时间:2022-08-17 20:14:54
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇隧道施工总结,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:张家湾隧道围岩监控 总结
中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:
1、工程概况
张家湾隧道设计为单线隧道,全长3758m,中心里程DK42+664。进口里程为DK40+785,出口里程为DK44+543。本隧道坡度为5‰纵坡。
隧道围岩分为Ⅲ~Ⅴ级:其中Ⅲ级围岩1744m;Ⅳ级围岩1865m;Ⅴ级围岩149m。
隧道出口边仰坡采用锚网喷防护。按新奥法施工,采用光面爆破及湿喷技术。Ⅲ级围岩地段采用全断面法开挖,Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶法开挖,锚网喷初期支护,拱墙一次衬砌。
2、技术要求
隧道监控量测的项目可分为必测项目和选测项目两大类。
必测项目一般包括:
⑴洞内、外观察;
⑵二次衬砌前净空变化;
⑶拱顶下沉;
⑷地表下沉(浅埋隧道必测,H0≤2b时);
⑸二次衬砌后净空变化;
⑹沉降缝两侧底板不均匀沉降;
⑺洞口段与路基过渡段不均匀沉降观测。
选测项目根据具体情况而定:⑴地表下沉(H0≥2b时);⑵隧底隆起等。
3、施工要求
3.1测点布置
洞顶地表下沉量测断面布置7个点(中间一个,2米一个,4米一个,5米一个对称布置)
洞内周边收敛量测布置4条(2条水平测线,2条斜测线)。
拱部下沉、底部上拱、填充面下沉1个断面各布置1个点。根据开挖方法不同,拱顶下沉和底部上鼓点应采用不同的布置方式,测点应根据施工情况进行合理布置,并能反映围岩、支护稳定状态,以指导施工。
净空变化,拱顶下沉和地表下沉(浅埋地段)等监控必测项目,应设置在同一断面。
3.2测点设置要求及测设工具
周边位移量测以水平相对净空变化值的量测为主,水平净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。拱顶下沉量测断面的位置在每一断面宜布置1~3个点。若地质条件复杂,下沉量大或偏压明显时,应同时量测拱腰下沉及基底隆起量。监控量测点必须及时埋设,开挖支护后2小时内读取初始数据。监控量测点要设置标识牌,标示里程、设点时间、责任人等相关信息。坑道周边收敛计可选铰弹簧式或重锤式,拱顶下沉量测采用水平仪、水准仪和挂钩钢尺等,有条件时可采用激光隧道断面监测仪进行量测。变形量测可采用单点或多点式锚头和传力杆,配以机械式百分表或点测位移计。
3.3量测方法
⑴水平收敛量测方法
水平相对净空变化的量测首先要求将预埋件按要求的时间及方法埋设,然后进行仪器的安装(如下图所示)。
当仪器安装完成后,利用弹簧秤、钢丝绳、滑管给钢尺施加固定的水平张力(弹簧秤拉力90N),并在百分表读得初始数值X0;因第一次量测的初始读数是关键性读数,应反复测读;当连续量测3次的误差R≤0.18mm(R值根据收敛计不同而异)时才能继续爆破掘进作业。用同样方法可读得间隔时间t后的t时刻的Xi值,则t时刻的周边收敛值Ut即为百分表两次读数差:
Ut=L0~Lt+Xtl~Xto
式中:L0——初读数时所用尺孔刻度值;
Lt——t时刻时所用尺孔刻度值;
Xtl——t时刻时经温度修正后的百分表读数值,
Xtl= Xt+εt
Xto——初读数时经温度修正后的百分表读数值,
Xt0= X0+εt0
Xt——t时刻量测时百分表读数值;
X0——初始时刻百分表读数值;
ε——温度修正值,
εt=α(T0~T)L
α——钢尺线膨胀系数;
T0——鉴定钢尺的标准温度,T0=20℃;
T——每次测量时的平均气温;
L——钢尺长度。
⑵拱顶下沉量测方法
拱顶下沉量测采用水准测量法进行,后视点可设在稳定衬砌上,用水平仪进行观测(如下图所示)。将拱顶初始相对高差与t时刻相对高差相减变得拱顶下沉量,即:Ut=(Q0+P0)~(Q+P)=(Q0~Q)+(P0~P)。若Ut为正值,则表示拱顶下沉;若Ut为负值,则表示拱顶向上位移。
3.4监测资料整理、数据分析及反馈
监控量测数据的计算分析主要包括以下内容:
⑴拱顶下沉、净空收敛的位移量,绘制时态曲线。
⑵围岩压力与支护间接触压力值,绘制时态曲线和断面压力分布图。
⑶初期支护、二次衬砌应力(应变)值,绘制时态曲线,反算结构内力并绘制断面内力分布图。
⑷地表沉降值,绘制横向和纵向时态曲线曲线。
⑸孔隙水压力值,绘制孔隙水压力的时态曲线及孔隙水压力与深度的关系曲线。
⑹爆破振动速度,绘制振动速度与测点至震源距离关系曲线。
现场量测所取得的原始数据,不可避免的会具有一定的离散性,其中包含着测量误差。因此,应对所测数据进行一定的数学处理。数学处理的目的是:将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证,以确定量测数据的可靠性;探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化的规律,判定围岩和初期支护系统稳定状态。
在取得监测数据后,及时由专业监测人员整理分析监测数据。结合围岩、支护受力及变形情况,进行分析判断,将实测值与允许值进行比较,及时绘制各种变形或应力~时间关系曲线,预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况,并将结果反馈给设计、监理,从而实现动态设计、动态施工。
目前,回归分析是量测数据数学处理的主要方法,通过对量测数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。
每次测量时要做好详细的量测记录,记录内容包括日期、时间、里程编号、环境温度、量测数据等,并及时根据现场测量数据绘制时态曲线和空间关系曲线。当位移时间曲线趋于平缓时,及时进行量测数据的回归分析,以推求最终位移和掌握位移变化的规律。目前,常采用的回归函数有:
对数函数U=A+Bln(t+1)
U=Aln()
指数函数U=Ae~B/t
U=A(e~Bt0~e~BT)
双曲函数U=A
式中:U—变形值(mm);
A、B—回归系数;
t—量测时间(d);
t0—测点初读数时距开挖时的时间(d);
T—量测时距开挖时的时间(d)。
具体方法如下:
(1)将量测记录及时输入计算机系统,根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移u~时间t的关系曲线,见图4。
图4位移u~时间t的关系曲线图
(2)若位移~时间关系曲线如上图中b所示出现反常,表明围岩和支护已呈不稳定状态,加强支护,必要时暂停开挖并进行施工处理。
(3)当位移~时间关系曲线如上图中a所示趋于平缓时,进行数据处理或回归分析,从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。
(4)各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本稳定后,进行二次衬砌的施作。
3.5监控量测管理
围岩稳定性的综合判别,应根据量测结果按以下方法进行。
⑴按变形管理等级指导施工,见表2。
表2 变形管理等级
⑵根据位移变化速度判别
净空变化速度持续大于5.0mm/d时,围岩处于急剧变形状态,应加强初期支护。
水平收敛(拱脚附近)速度小于0.2mm/d,拱顶下沉速度小于0.15mm/d,围岩基本达到稳定。
在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下,应采用监控量测分析判别。
⑶根据位移时态曲线的形态来判别
当围岩位移速率不断下降时(du2/d2t<0),围岩趋于稳定状态;
当围岩位移速率保持不变时(du2/d2t=0),围岩不稳定,应加强支护;
当围岩位移速率不断上升时(du2/d2t>0),围岩进入危险状态,必须立即停止掘进,加强支护。
围岩稳定性判别是一项很复杂的也是非常重要的工作,必须结合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判。
