小净距隧道施工技术

小净距隧道施工技术
小净距隧道施工技术

浅析小净距隧道施工技术

1、工程概况

岑安岭隧道位于高州市东岸镇山甲村与上垌村一带,设计为小净距隧道,洞室净空11.0×5.0m,隧道净宽:0.75+0.75+2×3.75+1.0+1.0=11.0m;左线起讫桩号为:ZK55+893~ZK56+403,长510m;右线起讫桩号为:YK55+892~YK56+400,长508m。进口左右线间距16.59m,出口左右线间距10.52m。洞口设计标高左线98.684m、右线98.702m;出口设计标高左线101.413m、右线101.414m,隧道最大埋深约105.8m,属中隧道。

隧道区地质为白垩系含砂砾岩、寒武系加里东期混合岩、残破积黏性土,局部见加里东期花岗岩侵入。隧道主要围岩类型为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级,参数见下表:

隧道参数表

2、初步施工方案

隧道机械化施工作业图

岑安岭隧道为小净距隧道,为保证隧道结构安全,隧道施工时应严格遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则,隧道出口段通过水平中空注浆锚杆加固中间岩柱,使其具有足够的强度和稳定性。施工中应加强监控量测,根据量测分析结果及时调整设计参数,实现动态设计,信息化施工。

岑安岭隧道为小净距隧道,为保证隧道结构安全,隧道施工时应严格遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则,Ⅴ围岩采用

CD法(单侧壁导坑法)施工、Ⅳ上下台阶法(短台阶法)、Ⅲ全断面法进行暗洞开挖。

岑安岭隧道设计、施工均以新奥法为指导原则,采用复合衬砌,以锚杆、钢筋网、湿喷混凝土、钢拱架等为初期支护,并辅以长管棚、超前注浆小导管等支护措施,充分发挥围岩的自承能力,在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。

3、小净距隧道施工

(1)隧道洞身开挖施工顺序:测量画开挖轮廓线→布炮眼→钻炮眼→装药→爆破→通风→洒水→出渣→监控量测。

(2)隧道初期支护施工顺序:通风→清理岩面→处理欠挖→初喷砼→打结构锚杆挂钢筋网→安装格栅钢架→打超前锚杆并焊接→喷射砼到设计厚度→围岩量测→反馈、修订支护参数。

(3)隧道二次衬砌施工顺序:监控量测→确定施作二次衬砌→施工准备→涂脱模剂→台车就位→施作止水带→预埋件安装→灌注混凝土→脱模→台车退出→养护。

3.1、临时设施

隧道施工通风采用轴流通风机,通风采用1100mm高强软风管。隧道两端同时掘进,每个洞口均设置4台20 m3电动空压机组成的80 m3空压站,送风管路采用Φ120mm钢管。隧道纵坡排水采用顺坡排水,施工时采用抽水泵机械排水。施工时应注意使排水沟通畅,避免使拱脚浸水。

隧道施工降尘采用水幕降尘和个人带防尘口罩相结合的方式。水

幕降尘,就是把水雾化成微细水滴并喷射到空气中,使之与尘粒碰撞接触,则尘料被水捕捉而附于水滴上,或者被湿润的尘料互相碰撞而凝聚成大颗料,从而加快了其沉降速度。具体实施时,在距掌子面一定距离设置几道水幕,水幕降尘器设置在边拱上,放炮前10min打开水幕开关,放炮30min后关闭。

岑安岭隧道埋深220m洞身部位附近地温约31.9~32.9°,施工中采取水幕和局部高压喷水相结合的措施进行降温。

3.2、洞口段施工

施工本着“早进晚出”、“少开挖”的原则,按边坡线对边仰坡进行放样。在进洞施工20天内按设计图纸组织完成洞口段明洞、暗洞施工,同时做好明、暗洞交接处的防水处理。按设计回填坡度至设计填土线,回填至拱顶后分层满铺填筑,顶层回填材料采用粘土以利于隔水,最后施作永久性仰坡防护工程及植草。

3.3、辅助工程施工

本标段隧道采用的超前支护主要包括大管棚、超前导管、超前锚杆等。

1、大管棚施工

先按设计完成管棚导向墙,以固定管棚导向管。长管棚施工采用潜孔钻机钻进并顶进长管棚钢管,注浆采用注浆机。管棚施工时,先打编号为单号的钢管,注浆后再打编号为双号的钢管。注浆压力初压为0.5 ~1.0MPa,终压为2.0 MPa,注浆顺序自下而上,其注浆结束标准为:注浆压力逐步升高达到设计终压并保持终压10min以上。

2、超前小导管

⑴本隧道超前小导管、钢插管采用Ф42×4mm无缝钢管,环形间距35cm,钢管在洞外加工厂制作,前端做成尖锥形。

⑵小导管安装:采用风动凿岩机钻孔,然后将小导管插入孔内,外露端与开挖面后方的钢拱架焊接,与钢拱架共同组成预支护体系。

⑶超前小导管注浆设备采用注浆泵注浆,浆液无水地段采用水泥浆,有水地段采用水泥、水玻璃双液注浆。

3、超前锚杆

设置在隧道超前导坑Ⅳ级围岩地段,采用3m长的Φ22 超前锚杆形式。施工时应根据岩体节理面产状确定锚杆的最佳方向。

3.4、小净距隧道洞身开挖

隧道洞身开挖(钻爆法)施工顺序为:测量画开挖轮廓线→布炮眼→钻炮眼→装药→爆破→通风→排险→洒水→出渣→初期支护→监控量测。

小净距隧道钻爆施工质量直接关系到隧道施工的成败,实际施工过程中严格监测和控制钻爆。对于小净距隧道先掘进洞开挖的衬砌处震动速度控制在15cm/s内,后掘进洞衬砌处震动速度控制在10cm/s 内。为避免爆破震动波的叠加,采用微差控制爆破,各段起爆时间根据震动测试确定,或以不大于200ms为宜。

对于小净距隧道,单洞可按相应围岩开挖法施工,但先掘进洞应超前后掘进洞开挖工作面不小于30m。施工方案如下:

⑴Ⅴ级围岩段:根据岩性采用台阶法及侧壁导坑、拱部留核心土

弧形开挖,各部分施工开挖前应做好超前支护措施。隧道施工先掘进洞模筑衬砌应超前后掘进洞开挖工作面不小于50m。

Ⅴ级围岩施工方案图

小净距隧道施工技术

浅析小净距隧道施工技术 1、工程概况 岑安岭隧道位于高州市东岸镇山甲村与上垌村一带,设计为小净距隧道,洞室净空11.0×5.0m,隧道净宽:0.75+0.75+2×3.75+1.0+1.0=11.0m;左线起讫桩号为:ZK55+893~ZK56+403,长510m;右线起讫桩号为:YK55+892~YK56+400,长508m。进口左右线间距16.59m,出口左右线间距10.52m。洞口设计标高左线98.684m、右线98.702m;出口设计标高左线101.413m、右线101.414m,隧道最大埋深约105.8m,属中隧道。 隧道区地质为白垩系含砂砾岩、寒武系加里东期混合岩、残破积黏性土,局部见加里东期花岗岩侵入。隧道主要围岩类型为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级,参数见下表: 隧道参数表 2、初步施工方案 隧道机械化施工作业图 岑安岭隧道为小净距隧道,为保证隧道结构安全,隧道施工时应严格遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则,隧道出口段通过水平中空注浆锚杆加固中间岩柱,使其具有足够的强度和稳定性。施工中应加强监控量测,根据量测分析结果及时调整设计参数,实现动态设计,信息化施工。 岑安岭隧道为小净距隧道,为保证隧道结构安全,隧道施工时应严格遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则,Ⅴ围岩采用

