隧道的施工方法范例6篇

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隧道的施工方法

隧道的施工方法范文1

关键词:地铁隧道施工方法; 地铁工程

出于解决城市交通拥堵问题,地铁工程成为了城市建设的必要选择,目前地铁工程已经成为了多数城市交通建设的重要组成部分。从我国兴建第一条地铁线路开始,我国城市地铁工程施工已经经历了二十多个年头,积累了一定的地铁隧道施工经验,保证了地铁隧道施工质量能够满足使用要求。经过了解发现,目前地铁隧道的常用施工方法主要包括:明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等等。以下我们将重点分析目前地铁隧道的常用施工方法:

一、地铁隧道施工的明挖法

在地铁隧道施工中,明挖法主要是从地面由上向下深挖,从地面上一直挖到地下的标高为止,然后从基层标高的位置由下至上进行砌筑施工,完成地铁隧道的主体施工,保证地铁隧道的结构强度满足实际使用需求。从目前地铁施工过程来看,明挖法是比较成熟的隧道施工方法,是地铁隧道施工方法中的首先,只要地面条件允许,我们应尽量选择明挖法。但是通过对目前城市地铁施工了解后发现,由于地铁路线普遍与公路重合,地铁线路以上存在大量的建筑物,因而明挖法的应用范围相对过去有所变小。所以,在目前的城市地铁隧道施工中,我们应在适合的地段,正确采用明挖法开展地铁隧道施工,同时还应积极探索新的施工方法,弥补明挖法的不足,充分满足城市地铁隧道施工的需要。

二、地铁隧道施工的盖挖法

盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工.主体结构可以顺作,也可以逆作。这种方法是在明挖法的基础上探索出来的,对缓解地铁隧道施工地上交通状况有着重要意义。由于目前城市道路交通繁忙,我们要在地铁工程建设中尽量减少对地上交通的影响。因此我们在城市繁忙地带修建地铁车站时,要减少对道路的占用,保证地铁车站设在主干道上,而交通不能中断,同时又能确保一定交通流量要求,在这种情况下,我们可以选用盖挖法。从目前城市地铁隧道施工情况来看,如何减少对地上交通的影响成为了现实的需求,由此盖挖法成为了重要选择,为城市地铁隧道施工提供了重要技术支撑,保证了城市地铁隧道施工的有效进行。

三、地铁隧道施工的暗挖法299

1、暗挖法是在特定条件下,不挖开地面,全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工力一法。暗挖法主要包括:钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。由于地铁隧道施工多是处于地下施工,在地下施工的时间较长,因此我们利用暗挖法的机会较多,我们必须对暗挖法的种类和功能有清楚的了解,实现对暗挖法的有效利用,从根本上发挥暗挖法的优势,提升整个地铁隧道施工的质量,保证地铁隧道施工能够满足质量要求。

2、地铁隧道施工的盾构法

盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构(shield )是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。

在盾构法中,主要用到了辅助设备,形成了盾构支撑面,利用盾构设备所形成的支撑空间,快速浇筑隧道衬砌环,采取逐渐推进式的方式,逐渐推进隧道进深,保证隧道能够施工一段稳定一段,施工一段交付一段,提高地铁隧道施工效率,保证地铁隧道施工质量达到要求。目前盾构法已经成为了地铁隧道施工的主要方法之一,在地铁隧道施工中正发挥着越来越重要的作用。由于盾构法中需要盾构设备,所以我们在盾构设备的选用上应注意强度和承载力的要求,要以实际需要为主,避免发生坍塌事故。

3、地铁隧道施工的沉管法

沉管法是将隧道管段分段预制,分段两端设临时止水头部,然后浮运至隧道轴线处,沉放在预先挖好的地槽内,完成管段间的水下连接,移去临时止水头部,回填基槽保护沉管,铺设隧道内部设施,从而形成一个完整的水下通道。其中地铁隧道施工沉管法的典型案例如下:

广州珠江隧道是我国第一条公路与地铁合用的越江隧道,公路隧道全长1 238.5 m。河中段隧道埋置在河床下.不影响水面通航,河中沉管段全长457 m。该沉管为多孔矩形钢筋混凝土结构,其中包括两个双车道机动车孔、一个地铁孔、一个电缆管廊。沉管断面为典型矩形断面,外形尺寸为33 mx7956 m(宽x高),底板厚1.2 m、顶板厚1.0 m,两外侧墙分别为0.7 m和0.55 m、最长管节的混凝土量达12 000砰。管段的基底坐落在河床的风化花岗岩层上。开槽时采用了炸礁施工。基础处理采用灌砂法。

四、地铁隧道施工的混合法

通常我们可以根据地铁隧道的实际情况,在地铁隧道的施工过程中采用以上2种或2种以上的方法同时使用,称其为混合法。在实际的地铁工程隧道施工中,单纯使用以上的某一种施工方法往往难以达到要求,通常都是多种隧道施工方法的组合。其中最常见的施工方法是明挖法、盖挖法和盾构法相结合,根据不同地段采取不同的施工方法,已经成为了地铁隧道施工的重要原则。所以,地铁隧道施工的混合法在实际施工过程中采用的最多。从目前地铁隧道施工的实际过程来看,混合法成为了必然选择,在地铁隧道施工过程中发挥了重要作用,促进了地铁隧道工程的有效进行。因此,我们要对地铁隧道施工的混合法有正确的认识。

