設(shè)在山體穩(wěn)定,地質(zhì)條件好,排水有利的地方。隧道宜長不宜短,應(yīng)“早進洞,晚出洞”,盡量避免大挖大刷,破壞山體穩(wěn)定。
(2)洞口不宜設(shè)在溝谷低洼處和匯水溝處,一般宜將洞口移到溝谷地質(zhì)條件較好的一側(cè)有足夠?qū)挾鹊纳阶焯帯?/p>
(3)當(dāng)洞口處為懸崖陡壁時,根據(jù)地質(zhì)情況采用貼壁或采用接長明洞的辦法,將洞口堆到坍方范圍以外3m~5m處,
(4)洞口地形平緩時,一般也應(yīng)早進洞晚出洞。這時洞口位置選擇余地較大,應(yīng)結(jié)合洞外路塹、填方、棄渣場地、工期等具體確定,需要時可接長明洞,以確保施工和運營安全。
3、左、右洞開挖
在中墻砼達到設(shè)計強度的70%以后進行,采取兩臺階分步平行開挖,上臺階從拱腳至拱頂,含整個拱部。為站人施工方便,上臺階分兩步開挖:先挖環(huán)形導(dǎo)坑,后挖中核,中核至拱頂高度1.6m~ 2.0m。臺階長5m~ 10m,上臺階開挖的土方用人工翻至下臺階再用裝載機配合汽車運棄。下臺階開挖先挖中槽,外側(cè)邊墻留上寬2m,下寬4m的平臺。中槽掘進5m~8m,跳槽開挖邊墻,馬口槽寬2m,凈距3m。仰拱隨同邊墻馬口一起開挖,符合設(shè)計尺寸后立即初噴5cm厚砼,施工邊墻部分錨桿,接長鋼支撐至中隔墻,噴射砼至設(shè)計厚度,形成封閉的環(huán)形支護。仰拱開挖連成一襯砌節(jié)段長度應(yīng)及時澆筑仰拱,加強對圍巖的支撐。左、右洞一次開挖不宜大于1m,左洞先進,右洞開挖面按落后左洞10m控制。
三、公路隧道的通風(fēng)
公路隧道的通分可分為自然通風(fēng)和機械通風(fēng),其中機械式通風(fēng)又可分為縱向通風(fēng)、半橫向通風(fēng)和橫向通風(fēng)??v向通風(fēng)有全射流通風(fēng)、帶有豎井的送排式通風(fēng)和靜電除塵裝置。采用全射流的方法通風(fēng),效果比較好,當(dāng)隧道的長度在6000m以內(nèi)時,相對于單純的全縱向通風(fēng)和分段通風(fēng),降低了隧道通風(fēng)工程的費用,對與長度在6000m以上的隧道,應(yīng)采用分段通風(fēng)。全射流通分的優(yōu)點是管理簡單、安裝方便、實施容易、通風(fēng)效果好、風(fēng)速平穩(wěn)、維修方便、投資小、費用低。但也存在著風(fēng)機集中處噪音大、設(shè)計復(fù)雜、在發(fā)生火災(zāi)時不能及時排除煙灰的缺點。半橫向通風(fēng)系統(tǒng)比縱向通風(fēng)系統(tǒng)具有更好的防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)的作用,在火災(zāi)發(fā)生時,能夠在最短的時間內(nèi)將濃煙排除隧洞外,能防止?jié)鉄煻練鈱θ藛T造成的傷害,還能迅速將著火點附近的濃煙排出,利于消防人員的撲救,排煙系統(tǒng)可靠,能使災(zāi)情得到有效的控制。這種通風(fēng)方式適用于隧道結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,環(huán)境相對密閉,通道狹窄,隧道長度大的公路隧道。這種通風(fēng)方式在發(fā)生火災(zāi)時能迅速排除濃煙,保證人員的安全。全橫向通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)效果好,在上部有排煙孔,使隧道內(nèi)的空氣保持新鮮,利于受災(zāi)人員的呼吸,但是安裝費用高,通風(fēng)時耗電高。如圖1,圖2所示。
四、公路隧道的防排水工程