CD法(单侧壁导坑法)施工、Ⅳ上下台阶法(短台阶法)、Ⅲ全断面法进行暗洞开挖。 岑安岭隧道设计、施工均以新奥法为指导原则,采用复合衬砌,以锚杆、钢筋网、湿喷混凝土、钢拱架等为初期支护,并辅以长管棚、超前注浆小导管等支护措施,充分发挥围岩的自承能力,在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。 3、小净距隧道施工 (1)隧道洞身开挖施工顺序:测量画开挖轮廓线→布炮眼→钻炮眼→装药→爆破→通风→洒水→出渣→监控量测。 (2)隧道初期支护施工顺序:通风→清理岩面→处理欠挖→初喷砼→打结构锚杆挂钢筋网→安装格栅钢架→打超前锚杆并焊接→喷射砼到设计厚度→围岩量测→反馈、修订支护参数。 (3)隧道二次衬砌施工顺序:监控量测→确定施作二次衬砌→施工准备→涂脱模剂→台车就位→施作止水带→预埋件安装→灌注混凝土→脱模→台车退出→养护。 3.1、临时设施 隧道施工通风采用轴流通风机,通风采用1100mm高强软风管。隧道两端同时掘进,每个洞口均设置4台20 m3电动空压机组成的80 m3空压站,送风管路采用Φ120mm钢管。隧道纵坡排水采用顺坡排水,施工时采用抽水泵机械排水。施工时应注意使排水沟通畅,避免使拱脚浸水。 隧道施工降尘采用水幕降尘和个人带防尘口罩相结合的方式。水

小净距隧道定义与分类

小净距隧道定义与分类 在工程设计和施工中,对小净距隧道的理解偏差,导致小净距隧道设计与施工措施以及造价的偏差。因此,什么是小净距隧道、不同围岩、不同净距的小净距隧道如何分类,不同类型的小净距如何处理,是目前工程师们想知道也是工程建设必须明确的关键问题。 对小净距隧道的认识,可以从广义的角度、施工力学的角度上去定义与认识。现行《公路隧道设计规范)对分离式隧道水平净距在布线上做了原则性的规定,一般要求净距不小于表1限值。规范认为“小净距隧道是指隧道中间岩柱厚度小于表1建议值的特殊隧道布置形式”。 有的学者研究认为:小净距隧道中间岩柱的合理厚度是能保证小净距隧道施工过程中岩柱的塑性区不重叠,该中岩柱的厚度即为小净距隧道的合理净距。并认为V级围岩的合理净距应大于0.75B,Ⅳ级围岩的合理净距应大于0.50B,Ⅲ级围岩的合理净距应大于0.30B。广义上可认为隧道净距小于表1限值时均为小净距隧道,但从相邻隧道的空间关系上看,小净距隧道又可分为错台、交叉重叠及平行三种基本型式。 面对目前突破表1净距限值的公路隧道工程越来越多,仅仅依靠这样一个标准来认定小净距隧道,而不考虑隧道的空间关系、不同小净距隧道的净距大小、施工方法以及爆破振动等因素的影响,显然是不合理的。因此,对小净距隧道如何定义与分类是一个需要深入研究的问题。 初步研究表明,隧道净距在1.5B以上时,小净距隧道一般可采取施工控制措施,而不需特殊加固设汁;而隧道净距在1.5B以下时,应根据不同的围岩和净距,对小净距隧道分类处理。因此,小净距隧道设计首先应确定合理的净距,其次是不同类别的小净距应采取不同的对策措施。 通过计算发现(图1为中岩柱塑性区随净距的变化图),随着两隧道净距的减小,中夹岩墙的塑性区范围明显增加,当净距较小时岩墙出现贯通的塑性区。当隧道净距为2m、3m时,岩墙塑性区完全贯通;当两隧道净距增加至12m时,岩墙塑性区与单洞开挖时接近。同时,塑性区的大小与隧道的埋深以及围岩的类别有关。一般来讲,随着隧道埋深的增加,塑性区加大;随着围岩类别降低,塑性区增加。 理论计算同时表明(图2为中岩柱竖向应力随隧道净距的变化图),随着两隧

浅谈大断面小净距隧道施工技术

浅谈大断面小净距隧道施工技术 孙新明 (中国中铁航空港建设集团杭州公司,浙江杭州 310000)摘要:为确保开挖过程中围岩的稳定性,减少因隧道间距小引起的围岩变形、爆破震动等不利因素的影响,满足小净距隧道中夹岩特有的加固要求,本文结合温绕高速石鼓岭隧道施工,阐述小净距大断面隧道施工中开挖工法、爆破震动控制、中夹岩柱的保护、监控量测等关键技术。 关键词:小净距隧道;中夹岩;注浆;监控量测 1 工程概况 位于浙江省温州市境内的石鼓岭隧道,设计为分离式双向六车道的公路隧道。左线长度404m,右线长度365m,左、右线分别设置半径为R=1250m、R=1350m 的右偏曲线。隧道双洞中轴线间距为24.341m,隧道净宽为14.5m,中夹岩净宽9.84~10.4m,最大开挖断面达到166m2,属于典型的双线、大断面、小净距隧道。地质钻探资料揭示该隧道的岩石条件较差,以砂岩和凝灰岩为主,地下水主要为基岩裂隙水,基岩节理裂隙发育,易于储水,汇水面积较小,降雨时,沿节理面有滴水或渗水现象,此隧道以Ⅳ-Ⅴ级围岩为主。该隧道支护、衬砌共分6种类型:Ⅲ级围岩40m(SB3), Ⅳ级及以上围岩729m(SB4长406m、SB4JQ长73m、SB5b长99m、SB5a长57m,SB5JQ长40m),洞门结构54m。 2 开挖工法 2.1 Ⅴ级围岩洞口浅埋段 洞口属于Ⅴ级围岩浅埋段,先行、后行洞均采用双侧壁导坑。隧道施工先掘进洞超前后掘进洞开挖工作面不小于50m,后掘进洞开挖掌子面必须在先掘进洞仰拱施工完成后进行。 隧道各部施工开挖前应先做好超前支护措施。进洞段采用ф108*6mm长管棚进行超前支护。应注意超前支护与开挖的间隔时间,按照图纸设计浆液分类,间隔时间宜为8h,并根据开挖效果,适当调整时间。 导坑施工时应采用人工开挖或微振爆破,尽量减少对围岩的扰动。侧壁导坑掌子面应采用喷射混凝土及时封闭,以保证开挖面的稳定。