⑷工程安全性评价应根据表2要求的位移管理等级进行,并采用表3相应的工程对策。
表3工程对策
4. 监控量测质量控制
4.1技术措施
⑴根据隧道地质情况、施工方法、断面情况制定监控量测实施方案,制定监控量测控制基准值,成立监控量测工作小组,及时掌握使用先进仪器设备。
隧道开挖后应及时进行地质素描及数码成像,必要时进行物理力学试验。当浅埋隧道上方有地面建筑物、地下管线时,而且需要钻爆法开挖时,应进行爆破振动监测。
⑵隧道开挖时要及时对工作面地质变化和围岩稳定情况观察,察看喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态,发现异常时立即采取相应处理措施。浅埋地段要做好洞顶地面观察和沉降监测。
⑶测点应在开挖面施工后及时安设,并尽快取得初读数,测点布置应牢固可靠、易于识别,并注意保护,拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内或洞外水准基点联测,每15~20d应校核一次。
⑷净空变化和拱顶下沉点布置在同一断面上,测点断面间距根据地质条件、隧道结构形式、开挖支护方式等确定,一般Ⅲ级围岩不大于30m,Ⅳ级围岩不大于10m、V级围岩不大于5m。
⑸必测项目监控量测频率:按位移速度≥5mm/d,测2次/d,在1~5mm/d,测1次/d,在0.5~1mm/d,测1次/2~3d,在0.2~0.5mm/d,测1次/3d,在<0.2mm/d,测1次/7d。隧道结构应力、应变监测频率根据设计和施工要求及反馈结果确定。
⑹监测结果分析采用散点图(时态曲线)和回归分析法,依据时态曲线的形态结围岩稳定性、支护结构的工件状态安全性评价,并提出实施意见指导施工。
⑺当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时,应暂停掘进,并及时分析原因,采取处理措施。
⑻当采用接触量测时,测点挂钩应做成闭合三角形,保证牢固不变形。
4.2管理措施
⑴将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中,作为一个重要的施工工序来抓,并保证监测有确定的时间和空间。各施工单位应由工程技术管理中心组成专门监测小组,具体负责各项监测工作。
⑵制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划。
⑶施工监测紧密结合施工步骤,监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响,据此优化施工方案。
⑷积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指导,及时向监理、设计单位报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录,工程完成后,根据监测资料整理出标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。
⑸量测项目人员要相对固定,保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前均经过检校,合格后方可使用。
⑹测试完毕后检查仪器、仪表,做好养护、保管工作,及时进行资料整理及信息反馈。
德:加强学习,转变观念,勇于创新,努力提高思想、理论水平。认真学习xx届六中全会精神,积极参加学校组织的各项政治学习活动,深刻领会“三个代表”重要思想的精神实质和丰富内涵,切实转变教育教学观念,认真学习现代远程教育理论,树立适应远程教育要求的教学观、学生观和质量观,自觉运用现代教育理论指导教学研究和实践。通过政治学习和各项教学活动,提高了思想、理论水平。
能:积极参加“人才培养模式改革和开放教育试点工作”,主动学习、积极探索、勇于实践教育改革思想。抓住现代远程教育的特点,围绕现代化教学手段如何应用于课堂教学,优化教学评价体系;认真贯彻执行教学计划,每学期开学前,按照学校的布置认真学习、研究,按照教学大纲、教学计划的要求统一辅导内容、进度,并做好教学进度表,强化教学常规管理,规范教学进程;围绕如何提高专业课、文化课的课堂教学效益,如何加强文字教材和网络教材的内在统一,加强教学过程管理,提高教学效果;加强班级管理,建立健全小组学习制度,并对小组学习进行跟踪;做好学生的考风考纪教育工作,强调加强考风考纪的作用和认真对待考试对完成课程学习的意义。在工作中不断提高自已的工作能力和业务水平,促进教学质量、管理水平进一步提高。
勤:勤勤恳恳开展处室工作,我毫无怨言;热情帮助同事做好工作,我乐在其中。全年出满勤,不迟到早退,班主任工作忙碌又烦琐,必需经常加班加点为学生服务。
绩:一年中主要做了以下工作:
1、履行好了全市教育管理专业责任教师职责,完成了全市教育管理专业实践性环节教学指导工作,参加了全市教育管理专业本科论文答辩;
2、上半年开设了“入学教育”、“机械设计”、“机电设备一体化”课程,下半年开设了“入学教育” 课程,指导学生完成了课程设计、毕业设计和毕业论文;
3、带领处室同志完成处室日常工作和学校布置的迎接省校教学检查、帮助招办清理核对招生信息、搞卫生等临时性工作;
4、完成理工文法部课表编排、报考统卷、资料信息上传下达工作;
5、亲手指导新生进行网上注册和选课,经常给学生传授网上学习方法,所带班级在读生注册率为100%; 6、督促学生在网上学习,并经常与他们进行交互、交流,督促学生平时抓紧学习,按时完成作业,对学生的学习全过程进行全面考核,收集学生的作业交任课教师批改; 7、打印开学报到程序单和课程表,聘请面授课辅导教师,组织面授辅导课教学; 8、每学期完成手工、电脑课程注册各2次,核对、修改课程注册信息3次;
9、每学期完成手工、电脑报考各3次,核对、修改报 考信息3次;
10、每学期核对考试安排单,调整重考科目考试时间,及时将考试安排单发放到每一位学员手中;
11、每学期3次核对学生上学期期末考试成绩,2次手工、电脑填报成绩核对表,本学 期追踪工作近3个月,为20多名学生修订了30多名课程的成绩;
12、完成本学期教材、辅导资料和作业的领取、发放、费用结算工作以及下学期的教材征订工作,因系统未理顺,效率低下,此项工作整个学期都在做;
13、组织7个班40多名学员到校拍摄毕业证用照片。为这些学员填涂了照相信息卡,督促每一位学员认真核对照相信息并签名,多次通知、提醒学员按时到校照相。为2个外省学员寄去照相信息卡,远程指导他们在当地摄相,并接收、存放好他们寄来的相片、光盘;
14、上学期完成5个班57名学员、本学期完成3个班42名学员的毕业生成绩审核、上报工作。每学期3次上报、核对并修改学员办证信息,及时理顺、呈送办证用照片,本学期追踪工作2个月为2名未通过审核的学员提供详细的学习成绩证明材料,使他们顺利通过了毕业审核,最终按时圆满地完成了毕业生办证工作;
15、毕业证办证时间长,到得晚,为此多次回复并耐心向学生解释,取得了学生的谅解。毕业证领到后,24小时内通知全部学生,因系统原因,学习成绩单不能随毕业证同时到达,毕业生档案我只能利用考试监考空隙清理、密封,目前正在发放中。
16、向补考学员逐个收取补考费,协助总务处清查学员缴费情况,确定下学期学生缴费金额,拟定下学期开学报到通知,并将通知发放给每一位学员;
17、按照学校要求多次统计上报新、老生报到缴费情况,与学生一道确定每学期开课科目;
18、正在完成本科班网考课程的网上报考工作;
19、主动承担04春、05秋录取的各1个刚来校就读的学生的班主任管理工作;
20、完成学校分配的招生任务,与招生同志一道督促、劝说学生缴费、继续学习。 主管领导评语以及等次意见
【关键词】北京地铁区间暗挖隧道;渗漏的危害;渗漏的原因;预防措施
Abstract: to analyze the cause of leakage through the Beijing subway tunnels, harm to the leaks were described, and the causes of leaks summarize the preventive measures, for the future of Beijing subway undermining tunnel construction experience summary.