五、结论

通过本文的分析可知,地铁工程已经成为了城市发展的重要组成部分,对解决城市拥堵起到了相当重要的作用。而在地铁隧道施工过程中,要想提高工程质量,就要对目前地铁隧道施工的常用方法有全面的了解,并在施工过程中积极采用以上施工方法,保证地铁隧道施工的有效进行,全面提高城市地铁隧道工程质量,为城市地铁隧道工程提供技术保证。通过以上施工方法的了解,这些施工方法在城市地铁隧道施工中已经得到了重要应用,并取得了积极应用,因此我们要大力推广。

参考文献:

[1] 韩煊;Jamie R Standing;李宁;;地铁施工引起的建筑物扭曲变形分析 [J];土木工程学报;2010年01期

[2] 樊红卫;;地铁区间非盾沟暗挖隧道设计的现状与思考 [J];城市轨道交通研究;2010年02期

[3] 安虹;;地铁隧道衬砌施工的技术研究 [J];辽宁经济;2010年01期

隧道的施工方法范文2

关键词:有限元法;软弱围岩;应力分析;变形分析

中图分类号:TU31 文献标示码:A

1 概述

软弱围岩是隧道常见的穿越区,围岩的稳定性是目前影响隧道工程质量的主要因素。如何开挖岩体使其初始状态不受过大扰动,从而使岩体处于相对稳定状态,是一个非常复杂的问题。本文通过有限元分析法对隧道周围岩层进行不同方式开挖下应力和变形分析,寻求使围岩受到较小扰动的施工方案,进而使隧道工程的施工及使用更加安全、可靠。

2 工程概况及分析计算的原理、模型

2.1 工程概况

某隧道工程位于韶关北部的山区中,属于山中地形,以构造腐蚀作用为主,主要岩性为第四纪下灰色、褐色、灰白色花岗岩石,部分夹白云质灰岩。设计净跨宽度约为9.6m,净空高度为5.6m的半。立墙圆拱形断面,在二类结构围岩中最大开挖宽度为10.5m,高度为6.5m。隧道最大埋深58m。全风化层层为灰褐色、灰白色花岗岩,半岩土状,中心破碎,平均层厚约为40m;强腐蚀带为浅灰色、灰褐色花岗岩,节理裂隙发育作用较强,平均层厚度27m;弱风化岩层为岩性较好的玄武岩。施工地段内地下水排泄较为顺畅。

2.2 设计原理

2.3 计算模型

我们知道隧道开挖仅对围岩周围一定范围内产生较明显的影响,而距开挖部位较远的地方,应力及变形变化会很小,距三倍洞跨处其应力和变形变化一般都在3%以下,为减小有限元模型中边界条件对运算结果产生的不利影响,计算模型的边界范围取等于三倍洞跨进行有限元模拟计算。隧道断面如图1。

根据有限元计算方法的基本原理,计算时把不同地层的岩体看作均质来考虑,在平面单元有限元计算中二次衬砌采用梁杆单元模拟,锚杆用轴力单元模拟,荷载为周围岩石结构自重和边界上部岩体的压力。取对整个开挖隧道最不利区段的断面进行有限元计算模拟。选取隧道围岩及支护材料的计算参数见表1。

3 模拟计算结果

3.1 上下台阶开挖法:首先,隧道拱部采用上台阶开挖法;其次,已经开挖的拱部打入锚杆并喷射混凝土进行初期支护;第三步,采用下台阶法开挖;第四步,对隧道两侧立墙进行支护;第五步,对开挖的隧道断面进行整体二次衬砌。则采用不同工序下围岩拱顶、左右拱角、左右立墙中部关键点的位移情况见表2。

当拱部开挖后在拱部顶部区域和开挖面底部围岩中出现了应力较为集中现象,其最大应力为4.99MPa。当下台阶开挖后,在拱肩部的临时支护层中也出现应力较为集中现象,其最大应力为3.50MPa。

3.2 两侧超前施工法:第一步,对隧道设计断面的两侧同时进行超前开挖;第二步,对已开挖部分进行锚杆支护并施作喷射混凝土初期支护;第三步,对剩余部分进行开挖;第四步将开挖断面先进行初期支护并对整个断面进行永久性二次衬砌支护。

隧道断面两侧导洞开挖后在导洞断面底部及拱角与剩余部位相交处出现了应力集中现象,最大应力为1.35MPa。开挖出现断面二次衬砌完成后在衬砌底部出现应力集中,最大应力为2.36MPa。

3.3 中壁CRD施工法:首先,采用上台阶法对左部开挖;其次,对已经开挖的拱部打入锚杆并及时喷射混凝土进行支护;第三步,采用上台阶法开挖右半部分;同样,对开挖部分打入锚杆并喷射混凝土支护;第四步,采用下台阶法左下部分开挖施工,然后对新开挖部分打入锚杆和喷射混凝土初期支护;第五步,同样采用下台阶法开挖隧道断面的右下部分;第六步,对开挖部分打入锚杆并喷射混凝土初期支护。最后对全断面进行二次衬砌施工。

隧道拱部左半部分开挖后在开挖断面顶部引起围岩应力重分布,最大应力为0.935MPa。二次衬砌完成后在断面底角部位形成应力集中,最大应力2.36MPa。

4 结果分析

4.1 根据计算结果,三种有限元分析的模拟施工方法均无塑性区出现,故都是可行的施工方法。通过对比:两侧开挖优于其它两种方案,与上下台阶开挖相比较,两侧开挖方案在应力和位移量上都小于上下台阶分步开挖;上下台阶开挖与中壁CRD法相比,中壁CRD法开挖造成过大的应力集中,数值上比上下台阶开挖大,造成的位移量也较大。

4.2 通过对不同方案计算结果的应力场和位移场的变化分析,发现开挖次数过多,并不会使位移量和应力减少。在每次开挖后都会有岩层位移的增加,而衬砌支护后位移量又会减少,这说明衬砌支护在隧道开挖过程中的作用是非常明显的。

4.3 运用有限元分析法对隧道围岩进行应力和应变进行分析,比传统的实验方法节约大量的费用和时间。

参考文献

[1]潘昌实.隧道力学数值方法[M].北京:中国铁道出版社,1995.