小净距隧道施工要点

小净距隧道施工要点 山区高速公路选线时上、下行隧道往往受地形限制,使得两相邻隧道的最小净距不能满足设计规范的要求。 在此情况下,福建省近年来较流行的隧道结构形式为单线双洞连拱隧道。由于连拱隧道的工程造价、施工难度、施工周期均比双线双洞隧道大得多,为此,在工程实践中衍生出一种新的结构形式小净距隧道。小净距隧道双洞的中夹岩柱宽度介于连拱隧道和双线隧道之间,一般小于1. 5 倍隧道开挖断面的宽度。 开挖及施工顺序 隧道开挖要根据围岩情况、施工能力、施工机具配置、工序转换等多方面因素加以考虑,保障施工的安全,保障施工进度。对于小净距隧道来说,由于双洞之间的相互影响,两隧道工作面必须要错开一段距离,才能尽量减少相互之间的扰动影响。先行洞根据围岩情况一般超前12倍洞径。其断面的开挖方式,需要根据围岩的实际情况具体选用最安全、经济的方法。对于岩性较差的Ⅵ、Ⅴ级围岩一般采用单或双侧壁导坑法,开挖前应进行围岩超前预加固和地表加固;对于Ⅳ级围岩推荐采用上下台阶与正、反向单侧壁导洞组合的开挖方法,先行洞采用工序较为简单的上下台阶法,后行洞要首先加固中夹岩,利用侧壁临时支护,减少后行洞开挖对中夹岩的扰动;对于岩性较好的Ⅲ级以上围岩可采用超前导坑预留爆层法。 钻爆技术

小净距隧道钻爆施工质量直接关系到隧道施工的成败,钻爆作业应监测围岩爆破扰动深度、爆破震动对周边及中夹岩柱的破坏程度,对爆破震动加以控制,以利中夹岩柱的稳定。 小净距隧道由于中夹岩柱的宽度较小,后开挖隧道的爆破振动对先开挖隧道会产生较大影响,应将先开挖隧道衬砌处的振动速度控制在15cm/s 以内,并以此作为后开挖隧道各段爆破药量的计算依据。 为避免震动波的叠加,必须采用微差控制爆破,各段起爆时间应根据震动测试确定,或按经验值200ms为宜。 对于Ⅳ级以下围岩地段的施工采用预裂爆破作业,对于Ⅲ级以上围岩地段的施工采用光面爆破作业。预裂爆破和光面爆破要根据围岩特征和工程类比经验或施工规范,合理地选择周边眼间距、周边眼的最小抵抗线及相对距离装药集中度等参数。周边眼沿设计开挖轮廓线布置,必须采用小直径药卷严格控制装药量,并使药量沿炮眼全长合理分布,采用毫秒雷管微差顺序起爆,使周边爆破时产生临空面。掏槽炮眼布置在开挖断面的中央稍靠下部,以使底部岩石破碎,减少飞石。辅助炮眼应交错均匀地布置在周边眼和掏槽眼之间,并垂直于开挖面,使得爆破的石蹅块体大小适合装蹅运输。 中夹岩加固 减少对岩柱的破坏,加固中间岩柱是小净距隧道建造成功的关键。在软弱围岩地段必须进行中夹岩柱的加固,对岩性较好的Ⅲ级以上围岩仅需对岩石破碎带部位进行加固。加固方法主要包括对岩柱的注浆加固及水平拉杆加固措施。

小净距隧道风险评估报告

目录 1、编制依据 (1) 2、隧道工程概况 (2) (1)隧道概况 (2) (2)工程地质 (2) (3)水文地质 (3) 3、风险评估过程和评估方法 (1)评估目标 (3) (2)根线评估过程和方法 (4) 4、风险评估内容 (1)隧道总体风险评估 (4) (2)风险评估分级标准 (7) (3)一般风险源辨识、估测 (8) 1)洞口工程风险源辨识、分析 (9) 2)洞身开挖风险源辨识、分析 (10) 3)洞身衬砌风险源辨识、分析 (11) 4)路面工程风险源辨识、分析 (13) 5)隧道一般风险源估测 (14) (4)重大风险事故辨识、估测 1)重大风险事故评估指标 (17) 2)隧道重大风险事故辨识及估测 (18)

5、对策措施及建议 (22) (1)风险接受准则 (22) (2)一般风险事故控制 (23) (3)重大风险事故控制措施及建议 (24) (4)残留风险估测和控制措 (26) 6、评估结论 (27)

第一章编制依据 一、项目风险管理方针及策略 1、方针:安全第一、预防为主、综合治理。 2、策略:强化风险教育培训;细化风险辨识,量化评估数据,简化控制措施,超前控制。 二、国家和行业标准、规范及规定 1、《公路工程技术标准》JTG B01-2003 2、《工路项目安全性评价指南》JTG TB05-2004 3、《公路隧道施工技术规范》JTG /F60-2009 4、《公路隧道设计规范》JTG D70-2004 5、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004 6、《公路工程施工安全技术规程》JTJ076-95 7、《混凝土结构施工质量验收规范》GB50204-2002 8、《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG E30—2005 9、《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTG F30—2003 10、《公路隧道通风照明技术规范》JTJ026.1-1999 11、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB 10108-2002 三、设计和施工文件 1、《黔恩高速公路情侣山隧道、石峡1#隧道、石峡2#隧道、高家湾隧道、茅草坪隧道、楠木沟隧道施工图》 2、《黔恩高速公路情侣山隧道、石峡1#隧道、石峡2#隧道、高家湾隧道、