Keywords: tunnel excavation of Beijing metro; seepage hazards; leakage; prevention measures
中图分类号:U231+.92文献标识码:A
概述
随着北京市交通压力逐渐增大,增大地铁投资、加快地铁建设成为北京市缓解交通压力重要措施之一。在地铁 的快速建设中表现出了许多问题,其中地下工程的渗漏问题尤为突出。虽然在最近几年在地下工程施工中不断的加大对防水的研究和投入,取得了一定的成效,但渗漏问题仍然普遍存在,许多已经运营的线路渗漏产生的危害也在逐步显现出来,本文通过我这几年的地铁施工经验总结几点渗漏产生的原因及防治措施,为以后的地铁区间暗挖隧道施工防渗漏提供一些参考。
渗漏产生的危害
(一)地下工程渗漏水,特别是当水质具有侵蚀性,如含盐、碱、硫、硫酸根等离子时,可能造成隧道侵蚀破坏,容易导致混凝土结构中的钢筋发生锈蚀,并会加快结构混凝土的碱骨料反应,危害隧道结构的耐久,从而影响到结构安全,缩短了工程的使用年限。
(二)隧道渗漏使电绝缘失效、短路、跳闸,影响安全运营,引发漏电伤人事故;少数隧道,暴雨后隧道铺底破损涌水,造成淹没轨道,冲空道床,影响行车安全;水害还会引发基底裂损、翻浆冒泥等病害,导致铁路线路轨距水平变形超限,冻胀引发洞内线路起伏不平,以及洞内漏水潮湿降低轮轨粘着力,均会影响行车安全;在寒冷地区,尤其是严寒地区,隧道衬砌渗水反复冻融循环,在衬砌内部造成衬砌混凝土冻胀开裂破坏;隧道漏水还将使隧道拱部和侧墙产生冰凌侵入净空,恶化隧道的营运条件,危及行车安全。
(三)隧道渗漏水还将极大地降低隧道内各种设施的使用功能和寿命,增加维修费用。由于隧道渗漏水,增加了隧道内空气的湿度,造成钢轨、通讯、照明等设施的损坏,据铁路工务部门统计,渗漏水隧道钢轨的使用周期约为正常状态下的一半;
(四)隧道渗漏水还可能降低地下水位,如渗漏量较大且没有得到有效的治理,常年的渗漏势必影响到周围地层的沉降,对周围地层管线造成威胁,对生态环境造成破坏;
(五)地下工程的渗漏,须常年采用机械排水和使用抽湿机或用吸湿剂除湿,均会造成能耗损失,成本飙升。
二、工程概况
本文以北京地铁某段区间暗挖隧道为例进行分析,此区间暗挖隧道采用复合式衬砌结构,初期支护由喷射混凝土、钢筋网、钢格栅拱架等支护形式组成,初期支护厚度为25cm,二次衬砌采用模筑钢筋混凝土,二次衬砌厚度为30cm,两层衬砌之间铺设防水层,防水层为土工布400g/m2+1.5mmPVC防水板,隧道防水等级为二级。本区间覆土深约9.6~12.6m,主要穿越地层为粉质粘土、粘土、细砂层。本区间地下水赋存于埋深7~15m的范围内的粉土、粉砂、细砂层中。地下水的主要补给来源是大气降水入渗、侧向径流补给,该层水在整个施工场地普遍分布。图纸设计开挖前进行降水。
关键词:概述;隧道塌方的原因;类型;措施和依据
中图分类号:U45文献标识码: A
一、概述
在公路、铁路大断面隧道开挖施工中,由于自然地质条件、设计措施及施工工法、施工质量等因素,常会发生塌方、突水、突泥事故,给隧道施工带来极大危害。塌方以其高发性、高危性严重威胁着工程设备和人员安全 ,防塌、治塌工作已经成为隧道施工的首要问题。国内大部分在建或已建的隧道均发生过不同程度的塌方,特别是近期铁路、公路的快速建设中多次出现隧道塌方事故,2011年3月云南迪庆香格里拉在建公路肯古隧道塌方19人被困幸被救出,2011年4月兰新铁路小平阳隧道塌方造成12人死亡等等……。事故的频发促使我们必须从源头上去分析事故产生原因,有针对性地采取有效措施规避风险,才能保障隧道施工人员的生命财产安全。
二、隧道塌方的类型
1地质原因造成的隧道塌方
地质要素是造成隧道塌方的重要要素之一,不一样的地质条件会造成不一样的塌方事故。地质要素主要包括变质岩体、断层带、溶洞、滑坡、泥石流等,当隧道在这些地区进行施工建设时,必须要对当地的地质条件进行深人分析,稍有不慎 就会造成严峻的塌方事故。
2.地下水渗漏造成的隧道塌方
当隧道上方或许隧道周围的岩石中存在很多地下水时,就容易造成严重的塌方事故。地下水的存在影响了岩石的稳定性和安全性,降低了岩石强度,使隧道的耐压性逐渐下降,隧道结构面的稳定性下降,从而较易造成塌方事故。
3.地压造成的隧道塌方
地压主要包括偏压、滑坡及高地应力区等,其很容易造成隧道周围的岩体出现松动、开裂等现象,使完整坚硬岩体发生岩爆、隧道挤出性破坏现象,造成隧道主体结构的不稳定,从而造成隧道的塌方事故。
4.设计和施工不当造成的隧道塌方
在隧道建造前,规划单位没有根据施工现场的实践情况对隧道的结构、施工办法、施工流程进行合理规划,施工计划不符合施工现场实践。在施工过程中,施工单位的施工办法不当,不符合施工标准,如:该挂设钢筋网的地方没挂网混凝土厚度缺乏、支承结构的数量缺乏等。爆炸过程中爆炸参数计算不正确,炸药数量不正确,导致隧道周围岩石的不稳定。因为隧道施工环境区别比较大,造成隧道塌方的因素各种各样,因此相关单位必须在施工中不断进行分析和总结,这样才能最大程度地避免隧道塌方事故的发生。
三、隧道塌方的形态
1.局部塌方
局部塌方多发生在隧道的顶部,由于施工过程中破坏了岩石的整体结构,岩石的稳定性逐渐降低,容易造成岩石滑移的现象。在实际中,这种塌方的规模比较小,在N类及l类以上的硬岩结构中比较容易发生。
2.拱形塌方
拱形塌方多发生在层状岩体或者碎块岩体的隧道中,地层比较松软的地区也容易出现这种塌方情况。这种塌方多发生在隧道的顶部和侧壁,塌方高度在4-20m发生塌方的规模较大。
3.膨胀土隧道塌方
近年来,因为膨胀岩土而造成隧道塌方的案例不断增多,膨胀土围岩具有较高的初始应力简单发生开裂、坍塌现象。尤其是在隧道建设过程中膨胀土围岩遭到损坏,初始应力得到开释,围岩强度下降,简单发生变形。膨胀土围岩还具有遇水膨胀,失水缩短的特色,这两种情况都会造成膨胀土围岩的不稳定性,使岩体局部遭到损坏,岩体逐步损失支撑力,导致岩体构造损坏,造成严峻的塌方事故。
4.软岩变形隧道塌方
软岩是一种特定环境下的具有显著塑性变形的岩石的总称。软岩主要包括泥岩、赫土岩、粉砂泥岩等,这些岩石的强度低、孔隙度大、胶结程度差,当隧道周围岩体承受的压力逐步加大时,软岩的稳定性就会下降,容易造成塌方。软岩的变形速度较快,具有激烈的流变性,一旦发生塌方事故就会非常严峻,因而必须思考软岩变形对隧道造成的影响。
5.岩爆形成的塌方
岩爆现象通常发生在高地应力岩体区域。在开挖隧道时,围岩在短时间内发生脆性损坏,原先蓄积在岩体中的能量瞬间得到开释,使岩石发生爆裂现象。这样就容易造成岩石构造的改变,导致岩石的掉落现象。花岗岩、片麻岩、玄武正长岩等岩石类型很容易发生岩爆现象,在施工过程中应格外注意这样的区域。
四、塌方的处理措施和依据
1.为了避免地表沉陷形成的塌方事故,应对地表沉陷进行科学处理。当隧道开挖结束后,对地表进行及时回填,一同浇筑混凝土,对地表的缝隙进行填堵,同时还应在道路两侧开挖排水沟,避免呈现积水。对于呈现涌水的地点,及时设置挡土墙,并向塌方空泛内充填水泥浆、水玻璃。另外,为了保证良好的防水作用应对塌方区域周围的岩体都进行水泥浆浇灌工作,对呈现塌方的区域进行管棚支护,用钢筋进行联接。
2.对膨胀岩土产生的塌方进行处理是一项艰巨的工作,尤其是当岩体发生连续性断裂的同时会在很多未知的区域发生不一样程度的岩石坍落现象,为塌方事故现场的处理形成很多麻烦。在处理事故过程中,应先用坍塌的岩石对空泛进行添补,直至达到拱顶的设计标高,对于剩余的空泛,挑选轻质材料进行填充。回填工作结束后,设置管棚钢架支持,钢架之间进行焊接处理。管棚钢架支持设置结束后对塌方部位进行混凝土浇筑,在修正工作过程中,及时监测岩体的变化,避免岩体呈现二次事故。针对膨胀岩体遇水膨胀,失水缩短的特征,特别是在含水量丰盛的施工区域,在施工前应对当地的地质情况进行充分的调查分析,对岩体结构和水文情况进行详细了解,削减岩体在使用过程中呈现事故的概率。在施工过程中应实时监测岩体情况,避免岩体向隧道内膨胀坍塌。