公路隧道的防排水工程至關(guān)重要,在土方開挖后會涌現(xiàn)大量的水,要及時做好防排水工作,防災(zāi)隧洞的失穩(wěn)倒塌,在隧道修建成功后,如果排防水沒做好,會導(dǎo)致路面積水,給交通帶來不便,所以一定要完善隧道的排防水系統(tǒng)。公路隧道的防排水遵循以防為主,防排結(jié)合的原則。在施工縫和變形縫處采用橡膠止水帶來防水,在初期支付和二次襯砌之間延隧道全長鋪設(shè)高分子復(fù)合防水卷材,這是一種柔性的防水方法。襯砌時采用防水混凝土也能起到防水的作用。在進洞前須在洞頂設(shè)置截水溝,將洞頂?shù)乃诺降孛娴呐潘疁侠?。在洞口和洞身兩?cè)都要設(shè)置排水溝,對于含水量比較高的區(qū)段,還應(yīng)在洞身周圍的圍巖鉆孔,將巖內(nèi)的水排到排水溝,再排至洞外。要及時疏通排水溝,避免排水溝堵塞造成洞內(nèi)積水。公路隧道的排防水工程是從開挖洞身時開始,直至隧道的修建完成,要注意各個工序間的銜接,在各個工序中都做好相應(yīng)的排防水工作。綜合防、排、截、堵。引的方針,具體落實防水和排水的相關(guān)施工。
結(jié)論
高速公路的隧道工程施工是一個繁雜的過程,施工技術(shù)中有很多規(guī)定和需要注意之處。希望進行更多的探討,研究出更為先進和科學(xué)的隧道工程施工技術(shù),期待我國高速公路隧道工程施工技術(shù)朝國際領(lǐng)先水平更進一步。
前言
斷層及破碎帶隧道施工有其自身的特點,此類地區(qū)一般含水量非常大,并且施工的安全度無法保證,具有一定的施工風(fēng)險,在施工的過程中,其利用的技術(shù)是否科學(xué)合理決定了施工的質(zhì)量和施工人員的安全,因此,做好施工現(xiàn)場的調(diào)查工作,運用科學(xué)的技術(shù)進行施工尤各重要。下面進行具體的分析。
1 斷層及破碎帶隧道施工技術(shù)的選擇
1.1 斷層及破碎帶寬度較小時的隧道施工技術(shù)
在進行斷層及破碎帶隧道施工的過程中,當(dāng)斷層面以及破碎帶寬度較小的時候一般說明該地區(qū)的巖石塊比較大,并且?guī)r石較為完整和堅硬,對于這樣地區(qū)的隧道施工,一般選擇一種施工方法施工即可,并且要避免多次更換施工技術(shù)。比如可以縮短每循環(huán)的開挖進尺,加快進行掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、設(shè)立鋼拱架并立即噴射混凝土,利用常規(guī)的初期支護技術(shù)做好支護施工,然后開始執(zhí)行后續(xù)工序相應(yīng)的操作。對斷層段還可以采用加厚混凝土的方式進行加固等等[1]??傊卺槍τ跀鄬蛹捌扑閹挾容^小的隧道施工的過程中,通過確定一種施工技術(shù),然后有計劃有步驟的實施,就能夠最大程度的確保施工的質(zhì)量和安全,能夠有效的避免施工人員的安全。
1.2 斷層及破碎帶為一般寬度時的隧道施工技術(shù)
當(dāng)斷層及破碎帶為一般寬度的時候,相比于寬度較小的斷層及破碎帶來說,其施工的難度相對增大,并且應(yīng)用的施工技術(shù)也相對來說要復(fù)雜的多,主要是由于這類斷層及破碎帶的巖石也相對來說較為破碎,施工的時候應(yīng)該對這種情況進行充分的調(diào)查和了解,并且制定相應(yīng)的施工方案,選擇施工技術(shù),然后再進行施工,這樣才能夠確保施工的效果[2]。針對于一般寬度的斷層及破碎帶進行施工的時候,需要做好初期的防護工作,運用科學(xué)的防護技術(shù)做好施工的安全工作,并且可以采用加密徑向錨桿、加密超前錨桿、噴射加厚混凝土、鋼筋網(wǎng)和柵格架的方式進行加固,可以通過超前小導(dǎo)管向隧道頂端拱部注入混凝土漿,做到對巖體的加固和超前支護。