浅析隧道施工新技术

浅析隧道施工新技术 发表时间:2017-09-28T10:31:55.953Z 来源:《基层建设》2017年第14期作者:李中山[导读] 摘要:改革开放以来,我国经济发展迅速,城市规模不断扩大,城市人口剧增,许多城市不同程度地出现了建筑用地紧张中铁十二局集团第一工程有限公司广西桂林 541200 摘要:改革开放以来,我国经济发展迅速,城市规模不断扩大,城市人口剧增,许多城市不同程度地出现了建筑用地紧张,生存空间拥挤,交通堵塞等问题。这些问题给人类居住条件带来很大影响,阻碍了现代城市的可持续发展。为了缓解以上问题,我国及世界上其他各国都开始向地下空间发展,隧道工程便是对地下空间利用的一种体现。与西方发达国家相比,我国隧道建设起步较晚,存在施工经验不 够丰富、设计理念不够先进等问题。不过,改革开放以后,我国隧道工程发展迅速,各种隧道工程的建设为我国隧道理论的发展、完善提供了宝贵的经验。 关键词:隧道施工;低温、负温混凝土技术;机械手湿喷混凝土技术 1、隧道工程理论 1.1“松弛荷载理论” 二十世纪20年代提出传统的“松弛荷载理论”,其核心内容是:稳定的岩体有自稳能力,不产生荷载;不稳定的岩体则可能产生坍塌,需要用支护结构予以支撑。这样,作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。 1.2“围岩承载理论” 二十世纪50年代提出的现代支护理论,即“围岩承载理论”(简称“岩承理论”),其核心内容是:围岩稳定显然是其自身有承载自稳能力;不稳定围岩丧失稳定确实有一个过程的,如果在这个过程中提供必要的帮助或限制,则围岩仍然能进入稳定状态。这是一种比较现代的理论,它已经脱离了地面工程考虑问题的思路,而更接近于地下工程实际,半个世纪以来已被工程界广泛接受和推广应用,并且表现出了广阔的发展前景。 2、隧道保温防寒技术 在隧道开挖后,施工破坏了冻土区原有的稳定热力条件,被开放通风的对流所取代,这时衬砌后面的围岩会形成季节性融化圈。产生一种对隧道衬砌支护不利的反复作用的冻涨力。冻涨力加之其他作用力共同作用于隧道衬砌上将会造成隧道的剥落和开裂,会使隧道出现裂缝、漏水等情形,对隧道的正常运行产生危害。为了使冻害对隧洞的不利减少到最低,在隧道口采取了敷设隔热的保温层来减弱洞内外空气与岩层间的热交换,从而使得冻融圈的范围得以减小,采用聚氨酯的保温层,敷设型式主要采用硬质泡沫型以及喷涂型材料。 3、低温、负温混凝土的施工技术 在低温以及负温的条件下,混凝土中的水化速度较慢,混凝土的强度得不到快速的提高,隧洞施工从以下几个方面着手,解决了混凝土施工中出现的问题。 3.1对原材料进行加温 建造位于拌合场内的预热棚,搅拌站布置在棚内,利用热风机以及蒸汽对砂石料进行加热。 3.2混凝土外加剂以配合比的选取 选取降低混凝土水灰比干硬性混凝土,同时也添加低温的减水剂以及早强剂。 3.3混凝土的搅拌与运输 现将骨料加热以及将水搅拌均匀,然后再添加水泥,这样能减少热量损失。运输车上采用PU聚氨酯板保护层,并覆盖塑料保温膜在保护层上,确保了混凝土的入膜温度。 3.4混凝土的养护措施 在隧洞的进口设置密闭的保温门,阻止洞内外的热量交换,并设置2个保温加热的混凝土拌合站及风机,使混凝土出炉的温度确定不低于15℃。采用保温的混凝土运输车,缩短混凝土运输的时间,以及保证混凝土入模的温度不会低于5℃。 4、机械手湿喷混凝土的技术 4.1喷射原理 混凝土通过喷射泵的吸、送柱塞缸连续不断地输送凝土流经输送管路,与液体速凝剂混合后在自带空气压缩机的帮助下,喷向受喷面。 4.2工作性能 ①全液压伸缩和回转的混凝土喷射机械手,施工范围大,最高可达17m,宽20m,深8m的区域。②液压驱动喷射臂和喷头能轻易完成仰俯、伸缩、回转、摆动、扇动等全部喷射动作。③大小臂可相互或独立完成动作,简化操作。④独特的转台系统可完成270°的回转施工范围。臂架可缩回与底盘平行,运输尺寸小。⑤喷头有锥形回转、法向摆动、轴向转动三种方式动作,240°球面全方位转动。 4.3施工工艺流程 湿喷混凝土过程中根据喷射效果即时调整风压、分层厚度、喷头距受喷面距离、喷头角度等参数。从而得出喷射混凝土满足表面平整、喷射过程中不掉皮、喷混凝土密实等规范要求指标的相关施工参数。 5、机械手湿喷混凝土的技术优势 隧道施工对环境和人员劳动保护的要求越来越高,混凝土湿喷支护技术改善了工作面的作业环境。 5.1提高混凝土质量 干喷混凝土过程中不易控制拌和用水量、外加剂量,导致配合比在施工过程中被改变,喷射混凝土强度得不到保证;新型智能一体化混凝土湿喷台车混凝土由搅拌站严格按配合比生产,混凝土强度稳定可靠。 5.2提高工效 隧道常用普通干喷机,每台需要4~5人配合每循环3台作业至少需要12人,普通湿喷机需要约7人,每小时作业能力约6m3;而新型智能一体化混凝土湿喷台车正常施工中仅需要3人配合,作业能力约为每小时8~20m3;且相对施工准备及撤离时间更少更节约时间。 5.3提高安全系数,保障施工安全

公路小净距隧道最小安全净距研究

公路小净距隧道最小安全净距确定研究 摘要建立平面应变模型,分析了不同围岩类别、不同埋深下,小净距隧道设置的最小安全净距,即小净距隧道向双连拱隧道过渡的最小距离。 关键词小净距隧道最小安全净距 1 前言 我国现行《公路隧道设计规范》(JTJ026-90)规定了不同围岩类别情况下双洞轴间距宜不小于(1.5~5)B(B为毛洞最大跨度)。但是目前已修建的小净距隧道净距一般为2~8米,远小于现行规范规定值,规范已经脱离了实际工程。因此,本文用结构有限元软件ANSYS对不同的围岩类别、不同的埋深、不同间距的小净距隧道进行结构计算分析,以期找到小净距隧道向连拱隧道过渡的最小净距,即小净距隧道修建的最小安全净距。 2 基本假定及计算模型 本文计算模型为线弹性平面应变模型,围岩的变形是各向同性的,岩体的初始应力场仅考虑自重应力,不考虑构造应力,只考虑一次衬砌和二次衬砌,锚杆和钢拱架认为是安全储备,地应力分步释放,开挖释放30%,初期支护完成后释放40%,二次衬砌完成后释放其余30%。围岩和混凝土的物理力学参数根据《公路隧道设计规范》中相应参数确定。不计中墙配筋。各类计算参数见表1。不同围岩类别模型的尺寸如表2,Ⅳ类围岩以上只考虑深埋情况。