3.塌方的处理有必要建立在对塌方正确认识的基础上,假如计划不妥或失败,不光致使更大的经济损失,并且可能造成人员伤亡,故通常的处理原则是先稳固后方,避免塌方扩大,然后以安全的后方为依托或保护再向前进行处理。其原则能够总结为:“小塌清,大塌穿”,即对小塌方(塌方的落体未堆满开挖掌子面)能够先用喷发混凝土关闭塌穴,待塌穴围岩基本安稳后,整理塌方体然后进行初期支护,待初期支护安稳后回填塌穴,对大塌方(塌方的落体堆满开挖掌子面)先用喷发混凝土关闭塌方掌子面,待塌穴围岩基本安稳后,在塌方段打设超前注浆小导管或中管棚贯穿塌方段落,进行注浆对塌方段进行固结,待塌方体固结后在超前支护的保护下对塌方段再逐榻开挖,进行初期支护,直至穿过塌方体,在塌方段留下注浆口对塌穴用砂浆泵送回填。依照上述处理原则,塌方发生后,拟定处理措施,对隧道洞口实施安全管控,无关人员不得进入洞内,组织专人对洞塌方区处理,以保证安全。
结束语
隧道开挖时如呈现大面积塌方事故会为后续施工带来严重影响,不光延误了工期,耗费了很多的工程资金,还为未来隧道的运用带来了潜在的安全隐患。因而,施工单位有必要加强对隧道塌方缘由的剖析,尽可能扫除各种造成塌方的因素,保证隧道的工程质量。
(1)发展背景
改革开放三十年来,我国经济得到了快速地发展。随着经济发展的需求,大量的高速公路网近年来被快速的建设起来。随着公路技术的发展,原有的一些不适宜建设隧道的地区逐渐开始进行公路建设。关于一些偏远地区因为山地以及特殊地质条件逐渐由于经济发展得需要开始逐渐建设公路网络[1]。
(2)隧道支护研究现状
新奥法作为近些年来比较流行的隧道支护方法,被广泛运用在公路隧道建设中。关于一些特殊地质条件,新奥法的独特施工技术更加有效地保证了施工技术方面的要求。但是新奥法仍然有自己先天性的缺陷,这些缺陷会导致隧道施工技术低下,无法保证隧道施工建设要求。现有的隧道支护技术主要有以下几个方面:
1)钢拱架[2]:近些年来由于我国钢铁产量的大幅增加,钢拱架技术被大量用于隧道支护技术。钢拱架主要包含了格栅钢架以及型钢钢拱。
2)喷锚技术[3];随着喷层材料以及锚杆材料的快速发展,喷锚技术被广泛运用于特殊地质条件下的隧道建设中。自上世纪九十年代以来,我国常用混凝土喷层与锚杆结合进行支护。
3)联合支护方法[4]:新奥法在实际使用中不断地发展引申,最终得到了联合支护方法。现在常见的联合支护方法有:长锚杆柔性支护、锚喷技术以及锚喷网技术。
在特殊地质条件下的隧道施工技术上述支护技术有着极其严格的要求,对现有的隧道支护技术进行经验总结对今后隧道施工中的技术方案选择有着比较重要的要求。
1 软弱围岩条件下的隧道工程特性研究
1.1 软弱围岩力学特性
软弱围岩由于其自身较高的泥质含量以及岩体的独特力学特性使得软弱围岩具有极易产生变形的显著特点。软弱围岩的主要力学特性有:
(1)崩解性:在水的作用下,软弱围岩容易由于水的作用最终导致围岩结构失效。最终导致软弱围岩崩塌。
(2)流变性:一些软弱围岩会因为力的作用随着时间的变化逐渐产生位移,这种性质被称之为流变性。
(3)膨胀性:软弱围岩在受到力的作用以及水的作用下会产生楔劈效应,当楔劈效应大于联结力时,会产生一定的膨胀性变化。
(4)可塑性:由于软弱围岩自身性质的独特性,一旦受力产生变化后的围岩会由于内部结构的变化导致变形无法恢复。
1.2 喷射混凝土技术的应用研究
喷射混凝土是一种较为先进的隧道围岩支护方法。喷射混凝土主要是运用混凝土喷射机将混凝土高速的喷射在围岩表面。喷射混凝土可以迅速的形成强度,对围岩快速地形成强度。随着技术的快速发展喷射混凝土技术逐渐形成了以下几个方面:
(1)湿喷:为了保证喷射混凝土时,混凝土扬尘现象严重,在喷射混凝土时加入一定比例的水,保证空气质量的方法称之为湿喷。这种方法技能保证施工技术要求,也可以保证工人身体健康。
(2)与干喷:干喷是将混合料以高速喷射在软弱围岩上,以形成强度保证围岩的稳定性,是在喷射混合料前将混合料中拌制一定比例的水,降低喷射混合料时的扬尘。
(3)混合喷射:混合喷射是将两种喷射方式混合使用的一种施工技术,这种施工技术主要的施工要点以及施工设备与上述两种施工技术基本相同。
1.3 锚杆技术研究应用
作为围护软弱围岩的一种重要施工方法,锚杆技术主要有以下几点力学特性:
(1)支撑围岩:通过锚杆与围岩之间的摩擦力,对软弱围岩产生一定的压力,有效地阻止围岩强度的继续恶化。
(2)加固围岩:锚杆及其注浆可以将软弱围岩中的破裂面以及节理裂纹粘结在一起,从而增强围岩的力学参数。
(3)吊悬作用以及增强摩阻力:吊悬作用是将软弱的易掉落的围岩与稳定的围岩结合在一起形成较为稳定的整体。增强摩阻力则可以提高软弱围岩的整体性。
2 特殊地质条件下的隧道监测技术的研究
2.1 监控量测的目的
为了保证软弱围岩条件下隧道的施工技术要求,一定要在施工过程中时刻保证监控量测。通过监控量测围岩在各个时刻的数据,可以判断软弱围岩在施工过程中的支护状况变化以及围岩稳定性状态。围岩监测的主要方面有:
(1)选测项目:常见施工中的一些检测项目为选测项目,具体有地表下沉、围岩压力以及钢支撑内力等方面。
(2)必测项目:对于一些量测项目必须进行时刻检测测量。例如拱顶下沉、周边位移、锚杆以及锚索内力等项目。
2.2 特殊地质条件下监测结果研究
通过对在软弱围岩条件下的公路隧道中的实际施工经验进行总结,富水千枚岩层条件施工时应当注意以下几点:
(1)在富水千枚岩层中进行公路隧道施工时,检测测量数据中周边收敛数据较小,要小于拱顶下沉数据。经过理论分析后,认为实际数据应该会大于测量数据,测量数据偏小主要是由于施工工序影响了量测准确性。
(2)钢架内侧压应力经常大于拉应力,钢架的受力较为安全且拱脚处盈利水平比较高。主要原因是由于产生了应力集中的现象。
(3)在富水千枚岩层地质条件下的公路隧道建设中,锚杆在控制围岩变形方面效果较差,不能有效的提高围岩的稳定性。
(4)对在富水千枚岩层条件下建设的公路隧道而言,二次衬砌所受到的应力较小。一般情况下二次衬砌所受到的应力要远远小于设计强度。所以按照一般施工要求进行施工只要可以保证设计强度,二次衬砌一般不会产生破坏,且稳定性较好。
3 结论
经过对现有的公路隧道施工技术以及现有的公路隧道施工监测量测技术的理论分析,本文得到了现有的公路隧道施工技术的各个优点以及缺点。结合具体施工经验总结,得到了以下几点结论:
关键词:高速公路;隧道;质量;安全
公路隧道的设计施工方案日趋成熟与复杂。其复杂的一方面是考虑了更多的因素,将更多的设计理念以及人性化的要求囊括进去,另一方面,设计的复杂性同时带来了施工的复杂性与经济因素的不确定,以及人为的不可控制因素增多,同时管理的成本大大增加。几年来,随着高等级公路的不断拓展,公路隧道的建设数量在大大增加,这就要求工程师、施工单位和广大的技术工作人员认真总结隧道施工的精细要点,更好地保证隧道的施工质量。本文结合工程实际,对高速公路隧道施工质量控制谈一些体会。
1工程概况
某高速公路某隧道为越岭隧道,全长217米,是该高速控制工期的重点工程,整个隧道分左右两幅,设计行车速度80公里/小时,为双向4车道分离式隧道。施工单位按照新奥法(NATM)思想进行隧道开挖与支护,充分发挥围岩的自承作用,作业严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的原则,尽量减少对围岩的扰动,并充分利用超前地质预报,确保了施工安全和工程的顺利进行。
2施工质量控制要点
2.1洞口及明洞工程施工质量控制要点
(1)加强洞口及明洞工程开挖的监控:开挖前测量放线及仰坡顶截水沟和洞口段的排水系统应已施作完成,并检验合格。
(2)明洞钢筋砼浇注:钢筋种类、数量及性能必须经检验符合设计要求。钢筋制作安装,衬砌台车就位,外模安装等应由现场施工质量控制巡检旁站,及时发现问题,及时整改,专业施工质量控制工程师全面检查,各项指标符合设计和规范要求后方可浇注混凝土,施工全过程,均应处于受控状态。
(3)注意雨季期间洞口段的施工安全,洞身开挖严格按设计文件要求的开挖方法进行,洞口段仰拱应及时卦闭成环并及时施作二衬,衬砌台车进场安装要与隧道进洞同步进行。
2.2隧道洞身开挖施工质量控制要点
2.2.1开挖的原理