隧道的施工方法范文3

关键词:不良地质;隧道设计;施工方法

中图分类号: U45 文献标识码: A 文章编号:

引 言:随着高速公路的迅速发展,高速公路隧道的建设也进入了一个新的发展时期,隧道的数量比以往任何时间都要多得多,因此,针对不良地质隧道的设计与施工,显得越来越重要。

不良地质隧道,主要问题是膨胀性地压、滑坡、浅埋地段的偏压,使支撑、衬砌变形破坏;断层破碎带中大量涌水,使洞内出现流石、流泥、流砂,淹没坑道;软弱地层中的承载力小,使支撑、衬砌发生不均匀的下沉;松散地层的滑移,引起山体丧失稳定等等。这些问题给隧道的设计施工带来了严重困难。

不良地质隧道的施工,尽量做到继续查明地质情况,做好施工准备,不打无把握之仗。认真实行先排水、短开挖、强支撑、弱爆破、快衬砌、勤检查、固洞口等行之有效的措施。坚持正常的施工秩序,正规的作业程序,重视安全质量,认真贯彻岗位责任制。本文就膨胀性地压等不良地质隧道的设计与施工谈几点建议。

1 膨胀性地压

1.1 膨胀性地压的特征

围岩膨胀和软塑挤压,作用在支撑和衬砌上产生了膨胀(挤压)压力。膨胀性地压,不仅有强大的垂直压力和侧压力 (侧压力往往大于垂直压力),且有较大的底压力,它与衬砌结构的形状和刚度均有密切关系。这类地压的时间效应异常显著,多数是在开挖暴露 3~4d后才有较大的地压出现,且在一定时间内持续地逐渐增长,初期增长较快,经过较长时间才能稳定。

1.2 设计与施工的主要措施

1)施工方法与工序安排。在膨胀性地层中施工,以采用上导坑或弧形导坑先拱后墙法为宜。工序安排应特别紧凑,开挖后,围岩暴露时间应尽量缩短,减少风化、水化作用,并在筑拱后,及时压浆加固。拆模板后,立即对拱背填充、压浆。在拱圈完成一定长度后,紧密落底,对开首轮马口,灌筑边墙、仰拱等。由于围岩暴露时间短,膨胀压力小,因此衬砌结构变形小,无裂纹和侵入净空现象。

2)分部开挖和支撑。导坑木支撑多采用框架式,预留沉落量 0.20~0.4m,如设有下导坑其断面可选用单道并预留加固支撑空间。扩大使用扇形支撑时,开

挖由上而下,各号纵梁均需预留沉落量。如采用花拱支撑可采用弧形导坑开挖,分片架立。拉中槽或挖中层,拱脚岩层应保留足够的宽度,配合马口位置分段掘进。马口采用对开,长度为 2~4m,开挖时逐层下挖并架设卡口梁及横撑。

3)衬砌结构。采用钢骨架封闭式衬砌。施工中为了防止拱脚下沉,可采用加大拱脚断面;起拱线以上1m范围内用同级混凝土灌抵岩壁,向岩壁打入锚杆;拱架下设置方木排,扩大拱架承压面积等措施;并注意不使地下水浸泡拱、墙脚。为了防止衬砌浸蚀,拱脚一般提高 10cm,起拱线处放宽 10~20 cm。

2 隧道漏水

在雨量充沛地区,地表沟谷发育,岩层褶皱断裂发育,为地下水的储存活动创造了有利条件。因此在一些断层破裂带,张性和张扭性裂隙密集带、向斜轴部,不同岩层接触带附近以及岩溶地区通过的隧道,施工期间就会有可能遇到大量地下水及承压涌水。这些地下水以裂隙水、断层水、岩溶水等几种为主要类型,而以裂隙水为主要存在形式。严重涌水的隧道,处理不当,施工期间就会发生坍塌、膨胀性地压以及不均匀沉陷等现象。在反坡端施工的洞口,大量涌水可以导致淹没导坑,高压涌水地区,突然涌水,会导致人员伤亡事故。为整治水害,应坚持以排、截为主的治水原则,采用机械排水、平导及迂回导坑截排地下水,开挖反坡水沟等方法,进行有效处理。

3 松散地层

松散地层,结构松散,胶结较弱,地压大、稳定性很差,有地下水时更甚,施工中极易发生坍方。隧道穿越此类地层的地段一般是:分布广泛的第四系地层的堆积体;极度风化破碎已失岩性的各类地层;古河床中冲积而成的漂卵石地层等。在松散地层中施工,为了减少对围岩的扰动,一般采用先护后挖方法(插钎、插板)。但有的地层含有大小孤、块石,用插钎法很难控制方向,且因间距过大,不能防止砂土下漏。在含水砂层中,插板法不仅进度缓慢,且易于震坍。一般在施工中采用如下几种特殊的施工方法。

3.1 压浆加固地层法

压浆加固地层法是在开挖前打入压浆导管,在开挖断面外,压入水泥浆液,使围岩结成一个薄壳,在其防护下进行施工。在无胶结的松散砂砾或砂夹碎、卵石的隧道均会有良好的效果。压浆加固地层法可以保证安全质量,使开挖顺利进行。但耗用水泥较多,且在地层含泥量大或有较大地下水时,不易达到预期效果。同时,施工中应对浆液的扩散规律进行试验和研究,否则,难以收到有效的加固作用。