3 数值模拟分析过程及结构 3.1 Ⅰ类围岩计算结果分析 3.1.1 Ⅰ类围岩浅埋计算结果分析 对于一类围岩浅埋小净距隧道,分别对两洞净距18米、16米、14米和12米四种情况计算分析。图1数据表明:对于一类围岩浅埋小净距隧道,当两洞净距为12米时,二次衬砌的主压应力σ3max达到C25混凝土极限抗压强度17.5Mpa,此时认为结构已经破坏。建议:对于一类围岩浅埋小净距隧道两洞净距小于等于12米时宜设置双连拱隧道。 3.1.2一类围岩浅埋计算结果分析 对于一类围岩深埋小净距隧道,分别对两洞净距13米、11米、10米和9米四种情况计算分析。图2数据表明:对于一类围岩深埋小净距隧道,当两洞净距为10米时,二次衬砌的主压应力σ3max达到C25混凝土极限抗压强度17.5Mpa,此时认为结构已经破坏。建议:对于一类围岩深埋小净距隧道两洞净距小于等于9米时宜设置双连拱隧道。 3.2Ⅱ类围岩计算结果分析 3.2.1 Ⅱ类围岩浅埋计算结果分析 对于二类围岩浅埋小净距隧道,分别对两洞净距50米、25米、18米和16米、14米、12米和10七种情况计算分析。图3数据表明:对于二类围岩深埋小净距隧道,当两洞净距为10米时,二次衬砌的主压应力σ3max达到C25混凝土极限抗压强度17.5Mpa,此时认为结构已经破坏。建议:对于二类围岩浅埋小净距隧道两洞净距小于等于10米时宜设置双连拱隧道。 3.2.2 Ⅱ类围岩深埋计算结果分析 对于二类围岩深埋小净距隧道,分别对两洞净距15米、13米、11米和9米、7米五种情况计算分析。图4数据表明:对于二类围岩深埋小净距隧道,当两洞净距为10米时,二次衬砌的主压应力σ3max达到C25混凝土极限抗压强度17.5Mpa,此时认为结构已经破坏。建议:对于二类围岩深埋小净距隧道两洞净距小于等于7米时宜设置双连拱隧道。 3.3 Ⅲ类围岩计算结果分析 3.1.1 Ⅲ类围岩浅埋计算结果分析 对于三类围岩浅埋小净距隧道,分别对两洞净距12米、10米、8米和6米四种情况计算分析。图5数据表明:对于三类围岩浅埋小净距隧道,当两洞净距为6米时,二次衬砌的主压应力σ3max达到C25混凝土极限抗压强度17.5Mpa,此时认为结构已经破坏。建议:对于三类围岩浅埋小净距隧道两洞净距小于等于6米时宜设置双连拱隧道。 3.1.2 Ⅲ类围岩深埋计算结果分析 对于三类围岩深埋小净距隧道,分别对两洞净距6米、4米、2米和1米四种情况计算分析。由图6可以看出:两洞净距由4米到1米,结构的应力和位移增加都较快,其中二次衬砌的主压应力σ3max由11.7Mpa迅速增大到17.3Mpa,虽然二衬混凝土还没有达到极限抗压强度,但可以说明净距在4米~1米之间时,两洞影响效应显著增大。建议:对于三类围岩深埋小净距隧道两洞净距介于4米~1米时,小净距效应显著增大,故此时宜设置双连拱隧道。

浅析隧道施工新技术 赵晋升

浅析隧道施工新技术赵晋升 发表时间:2017-12-04T10:10:39.090Z 来源:《基层建设》2017年第25期作者:赵晋升 [导读] 摘要:近年来,我国经济取得了飞速发展,科学技术水平也与日俱进,在这种形势下,公路等基础建设得到了高速发展,隧道工程做为公路施工不可分割的一部分,也因此得以愈加重要。 重庆田都建筑工程加固技术有限公司重庆市 400000 摘要:近年来,我国经济取得了飞速发展,科学技术水平也与日俱进,在这种形势下,公路等基础建设得到了高速发展,隧道工程做为公路施工不可分割的一部分,也因此得以愈加重要。基于此,文章探讨分析了隧道施工新技术,以供参考。 关键词:隧道施工;喷射混凝土技术;新技术;措施 引言 在交通运输与社会经济不断发展的促进下,高速公路自身优越性日益显现,正从交通基础设施演变为国民经济发展命脉。而高速公路数量、里程的增大,使得桥梁、隧道等特殊设施被大量应用,隧道也因此成为高速公路的象征,如何做好隧道施工,在满足通行需求的同时,适应交通运输业发展,是广大隧道建设者关注的焦点问题。 1公路隧道施工的特征分析 作为高速公路施工中的重点与难点,隧道施工直接影响到工程的整体质量。通常高速公路隧道施工具有如下特点:门)实效性强:在隧道施工中,围岩的主要特点就是变化性较大,地质水文的条件相对复杂,在隧道开挖施工后需采取合理的措施与利一学的技术进行作业,因此隧道施工在实效性方面具有较高的要求;(2)隐蔽工程多:隧道工程作为地下工程,各施工环节的联系卜分密切,不能打破各环节的施工顺序,因此施工中会存在许多隐蔽工序,极易影响隧道施工的安全及质量;(3)施工环境恶劣:施工人员在隧道施工中要进行地下施工操作和交叉作业,但由于施工工序较为繁琐,作业空间l一分狭窄,在很大程度上增加了施工的难度,如支护、开挖、防排水、预埋件等环节的施工质量与规定标准不相符,则会影响工程整体质量和人员的人身安全;(4)风险大:在预测隧道施工现场的地质变化时,如果施工人员操作不当,则可能引发塌方事故。 2公路隧道施工要点 2.1隧道开挖 不同类型的隧道围岩需要采用不同的开挖方法。一般来说,条件比较差的Ⅴ级围岩,在开挖前应该先施作超前管棚支护,然后留核心土进行分部开挖。按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤测量”的原则一步一步完成各项操作。先施作管棚超前支护,然后再对上部环形部进行开挖,完成上部初期支护后顺势开挖核心土,最后进行下部和支护结构的施工。开挖完成后及时喷射混凝土封闭围岩、打锚杆、挂网并完成钢拱支撑,按照设计要求的厚度分层喷射混凝土。针对Ⅳ级围岩,多采用上下台阶法作业,上断面围岩支护基本稳定后开外边墙和底部,开挖过程中随时根据现场条件调整施工参数。在实施光面爆破时注意对装药量的控制,尽量确保光面爆破达到预期效果。 2.2 仰拱技术 在隧道下程的初期支护以及二次衬砌的具体衔接施下下序中隧道仰拱这一施下技术将会对公路隧道的下程质量以及施下下序的安全步距产生最为直接的影响。现如今的公路隧道施下中由于缺乏科学的施下技术以及先进的施下设备,在进行仰拱施下时为了保证施下进度常常通过多开下作面或者是进行增加仰拱在具体施下中的长度这一方法。但是,当前二者都难以保证仰拱的施下质量,并且施下时间长,成本耗费大。 2.3隧道防排水层施工 防水工程:采用专用防水卷材铺贴在衬背,将土工布铺设在原衬砌层与防水卷材之间用作衬砌背缓冲层及排水层。排水工程:在喷锚层和衬砌之间设置隧道专用复合防水卷材,隧道渗水通过衬砌背面的排水滤层渗透到墙角处,再顺着墙角的衬背的纵向排水盲沟和横向排水管道排到指定位置。该工序中需要注意一点:衬背纵向盲沟一般是用100mmHDPE打孔波纹管敷设在防排水层外围并固定于喷锚层上。原衬砌与衬背土工布排水层之间需要用50mmHDPE打孔波纹管环向布置一条排水盲沟,一般间距为V级围岩2m,IV级围岩5m,III级围岩10m。 2.4隧道二次衬砌 为了进一步提高施工效率,确保二次衬砌不开裂,建议连续浇筑施工,并且采用全断面自行式钢模台车配砼输送泵泵送入模,台车外挂高频振捣设备再配合插入式振捣器将混合料振捣密实。除此以外,为了避免柔性防水层受到施工活动的影响而导致局部防水效果出现问题,建议使用低碱性膨胀水泥砼将衬砌做成具有防水功效的衬砌结构。 2.5仰拱、铺底等施工 仰拱、铺底施工会在一定程度上干扰道路的正常行车秩序,建议采用液压式钢结构栈桥,也可施作一个简易的过渡通道来保证正常通车。施工中必须尽快完成仰拱并铺底,做好洞内防排水沟渠以防隧道基底软化,早闭合,以早日恢复正常的通行秩序,防止隧道塌方。 3隧道施工新技术 以某工程实际为例,分析隧道施工新技术要点如下: 3.1强风化、极破碎板岩隧道快速掘进 随着隧道进深不断增加,电力供应、通风排烟也越来越困难,安全风险越来越高,工人作业环境也越来越恶劣,很大程度上制约了掘进速度,为解决这一问题,我部强化洞内通风排烟措施。在洞内通风方面,我部采取了洞内二次送风的措施。即在洞口段各设置一台 2×110kW轴流风机,在隧道1500m位置再次各增设一台2×110kW轴流风机,用于洞内纵深的通风排烟,此外还成立通风排烟管理小组,加强通风的日常管理,开挖过程中能够做到爆破以后20min之内保证隧道内的空气质量满足要求。 3.2洞内极软岩段的支护工艺 左右线隧道在K11+010-K10+750段的开挖揭示地质为极破碎软岩,开挖的渣体如粉末状,遇水成泥、手握即碎,毫无自稳能力,按照原设计的方案进行开挖支护没有可能,处理不当很可能造成掌子面大规模塌方甚至冒顶,支护面大面积出现拱架扭曲,断面侵限,对隧道的施工质量和施工安全带来极大隐患。针对这种特殊地质,我部召集年轻技术骨干,集思广益,经商讨决定在超前导管加强注浆稳定开挖