目前我国高速公路隧道普遍采用新奥法施工,新奥法的基本理论依据,就是利用围岩本身所具有的承载效能的前提下,采用毫秒爆破和光面爆破技术,进行全断面开挖旖工, 以复合式内外两层衬砌形式来修建隧道的洞身,即以喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为其外层支护形式,称为初次柔性支护,系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。
2.2.2开挖方法的确定及控制事项
在隧道洞身开挖施工过程中,应结合岩层构造、岩性及地下水情况,采用光面爆破或预裂爆破技术,使隧道开挖断面尽可能的符合设计轮廓线,减轻对围岩的扰动,减少超、欠挖。围岩地质条件发生变化时,应及时调整周边眼问距和装药量。
2.2.3加强施工安全防护
隧道开挖通过煤层或煤系地层时,应采取封闭措施,防止煤层瓦斯逸入坑道,在施工过程中要加强对瓦斯浓度的量测,施工通风应能满足洞内各项作业所需的最大风量,并要采取有效的防尘措施,如采用的防尘措施不能达到规定的粉尘浓度标准时,严禁采用干式凿岩。
2.2.4严格控制超欠挖
开挖后应采用激光断面仪测量净空断面,宜每隔5~10m检测一个断面,发现超欠挖应及时调整钻爆参数。当出现超挖时,超挖部分应采用与衬砌同等级混凝土回填密实:当出现欠挖时,对欠挖部位应进行处理,确保衬砌厚度满足设计要求。
2.3隧道初期支护施工质量控制要点
新奥法施工的特点是“少扰动、早支护、勤量测、紧封闭”,洞身开挖后及时、正确地进行初期支护是新奥法施工成败的关键所在。因此,施工质量控制工程师在隧道开挖完成后,应指导督促承包商立即按设计要求进行各项初支工作,并严格控制各工序的施工质量。
2.3.1系统锚杆支护
开挖断面经检查合格后应立即进行锚喷支护,锚杆采用仪器测量定位钻孔,在钻孔时要严格控制孔位、间距、方向、形状、孔径及孔深等指标。钻孔前应根据设计要求定出孔位,作出标记,钻孔方向要求最好垂直于岩面,当层理、裂隙发育并存在明显走向及倾角等特殊情况时,应灵活处理。锚杆与孔壁之间的摩擦力是锚杆发挥锚固作用的关键,所以,钻孔后必须清孔,将钻孔内的石渣等清除,并防止塌孔。
2.3.2钢筋网支护
钢筋网应在岩面喷射一层混凝土后进行铺设,使用前应清除锈蚀,采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设,钢筋网应随受喷面的起伏铺设,在安装锚杆后进行,钢筋网的混凝土保护层应不小于20mm,且应与锚杆或钎钉联结牢固,在喷射混凝土作业时不发生晃动。
2.3.3钢支撑支护
钢支撑安装应严格按设计进行,应检查钢拱架尺寸、强度和刚度以及安装位置、间距、垂直倾斜度,纵向连接筋连接情况和与锚杆头及钢筋网的焊接情况,符合设计及规范要求后进行喷射砼施工。特别应严格控制钢支撑安装间距,做到每榀检查,安装允许偏差为50mm。钢支撑安装应靠紧围岩,如果与围岩有间隙,不得用片石回填,而应用喷射混凝土喷填饱满。钢支撑拱脚必须放在牢固的基础上,不得悬空。拱脚标高不足时,不得用块石、碎石砌垫,而应设置钢板进行调整,或用混凝土浇筑,混凝土强度不小于C20。
2.4隧道二次衬砌施工质量控制要点
(1)二衬施作前加强对Ⅳ、V级围岩初期支护砼强度、厚度、钢拱架问距、空洞情况的检测,检测合格后方可进行下一道工序施工。
(2)二衬施作时机的确定。二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作,围岩变形量较大,流变特性明显时,要加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌。同时,二次村砌距掌子面的距离应符合图纸或技术规范要求,一般情况下不大于200m,软弱围岩应紧跟。
(3)二衬应采用整体式衬砌台车施工。新进场的二衬台车质量进行专项验收,衬砌台车由合格的生产厂家加工定做,拼装完成后对台车几何尺寸、刚性强度、面板厚度等进行检查,合格后方允许投入使用。旧台车必须由专业厂家进行修整后才能进场,二衬台车模板拼缝必须电焊打磨,特长隧道,每施工1000米二衬,必须对二衬台车进行一次系统的整修。
2.5隧道防排水施工质量控制要点
(1)光面爆破是初期支护防水的基础,它虽然不属于防水施工系统的范畴,但与防水施工密切相关,光面爆破可保证防水层基面大体平整,并且保证防水层与喷射混凝土表面密帖,同时保证防水层的松弛预留量做到合理控制,可避免防水层被刺破或拉裂。
(2)防水工程贯穿公路隧道施工过程。从材料进场、技术交底、员工培训:、防水板场地选择硬化、防水板焊接或粘接移动、防水层挂板台车的设计、安装、就位、公路隧道光面爆破、初期支护、基面检查处理、挂防水板、二次衬砌混凝土浇筑等工序都必须严格按技术规范施工,否则将会造成防水层的破裂,从而使公路隧道渗漏水。所以只有不断地探索、总结、积累,进一步完善操作工艺和管理制度,才能确保隧道整体不渗漏。
关键词:公路隧道 水平岩层 超欠挖 控制
中图分类号:U455 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)05(b)-0077-01
在公路隧道施工时,经常发生的超欠挖问题给施工带来进度、质量、成本等方面的不良影响。对超欠挖如何进行控制是施工中必然要考虑到的问题,只有通过控制技术尽量减少此类现象的发生,才能保证施工的顺利、有序开展。从而保证施工在工期内高质量的完成,达到施工目标。
1 超欠挖的相关规定与影响
1.1 超欠挖规定
2005年,我国交通部了《公路工程质量检验评定标准》。规定中对公路隧道施工中发生的超欠挖现象做出了明确规定:部位围岩级别ⅠⅡ~Ⅳ Ⅴ~Ⅵ,拱部平均线性开挖10 15 10,最大超挖20 25 15,边墙线性超挖10,10,10,仰拱、隧底平均线性开挖10,最大超挖25。当石质坚硬完整且岩石抗压强度大于30MPa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时,允许岩石个别凸出部分(每1m2不大于0.1m2)凸入衬砌断面,锚喷支护时凸入不大于30mm,衬砌时不大于50mm,拱脚、墙脚以上1m内严禁超挖。适用于炮眼深度不大于3.0m的隧道。炮眼深度大于3.0m时,可根据实际情况另行规定。
1.2 超欠挖对隧道的影响
根据交通部对近年公路隧道施工的统计分析,可以得知,运用钻爆技术进行隧道施工时,若施工方对相关操作不加以重视,施工过程中经常会遇到超欠挖问题。隧道施工中超欠挖现象的发生很大程度上影响了施工作业,不仅造成施工成本的增加,引发诸多安全问题。而且影响了施工进度,施工作业的有序开展。进而影响了施工的最终效果。
2 隧道出现超欠挖的原因
2.1 爆破技术
现有的爆破技术存在较多技术缺陷,若在施工过程中不加以注意,就会导致超欠挖现象的发生。主要有以下几类原因。
(1)施工方从业人员的爆破技术水平不高,相关施工工艺不熟练。在进行相关爆破作业时,由于对掏槽方式、炮孔间距、装药结构与药量选择的不合理,造成爆破参数选择不当,进而造成超欠挖问题的发生。
(2)进行相关钻孔作业时,因为精度要求不严、钻孔位置选择不当等原因,尤其是钻孔周围的炮眼布置不合理,从而造成超欠挖问题,进而影响施工作业。
(3)施工方管理管理方式粗放,未能形成行之有效的规章制度;人员工作责任心欠缺,未能具有较高的从业素质。这些导致爆破作业的标准不规范,进而引发超欠挖问题。
(4)进行爆破作业时,对爆破位置相关地址条件的考察不细致。这导致爆破效果的不确定性增加。
2.2 客观地质条件
隧道施工时,施工周围相关地质条件对使用质量具有较大影响。隧道周围相关岩体的稳定性由岩体自身的特征和岩体中地下水所决定,其中岩体自身的节理发育是超欠挖的重要因素。
造成超欠挖问题客观存在的因素主要是岩体节理的方位、间距、节理间的填充物、岩体自身的强度等因素。其中,在隧道挖掘时遇见的含有地下水的岩体,岩体受地下水长期渗透,造成相对强度降低。加之地下水重量造成的压力,极易引发超欠挖问题。尤其是进行开挖的岩体中若存在相对规模的溶洞,在进行开挖爆破时极易引发大规模的超欠挖问题。
2.3 开挖机械因素
进行隧道作业时,现有施工条件下经常选用的钻眼机械为为风洞凿岩机。其机械机构简单,使用安全。但进行相关炮眼作业时,对炮眼角度及深度的掌握和钻眼底部与周围的处理较为困难,不能完全达到相关施工标准,从而造成炮眼分布的密集系数过高或过低,进而导致超欠挖问题的发生。