3.2 钻钎护顶法

隧道通过的漂卵石地层,一类为粘砂土充填,胶结密实,漂卵石数量不会超过 50%,较为稳定,采用先护后挖法即可通过。另一类是无粘结物充填的漂卵石堆积层,极度松散无胶结构,开挖时一触即坍,施工会十分困难,如采用一般插钎法,打入极为不易且难以掌握方向,达不到护顶的目的。若在地表钻孔压浆,由于漂卵石之间孔隙大,难以控制压浆范围,将来耗费大量水泥。这种情况,宜采用钻钎护顶法,即采用凿岩机钻钎护顶,并易于控制钻钎方向和位置,顺利通过漂卵石堆积层。

3.3 降低水位法

在含水砂层中,若水具有承压性质,则围岩极不稳定,施工困难。则宜采取降低水位、水压的措施,减少砂层含水量,以稳定地层,利于施工。

4 滑坡

滑坡在隧道施工时,是常有现象,分析滑坡时,要分析滑坡深浅,稳定程度,在整治方案上,针对具体情况,分别对待,采取多种措施,综合治理。

4.1 设计措施

若滑坡为坡残积土沿基岩顶面滑动,并且滑坡后基岩,且处暂时稳定状态,推断进一步发展与扩大的可能性甚小,边坡不高,则宜以路堑方案通过。采用抗滑桩和挡护结合整治的措施,并设天沟与渗沟拦截地表水和排除地下水。如果滑坡沿开挖临空的坡脚滑出,滑面随开挖深度而变化,说明岩性软弱,不宜继续下挖,宜改用隧道和明洞通过。无修隧道条件,则采用明洞。第三种情况是,滑坡地段,或由于开挖失去平衡,加之雨水下渗,古滑坡复活,产生顺层推移式滑坡,则宜采用在滑体上部清方减载,回填反压,在滑体下部增加抗滑力。若出现在洞口,则将明洞增长,并将明洞与暗洞的衔接处,暗洞采用钢骨架混凝土加强衬砌,在洞顶增设纵向截水沟,拦截地表水。

4.2 施工方法

隧道部分:采用上下导坑先拱后墙法施工。明洞部分:拱部及外墙明挖,内墙跳跃挖井,先墙后拱。衬砌完成后,及时压浆,填充拱墙背后空隙。坍滑地段采用花拱支撑,并在地表裂纹地段进行压浆封闭处理。以往的实践表明,一般洞口滑坡采用接长明洞,结合减载反压,是一项有效的措施。同时要注意,清方减载应不致因塌方而导致上部山体变形;加载反压倾角较大且有软弱夹层;断层破碎带;岩层软硬不均和松散堆积层等。施工中措施不当,坍方后也易造成偏压。在设计时,要注意针对不同情况,选用偏压衬砌,同时,要考虑偏压地质构造可能出现的顺层滑动,以及断层破碎带造成的不对称荷载影响。

5 注意事项

1)做好地质工作,在勘测时即应查明地质构造,岩性、工程地质特征和水文地质条件等,对围岩稳定性作出评价,这对不良地质隧道的设计与施工都有极为重要的指导意义。施工期间,对不良地质地段,更要加强地质预报,如采用超前钻孔,弹性波测试等,及时、准确地预告前方可能出现的地质问题,才能使施工人员掌握主动,便于采取相应措施。

2)不良地质隧道围岩稳定性差,开挖时要采取少扰动地层的施工技术,如先护后挖法,压浆加固地层法或钻钎护顶法以及锚喷支护,处理好开挖和支护,支护与衬砌的关系,尽量避免坍方发生。

3)加强衬砌结构的整体性,及早封闭,尽快压浆。不良地质隧道地层分布情况复杂,侧压力较大,有时还有明显的地压。要注意选择衬砌断面型式,加强结构的整体性,选用钢骨架曲墙带仰拱断面类型,不宜选用刚度大,厚砼衬砌。施工时,工序应紧凑、及早封闭、缩短围岩暴露时间,尽快压浆以改善衬砌受力状态。对于出现膨胀性地压隧道,采用二次衬砌法。

6 结束语

在隧道施工过程中遇到的地质问题往往千差万别,不尽相同,有时甚至是诸种不良地质叠加和组合。施工中要区别各种情况,具体问题具体对待,采取有针对性的处置措施,尽可能把不良地质给施工带来的损失降低到最低程度。不良地质虽然给隧道施工造成了困难,但只要掌握了不良地质的性质、规模和在隧道的出露位置,所采取的治理措施及时、得当,不仅可以避免任何地质条件下出现的地质灾害,而且可以用较小的代价弥补不良地质给施工造成的损失。

参考文献:

隧道的施工方法范文4

关键词:复杂地质;隧道;山区;施工

前言:随着现代的隧道建设技术的发展,隧道的长度越来越长,而且穿越的地层的地质条件也越来越复杂。所以对于复杂地层的隧道施工的要求也比较高。需要考虑深埋隧道中相关高地应力高地温度、隧道施工过程中的通风问题、岩石爆破问题等等。这些都是山区复杂地质条件下隧道施工中常见的问题。概括来讲,其一是施工技术的要求,其二是对于地质灾害的预测和防治。