1.3 斷層及破碎帶地表時的隧道施工技術(shù)
斷層及破碎帶地表的時候,其主要的施工原則為防好地表水,做好隧道外預(yù)加固。通過相應(yīng)的淺埋暗挖技術(shù)實現(xiàn)對水害的防治。由于斷層及破碎帶地表,當(dāng)遇見多雨的季節(jié),容易遭受到淹沒,甚至是塌毀,造成隧道無法正常通行,甚至是出現(xiàn)人員的傷亡[3]。因此,在實際的施工中,需要運用相應(yīng)的淺埋施工技術(shù),做好淺埋的施工工作,該技術(shù)的主要施工包括地表錨桿、地表注漿加固、地表排水槽等,通過控制地面砂漿錨桿的直徑、分布形態(tài)和桿間距離,要確保錨桿對周圍地面的加固,這樣才能夠真正的做好水害的防治施工,確保隧道的施工質(zhì)量,有助于實現(xiàn)隧道竣工后的良好使用。
1.4 斷層及破碎帶寬度較大時的隧道施工技術(shù)
斷層及破碎帶寬度較大的隧道施工難度最大,應(yīng)用的施工技術(shù)也最為復(fù)雜,在實際的使用中,施工人員選擇的施工技術(shù)不能單一,應(yīng)該運用多種施工技術(shù)共同施工,但是前提條件是需要與施工的情況相結(jié)合。由于當(dāng)斷層及破隧道寬度較大的時候,這樣的巖體非常的破碎和松散,在施工的過程中,應(yīng)該搭設(shè)管棚,采用注漿管棚和鋼架超前支護半斷面的方向進行開挖。在寬度較大的區(qū)域應(yīng)該在管棚支護下先挖掘上半斷面,當(dāng)徑向錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架及噴射混凝土等初期支護結(jié)構(gòu)初具支護功能后,再進行管棚支護下部的挖掘。
在針對于斷層及破碎帶寬度較大情況下的隧道施工的過程中,相關(guān)的施工人員還需要在施工的過程了解實際的施工情況,并及時及項目技術(shù)人員反饋。如果在施工中出現(xiàn)如選擇的施工技術(shù)不合理,施工質(zhì)量不達標(biāo),無法到達施工技術(shù)要求等問題時,需要及時聯(lián)系設(shè)計單位商量施工措施,及時的解決施工中的問題,避免由于盲目的施工造成施工安全隱患的存在,嚴(yán)重的影響到隧道的施工質(zhì)量和隧道日后的良好應(yīng)用[4]。
2 斷層及破碎帶隧道施工的工藝流程及施工技術(shù)要點
在進行斷層及破碎帶隧道施工的過程中,相關(guān)的施工人員需要全面了解隧道施工的工藝及其施工技術(shù)要點,實現(xiàn)對斷層及破碎帶隧道的施工控制,下面針對于具體的施工工藝及施工技術(shù)要點進行分析。
2.1 斷層及破碎帶隧道施工的工藝流程
斷層及破碎帶隧道的施工流程與一般性隧道施工流程要復(fù)雜,并且對其技術(shù)要求也更為的嚴(yán)格,在實際的施工過程中,施工人員需要嚴(yán)格的按照施工工藝流程進行施工,其施工流程大致為如下:
通過以上施工流程進行施工,能夠?qū)崿F(xiàn)良好的施工效果。
2.2斷層及破碎帶隧道施工技術(shù)要點
在應(yīng)用斷層及破碎帶隧道施工技術(shù)的過程中,還需要充分的了解其施工技術(shù)的要點。本文主要探討了3種施工技術(shù)的要點[5]。一,超前錨桿技術(shù)要點。超前錨桿技術(shù)是斷層及破碎帶隧道施工中的一項非常關(guān)鍵的技術(shù),在應(yīng)用該技術(shù)進行施工的過程中,施工人員需要注意控制好錨桿的位置以及方向,只有確保錨桿的位置和方向正確,才能夠確保施工質(zhì)量。