小净距隧道施工要点

小净距隧道施工要点 随着高等级公路建设的迅猛发展,山区高速公路选线时上、下行隧道往往受地形限制,使得两相邻隧道的最小净距不能满足设计规范的要求。 在此情况下,福建省近年来较流行的隧道结构形式为单线双洞连拱隧道。由于连拱隧道的工程造价、施工难度、施工周期均比双线双洞隧道大得多,为此,在工程实践中衍生出一种新的结构形式——小净距隧道。小净距隧道双洞的中夹岩柱宽度介于连拱隧道和双线隧道之间,一般小于1. 5 倍隧道开挖断面的宽度。 开挖及施工顺序 隧道开挖要根据围岩情况、施工能力、施工机具配置、工序转换等多方面因素加以考虑,保障施工的安全,保障施工进度。对于小净距隧道来说,由于双洞之间的相互影响,两隧道工作面必须要错开一段距离,才能尽量减少相互之间的扰动影响。先行洞根据围岩情况一般超前1—2倍洞径。 其断面的开挖方式,需要根据围岩的实际情况具体选用最安全、经济的方法。对于岩性较差的Ⅵ、Ⅴ级围岩一般采用单或双侧壁导坑法,开挖前应进行围岩超前预加固和地表加固;对于Ⅳ级围岩推荐采用上下台阶与正、反向单侧壁导洞组合的开挖方法,先行洞采用工序较为简单的上下台阶法,后行洞要首先加固中夹岩,利用侧壁临时支护,减少后行洞开挖对中夹岩的扰动;对于岩性较好的Ⅲ级以上围岩可采用超前导坑预留爆层法。

钻爆技术 小净距隧道钻爆施工质量直接关系到隧道施工的成败,钻爆作业应监测围岩爆破扰动深度、爆破震动对周边及中夹岩柱的破坏程度,对爆破震动加以控制,以利中夹岩柱的稳定。 小净距隧道由于中夹岩柱的宽度较小,后开挖隧道的爆破振动对先开挖隧道会产生较大影响,应将先开挖隧道衬砌处的振动速度控制在15cm/s以内,并以此作为后开挖隧道各段爆破药量的计算依据。 为避免震动波的叠加,必须采用微差控制爆破,各段起爆时间应根据震动测试确定,或按经验值200ms为宜。 对于Ⅳ级以下围岩地段的施工采用预裂爆破作业,对于Ⅲ级以上围岩地段的施工采用光面爆破作业。预裂爆破和光面爆破要根据围岩特征和工程类比经验或施工规范,合理地选择周边眼间距、周边眼的最小抵抗线及相对距离装药集中度等参数。周边眼沿设计开挖轮廓线布置,必须采用小直径药卷严格控制装药量,并使药量沿炮眼全长合理分布,采用毫秒雷管微差顺序起爆,使周边爆破时产生临空面。掏槽炮眼布置在开挖断面的中央稍靠下部,以使底部岩石破碎,减少飞石。辅助炮眼应交错均匀地布置在周边眼和掏槽眼之间,并垂直于开挖面,使得爆破的石蹅块体大小适合装蹅运输。 中夹岩加固 减少对岩柱的破坏,加固中间岩柱是小净距隧道建造成功的关键。在软弱围岩地段必须进行中夹岩柱的加固,对岩性较好的Ⅲ级以上围

地下空间施工新技术

2地下空间施工新技术 随着我国城市化进程的加快,城市建设快速发展,城市规模不断扩大,城市人口急剧膨许多城市都不同程度地出现了建筑用地紧张、生存空间拥挤、交通阻塞、基础设施落后、生态失衡、环境恶化等城市病,给人们的居住生活带来很大影响,也严重制约了城市经济与社会的进一步发展,成为我国现代城市可持续发展的障碍。因此,地下空间在城市可持续发展中的作用与地位日益凸显,越来越得到人们的重视。在国际上,1991年,《东京宣言》 提出“21世纪是人类地下空间开发利用的世纪”,国际隧道协会也提出了“为了城市的可持续发展,更好地利用地下空间”的口号。 目前,我国已经开始大规模地利用地下空间进行地下铁道、地下停车场、地下仓库、地下商场等地下结构的建设及热力管道、电力管道、通信电缆、给排水管道、燃气管道各种管道的铺设。 在地下空间的开发利用过程中,地下结构施工技术也得到了长足的发展。其中具有代表性的是: (1)明挖技术。即各种形式的基坑支护开挖技术。 (2)暗挖技术。暗挖技术是与明挖法相对的、各种非敞开或小部分敞开的开挖技术。 (3)托换技术。托换技术是解决对原有建筑的地基需要处理和基础要加固的问题,以及解 决在原有建筑基础下需要修建地下工程和邻近需要建造新工程而影响到原有建筑物的安全等问题的技术总称。 本章主要对目前采用的各种新型的地下空间结构施工新技术作简单介绍。 2.1暗挖法 2. 1.1新奥法 1.概述 所谓新奥法,即“新奥地利隧道施工法”(New Austrian Tunnelling Method),国际上简称为NATM,是一种在岩质、土砂质介质中开挖隧道,以使围岩形成一个中空筒状支撑环结构为目的的隧道设计施工方法。新奥法采用的主要支护手段是喷射混凝土结构和打锚杆。 新奥法基本原理:施工过程中充分发挥围岩本身具有的自承能力,即洞室开挖后,利用围岩的自稳能力及时进行喷锚支护(初期),使之与围岩密贴,减小围岩松动范围,提高自承能力,使支护与围岩联合受力共同作用。 新奥法适用于具有较长自稳时间的中等岩体、弱胶结的砂和砾石以及不稳定的砾岩、强风化的岩石、刚塑性的黏土泥质灰岩和泥质灰岩、坚硬黏土及在很高的初应力场条件下的坚硬和可变坚硬的岩石。 新奥法与传统施工方法的区别:传统方法认为巷道围岩是一种荷载,应用厚壁混凝土加以支护松动围岩;而新奥法认为围岩是一种承载机构,构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构(以喷射混凝土、锚杆为主要手段)并使围岩与支护结构共同形成支撑环来承受压力,并最大限度地保持围岩稳定,而不致松动破坏。 2.新奥法施工技术 (1)施工工序 新奥法施工工序可以概括为:开挖→一次支护→二次支护。 1)开挖作业的内容依次包括:钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。 2)开挖作业的方法有:①全断面开挖法,即一次完成设计断面开挖,再修筑衬砌,是在稳定的围岩中采用的方法;②台阶开挖法,即将设计开挖断面分上半部断面和下半部断面两次进行开挖,或采用上弧形导坑超前开挖和中核开挖及下部开挖;③侧壁导坑环型开挖 法,多用于不良地质条件下,也是城市隧道抑制下沉时常用的方法。

千枚岩隧道快速施工技术概要

乌鞘岭隧道千枚岩地段快速施工技术 摘要:本文主要阐述了乌鞘岭隧道千枚岩区地段快速掘进技术,从地质构造、围岩特性及地下水等方面论述了施工方法根据围岩情况而动态调整。 关键词:隧道开挖千枚岩地质施工技术 1. 工程概况 1)地理位置及设计概况. 乌鞘岭隧道位于既有兰新线兰武段打柴沟车站和龙沟车站之间,设计为两座单线隧道,隧道长20050m,隧道出口段线路位于半径为1200m的曲线上,右、左缓和曲线伸入隧道分别为68.84 m及127.29m,隧道其余地段均位于直线上,线间距40m,两隧道线路纵坡相同,主要为11‰的单面下坡,右线隧道较左线隧道高0.56~0.73m,洞身最大埋深1100m左右。隧道左、右线均采用钻爆法施工,右线隧道先期开通。隧道辅助坑道共计15座,其中斜井13座,竖井1座,横洞1座。 乌鞘岭隧道地层岩性复杂,沉积岩、火成岩、变质岩三大岩类均有,且以沉积岩为主,其分布主要受区域断裂构造控制。区内出露地层主要有第四系、第三系、白垩系及三叠系沉积岩、志留系、奥陶系变质岩,并伴有加里东晚期闪长岩侵入体。隧道横穿祁连褶皱系的北祁连伏地褶皱带和走廊过渡带两个次级构造单元, 褶皱及断裂构造发育。主要不良地质为有害气体,湿陷性黄土和膨胀岩。隧道预计最大涌水量为9621.81m3/d,施工中可能发生围岩失稳,突然涌水涌泥、岩爆、热害、含煤层有害气体等地质灾害情况。 乌鞘岭隧道九号斜井工程井口位于天祝县垛什乡龙沟村石头沟组,距312国道约12公里,洞口海拔高度2802米,常年气候寒冷、干燥,冬季及夏季多雨雪,最高峰终年积雪,雨雪天气约占40%,春季多风沙,最大阵风达到12级,历史记录最低气温为零下30度。 9号斜井井口标高2804.20米,井底标高2525.23米,高差278.97米,综合坡度11.9%,扣除会车道的影响,坡度达到13.5%,为尽量减少F7断层的影响,并便于在正洞开设两个工作面,经设计院勘查,斜井在1000米处转向,转向后斜井长达24 29米,是乌鞘岭隧道无轨运输辅助导坑中坡度最大的斜井。 九号斜井所承担的区段是控制工期的重点。 2. 千枚岩围岩的施工特点 1)地质情况 志留系板岩、千枚岩,以千枚岩为主,局部夹有石英脉,板岩薄层状,层理不明显,节理、裂隙发育,呈薄层状角砾结构,产状不稳定,围岩破碎,局部结构面充填泥质物,面光滑、稳定性较差;千枚岩挤压揉皱,松软破碎,其中石英脉多呈酥碎砂状,以散体结构为主。开挖后呈碎石、角砾状,掌子面无明显渗水,但开挖后有少量渗漏水、滴状及面状洇湿,量小,拱部有掉块、坍塌现象。围岩整体稳定性较差。为V级围岩。

小净距隧道施工技术

小净距隧道施工技术 发表时间:2018-11-15T15:21:36.433Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第21期作者:陈如华 [导读] 对小净距隧道的施工工艺技术及其应用进行了详细的介绍,分析了小净距隧道的前景。 深圳高速工程顾问有限公司广东深圳 518000 摘要:小净距隧道是一种新型隧道形式,与分离式隧道、连拱隧道相比具有适应性强的优势。本文以重庆轨道交通悦来站至王家庄站区间隧道为例,对小净距隧道的施工工艺技术及其应用进行了详细的介绍,分析了小净距隧道的前景。 关键词:小净距隧道;施工技术;悦王区间隧道;问题及前景 连拱隧道解决了隧道建设中最小间距要求带来的展线问题,但在施工方面存在难度大、周期长等缺点。小净距隧道是一种介于分离式隧道、连拱隧道之间的新型隧道,解决了分离式隧道接线难度大、占地面积广等缺点,还克服了连拱隧道工期长、造价高、难度大的问题,在公路隧道建设中得到了广泛的应用。 1悦王区间隧道概况 悦王区间隧道即为重庆轨道交通十号线悦来站至王家庄站区间及王家庄车场出入段线隧道,此段隧道均为暗挖隧道,且大部分为深埋隧道,只有局部地段为浅埋。悦王区间长度为1611米,而出入线隧道则为一千二百多米,平面布置三个隧道以及一处长达二百四十米的施工通道,施工通道与区间隧道正交。悦王区间隧道工程范围包括隧道开挖、初期支护、临时支护、临时通风排水用电、二衬施工等。悦王区间隧道工程的原始地貌是构造剥蚀丘陵,地形起伏较大,地质构造简单,无断层通过,地质条件稳定,具有0~7.8米厚的覆盖层,下伏基岩岩体比较完整。悦王区间隧道工程的总体施工难度不大,施工的重难点主要是小净距隧道施工。表1为悦王区间隧道部分里程段的隧道围岩性质及分级。 表1 2施工工艺技术及应用 2.1开挖 悦王区间隧道工程的施工总体布置为从施工通道进入正线施工后先进行十号线左线隧道的施工,之后再进行王家庄停车场出入线的施工,最后再进行十号线右线隧道的使用,当各个作业面都打开后,进行正常施工。基于工程施工场地的地理条件,该段隧道施工始终遵守“短进尺、弱爆破、多循环、强支护、早封闭、勤测量”的原则。悦王区间隧道围岩主要是砂岩、砂质泥岩,岩体比较完整,分级在Ⅲ级到Ⅳ级之间,采用钻爆法开挖,并根据掌握的各段隧道断面尺寸、围岩情况以及监控量测数据选用合适的施工方法。悦王区间隧道施工采用的方法具体情况如下所示。首先,单洞单线隧道:若围岩比较完整,且监测数据在一定范围内可控,则选择全断面法;若钻爆法开挖后围岩完整性差,且容易破碎、掉块,同时监测数据不稳定,则选择CRD法。其次,单洞双线隧道:若围岩比较完整,监测数据可控,则选择台阶法;若围岩较不完整,且易破碎、掉块,监测数据稳定性差,则选择CRD法。最后,单洞三线隧道:若围岩比较完整,监测数据在控制范围内,则选择CRD法;若围岩较不完整,且处于容易破碎、掉块的状态,监测数据稳定性较差,则选择双侧壁导坑法。 速调开挖需要考虑开挖方法、开挖次序、断面开挖滞后距离等多方面的问题,其中开挖方法的选择是建立在工程安全性的基础上的,同时还需考虑围岩情况、施工单位能力、施工设备等多种因素。小净距隧道的施工方法除了上文提到的台阶法、双侧壁导坑法、CRD法、全断面法外,还包括单侧壁导坑法、CD法、预留光爆层法等。已有的小净距隧道工程资料的调查结果显示,台阶法的应用率较高,而全断面法的应用率最低,CD法、CRD法的应用率稍高于全断面法,侧壁导坑法的应用率虽然比台阶法低,但比CD法、CRD法高。 台阶法被广泛应用的原因是施工设备简单、工序组织较易、费用低、适用性强。台阶法与侧壁导坑法组合使用可进行Ⅲ级、Ⅳ级围岩先行洞的开挖;与预留光爆层法组合使用则可用于高级别围岩施工。弧形预留核心土台阶法可用于预加固处理后的Ⅴ级围岩和洞口段套拱加固后破碎围岩的开挖施工。侧壁导坑法的优点是能有效减少开挖跨度,这种施工方法会将开挖断面分成几部分处理,适用于开挖围岩破碎的Ⅳ级、Ⅴ级围岩。采用侧壁导坑法还对中间岩柱加固施工有利。CD法、CRD法的优点是具有中心隔墙,能对地面发挥支撑作用,避免地面出现沉降,这两种施工方法适用于Ⅴ级、Ⅵ级软弱围岩,主要应用于一些对地面沉降控制具有严格要求的小净距隧道施工。对于围岩较完整,且具有较强自稳能力的Ⅰ级、Ⅱ级围岩,建议使用全断面法,这种施工方法具有速度快的优点。高级别围岩对爆破振动影响控制要求较严格,影响范围要求控制在几米的小净距隧道工程中,应选择预留光爆层法进行施工,这种施工方法通过超前导洞临空面降低爆破振动对围岩的影响。 在小净距隧道开挖过程中,还需要着重考虑两隧道开挖掌子面间滞后距离(Lr)对相邻隧道的影响。到目前为止,已经由许多科研人员对滞后距离对相邻隧道造成的影响进行了研究,得出了这样的结果:随着Lr的增大,增加的荷载更多的施加于前行洞。因此,为了确保隧道掘进施工的稳定,尤其是被施加更多荷载的前行隧道,在开挖过程中应科学的把控滞后距离。避免滞后距离过大导致隧道坍塌,或是滞后距离过小导致显著的叠加效果。中国在Lr方面的计算研究比较少,滞后距离的选择通常以已有工程经验为依据:Ⅵ级围岩的滞后距离应控制在30~40米,Ⅴ级围岩的开挖滞后距离需大于40米。进行数值模拟结合模型试验可以实现对滞后距离的进一步研究,有利于实现对现场施工的科学指导。 基于小净距隧道布线的特性,一些地形复杂的施工场地经常会碰到浅埋、偏压,错台、交叠的小净距离也不少见。为了优化小净距隧道的工程质量,应科学的确定开挖次序,综合考虑地形、地质、空间条件等因素。有限元模拟计算、模型试验、工程实践检验得出了以下

我国地下工程施工新技术综述

《施工技术》原作者:张希黔; 周敬; 张利 [摘要]总结了近年来我国一批大型基础设施建设工程,如青藏铁路、深圳地铁、上海跨江隧道等地下工程施工中所采用的新工艺和新技术。 [关键词]地下工程;冻土;水下工程;隧道;施工技术 青藏铁路的开工建设和顺利实施,为解决高原冻土区地下工程的施工提供了良好的试验基础;同时,城市地铁工程的建设也对解决复杂城市地质环境条件下地下工程施工提出了新的挑战;而大型桥梁、跨江隧道和海上设施的建设使水下的地下工程施工面临更高的技术要求。一系列大型基础设施的建设并完工极大地促进了地下工程施工技术水平,及时总结和完善这些地下工程施工新工艺和其他技术成果将为今后的地下工程施工提供良好的技术支持和保证,对推动我国地下工程的施工带来巨大的促进作用。本文结合近年来我国一些大型基础设施建设工程,如青藏铁路、深圳地铁、上海跨江隧道等施工过程中取得的地下工程施工技术成果,对新工艺进行介绍,以便为今后类似工程的施工提供借鉴。 1冻土区地下工程施工新工艺 青藏铁路格尔木至拉萨段全长1100多km,穿越世界海拔最高、有世界屋脊之称、施工条件恶劣的青藏高原。在高海拔多年冻土区修建铁路在世界上也是第1次,无成熟的施工 经验,技术含量高。 1.1 多年冻土区钻孔灌注桩施工工艺 其关键工艺是减少施工过程产生的各种热量,如钻孔的摩擦热、回填料的热量、灌注桩混凝土的水化热等,避免桩周地基土温度场急剧变化,引起桩周地基土一定范围升温和融化。同时由于冻土区有季节的变化,表层的季节融化层随季节的变化将产生冻胀力,消除这些 冻胀力也是钻孔灌注桩的一个重点。 为减少施工热量对冻土区的影响,尽快形成新的热平衡状态,多年冻土区钻孔灌注桩桩身混凝土浇筑后,须经过一个阶段的热交换过程后方可进行承台以上部分施工,一般热交换的时间为60d,60d后方可认为桩基已基本稳定。 桩基在使用过程中由于冻土季节的变化将产生冻胀力。根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向,可划分为3种:切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀力(见图1)。水平冻胀力相互抵消,对工程造成破坏的主要是冻胀产生的切向力和法向力。在工程建设中,采取以下措施可以防止桩基础冻胀:①为避免桩基础受到法向冻胀力,将桩基础嵌入多年冻土天然上限以下一定深度;②将钢制扩筒埋入多年冻土上限以下至少0.5m,护筒内径比桩径大10cm,并于护筒外围涂渣油,成桩后不拆除护筒,减少外表面的亲水程度;③尽量采用高桩承台,冻胀严重地区采用钻孔扩底桩;④在护筒外侧、低桩承台底部采用渣油拌制粗颗粒土回填。以上措施能有效地减小切向冻胀力,降低冻土对护筒的上拔冻胀力(见图2);⑤钻孔采用旋挖钻机干法成孔保证孔位置正确和钻孔的垂直度;⑥采用低温早强耐久混凝土,避免了混凝土低 温浇筑带来的强度增长慢的问题。

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