1 工程设计程序问题

山区地质条件与一般的地面结构在力学上有很大的不同:岩石的应力不易确定、材料组成不易评估、岩体与支护的相互作用不明了等等。因此,隧道设计一般都应用岩体分类系统,根据不同的岩石组成确定设计方案。但是,岩体的分类系统只能对隧道的基本特征进行评估,而工程师如何根据地质状况做出正确的施工判断才直接影响隧道工程的质量。这就对工程师对资料的掌握及分析有很高的要求。在对地质环境进行勘察时,只有非常简单的地质条件才能在勘察基础上建立一个永久模型。一般的情况则是在设计了施工进展中对最初建立的模型进行不断调整和完善,是一个动态模型。数值分析和隧道的开挖过程、顺序以及对支护系统的即时调整应同时进行,才可以是的方案比较完善、合理、安全。

2 隧道开挖方式探究

隧道开挖的方式有多种,比较常见的主要有暗挖、半明挖和明挖三种,根据不同的经济要求、安全、技术条件以及具体地形来确定采取何种开挖方式。明挖只能用在覆盖层较薄的情形下,需要考虑的主要问题有作业过程中地形的稳定性及基坑排水情况。如果区域内有较复杂的地质结构、地下水较多时,在深基坑开挖易引起山体滑坡的危险。半明挖适用于地下水位在隧道以下及地质松散的情况下。当前最主要使用的隧道施工方法是暗挖,因为其适用于覆盖层较厚的情况,绝大多数的山区均有较厚的覆盖层,且地质条件比较复杂,暗挖的施工方式非常适合山区的隧道开挖。

3 隧道门洞的施工方法

隧道洞口段的施工对整个隧道有很重要的影响,所以国内外工程技术都比较重视。许多国家对此还设有专门的条款来规范。隧道进洞顺延山坡坡度是国外目前比较常见使用的方法,这样可以不破坏洞口岩体的稳定性,达到一种比较自然的状态。国内则通常在预加固的保护下要求及时做洞门。

在多年的发展下,在隧道洞门设计和施工过程中的环保理念有了很多理论成果,比如用小坡的削竹式洞门代替了过去的大挖柱式洞门;在环境比较敏感的地区顺应自然,采用“零开挖”减少了挖土的面积;在有河流的山脉地带,使用棚洞结构进行过渡避免泥石流等地质灾害的发生带来的人员伤亡。总的来说,开挖隧道对环境的影响主要在门洞的形式上,隧道洞口的设计和施工是环保建设的重点。

3.1 洞口的预加固

隧道的洞口处于隧道的最,周围岩石的支撑保护能力比较弱。所以,洞口的预加固显得尤为重要,在增加洞口围岩支护能力的基础上,保证后续施工的进行。

预加固过程中需要注意的事项:

1.在地质比较疏松的地带,在施工前要避免过度加固带来的安全隐患,在施工方案上对高压水平旋喷法、小管棚、大管棚三种方法进行优先比对选取。

2.若在施工过程中出现仰拱突起、边墙开裂的情况,说明仰拱和变强在加固过程中收到的力增大,要及时加强对仰拱和边墙的支护。

3.2 洞口施工段注意事项

1.要做好充分的准备工作,有一套比较完整的进洞施工方案,对场地的布置、预加固、施工方法要详细的说明。在方案审批合格后开始施工。过程中不能随意改变原计划的方案,对地质的变化情况进行实时的检测,一旦发现情况,应立即上报。

2.坚持“早进晚出”,由于山区的地质比较复杂,需要减少施工过程对仰坡的破坏。必须首先完成洞口周围的排水系统的建设。各项施工要有统一的安排,达到协调统一的要求。

3.洞口开挖过程中,严格执行“先加固,后开挖”的要求,,衬砌做到先墙再拱,有仰拱的地方必须先做仰拱。洞口若要用台阶施工法,避免台阶太长引起隧道的不稳定。

4.洞门的建设应该尽早完成,避免拉长施工战线带来洞口的稳定性下降。

洞口是隧道的门户,所以洞口的施工的质量对隧道质量的影响可见一斑。初期的支护和洞口的预加固是洞口建设的重中之重,是隧道结构中起头的一部分。各项施工要协调统一起来,对山区复杂的地质环境要有因地制宜的的精神,碰到问题要具体分析之后综合解决。

4 通风技术处理

隧道的主要副主通道是斜井,在山区的隧道建设需要从正反四个工作面同时进行施工,而且山区的海拔较高,气压低,正常条件下的通风技术需要经过改进才可以应用,如何进行改进,是提高工作效率、加快进度的关键因素。

4.1 使用大功率通风机

由于山区隧道位置的独特性,在通风技术中使用大功率的高风量通风机是一个不错的方法。在通风计算中要注意管道的直径和风阻力、风压力成幂指数的关系。

4.2 减少机械的尾气排放量

决定通风的主要因素是施工中内燃机的尾气排放量。在挖掘隧道时,出渣车一般都要超重运行以保证工作效率,所以尾气排放量远高于计划。因此需要平时加强内燃机的保养和使用,条件允许的情况下可以用电动机械设备代替内燃机。

4.3 加强通风管理

施工的通风管理的提高,可以提高工作人员的效率、节能减排、降低成本,所以说是施工中的关键因素。因此要建立科学合理的通风管理体系,配备专业的作业人员进行通风,加强管理机制的建设三个方面来加强施工中的通风工作。

5 应对突况的措施

5.1 在隧道作业中,要时刻做好准备应对一切可能出现的意外情况。抽水设备要准备充足,将作业中产生的水及时抽走,预防积水对墙基的浸泡带来的意外情况。

5.2 施工中安排足够的人员不间断的检测地质条件的变化,加强预报工作,对可能出现的情况进行安全隐患的排查。采取超前探水措施,预防突水涌泥淹井的危险。如果涌水量较大,可采取径向注浆等多种注浆措施进行堵水。