另外,還需要注意的一點就是在進行早強藥包的應(yīng)用過程中,如果出現(xiàn)著結(jié)塊的現(xiàn)象,堅決不能應(yīng)用,以免影響到施工質(zhì)量[6]。二,超前小導(dǎo)管注漿技術(shù)。在應(yīng)用該技術(shù)的時候,需要注意在鉆孔之后,要將鉆孔吹洗干凈,并且小導(dǎo)管應(yīng)對中插入。另外,在進行漿液配合的過程中,其配合比要嚴(yán)格按照相關(guān)的要求執(zhí)行,確保隧道施工的順利進行。三,大管棚超前支護技術(shù)??刂坪霉芘锏慕嵌龋涌诩白{,能較大的減少斷層段隧道施工過程中的安全隱患。
結(jié)束語
斷層及破碎帶隧道施工技術(shù)包含的種類非常大,在實際的應(yīng)用過程中,隧道施工人員不能盲目的根據(jù)自身的經(jīng)驗選擇施工技術(shù),應(yīng)該對施現(xiàn)場的自然環(huán)境、社會環(huán)境以及人文環(huán)境等進行充分的調(diào)查,根據(jù)調(diào)查的結(jié)果選擇施工技術(shù),這樣才能夠保證選擇的施工技術(shù)與施工現(xiàn)場的實際情況相符合,進而實現(xiàn)良好的施工效果,提高斷層及破碎帶隧道施工的質(zhì)量。
參考文獻:
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[2] 劉天亮,陳汝先,劉建達, 許海標(biāo),尹俊濤,張曉煒,王場.隧道在斷層破碎帶現(xiàn)場量測設(shè)計與分析方案[J]. 山西交通科技. 2012(02).
[3] 趙存明,沈斐敏,張燕青,吳存興.公路施工隧道含水?dāng)鄬悠扑閹У奶綔y[J]. 西部探礦工程. 2011(03).
1問題的提出
隧道工程施工條件復(fù)雜,工期、質(zhì)量、安全要求嚴(yán),成本控制難,競爭激烈,施工風(fēng)險高。雖然有“金隧銀橋”的說法,但在復(fù)雜的施工條件下,隧道施工技術(shù)管理不好,常會導(dǎo)致出現(xiàn)大虧或小盈的現(xiàn)象。特別是長大復(fù)雜隧道,其面臨的可變因素更多,工程項目管理難度更大。施工技術(shù)管理作為工程項目施工管理的核心工作之一,對工程項目的施工安全管理、質(zhì)量控制、進度控制、成本控制等方面具有非常重要的作用。19世紀(jì)是高層建筑的世紀(jì),20世紀(jì)是橋梁工程發(fā)展的世紀(jì),21世紀(jì)將是隧道及地下工程發(fā)展的世紀(jì),因此,面臨21世紀(jì)隧道及地下工程發(fā)展的重要機遇期,發(fā)展隧道工程施工技術(shù),加強隧道施工技術(shù)管理勢在必行。加強施工技術(shù)管理,不斷提高施工技術(shù)管理的“精細(xì)化管理、人性化管理”水平。
2隧道施工技術(shù)管理在項目管理中的作用
隧道施工流水線作業(yè),各工序依次展開,施工技術(shù)管理的好可以起促進作用,反之則起制約作用。在激烈的市場競爭條件下,只有人員、設(shè)備、材料等資源優(yōu)化配置,并不斷加強施工技術(shù)管理,才能實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗工程。實現(xiàn)這一目標(biāo)也是企業(yè)的立足之本。隧道施工技術(shù)管理在項目管理中發(fā)揮著重要的作用,其主要體現(xiàn)在安全、質(zhì)量、進度、成本等方面。
2.1加強隧道施工技術(shù)管理是確保隧道施工安全的有效途徑