3 超欠挖的控制技术
3.1 实施新的施工技术,改变原有的观念
进行隧道施工时,施工方应以“控制爆破、及时支护、监控量测”的原则进行超欠挖的控制。其中,“控制爆破”是重点,通过对相关爆破的控制,不仅提高钻孔的质量,减少相关误差,进而提高隧道挖掘时轮廓的成型质量。而且可基本消除爆破时对周围岩体的破坏。“及时支护”就是隧道的挖掘中不断进行实时支撑,形成较比稳定的支撑结构,从而避免隧道围岩应力的过度释放,避免形成大规模的超欠挖问题。同时,改变隧道施工中的原有观念,尽量避免超欠现象,将挖掘范围控制在相关的规定内,从而避免轮廓线的扩大,进而避免超欠挖的发生。
3.2 依据地质条件,动态施工
隧道挖掘时遇到的地质条件时时发生变化,施工方应对开挖时遇到的地质条件与岩体情况进行及时的观测与研究,从而确定合理的爆破参数,选择相对正确的爆破方案。依据不同条件实施动态施工,从而对超欠挖进行控制。
3.3 加强施工管理
施工方为控制公路隧道的水平岩层的超欠挖问题,应对相关质量保证体系进行完善。尤其是针对爆破作业,施工方应加大重视力度,完善进行爆破作业的相关操作章程,并对爆破人员进行相关的技术培训,从而保证爆破作业的规范性,提高爆破标准。针对超欠挖问题发生的必然性,施工方应建立及时有效的信息反馈系统,对超欠挖的信息进行及时反馈处理。针对反馈信息,施工方实时调整作业方法,从而将超欠挖值控制可控范围内,进而保证施工的顺利进行。
3.4 重视钻爆技术
爆破技术在隧道施工中占有很大的地位,只有进行良好的爆破作业,才能保证施工效果,进而确保施工的有序进行。进行爆破作业前,施工方应对爆破区地质条件进行详细调查,选择正确的爆破方法。在进行爆破眼的钻取时,我们应注重相关机械的使用,尽量保证炮眼及其周围的平滑与完整,合理分配炮眼密度,从而保证爆破效果的充分实现。进行爆破作业后,应对爆破结果进行总结分析,从而对爆破的相关参数进行及时修正,提高爆破效果。现代施工中多种爆破技术不断投入使用,如光面爆破、预裂爆破与缓冲爆破等爆破技术。这些爆破技术能在减轻对围岩的扰动的前提下,尽量保证爆破后的坑道与设计轮廓相符。
4 结语
在现代线路隧道施工中,超欠挖问题不可避免。超欠挖问题严重影响施工的有序进行,增加施工成本,甚至导致工期的延误。只有运用行之有效的措施,才能尽量避免超欠挖问题对施工造成的影响。通过以上谈论,对超欠挖控制技术有了相对清晰的了解,在以后施工中,应不断进行总结,推动隧道施工中超欠挖控制技术的发展与进步。
摘 要 隧道渗漏往往带来结构损坏、设备腐蚀、影响外观和危害运营安全,甚至造成地面建筑物的不均匀沉降,因此保证明挖隧道的防水效果非常重要。文章从施工实践中总结出了保证明挖隧道防水效果应注意的几个问题,对类似工程具有借鉴作用。
关键词 明挖隧道 渗漏原因 防水效果
引 言
目前在市政及城市轨道交通领域中,明挖隧道工法被普遍应用。明挖隧道工法较暗挖和盾构工法具有投资小、工期短等优势,但综合来看明挖隧道的总体防水效果往往不够理想,隧道交付后大范围、长时间的堵漏工作既造成了工程成本增加,又影响了隧道的正常使用。作者以广州地铁一、二、三号线施工实践为基础,总结了保证明挖隧道防水效果应注意的几个问题,希望能对类似工程起到借鉴作用。
1 明挖隧道渗漏原因分析
1.1 明挖隧道防水设计
明挖隧道结构防水有两道防线:第一为外包防水;第二为结构混凝土自防水。
(1)外包防水
外包防水一般选用高聚物改性沥青类、合成高分子类卷材或塑料防水板防水层。卷材防水层适用于受侵蚀性介质作用或受震动作用的隧道工程,因此一般明挖隧道顶板多采用卷材防水层。铺贴高聚物改性沥青卷材时采用热熔法施工;铺贴合成高分子卷材时采用冷粘法施工;而塑料板防水层一般由缓冲层、热塑性圆垫圈、射钉、防水板组成(图1),铺设工艺为先用射钉和垫圈将缓冲层固定在基面之上,铺设防水板时边铺边将其与暗钉垫圈焊接牢固。
关键词:隧道渗漏水机理 措施
中图分类号:U45文献标识码: A
1前言
隧道渗漏水病害在全国各地都是很常见的,在贵阳市强岩溶地区全封防水设计下,隧道渗漏水病害整治技术还不是很成熟,结合现场施工的贵阳市城市轨道交通一号线试验段工程和现场遇到的一些岩溶处理,在衬砌完成后的渗漏水情况进行综合整治后,与实际情况进行比较和总结,根据现场施工所采用的材料、仪器设备、人员配备、技术要求、治理内容、研究方向等归纳总结。最后达到建设单位的交竣工要求和设计单位的防渗等级要求,既保证了施工运营的安全又保证了结构质量需要,同时也为后期贵阳市岩溶段暗挖隧道轨道交通施工积累和总结经验,便于老城区暗挖隧道指导施工。
2 岩溶地区隧道渗漏水病害治理关键技术
2.1岩溶查勘技术
岩溶勘察技术主要是采用地质雷达监测技术、地质钻机监测技术配合CT监测技术,主要是采用声波CT、电磁波CT技术、图像重建方法和质量控制等。
2.2岩溶治理技术
岩溶治理技术主要是采用注浆堵水、溶洞回填、隐伏岩溶治理技术等。
岩溶治理技术:根据现场实际情况,在对岩溶治理时首先要对岩溶水进行治理,主要是对不同的岩溶段采用不同的施工工艺对岩溶段进行注浆堵水,在初支、衬砌后空洞部位采用的是注水泥砂浆进行充填;结构后岩溶采用的是深孔注水泥浆施工;出水量较大段岩溶地带采用注水泥-水玻璃双液浆施工;对于K7+067-147段隧底隐伏岩溶及小型溶洞群采用的是3m×3m,φ300mm钢筋混凝土钻孔桩施工,桩身长3.5m-13m之间,桩基深入基岩1m,混凝土施工采用C35水下灌注细石混凝土,施工后桩身满足抗压、抗拔要求。由于隧道内小孔径钻孔施工和水下灌注小管径细石混凝土施工工艺比较特殊,钻孔和混凝土灌注受钢筋混凝土、溶洞和钢筋笼内箍制约,造成成孔困难和混凝土灌注导管管径只有70mm,施工小管径水下灌注混凝土没有先例可以借鉴,施工比较困难,经过多次试验后总结了一定的经验
2.3岩层加固技术
岩层加固技术主要是采用注水泥浆加固、环氧树脂加固补强、水泥-水玻璃双液浆加固治理、结构后空洞加固治理等。
主要是对围岩破碎,岩溶段等采用注浆回填加固,施工采用风钻钻孔,注浆花管安装后进行注浆,浆液配合比为:水:水泥1:2,即每100升水泥浆用水60kg、水泥120kg,注浆压力控制在≤0.5Mpa;注浆后对岩溶段和破碎带岩层进行加固治理。对于结构破坏位置采用注入环氧树脂进行加固补强,施工详见环氧树脂渗漏水治理技术。水泥-水玻璃双液浆加固技术主要是针对岩溶水比较发育,渗流量较大段进行治理,主要施工工艺方法详见水泥-水玻璃渗漏水治理技术。结构后存在空洞主要是衬砌施工时,由于泵送混凝土不能保证衬砌顶部全部灌满,会有局部空洞现象,针对空洞主要是采用水泥砂浆进行注浆充填密实。
2.4 渗漏水治理和结构补强加固技术
(1)渗漏水治理技术
主要是通过现场试验,针对不同的地质条件,研究和确定富水、岩溶隧道的注浆方案,并通过室内试验和现场试验,选择出凝结时间可控、抗分散性能好、强度高、耐久性好、无毒、无污染,价格适中的注浆材料。并对注浆压力、注浆量、注浆扩散半径及主要注浆方式进行研究,以达到高效封堵地下水的目的。本项目主要采用的是聚氨酯、环氧树脂、42.5硅酸盐水泥、液体水泥基、水玻璃和其他化学用品。机械设备以钻孔、注浆泵的选型、配套及压力、流量的改进和完善,同时研究现场组织体系及快速施工技术。机械设备采用的是风钻、潜孔钻、手持钻机、单液注浆机、双液注浆机、注聚氨酯设备、注环氧树脂设备、长短针头、搅拌桶、空压机等。
水泥砂浆注浆主要是在结构后存在空洞和渗水量较小位置进行处理,注浆主要顺序按拱腰-拱肩-拱顶-仰拱填充;注浆采用水磨钻首先在仰拱填充打泄水孔,孔深控制在仰拱填充深度以下20cm~30cm,孔位布置密度依据现场和施工过程中漏水情况进行布置;其次在衬砌上用风钻打孔注浆的方式施工。施工方式:首先钻孔,手风钻配合移动式空压机或直接用电钻在衬砌上打孔,根据漏水和施工时地质情况,孔深控制在1.5m-6m不等,其中孔深<4m的孔注浆为浅孔注浆,注浆压力≤0.5Mpa;孔深≥4m的孔注浆为深孔注浆,注浆压力≤1Mpa。其次浆液加工,浆液配合比为:水:水泥:砂1:1:0.35,即每100升水泥砂浆用水75kg、水泥75kg、砂20kg,根据搅拌机容量和浆液配合比向搅拌机内注入水、水泥、沙子,搅拌均匀后移送到制浆机,然后采用水泥砂浆配合施工的方式进行处理。
(2)环氧树脂渗漏水治理技术:
环氧树脂灌浆材料(代号EGR)按初始粘度分为低粘度型(L)和普通型(N),环氧树脂灌浆材料按固化物力学性能分为Ⅰ、Ⅱ两个等级。根据工程实际情况及补强要求按需选用。对于渗水量较小,面积小的渗水和有损坏混凝土结构的位置采用注环氧树脂,孔位和孔深布置主要沿裂缝或渗水点每隔20cm用电钻钻φ10mm、10~15cm深的孔,钻孔斜插裂缝,设置一根长10cm、直径φ10mm的止水针头,止水针头的前端拧紧封闭。然后连接好管路和注浆泵,注环氧树脂浆液,注浆压力为0.1Mpa-0.5MPa。注浆后既可以达到堵水效果同时也可以对混凝土结构进行补强。
砼内注浆堵水和补强的注浆主要是指针对混凝土内部的缺陷和表面的渗漏水及湿渍进行钻孔注浆,提高砼密实度和抗渗能力,达到堵水、降低渗透系数和对混凝土薄弱部位进行补强的目的。
(3)聚氨酯渗漏水治理技术:
对于渗水量较小和渗水面积小的位置采用聚氨酯进行处理,主要集中在隧底两侧底板施工缝段,施工参数主要为沿裂缝每隔20cm用电钻钻φ10mm、10~15cm深的孔,钻孔斜插裂缝,设置一根长10cm,φ10mm的止水针头,止水针头的前端拧紧封闭。然后连接好管路和注浆泵,注入聚氨酯浆液,注浆压力为0.1Mpa-0.5MPa。截止到目前隧道侧墙和底板大股已基本处理完毕。
3 结论
通过以上研究,可得出以下结论:
①隧道渗漏水治理前做好详细的调查工作,岩层勘察结果、溶洞发育程度、水流大小方向、机械设备原材料的可行性分析研究等;
②深孔注浆必须保证注浆的加固效果和密实性,形成注浆帷幕或治水墙,确保岩溶水不进入隧道范围内;
③治水的同时要做好原过水通道的保护和引导,不使水流失去平衡后造成隧道内渗水到处乱窜;
④深孔注浆完成后对于少量渗漏水的治理必须采用环氧树脂进行加固封堵,即保证隧道不渗不漏也要保证结构的质量要求,同时也保证了治理效果的耐久性。
⑤混凝土渗透有外部原因和内部原因:外部原因包括水压和离子扩散等;内部原因主要是混凝土自身构造的缺陷造成的。渗透结晶型防水涂层能提高混凝土的抗渗性,从而改善混凝土的耐久性。
参考文献:
关键词贵金线3#隧道施工技术方案研究选用
中图分类号: U45 文献标识码: A
0 引言
贵金线3#隧道受地形和新老城区标高限制等影响,按小净距分离式设计,上、下行道路中线间距约23.90~30.10,隧道轴线间距24.02~30.225m,隧道断面大,围岩差(围岩类别属Ⅳ、Ⅴ级),且其中ZK4+583-ZK4+782、YK4+621-YK4+820段为浅埋。施工方案的选用是否合理,将直接影响施工安全及施工进度,增加施工成本。本文通过实践对贵金线3#隧道的施工过程中技术方案的选用得出一些结论,可为后续的同类隧道施工提供参考,并有待继续研究和完善
1 工程概况:贵金线3号隧道位于贵阳市主城区北部黔灵公园西侧厂黄坝乡境内。隧道左线长度为974米,右线长度为983.41米。隧道衬砌内轮廓为三心圆曲墙结构,隧道内轮廓拱顶高8.0m,净宽14.99m。内净空面积96.30㎡。按新奥法原理进行设计,采用复合式衬砌,初期支护以喷、锚、网为主。二次衬砌为模筑钢筋混凝土。隧道围岩分为三种:Ⅴ级围岩浅埋段、Ⅳ级围岩浅埋段和Ⅳ级围岩深埋段。围岩岩层破碎,节理裂痕发育,层间泥质充填物在水体作用下力学指标急剧下降,会导致围岩极不稳定。且存在小的溶洞及溶槽。
2 施工技术方案总体施工方案选用
根据本隧道工程地质、水文地质条件及地面环境条件,隧道进洞前先做好隧道天沟和截排水沟,以防地表水对隧道施工的不利影响;明洞采用明挖施工,暗洞采用新奥法施工。
进出口方向明暗洞交界处采用大管棚套拱法进洞,大管棚采用φ108钢管;暗洞的开挖ZK3+822~ZK4+008,ZK4+578~ZK4+785,YK3+850~YK3+900,YK4+020~YK3+060,YK4+603~YK4+815段采用正向单侧壁导坑法(CD法)施工;上下台阶距离5米,上台阶高度为4.5米,每循环进尺0.6米。开挖段应尽早对中夹岩柱进行加固和监控测量。ZK4+008~ZK4+580,YK3+900~YK4+020,YK4+060~YK4+603段根据围岩的性质和监控量测采用反向单侧壁导坑法或单侧壁导坑法与上下台阶法施工;上下台阶的距离为15—20m,每循环进尺1.5米。下断面的开挖应左右错开开挖,间距5m,单侧开挖不能超过2m。仰拱的开挖应不影响隧道的正常施工,采用单侧半幅开挖,每次开挖长度宜为5m,并及时浇筑仰拱混凝土,仰拱和填充应分开浇注。拱墙二次衬砌采用全液压自行式摸板台车施工。开挖面与二衬浇筑距离不得大于50m。
隧道左右线采用单侧壁导坑法(CD法)开挖时,均从靠两洞的外侧开挖,增大隧道左右线的间距,增加临空面,减少爆破对中间围岩的影响(见下图CD法开挖断面图)。左右线前后距离应错开,左线施工完二次衬砌后方可进行右线隧道的开挖施工,左右线的开挖前后距离错开,并保持一定的距离。隧道开挖采用微振控制爆破或光面爆破,左右洞开挖后两侧均埋设水平收敛桩和洞顶沉降桩,对隧道浅埋段地表埋设沉降桩,并对中夹岩柱加强监控量测,以指导施工支护参数,优化施工方案。
隧道施工遵循“打管注浆超前,短开挖,弱爆破,强支护,早成环的原则。初期支护勤量测,二次衬砌紧跟的原则进行。在隧道开挖施工中,加强洞内围岩量测及地质超前预报工作。发现问题及时汇报,及时修正支护参数,确保隧道施工安全。初期支护采用I20a,I18工字钢和钢格栅拱架架立,间距0.6-0.8米。喷射混凝土采用湿喷工艺,分片分层喷射,表面要平整圆顺。出碴采用无轨运输,挖掘机配合装载机装渣,自卸汽车出碴。隧道仰拱及填充施工应紧跟下部开挖进行,尽早对隧底封闭,防止洞内渗流对隧底浸泡和提高道路通行能力,满足衬砌台车行走和就位需要。二次衬砌采用自行式全液压摸板台车,混凝土由拌和站集中拌和。混凝土运输车运输,混凝土输送泵入模,附着式振动器和插入式振捣器振捣,以保证混凝土质量。
3具体围岩施工技术方案
3.1V级、Ⅳ级浅埋正向单侧壁导坑法(CD法)施工
CD工法施工时,将整个断面分成四个分部,按顺序开挖,其施工程序如下所示:先施工左侧上导坑开挖,沿拱部设计开挖轮廓线打入φ42超前小导管,并注浆加固地层,固结后开挖左侧上导坑土体,视围岩状况必要时采用人工环形留核心土法开挖。施工中采用人工辅以小型挖掘机开挖,每循环进尺均为0.6m,开挖后立即喷4cm早强混凝土封闭掌子面,并初喷5cm初衬混凝土,架边墙工字钢支撑、横联竖撑钢架、挂网、钻设锚杆、补喷砼完成左侧上导坑初支闭合;
开挖左侧下方下导坑,架立边墙格栅,完成初支;
同样方法向下分别开挖两侧右侧上下导坑,完成整个断面的初支,形成闭合环;
各分部之间工作面依次错开5~10m。V级、Ⅳ级浅埋围岩CD法开挖每循环进尺0.6m,四个分部平行作业,综合月掘进为30m。
CD法施工流程示意图
3.2 Ⅳ级围岩深埋段上下台阶法与反向单侧壁导坑法组合施工
均采用风钻控制爆破进行上台阶开挖,每循环进尺1.5m、在全风化土层中保留核心土,核心土长2m。开挖后立即喷射5cm早强混凝土封闭掌子面,然后架钢架,安装网片,复喷混凝土至设计厚度。
为防止拱脚下沉,根据监测情况,在拱脚处设置锁脚锚杆(管)。
上台阶掘进15~20m后,开始下台阶开挖,初喷后立即下接钢架,挂网喷混凝土,形成初支闭合。
台阶法施工流程示意图
主隧道Ⅳ级围岩台阶法开挖每循环进尺1.5m,上下台阶平行作业,综合月掘进为75m。
4结束语
通过对设计、施工方案的不断优化,积极采取工程实践中总结出的优化方案,并加强现场施工技术管理和施工工艺工序的卡控,经过两年的施工,贵金线3#隧道提前合同工期两个月顺利贯通。最主要的是比较好的控制了围岩变形较大所出现的隧道常见塌方等问题,大大的减少了隧道塌方所带来处理费用和工期延误问题,避免了合同工期的延误。也为将来再遇见该类地质和相似设计的隧道施工总结出一定的经验。
参考文献
[1]才.隧道工程. 北京:人民交通出版社,2000.8.
[2]《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004).
[3]易萍丽编著.现代隧道设计与施工.北京:中国铁道出版社,1997.
[4]周爱国.隧道工程现场施工技术. 北京:人民交通出版社,2004.3 .
关键词:公路隧道,变形分析,信息处理
1地形、地貌
隧址区位于某地区盆地东部边缘,经过地段为溶蚀峰丛地貌区,以中低山峰丛为主,其间有大量冲沟发育。隧址区环境地形总体呈东、西两侧较低,形成冲沟地貌,隧道从地势较高的峰丛内穿过。,信息处理。根据隧道勘察报告及隧道开挖对掌子面的调查,隧道经过地段地层按地层时代由新到老关系自上而下依次为第四系覆盖层(Q)、三叠系安顺组(T1a)、三叠系大冶组(T1d)、二叠系龙潭组(P2lt)。
2隧道变形数值分析
根据勘察报告及检测报告,现对该隧道完整岩体进行变形数据分析,隧道监测对每个断面设置了水平收敛和拱顶下沉7个监测点,根据计算破碎岩体的计算方式,对完整岩体段进行最终变形量和最大变形速率进行分析。根据计算结果,确定完整岩体的最终变形量和最大变形速率。
2.1隧道完整围岩应力
根据隧道围岩应力模型分布图可以分析:
1)上边工况最大压应力发生在隧道顶部部位,其值在含软弱夹层的断面中略显较大,且隧道开挖断面与软弱夹层相接处应力最大,由此可见,含有软弱夹层的为岩体稳定性较差,对隧道拱顶的影响较大。隧道顶部的软弱夹层对隧道水平方向的应力分布影响较小。,信息处理。
2)当软弱夹层距离隧道减小与软弱夹层厚度增大,隧道拱顶的应力明显增大,所以当软弱夹层距离减小和厚度增大到一定的程度时,在隧道开挖过程中要采取相应的措施,保证隧道施工的安全性。
2、隧道完整围岩周边位移变化
根据隧道围岩应力模型分布图可以分析,隧道顶部的软弱夹层对隧道围岩稳定性的影响主要表现在以下几个方面:
1)隧道顶部竖向位移变化最大,而水平位移变化很小;侧壁部位竖向位移略大与水平位移;隧道底面竖向位移变化很大,而水平位移可以忽略。在初期支护后,含软弱夹层的断面应力变形较小。
2)顶部有软弱夹层分布的时候,拱顶点、拱腰点和侧壁点的竖向位移均小于无软弱夹层时的位移;而拱脚的位移变形基本没有变化,竖向位移均小于无软弱夹层隧道时的位移;
3)隧道拱顶下沉的位移变化量较小,说明拱顶以上围岩开挖引起的位移与软弱夹层成反比;并且软弱夹层引起的竖向开挖位移也越小。,信息处理。总之,隧道拱顶的软弱夹层对隧道拱顶以上围岩开挖释放位移有一定的抑制,但变化量较小。
4)完整岩体与有软弱夹层的岩体的隧道周边位移的变化量差别较小,因此软弱夹层对围岩的稳定性影响也较小,但在施工过程中,遇到软弱夹层,也要做好相应的处理措施。,信息处理。
综上所述,考虑到实际的工程地质情况比较复杂,理论推导在建模方面的简化,数值模拟对地层复杂性的简化,以及实际测量中的人为因素和误差存在,对其进行总结分析。在隧道变形速率及累计变形量达到如下值时,要进行预警及对该断面做相应处理。,信息处理。
3结论
关键词:隧道建设;软弱围岩;变形控制
1 概述
随着我国经济建设步伐的不断加快,以铁路、高等级公路建设日益迈进,为社会基础设施打下发展良机的同时,也为隧道工程建设技术提出了新要求。隧道工程作为缩短道路历程、提高车辆行驶速度的主要手段,它施工的可靠性与安全性不仅关系到工程的使用寿命和安全性,同时也与社会效益紧密挂钩。为了保证公路隧道工程的顺利进行,必须要解决穿越软弱围岩时出现的变形情况。
2 软弱围岩定义
所谓的软弱围岩就是指稳定性达不到标准,风化性较强且岩质等级较低的岩石。其中较为常见的就是断层破碎带、粘质土围岩以及黄土、膨胀土等等。软弱围岩的硬度较小,完整性差,很容易受到气候条件以及水文特点的影响。而且,松软的土质密度较低,空隙也比较大,极易出现变形的问题。如果隧道穿越这种围岩,必然会造成岩层的断裂和坍塌。从这种岩层本身来看,其砂砾直径在2mm以上,其总质量达不到50%。土质类型主要有块石土、碎石土以及角砾土等等。只需要对软弱围岩、粘质土围岩以及碎石土围岩的变形和控制方式进行探讨和研究,就可以解决其他围岩的变形问题。
对于软弱围岩隧道的施工工程来说,为了解决其变形问题,相关的技术人员进行了多年的探讨和研究,找到了一些高效的解决办法,其中包括CD工法、CRD工法等等。其中主要的施工原则被总结为管超前、严注浆、强支护等等。这种工作原理和方法无论在公路还是在铁路的隧道建设中都发挥了高效的作用。
3 隧道变形原因分析
隧道经过软弱围岩出现了变形的问题,可以从以下几个方面进行分析。其中地表沉降、支护拱顶下降或者是水平收敛出现位移的现象等都会影响隧道的质量。
3.1 隧道施工不合理导致内部空间变形
在隧道建设之前,周围的岩体处于相对静止的状态,但是,岩层受到底层的挤压力也是较为明显的。隧道开挖以后,打破了原有的平衡力,使得围岩处于另外一种应力的状态。因此,隧道的内部为了实现平衡会出现严重的变形问题。同时,软弱围岩的土质较差,强度较低,面对较大的应力作用,出现塑性变形,在此过程中,较高应力朝着围岩的深部转移。这种应力作用逐渐转向岩体的内部。如果应力的数值过大就会导致隧道的变形或者是坍塌。隧道的洞室自稳能力相对较差,所以在其周边出现开裂的现象也是较为常见的。
3.2 施工方式不当导致隧道出现变形
对于软弱围岩来说,隧道的跨度问题是较为常见的问题。其地质特点以及沉降问题都是影响施工问题的重要因素。对于技术人员来说,不能单纯地从施工便利性以及施工的周期性等方面进行考虑。而是需要充分考虑合理的施工方式。从多个道路隧道施工工程上可以看出,台阶法相对不可取。因为,这种方式不利于沉降。另外,地下水的处理不当,掌子面和仰拱的距离过长等都是不科学的施工方式。某工程对隧道变形量控制要求较严,又地层软弱有渗水,特别是围岩遇水会急剧软化,但施工方法选择了变形较难控制的台阶法。施工过程中又没有采取针对性的控制沉降的措施,忽视了过程控制的细节,因此出现了较长区段的初期支护侵入二次衬砌的现象,后期处理难度大,处理费用高。
3.3 没有及时支护和封闭成环
没有及时支护是指隧道开挖后,没有及时施作初期支护或二次衬砌,造成围岩变形过大,支护施作困难;或没及时施作临时支撑、超前支护措施不当、掌子面封闭不及时等,导致围岩变形过大甚至发生坍方。
没有及时封闭成环是指隧道开挖后,没有进行分步开挖的成环,或者隧道的仰拱没有及时与拱墙初期支护形成成环的封闭结构,不能充分发挥初期支护的承载能力。
4 软弱围岩变形的控制施工技术
软弱围岩强度低、自稳能力差,隧道开挖后地应力重新分布,使隧道周边产生较大的松动圈。一旦工程措施(包括设计措施)和施工方法不当,将极易发生初期支护变形和隧道坍方等工程事故。因此,软弱围岩隧道施工安全的核心是“控制变形、防止坍方”。在确定合理的开挖方法的前提下,软弱围岩隧道的工艺措施选择围绕“控制变形”来进行,控制好变形,隧道才能顺利掘进。
4.1 超前支护:常用的超前支护方式有超前小导管和超前管棚。超前支护起到支护前方围岩的作用,主要是通过注浆加固周边地层;对松散地段采用双层小导管,扩大加固圈范围。
4.2 强锁脚:在软弱地层隧道中,加强锁脚能够有效减少基底弱化而引起的上台阶支护下沉和下台阶开挖初期支护的悬空引起的下沉。每级台阶采用8根3.5m长注浆小导管锁脚。
4.3 增加垫块及槽钢:其作用类似于扩大基础,并使工字钢不悬空,提高了拱脚的竖向承载力,同时-槽钢与工字钢焊接形成整体受力,达到控制围岩变形的目的。
4.4 临时一仰拱(横撑):对十变形非常大地段,及时闭合极其重要,闭合成环后,提高了结构的承载能力,从而有效地控制变形、避免坍方。
4.5 上下台阶均衡推进:科学管理,提高土效,做到上下台阶均衡推进,使初期支护封闭成环,并及时施做仰拱,从而有效地控制了支护结构过度变形。
5 监控量测
现场监控量测是判断围岩和隧道的稳定状态、保证施工安全、指导施工生产、进行施工管理和提供设计信息的重要手段。以量测资料为基础及时修正支护参数,使支护参数与地层相适应并充分发挥围岩的自承能力,围岩与支护体系达到最佳受力状态,并在施工中进行信息化动态管理,达到确保工程质量、施工安全和进度,合理控制投资的目的。在隧道正洞洞身支护完成后,尤其是仰拱施工完毕后,喷锚支护已闭合成环,及时进行全断面监控量测,随时掌握初期支护的工作状态,指导和确定二次衬砌施作时间。监测项目主要有:洞内、外观察;衬砌前净空变化;拱顶下沉;地表下沉;二次衬砌后净空变化;沉降缝两侧底板不均匀沉降;洞口段与路基过渡段不均匀沉降观测。监测在工程建设中所起到的作用是不容忽视的,只有做好监测工作才能保证施工过程中操作的科学性和规范性,才能更好地保证施工的质量。
结束语
近年来,我国基础设施建设工程发展迅速,软弱围岩这种特殊类型的隧道数量也在逐年增加。学者们开始研究这种隧道施工的注意事项,并取得了一些研究成果。我们应当进一步加强技术研究,通过实地测查得到可靠的第一手材料,并通过对这些现场材料的分析和归纳,总结出提升拱脚稳定性的技术控制措施。
参考文献
[1]李文江,孙明磊,朱永全.软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术[J].岩石力学与工程学报,2012(5).