5.3 强化施工单位的安全生产责任制。施工单位根据设计要求制定防范措施,监理单位审查防范措施并检查随动施工风险管理制度。施工单位是隧道安全工作的责任主体,不许加强风险防范和风险管理,落实各项防范措施。加大隐患的排查力度。

6 总结

本文对基于山区复杂地质条件下对隧道的设计问题进行浅谈,可以有效的帮助工程师在应对复杂地质条件时进行工程设计,避免设计过程中由于考虑不周造成的风险。在脆弱的岩层中挖掘隧道,在设计和施工中都必须考虑岩体破坏和大变形,尽力避免不必要的扰动,在应对过程中考验了工程师对脆弱岩体性能的了解以及支护与岩体相互作用的原理的应用。但是对复杂地形隧道的施工方法的探究还不能达到令人满意的地步。本文所讲的方法也不尽详尽。随着工程进展的深入,检测数据的增加,需要综合数值的计算方法,逐步达到工程的实际要求。

支护系统的安装顺序必须与施工工序密切配合,保证支护不会超负荷工作。综合治水的方法可以最大限度的减少积水对隧道稳定性的影响。通风技术的处理要配合施工的进程,以达到最大限度的提高工程进展。

参考文献

[1]董方庭.巷道围岩松动圈支护理论[J].煤炭学报,1994

[2]白继承,刘戚军.内昆铁路工程概况及隧道施工技术[J].世界隧道,2000

隧道的施工方法范文5

关键词:公路;隧道防排水;施工控制

随着我国经济的高速发展,随之而来就是中国交通事业的迎来了蓬勃发展的机遇。我国有着辽阔的山地地形,因此,隧道施工交通事业的发展企业非常重要的作用,要想中国的交通真正地做到四通八达,在必要的时候就要穿山凿洞。从整体上看来,我国的公路隧道技术已经成熟,但是防排水技术一直是我国公路隧道施工技术攻克的难点之一。

一、公路隧道防排水的设计原则

不同公路隧道防排水设计类型有着不同的特点:(1)对水环境的影响:排水型隧道对地下水环境有较大影响(地下水流失),防水型隧道对地下水环境影响较小(基本没有流失);(2)衬砌压力:排水型隧道没有水压,防水型隧道全水压;(3)防水层范围:排水型隧道的拱与墙,防水型隧道全断面铺设;(4)抗侵蚀能力:排水型隧道二衬混凝土抗侵蚀能力较差,防水型隧道二衬混凝土抗侵蚀能力较差较好;(5)工程投资:排水型隧道投资较少,防水型隧道较多;(6)维护费用:排水型隧道的维护费用与使用时间呈正比,防水型隧道维护费用较低。

例如,在法国的公路隧道大多以排水为主,并要求围岩水和污染水分开排放;但是“全封闭、不排水”是德国新建隧道的设计理念,它不允许地下水流入隧道。

二、公路隧道防排水的施工控制方法

1.隧道施工中混凝土初喷时的防排水措施。

建议采用超前固结注浆的施工方法。具体措施是在开挖前对掌子面前方断层、破碎带、含水层等施作超前措施并采用单液或双液固结注浆,不仅增强了围岩稳定性,而且对防水、堵水也起到一定作用[1]。

由于我国的隧道施工(包括公路隧道和铁路隧道)通常都采取爆破开挖的方法,因此,对爆破的质量有着较高的要求,它的质量高低直接关系到围岩稳定性的强弱,而且还对隧道的防排水效果有着莫大的影响。所以笔者建议如果可以采用预爆破或者光面爆破,应该尽量采用这两种爆破方式,爆破的质量越高,对隧道防排水(主要是防水)效果的影响就越小。

除此之外,我们还可以采取对不同层裂隙漏水位置设置暗埋式排水管并多层喷混凝土的方式,达到二次衬砌和防水层之间无水压的目的。虽然我国采用此种方法的时间还不是很长,然而也正是因为此种原因,它的开放应用前景十分广阔。在应用的过程中,注意关注欧洲国家采用此法的最新动态,学习经验,吸收教训,尽量少走弯路。

2.二次衬砌之前的公路隧道防排水施工控制方法

2.1土工布的铺设。

现代隧道在铺设防水板之前,普遍采用300-400g/m2土工布作为防水板的垫层,其目的有两个:保护防水板,避免防水板直接与初期支护或围岩接触,造成损伤;滤水作用,通过土工布的过滤把一部分地下水泄到墙角的排水管道,减少水压力,对阻止排水管道阻塞也能起到一定的作用。在铺设时由拱顶向两侧对称铺设,采用专用塑料垫圈作固定点,使用射钉枪或铁锤将水泥钉通过垫圈中央打入喷射混凝土中,用以固定土工布[2]。

2.2防止防水板的破坏。

相关的研究显示,防水板的破坏原因是二次衬砌间与喷射混凝土的压力(部分由于两者收缩变形的失调)不协调而导致剪力的发生,会造成防止防水板破坏;除此之外,喷射混凝土表面的粗糙不平也是导致防止防水板破坏的诱因之一。防水板的破坏极大地影响了防水板的防水效果。目前,能够用来避免防水板破坏的措施主要有以下几种:

第一,检测喷射混凝土表面。假若发现锚杆露头、钢筋、喷混凝土尖,应该首先将它们去除,然后采用砂浆罩面,其主要目的就是要使防水板的表面光滑平整。

第二,喷射混凝土表层应该防止使用碎石,首先采用卵石作为粗集料,并且在初凝之前,应当机械压抹,至少人工压抹。

第三,恰当地增加防水板垫层,即土工布的厚度。例如,笔者建议防水板的垫层可以采用双层的土工布,防水板的防护力度因此将得到加强。于此同时,防水板的厚度也可以恰当地增加一些。最好能够达到1.2毫米至1.5毫米。

2.3橡胶防水带的安装。

预埋式橡胶防水带在隧道施工中通常采用的安装方式,橡胶防水带具有施工简便、构造简单以及质量可靠等诸多的优点,因此在隧道防排水施工中比较受到青睐。

目前橡胶防水带安装通常先钻钢筋孔,然后将制成的钢筋卡卡紧止水带一半,另一半止水带紧贴在挡头板上。止水带现场接头一般采用搭接,通过胶粘剂进行粘合。也有采用钢钉把遇水膨胀止水带固定在预留槽内安装方法,这种方法简单、快捷,而且施工效果良好。为减少接缝防水失效的可能性,最好避免止水带接头。如果无法避免,接头不应设在拱顶,可设在边墙处,接头要有利于排水,不应反向搭接[3]。

2.4二次衬砌施工措施

目前,国内公路隧道二次衬砌普遍采用抗渗或防水混凝土。施工中普遍存在的问题是背后混凝土振捣不密实,往往留下空洞,二次衬砌出现蜂窝麻面等现象,给防排水留下很大的隐患,部分是施工的原因,也有材料自身的原因。通过提高施工人员素质、采用合适的材料、采用二次衬砌背后压浆等方法,可以收到良好的效果。

3.公路隧道防排水比较常用的防排水措施。

3.1安装环向排水管。

环向排水盲管的作用是在岩面与初期支护喷射砼之间、初期支护喷射砼与防水板之间提供过水通道,并使之下渗汇集到纵向排水管。环向排水管的设置视地下水施工渗漏情况具有较大的灵活性。

3.2安装纵向排水管。

纵向排水管是沿隧道纵向设置在衬砌底部外侧的透水盲管。Ø为10cm的带孔软式透水管或者弹簧排水盲管是当前常用的纵向盲管,其主要作用就是将防水板垫层下与环形排水管排出的水汇集到横向排水管当中,最后流出。在安装之前,应该将安装基面整平;在安装的时候,必须保持适当的排水坡度,并且中间不能够有扭曲和凹陷等等,避免泥沙在再次沉淀而导致排水管的堵塞与淤积。

3.3安装横向排水管。

横向排水管位于衬砌基础和路面的下部,布设方向与隧道轴线垂直,是连接纵向排水盲管和中央排水管的水力通道。硬质塑料管通常被作为横向排水管来使用,在施工的过程中,通常要提前留好接头,在地面施工的时候将其连接到中央排水管。

横向盲管的检查内容主要包括:查看接头是否密实和牢靠,查看接头位置是否有断裂,在最大程度上确保纵向盲管和中央排水管之间的水路通常。排水管的断裂通常会导致排出水漫出地面,发生路面冒水翻浆,对过往汽车的行驶安全产生不利的影响。为了减轻路面负荷对横向盲管的压力,应该在横向盲管上面建立适当的缓冲区,否则很容易导致横向盲管的变形,甚至破裂,对正常的隧道排水功能造成不利影响。

结束语:

要解决好隧道渗漏水问题,不仅设计方案要合理,更要严格按图施工,注重过程控制[4],并且还要考虑运营期间的维护问题,要作为一个系统工程来考虑。

参考文献:

[1]东西高速公路项目中标段专用技术条款(CCTP),隧道分册[Z],2006.

隧道的施工方法范文6

关键词:隧道;施工安全;管理

中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:

随着我国交通事业快速发展,隧道工程越来越多,在众多的交通工程中隧道特别是高危险隧道出现的几率越来越大。隧道施工向来是交通工程施工的重点和难点,如何控制隧道施工风险和如何有效的组织施工是所有施工单位一直思考和忧虑的问题。隧道施工安全关系到人民生命安全,确保隧道的施工安全对于整个工程项目的建设总体安全形势意义重大。作为交通工程建设的重要组成部分,隧道施工具有施工难度大、施工环境条件差、施工人员素质参差不齐等特点,这些都给施工的安全管理增加了一定的难度。因此,在隧道施工管理中做好安全管理,对于减少损失、保证工程质量和降低施工人员事故具有积极意义。

1、加强风险评估管理

加强隧道工程的安全管理,充分提高隧道工程的安全风险意识,风险评估与管理必须贯穿于隧道施工全过程,必须加强隧道施工过程的风险防范和风险管理,分阶段进行风险监控和管理,落实各项风险防范措施。(1)要对隧道的风险开展全面评估工作,建设单位要督导施工单位开展施工阶段风险评估工作,必要时要组织专家进行评审;(2)施工单位根据风险评估结果,在超前地质预报和围岩量测的基础上进一步评估确定风险源、风险等级,对工程措施、施工方法和支护参数进行评估,提出相应的施工措施;(3)监理单位督促施工单位落实实施风险防范措施。

2、做好超前地质预报

由于目前勘察手段、时间、费用以及判释水平等因素限制,在勘察设计阶段尚不能完全准确地探明隧道所穿越的地层及洞身周边的地质情况,特别是存在的对隧道施工安全有很大威胁的岩溶、断层、富水裂隙、暗河等也不能准确判释和提示,因此施工中进行超前地质预测预报是确保施工安全必不可少的手段。

(1)勘察设计单位负责超前地质预报方案编制,指导施工单位实施方案,依据超前预报成果修正设计。超前地质预报方案要明确隧道超前地质预报等级、预报方法、预报内容、预报频次、实施计划,提出仪器配置和操作要求、信息判释、数据采集与处理、预报成果编制等技术要求。

(2)施工单位按照超前地质预报方案编制实施细则并实施,对超前地质预报成果及数据真实性负责。应将超前地质预报纳入工序管理,严格按预报方案和实施细则实施。

(3)监理单位负责检查施工单位现场地质、物探专业技术人员数量及能力,设备类型及数量,超前地质预报的实施和数据采集情况;进行相关协调工作。

3、合理编制开挖方案

开挖方案应认真执行设计方案。根据超前地质预报和掌子面实际地质情况需更改设计开挖方案的,按设计变更处理。开挖方案常见方法有:全断面法、台阶法、交叉中隔壁法和双侧壁导坑法。

3.1全断面法

隧道工程中采用全断面一次开挖成形的施工方法。是将全部设计断面一次开挖成型,再修筑衬砌,一般可适用于Ⅴ~Ⅵ类围岩,因开挖作业面大,钻爆效率高可采用凿岩台车和高效运装机。

3.2交叉中隔壁法

交叉中隔壁法是将大断面隧道分部分块开挖,先开挖隧道一侧的一和二部并分别施作封闭的初期支护和临时支撑,再开挖隧道另一侧的一和二部并分别施作封闭的初期支护和临时支撑,最后分别开挖隧道左右两块底部,形成隧道初期支护和临时支撑网状封闭稳定支护形式的隧道开挖施工方法,一般适用于Ⅴ~Ⅵ级围岩,也可用于浅埋隧道施工。

3.3台阶法

台阶法分为两台阶法和三台阶法施工,其中两台阶一般适用于Ⅲ级围岩施工。在隧道开挖过程中,在三个台阶上分七个工作面,以前后七个不同位置相互错开同时开挖,然后分部及时支护,形成支护整体。缩小作业循环时间,逐步向纵深推进的隧道开挖施工方法,一般适用于黄土地区隧道施工,也可用于其它Ⅲ~Ⅳ级围岩地段。

3.4双侧壁导坑法

双侧壁导坑法是采用先开挖隧道两侧导坑,及时施作导坑周边初期支护及临时支护,然后再开挖中部剩余土体的隧道开挖施工方法,一般适用在Ⅴ~Ⅵ级围岩,大断面和超大断面铁路隧道工程,也可用于浅埋隧道施工。此方法成本较高、进度较慢。采用该法开挖时,双侧壁导坑超前的距离相等或不等。为了稳定工作面,经常和超前预注浆等辅助施工措施配合使用。

4、加强爆破及排险安全管理

目前隧道开挖一般都采用爆破开挖,爆破开挖也是隧道施工风险最大的时候,全国各地隧道施工因爆破造成的安全事故非常多,必须将爆破安全管理作为整个隧道施工的重中之重。

必须由符合资质专业爆破公司编制爆破施工的专项安全方案,并报当地公安部门等行政主管部门审批后方可实施。

所有爆破作业人员必须执证上岗,严格按照专项方案实施爆破作业。

爆破完成后,必须进行通风除尘,并开展全面排险,排除哑炮、危险岩石、坍塌等隐患确认安全后方可进行出渣等下一步工序。

5、加强施工过程安全管理

51加强施工安全培训

隧道开挖、喷锚支护、防水板安装、衬砌等工序操作人员必须进行上岗前的技术、安全培训,考试合格后方可上岗;作业人员必须持证上岗。监理单位负责监督检查培训情况并负责公司报告。

5.2加强突发事件应急管理

要针对隧道施工容易发生的坍塌等突况编制突发事件应急预案并进行预演,提高隧道施工人员对突发事件的应急能力。必须配齐应急所需的人员、物资、设备。

5.3加强炸药使用存储管理

炸药采购、运输、存储、领用必须符合国家规定的管理制度。同时建立相关单位也要建立严格管理细则。

5.4其他安全事项管理

(1)洞口洞内相关安全设施:通风防尘、供风供水供电、照明等一般设施和特殊岩土及不良地质地段所需专门的检测、防范设施应符合相应标准规定并满足作业实际需要。设施配置齐全、经检查性能完好方可进行隧道施工。

(2)加强人员出入登记管理:隧道施工时环境恶劣,应加强施工人员登记管理,一般的做法是在隧道口设置门禁,工人打卡进入隧道,施工完成或下班时消除打卡记录,以此确保人员控制,防止发生意外。

6、结语:安全管理没有捷径可走,核心在于预防。搞好隧道施工安全,必须坚持安全第一、预防为主、综合治理。除了上述方法的预防,还要增强施工人员安全防范意识和健全应急措施。一旦发生异常,应立即停止作业,积极采取补救措施,撤出工作人员,待险情排除后再继续施工,以确保工人的人身安全。隧道施工安全管理是一项紧迫而又长期的工作,通过健全安全责任制度、强化安全制度建设、完善安全应急预案、加强现场安全管理、增强人员安全素质以及严格控制施工过程等方法的运用,将会对隧道安全施工管理起到有效的作用

参考文献

[1]单荣华,吴立华.建筑工程施工管理中的问题和对策探讨[J].中国新技术新产品,2011,(08).

[2]刘占锋.探讨建筑工程施工管理[J].经营管理者,2011,(12).

[3]庄静琳.浅谈建筑电气施工中常见的质量问题及解决对策[J].科技资讯,2011,(23).

[4]周宇红.浅析建筑施工管理及易出现的质量问题[J]黑龙江科技信息,2010,(35).

[5]梅嘉强.关于建筑施工质量管理与控制[J].建材与装饰(中旬刊).2008,(06).