在施工方案制定及技術(shù)交底實施過程中,必須充分考慮每道工序潛在的危害,明確危險源,采取有效的預(yù)防措施,并制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案。由于設(shè)計勘察手段有限,隧道施工中面臨的可變因素較多,特別是地質(zhì)條件復(fù)雜的山嶺隧道,隧道施工中常面臨涌水、突泥、瓦斯突出、塌方等安全隱患。在施工過程中必須充分利用綜合超前地質(zhì)預(yù)報手段,以探測隧道前方地質(zhì)條件并指導(dǎo)施工,合理規(guī)避災(zāi)害風(fēng)險。在長期的施工技術(shù)管理中,我們積累了豐富的經(jīng)驗。比如,瀏陽河隧道出口在施工人員進洞之前進行安全講解,并在洞口樹立危險源警示牌,時刻提醒進洞人員注意施工安全;此外,每月進行安全質(zhì)量大檢查,綜合各部門專業(yè)人才,掃除安全質(zhì)量死角。
2.2加強隧道施工技術(shù)管理是實現(xiàn)施工項目管理質(zhì)量控制的根本保證“安全是天,質(zhì)量是命”這是不可否認(rèn)的真理,但在一定程度上來說,確保施工質(zhì)量是保證施工安全的重要前提。實現(xiàn)施工質(zhì)量控制要做到:施工工藝要可靠、現(xiàn)場實施要到位、試驗檢驗要及時。隧道施工隱蔽工程較多,如果事后發(fā)現(xiàn)問題整改困難,并且依靠雷達檢測、聲波檢測等先進的檢測手段,即使施工完畢也能對隧道實體一覽無余。因此,施工中必須加強過程控制,并進行必要的檢驗監(jiān)測,只有上一工序合格了才能進行下一工序的施工。
2.3加強隧道施工技術(shù)管理是實施施工項目管理成本控制的重要手段施工項目成本控制是指項目在施工過程中對影響施工項目成本的各種因素加強管理,并采取各種有效措施,將施工中實際發(fā)生的各種消耗和支出嚴(yán)格控制在計劃成本范圍內(nèi),消除施工中的損失和浪費現(xiàn)象。施工技術(shù)方案的好壞直接影響項目管理成本控制,施工方案如果制定得合理、可行、科學(xué),可以大大地節(jié)省勞動力和降低損耗,使選用的機械設(shè)備較為簡單;在施工項目建設(shè)過程中,施工單位應(yīng)該在滿足用戶要求和保證工程質(zhì)量的前提下,聯(lián)系項目的主觀條件、施工單位自身的技術(shù)水平和成熟的施工工藝,對設(shè)計圖紙進行認(rèn)真會審,并提出積極的修改意見,在取得用戶和設(shè)計單位同意后對施工圖紙進行某些修改。
2.4加強隧道施工技術(shù)管理是施工項目管理進度控制的有效途徑進度控制的目標(biāo)是在保證施工質(zhì)量、確保施工安全、不因搶工期而增加施工成本的條件下,適當(dāng)縮短施工工期;影響施工進度的因素主要有:有關(guān)單位的影響、意外事件的出現(xiàn)、施工條件的變化、技術(shù)失誤、施工組織管理不當(dāng)。其中施工單位采用技術(shù)措施不當(dāng),造成施工中發(fā)生技術(shù)事故;應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料、新結(jié)構(gòu)缺乏經(jīng)驗;流水施工組織不合理;施工平面布置不合理,這些技術(shù)管理措施將影響施工進度計劃的執(zhí)行。實際施工過程中,由于技術(shù)管理跟不上而影響施工進度經(jīng)常遇到,例如我國隧道施工常對“洋技術(shù)、洋機械”感興趣,但是“食洋”不化,沒有深入研究,拿來就用,往往對機械設(shè)備性能及適應(yīng)性了解不透,慢慢摸索,既增加了成本,又影響了施工進度。因此,只有在隧道施工項目施工過程中,不斷加強隧道施工技術(shù)管理,才能使施工項目管理達到高質(zhì)量、短工期、低成本這一根本目的。
3隧道施工技術(shù)管理存在的問題及解決辦法
3.1存在的問題當(dāng)前施工技術(shù)管理存在的主要問題是: