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隧道施工小结范文1
【关键词】:小净距;围岩稳定;合理净距;中间岩柱
0.引言
近几年,我国的高速公路隧道施工形式中出现了一种比较特殊的隧道布置形式,并有效的应用到了福建京福高速公路一、二期以及作者本人目前所在的包茂高速平寨1、2号隧道施工工程当中。这一新型的隧道形式即为小净距隧道。随着小净距隧道的日益发展和修建,各个有关的施工、设计和科研企业都开始对小净距隧道的有关技术核心进行比较系统的实践探索和理论研究。通过对研究成果的及时总结和分析,充分的结合施工工程中经验教训,使小净距隧道的理论逐渐的充实起来,从而在很大程度上改变了小净距隧道实践高于理论的局面。但是,很多小净距隧道的技术仍处在实践检验和理论摸索的阶段,尚未形成统一的结论和认识,所以,小净距隧道净距研究及施工技术仍有待于提高。
1.小净距隧道存在的问题
(1)规范规定:所谓小净距隧道就是小于分离式隧道的最小净距要求的隧道。小净距隧道的定义有助于区别分连拱隧道和分离式隧道,并对隧道形式进行全面系统的研究和分析,但仍为达到实际工程的需求。净间距为20 m和2 m的隧道都属于小净距隧道,但是不同净间距的隧道对中间岩柱的加固和双洞施工的影响程度明显相差较大。因此,必须要细化小净距隧道的研究工作,围绕小净距隧道的施工技术理论和设计施工的关键工艺技术进行全面系统的研究,从而,使其达到实际工程的需要。
(2)主要按照分离式隧道的判断标准对小净距隧道的围岩稳定进行判断,通过现场监测在结合工程实际来综合决定小净距隧道是否能够适用,最后针对小净距隧道的特点和优势进行进一步的研究分析。
2.小净距隧道净距研究
随着小净距隧道规模不断扩大,研究的核心问题就是什么净距下能够达到安全和经济的最优化。进行合理净距研究的实质是解决相近洞室之间的相互作用和相互影响的程度问题,其中起到决定性的因素有支护因素、围岩级别、地质因素和施工因素等。其中围岩级别是最为主要的影响因素,国内外从围岩分级的角度对已有的净距值进行了规定,围岩可以通过支护措施进行加固,从而有利于净距的深度优化,在进行施工的过程中,施工方法的不同对隧道间的相互影响也是不一样的,此外,施工水平对净距取值也造成了一定的影响[1]。所以,根据不同的支护措施、地质条件、埋深、围岩级别、施工方法,必须通过全面的分析之后确定合理净距。就现阶段而言,小净距隧道的合理净距研究还不够成熟,仍需进行深度的研究和探讨,根据研究的结果对小净距隧道的合理净距制定判断的标准,以此为前提综合考虑实际情况,从而能够寻求一个最优的净距范围。
3.施工技术应用
尽管小净距隧道还在发展阶段仍不成熟,施工技术和设计理论有待提高。但是把已经成功的工程和国内外的理论相结合,小净距隧道的设计施工技术已有一些研究成果。根据大量的工程实践探讨知道:中间岩柱的稳定性是小净距双洞隧道的施工关键,直接关系到隧道的施工成败[2];除了考虑到隧道开挖所带来的应力重分布造成的静力影响之外,还要考虑利用钻爆法在岩石中进行施工所导致的振动效应。
3.1 开挖
开挖主要包括开挖的先后次序、开挖的方法以及断面开挖滞后距离等问题。在选择隧道的开挖方法时,必须要保障工程的安全,然后再综合考虑施工能力、围岩情况、工序转换和施工设备等各个方面的影响因素。现有小净距隧道的施工方法主要有五种方法:单(双)侧壁导坑法、台阶法、CD法、CRD法、全断面、预留光爆层法。经统计各施工方法的使用情况如图1。
图 1 小净距隧道开挖工法的应用
侧壁导坑法主要适用于围体破碎和节理发育的Ⅳ级、Ⅴ级围岩,将开挖断面分成几个部分,从而,有效的降低了开挖的跨度,并且对导坑进行先行施工也有助于加固中间岩柱,在小净距隧道的施工过程中应用较为广范;台阶法因为工序易组织、使用设备简单、费用较低所以具有广泛的适用性。既可以和侧壁导坑法配合使用,进行Ⅲ级、Ⅳ级围岩先行洞的开挖,还可以和预留光爆层法配合用;CD法和CRD法的中心隔墙能够起到稳定地面支撑的作用,预防地面的沉降。主要应用在Ⅴ级、Ⅵ级的软弱围岩中和需要预防地面发生沉降的城市;全断垣残面法对围岩比较完整、劝较强自稳能力的Ⅰ级、Ⅱ级围岩比较实用,其特点是施工速度较快。
3.2 加固中间岩柱
中间岩柱体受到双向爆破振动的影响较大,受力也比较复杂,并且岩柱体在相邻的隧道进行开挖时,对围岩和掌子面的稳定性都起着十分重要的作用。在进行施工时,如何保障中间岩柱保持稳定,是小净距隧道施工和设计的核心技术。加固中间岩柱的措施主要有:长锚杆、注浆预加固和对拉锚杆加固。综合分析岩柱厚度、围岩类别和爆破影响等各影响因素来选择具体的加固办法。注浆预加固是采用比较广泛的方法,不仅能够单独的应用在较大的间距隧道,加固中间岩柱,还能够和对拉锚杆、长锚杆相结合,来加固近距离的小净距隧道中间岩柱。一般情况下,对拉锚杆适用在6m以下厚度的中间岩柱。
3.3 监控量测
因为双洞间相互作用,围岩的受力较为复杂,在小净距隧道的施工过程中,进行现场监控量测显得尤为重要,不仅可以检测先行洞结构的安全性,还可以评价加固措施有效性和后行洞施工的妥当性。因此,根据小净距隧道的特点,除了对规范要求的必测项目认真监控量测以外[3],还应监控测量中间岩柱的支护内力、内部位移、、围岩松弛范围和后行洞的爆破振动速度。尤其是在正在运营的隧道周围开挖新的隧道,因为处于运营状态的很多隧道都具有不同程度的问题,所以要确保施工过程中的稳定性和安全性,就必须要采用监控量测手段。
结束语
现阶段,我国的高速公路建设发展迅猛,在城市交通中,地下隧道的应用也更加广泛。由此可见,小净距隧道的建设很可能成为我国隧道的主要组成部分。虽然,小净距隧道这一新型的隧道形式在施工方法和设计等很多方面都存在很多问题。也有许多等待攻克困难。只有针对小净距隧道的自身特点,充分的结合工程实践和理论研究,不断的创新和突破,才能逐渐的使我国的公路隧道净距研究和施工技术更加完善。
【参考文献】
[1]刘贵平.城市轨道交通小净距隧道支护结构设计与施工技术研究[J].城市轨道交通,2012(06):97-98.
[2] 刘明高.小净距隧道建设的关键技术及其应用研究[J].地下空间与工程学报
隧道施工小结范文2
本文以杭州钱塘江流域某大型越江隧道工程为例,结合盾构隧道精益施工理论,对大直径盾构隧道精益施工进行了分析研究,总结了优化施工和管理的方法,为大型盾构隧道工程寻求改善方法。
关键词
盾构施工;越江隧道;精益施工
1、引言
盾构作为具有高效、安全优点的盾构隧道施工方法,已经成功的运用于众多工程中,尤其是近年来隧道工程正朝着大直径、长距离、大埋设的方向发展。本文将在大型盾构隧道的建设中引入精益思想,建立盾构隧道精益施工理论,并结合钱江盾构隧道工程,分析在实际工程对盾构隧道的精益施工的运用,以便能够为大型盾构隧道工程寻求改善方法。
2、盾构隧道精益施工理论基础
从精益思想的基本原则和大型盾构隧道面临的施工特点、工程挑战出发,盾构隧道精益施工的定义为:在大型盾构隧道施工中有效融合精益思想,使隧道施工中的一切浪费得到有效减少,确保隧道盾构得到有效推进,使各工序的施工能够及时进行。
3、钱江隧道精益施工运用研究
3.1钱江隧道施工方法及特点
(1)工程施工方法根据主要技术标准及工程地质条件,经过多方研究及专家评审,钱江隧道采用一台德国海瑞克生产的Φ15.43m大直径泥水平衡盾构进行掘进施工。盾构隧道衬砌结构设计尺寸为内径13.7m,外径15m,衬砌厚0.65m,环宽2m。采用通用环管片(双楔形)错缝拼装。每环由10块管片构成,其中标准块7块,邻接块2块,封顶块1块。根据现场地形、地貌、环境条件和施工方法的不同,钱江隧道工程划分为三大施工段:1)江南段:包括江南暗埋段和引道段,还有附属的风塔、管理中心用房等。2)江中段:由于仅有一台盾构机可使用,工程先从江南掘进西线隧道至江北后调头,再沿东线掘进回江南。3)江北段:江北工作井、暗埋段、引道段和接线道路等。(2)施工特点钱江隧道工程的主要施工特点有:1)仅由一台15.43m大直径泥水平衡盾构往返进行总长超过8km的隧道施工,而钱江通道及接线工程是浙江省的重点工程,工期要求高。2)施工场地的限制:由于地理条件的限制,工程的大部分设施及盾构段的所有配套设施,如泥水系统、预制构件加工、施工场地等均只能布置在江南。江北仅考虑江北工作井、暗埋段、风塔及管理站的建设。3)材料运输距离长:由于主要的施工配套设施均布置在江南,东线隧道自江北向江南掘进时,泥水、管片以及各种原材料均需要从江南利用已建成的西线隧道运输到东线施工隧道,短运输距离约4.5km,随着东线隧道掘进,最长的运输距离将超过8km。
3.2隧道精益施工应用研究
(1)内部同步施工由于钱江隧道施工仅采用一台盾构,工期较为紧张,根据钱江隧道工程的具体情况,采用隧道内部结构和隧道掘进的同步施工方法。隧道完成内部施工后的隧道断面如图1,完成管片拼装后,放置预制口字件,然后浇筑两侧的压重块,再现浇牛腿,后浇筑路面板。一个断面上除了少数工序可以进行立体化同时施工以外,大部分工序均需按照一定的先后顺序来进行。只有同时不同断面的施工,形成不间断的价值流动才能避免工作不连贯造成的浪费。(2)现场规划管理由于江北条件的限制,钱江隧道的主要施工场地只能布置于江南,功能设置包括生活、办公、泥水处理、商品混凝土生产、钢筋处理、管片堆放等部分。结合江南现场的形状特点,遵循盾构隧道精益施工的原则.经过现场实地调查,发现钱江隧道的总体现场规划较为合理,在施工中显示出主要的优点突出表现在:1)不同功能区的合理位置安排使得现场未出现往返运输。2)道路规划合理,虽然施工现场有多种大型运输车辆,但在地面未发生运输冲突,即使在工程施工高峰时期,工地现场也未出现运输车辆堵塞、排队的现象。3)钢筋车间、构件生产场地和混凝土搅拌站位于场地西南角,形成构件生产的完整功能区,消除了对其他施工作业的干扰。4)推行盾构隧道精益施工钱江隧道内各种施工工具摆放整齐,随施工推进移动,减少占用道路的面积,创造了整洁、舒适的施工环境。(3)运输管理隧道施工期间的材料运输主要模式有:有轨运输和无轨运输。从供应链成本考虑,长距离运输采用有轨方式更加经济,但有轨运输灵活性较差,难以使内部结构同步施工。盾构隧道精益施工要求从隧道施工全局出发,采用无轨运输模式可同时满足隧道掘进和内部施工的要求。钱江隧道精益施工运输要求遵循以下原则:1)首选在盾构机维修保养时间段进行的是混凝土浇捣,混凝土搅拌车和管片车不可同时运行,根据内部施工需要其他小型车辆可随时运输。2)由于在混凝土初凝之前必须完成混凝土运输、浇筑,因此应优先让混凝土搅拌车通行;管片车和双头车在双向通行处等待,待混凝土搅拌车让出通道后再驶入。钱江隧道现场,混凝土搅拌站根据每天收到的内部施工计划进行生产,然后在同步施工队发出运输指令后,拉动混凝土搅拌车的运输;管片、同步注浆浆液及口字件的运输则由盾构推进控制室发出指令拉动进行,满足盾构隧道精益施工反映盾构掘进实时需求的思想。
4、小结
隧道施工小结范文3
关键词:隧道施工;用电安全;风险;预防措施
中图分类号:U455文献标识码: A 文章编号:
针对不同的施工方位以及不同的施工要求,隧道施工将会采取不同的具体施工方式,从而确保在安全范围内尽可能地降低经济费用,从而提高整个工程的经济性以及安全性。虽然说隧道施工有很多的施工方式可供选择,但是对于不同的施工方式而言,其用电安全是至关重要的。隧道施工与一般的地面施工主要区别就是工作环境的不同,而施工环境就会影响到一些操作方式的选择,比如用电方式。隧道施工的施工环境十分复杂,条件也较为恶劣,而这对用电的安全性提出了较高的要求。下面将对隧道施工中的用电安全问题进行详细的分析,根据用电存在的风险提出相关的预防措施以提高整体施工的安全性。
隧道施工用电存在的风险
隧道施工的具体施工环境与隧道所处的方位以及用途有关,若用于一般城市轨道交通之用,则隧道一般建设与城市地下;若用于城市间的交际时,则隧道会穿越山丘。在城市地下修建隧道时必须处理好隧道与城市管道以及地下线路之间的关系,在群山之间修建隧道时就需要勘测隧道所处地的地质。在不同的环境下,隧道施工的用电会存在着不同的风险,下面将逐一介绍。
爆炸:特别是有瓦斯溢出地段
不管是在城市地下修建隧道,还是在群山间修建隧道,都会遇到瓦斯溢出的状况,而这种状况是不可预知的。而在隧道施工时施工设备在启用或者是关闭的瞬间将会产生火花,如若设备在运行的过程中供电线路的容量超出额定值时将会造成线路的发烫。如果当时空气中的瓦斯含量达到了一定的浓度,在火花或者是线路的高温促使作用下都将会燃烧,从而引起爆炸事件的发生。其实,在隧道施工中除了施工设备以外还有许多用电设备也存在此类的危险,比如配电柜的闸刀、插座插头等。
人员安全事故
由于隧道施工一般是在地面以下进行操作的,因而对光线的要求较高。但是为了保证用电的安全,所以会对电压有一定的限制,而这会降低工作人员的视线效果,从而会降低他们的工作效率。本身在地下进行作业,操作人员的心理将会有一定的影响,如果此时洞内的照明不足,那么势必会使得操作人员的视力疲劳、精神涣散等症状的出现。这也是一般人员安全事故发生的主要原因,在这种较为疲劳的状态下操作人员也较难发现隧道内可能存在的不安全因素。
同时由于隧道施工是在一个较为封闭的空间中进行的,其通风以及排气的条件较为恶劣,不便于热量的散失以及氧气的补给。但是在隧道中进行施工时必须用到用电设备,而这些用电设备在工作的过程中会产生大量的热。这些热得不到有效地驱散将会使得整个隧道的施工温度升高,从而加剧了隧道中环境的恶化,这对于整个施工是十分不利的,特别是对于施工人员的安全问题而言。
隧道施工用电预防措施
虽然说隧道施工不管是在施工环境上还是在施工技术上都存在着一定的难度,但是隧道施工对于整个工程而言是至关重要的一个环节。隧道施工时间的长短将在很大程度上影响着整个项目周期的规划,隧道施工的质量好坏将直接决定整个工程安全性的高低。因而,需要对隧道施工项目引起足够的重视。而其中用电安全是整个隧道施工安全的一个重要组成部分,在复杂恶劣的施工环境中需要严格按照相关的施工现场用电安全技术规范进行操作,尽可能的降低用电风险,保证施工人员与施工项目的安全。
第一,专业化。由于隧道施工时空气中可能含有一定浓度的瓦斯,稍有不慎将会引发爆炸事故。因而,在对有关电线、电源进行操作时需要专业人员进行操作。例如,在对临时用电线路进行安装、维修或者是拆除的时候,需要具有一定资格的操作人员进行。而为了保证施工人员的技术能力水平,一般施工队伍需要定期对相关人员进行专业培养,从而保证他们的技术素养。
第二,采用“三相五线”的方式。由于隧道施工不同操作环境对用电是有不同的要求的,为了满足用电环境,隧道施工应该采用“三相五线”的接线方式。如果是在掌子面有水,特别是有瓦斯溢出危险的地段可以采用较低的电压进行照明,一般采用12V;如果是已经修建完成或者是不施工的地段,可以采用较高的电压进行照明,以保证光线的充足,一般采用220V。除此之外,还需要“三相五线”供电系统需要由中性点直接接地的专用变压器供电,并且采用TN-S保护接零系统。
第三,绝缘性。隧道施工的环境较为恶劣,空气温度较高,同时洞内的空气湿度也较大,甚至有时候还存在瓦斯泄露的可能性,因而需要保证各供电线路的绝缘性,防止由于线路破损而造成的漏电危险。与此同时,由于隧道施工时需要在洞内铺设行车道,以帮助运输有关材料以及废弃物。但是隧道施工的空间毕竟有限,所以为了减少空间的浪费,电气设备的供电线路在穿过行车道时需要进行特殊处理,即将供电线路穿管铺设在地下。这样一来,既减少了空间的浪费,又可以防止电缆的破损。
小结
在我国城市化进程中隧道工程建筑已经是一个重要的组成部分,而这是由我国发展需要以及复杂的地势所决定的。而隧道施工与其他地面施工有所不同,其所面临的施工环境十分恶劣,而且对施工技术的要求也较高。所以对于隧道施工而言,其最为关注的焦点仍然为安全问题,不管是施工安全还是使用安全。而隧道的施工安全包含有很多方面的内容,本文只是针对隧道施工中的用电安全进行了简单的阐述。但是仍然还有许多问题需要并未涉及,如管理上的措施等。还望更多的工作者能够参与到隧道施工安全的研究上,加强我国隧道施工的管理与技术质量。
参考文献
[1]杨勇.关于隧道施工的质量及安全措施[J].工程建设与设计,2010(5).
[2]雷建中,陈培军.高瓦斯隧道施工用电管理技术[J].四川水力发电,2010,29(zl).
隧道施工小结范文4
关键词:黄土;隧道;施工工法
Abstract:This paper state the construction methods of entering and constructing the tunnel respectively, relying on the project of a tunnel in Beijing to Lasa highway in Qinghai, combining with construction experience , to provide a reference for loess tunnel construction.
Keywords : loess ; tunnel ; construction methods
中图分类号: U455 文献标识码: A 文章编号:
1、引言
黄土是第四系堆积的陆相沉积物,其特点是具有大孔隙、有垂直节理和管状孔道,天然含水量时强度较高,能维持很高的垂直边坡,但遇水时土颗粒崩解,表现为较强的湿陷性,黄土在我国有着广泛的分布,分布面积为64万km2,占国土面积的6.3%。由于黄土分布的广泛性和典型的工程特性,历来受到工程界和学术界的重视。早期黄土公路隧道的施工方法主要是单侧壁和双侧壁导坑法,进入20世纪90年代后普遍采用环形开挖留核心土法,对于三车道和加宽带一般采用三台阶七步环形开挖法。
2、进洞前处理措施
进洞前,对隧道洞身上陷穴、陷坑等应及时回填;对地形偏压、人工回填土层等应谨慎施工,偏压大的进行反压回填。洞口仰坡支护应根据设计的仰坡边线位置,由上及下逐层开挖隧道洞门的仰坡至拱顶位置,坡度不小于1:1(必须进行护坡),有条件的用1:1.5,刷破后,采用骨架护坡或锚喷护坡,挖砌好排水沟,疏导水流。
3、进洞措施
按照“管超前、少扰动、严注浆、短进尺、严治水、强支护、勤量测”的原则进行施工。进洞前先施做拱部φ89mm大管棚超前注浆支护,布置形式根据洞口地形,长度选择为20m、30m、35m、40m不等,自拱顶隧道中心向两侧环向40cm间距设置。钻孔施工需控制好仰角和外插角,这一点在套拱内预埋导向管时需注意。管棚较长时仰角应偏大,以避免因钻孔时钻头及钻杆的重力作用造成钻孔向下侵入隧道净空。钻孔每完成1个即安装钢管,以防塌孔。管内压注水泥浆,在孔口处设置止浆塞。由黄土隧道施工经验得知:虽然浆液在黄土内扩散半径有限,但注浆后浆液可将钢管内、钢管与钻孔间缝隙填满,形成整体,达到较好的超前支护效果。在管棚支护下隧道进行环形开挖留核心土法进洞,困难地段双线隧道采用CD法、CRD法或者双侧壁导坑法进洞。
4、施工工法
4.1单线隧道洞身开挖方法
洞身开挖采用上下台阶留核心土法(施工顺序见图1),在超前管棚或超前小导管的“保护下”将传统的上导洞改为弧形导洞,开挖过程中先从侧壁弧形开挖,预留核心土。上台阶高度控制在起拱线位置。
图1环形开挖留核心土法开挖示意图 图2双侧壁导坑法施工示意图
注:图1.1-上弧导坑开挖;2-核心土;3-下台阶中部拉槽;
4、5-交错马口开挖;6-仰拱开挖
注:图2.1-上弧导坑开挖;2-核心土;3、4-交错马口开挖;
5-下台阶中部拉槽;6-仰拱开挖
(1)短进尺的原则要牢固坚持。台阶长度控制在4~6m,开挖进尺为1榀拱架间距。尽量缩短上、下台阶施工间隔时间。上台阶开挖宜采用环形开挖留核心土人工风镐开挖。上台阶开挖完毕后,首先迅速初喷混凝土封闭掌子面,快速进行初喷、布设锚杆、挂网或I16型钢支撑的施做及与锁脚锚管(两根φ42mm钢管、L-4m)的焊接、复喷等初期支护。
(2)下台阶的中部拉槽开挖采用机械,严禁两边侧超挖,中槽放坡开挖,上台阶初期支护基底保护襟边不小于80cm,当土体恶化,应适当放大。边墙两侧台阶采用人工风镐双侧交错开挖,不得使上部结构同时悬空,每次开挖进尺不大于100cm。马口开挖位置和长度应结合地质情况、收敛变形值分析等因素进行设计,并严格掌握。边墙开挖结束后,快速进行初喷、布设锚杆、挂网或I16型钢支撑的施做及与锁脚锚管(两根φ42mm钢管、L-4m)的焊接、复喷等初期支护,并对拱脚进行加固处理。
(3)仰拱施工。上导洞开挖10~12m、下导洞开挖5~8m,安排仰拱开挖。仰拱开挖认真贯彻新奥法施工“早封闭”的原则,保证开挖及时封闭成环,减少水平收敛及沉降幅度。这是最重要的一环,施工时必须加以注意。为避免底部挤压隆起,仰拱紧跟、及时填充的同时并要及时实施临时仰拱。在开挖灌注前,为防止边墙向内位移,宜加临时型钢横梁顶紧。仰拱中间部分土体采用机械开挖,严禁超挖,墙脚处人工风镐开挖,开挖完毕后立即灌注混凝土。
(4)施工过程中仰拱必须超前,并及时施做二次衬砌,仰拱距掌子面不大于30m,二次衬砌距离仰拱应不大于50m,并尽量缩短仰拱、二次衬砌与掌子面的距离。
4.2双线隧道洞身开挖方法
大跨黄土隧道施工在控制施工风险、控制变形、适用地层等方面CRD法、双侧壁导坑法(图2)无疑比环形开挖核心土法要好一些,但是前两者施工工序繁多,工期缓慢,废弃工程量大,导致工程投资提高,并且中隔壁在施工后期拆除时同样存在风险,在加强初期支护的前提下黄土隧道开挖采用环形开挖核心土法(弧形导坑法),特殊地段考虑CRD法、双侧壁导坑法。
(1)隧道上导洞开挖施工。采用人工配合挖掘机进行开挖施工,挖掘机开挖预留50cm左右厚度,人工风镐开挖修边。当洞口段、隧道浅埋段沉降较快时,挖掘机的开挖扰动及挖掘机机身的移动都会对洞口稳定造成破坏,此时要完全采用人工开挖。拱部开挖进尺保持不超过1榀拱架间距。
(2)隧道下导洞开挖施工。在上导洞进尺5~8m长度后,先停止上导洞开挖,喷混凝土封闭掌子面,并开始下导洞开挖,同时开挖下半断面土体。先开挖单侧,向前3~5m后,再开挖另一侧,两侧始终错开,保证同一断面钢拱架在拱脚处暴露的开挖面仅限于一侧。下导洞开挖采用向下掏槽,仅开挖隧道边墙部分,在满足施工工作面前提下,开挖宽度尽可能窄,以2.5~3.0m为宜,并预留下导核心土体。
(3)开挖仰拱部分,进行初期支护成环施工。上导洞开挖长度达到10~13m、下导洞开挖5~8m时,安排仰拱开挖、钢拱架支撑成环施工。停止掌子面、下导洞开挖,喷混凝土封闭掌子面。开挖完毕后立即素喷4cm厚C25早强混凝土,封闭开挖面,然后安装I20b工字钢拱架、锚喷等初期支护并封闭成环。安装I20b工字钢拱架时用间距1.0m、φ22纵向连接钢筋对两榀工字钢拱架进行焊接连接。
(4)施工过程中仰拱必须超前,并及时施做二次衬砌,仰拱距掌子面不大于20~30m,二次衬砌距离仰拱应不大于40~50m,并尽量缩短仰拱、二次衬砌与掌子面的距离。
5、小结
(1)新黄土的稳定性极差,尤其是具有湿陷性黄土,开挖后自稳能力极差,对开挖控制极为不利,属于铁路隧道中最软弱、稳定性最差的不良地层,尚未有较为成熟的施工经验和完善的理论体系,其施工方案务必慎重。
(2)黄土隧道施工应严格“管超前、短进尺、少扰动、强支护、勤量测、早成环”的原则,应特别重视洞口段及浅埋段、偏压段的施工组织。施工过程中仰拱必须超前,并及时施做二次衬砌。
(3)黄土隧道开挖断面大、施工难度大,应根据黄土的特性,充分重视钢架基础的稳定,钢架基础应平整压实,每分布开挖处设锁脚锚管,并设纵向槽钢或混凝土垫块。
(4)施工中应加强围岩的监控量测,并及时反馈量测信息,以便指导设计与施工。
参考文献
隧道施工小结范文5
关键词:永安隧道工程;岩体破碎带;超前小导管注浆技术;超前支护;加固机理;
中图分类号:U45 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)05-(页码)-页数
0 引言
随着生活节奏的加快,人们对行车时间的要求也随着提高,行车时间主要来自行车速度和线路距离长短两个方面,目前国内高铁的运行速度已达到350km/h,有了飞跃式的提高,新建线路行车时间在一定程度上也越来越取决于线路距离的长短,线路距离取决于线路选择,对于东北多中低山区地带,线路选择不免增加了浅埋暗挖复杂地质条件下隧道的比重。埋深浅、风化严重、岩体存在破碎带的围岩在开挖过程中需要采取超前支护措施,超前小导管注浆技术凭借其独特的施工技术,已经成为永安隧道工程破碎带施工的超前支护方案。
1工程概况
永安隧道长3440m,位于蛟河盆地与敦化隆起的交界处,地形起伏较大,地形陡峻,沟谷冲沟发育。地面高程为490~740m,洞身段山坡自然坡度较陡倾,变化较大,纵向自然坡角一般为20~30°,进出口纵向坡度均为15°,横向自然坡度15~20°,隧址区多为林木,植被覆盖率约90%。
隧道穿越地层主要为华力西晚期花岗岩及花岗闪长岩,该花岗岩和花岗闪长岩在进出口段有出露,倾入时期不同,性质也有差别,地层受区域地质构造作用影响,地层受区域地质构造作用影响,节理裂隙发育,地下水相对富集,工程性质差,潜埋段及另两条断层处,围岩稳定性亦较差。洞口主要不良地质问题为泥岩风化剥落、砂岩危岩落石;洞身拱部易产生掉块、坍塌等。
GDK111+400~GDK111+500为隧道浅埋及断层构造带,节理裂隙发育,岩体破碎,岩土力学性质和整体稳定性较差,地下水发育,有坍塌及突水、突泥现象发生可能。
GDK112+400~GDK112+700为物探低阻异常带,节理裂隙发育,岩体破碎,岩土力学性质和整体稳定性较差,地下水发育,有坍塌及突水、突泥现象发生可能。
GDK113+600~GDK113+800为隧道浅埋及断层构
造带,岩体较破碎,地下水发育,有坍塌及突水、突泥现象发生可能。
2超前小导管注浆技术方案的确定
由于永安隧道埋深较浅,地下水丰富,岩体破碎,围岩自稳能力差,不加以保护,极易造成掌子面失稳坍塌,采用何种加固措施保证开挖岩体的稳定,关系到隧道施工的安全和施工质量。
基于在软弱岩层必须快速施工的理念,突出时空效应对防塌的重要作用, 同时根据“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的十八字原则,采用了适合永安隧道破碎带施工的超前支护方案----超前小导管注浆技术方案。
3 超前小导管注浆的加固机理
3.1梁支撑效应:小导管的材质是无缝钢管,小导管在施工时,它的前端以一定的角度插入开挖断面外深部围岩,后端支撑在钢拱架上面,并与钢拱架焊接在一起。隧道开挖后可有效承受卸荷产生的部分松动压力【1】。
3.2水化凝结作用:浆液在流动扩散过程中,发生化学反应和物理变化,凝结成具有一定强度和低透水性的结石体,并产生大量的水化热,促使破碎带岩层含水量降低,强度提高【2】。
3.3承载拱作用:隧道开挖后拱顶部分岩层首先失去稳定,产生坍塌,并形成自然拱。随之,隧道两侧由于应力集中而逐渐破坏,导致顶部坍塌进一步扩大形成塌落拱。采用小导管注浆法进行超前预加固时,可以形成以注浆管为中心的拱形加固体,从而形成小导管钢管为骨架的承载拱【3】。
3.4雨伞作用:在破碎带岩层中进行填充注浆,固结破碎带软弱围岩,在初支外形成一把“雨伞”,将地层下渗水拒之于初支之外,提高围岩的抗渗性,起到良好的堵水效果。
3.5钢混作用:破碎岩体通过浆液凝结作用,增加围岩强度的同时,与超前小导管连接成整体,起到类似钢筋混凝土结构的作用,大大增强了围岩的刚度。
4方案实施
4.1超前小导管注浆施工工艺流程
超前小导管注浆施工工艺主要包括施工准备、钻孔、清孔、制安小导管、浆液的制备与注浆等几个部分,详见图4.1-1小导管注浆工艺流程图。
4.2材料及技术参数选择
超前小导管采用φ42mm,厚3.5mm热轧无缝钢管,每根长度为4.5m,沿拱顶140°范围内布置,环向间距40cm,纵向间距为3m,纵向相邻两排的水平投影搭接长度大于1.0m,外插角为5~15°交错布置,每环小导管的数量为44根。
浆液选用凝结率高、抗压强度大的水泥水玻璃双浆液,注浆技术参数为水泥水玻璃比为1:1~1:0.6,注浆压力为0.5~1Mpa,注浆结束标准以设计注浆量与设计注浆压力双重控制,当单孔注浆正常进行无渗漏现象,注浆终压达到设计终压,注浆量达到设计量后,即可结束该孔注浆。设计注浆量按下式计算:V=πR2LNαβ
V——浆液注浆量(m3);
R——浆液扩散半径(m);
L——注浆段长度(m);
N——岩层控隙率,断层破碎带参考值取0.5;
α——有效注浆系数,一般为0.3~0.9;
β——浆液损耗系数(含超注量、冒浆等),一般为1.2~1.5。
4.3施工重点
(1)钻孔
小导管采用风钻按设计位置钻孔,钻孔过程中,由于初期支护型钢的纵向间距为0.6m/榀,超前小导管的纵向间距为3m,可以在初支工20a工字钢预打孔,这样不但可以大大提高钻孔的位置准确性和钻孔质量,而且小导管尾部与钢架连接成整体,起到了超前锚杆作用,大大的提高了支护的刚度。
(2)超前小导管的安装
钢管由专用顶头顶进, 顶进钻孔长度≮90%管长。钢管末端除焊上挡圈外, 再用胶泥麻筋缠箍成楔形, 以便小导管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。小导管尾端外露足够长度, 并与钢支撑焊接在一起。钢管顶进时, 注意保护管口不受损变形, 以便与注浆管路连接。
(3)注浆
注浆结束标准以设计注浆量与设计注浆压力双重控制,当单孔注浆正常进行无渗漏现象,注浆终压达到设计终压,注浆量达到设计量后,可结束该孔注浆。一根注浆管完成后,迅速卸下注浆软管,清洗后移到下一根注浆管使用。如果停泵时间过长,在下一根注浆管注浆前要放掉注浆管内残留的浆液。
注浆完成后,将超前小导管与钢架焊接牢固,在钢架内铺设钢筋网,喷射混凝土。
5小结
(1)超前小导管注浆技术安全性、经济性,施工简便、灵活,施工过程中不必投入过多的机械设备,便于快速组织施工,决定了其在复杂地层中的实用性,可以取得良好的技术与经济效果。
(2)超前小导管注浆技术是浅埋暗挖软弱围岩隧道施工中,提高开挖掌子面稳定,降低地层渗水,控制拱顶下沉,提高施工安全的有效措施。
(3)超前小导管在钻孔过程中的探头作用,可以为评价掌子面后的岩层节理情况提供参考,从而便于调整浆液参数,控制注浆效果,提高围岩的自稳能力,增强开挖作业的安全性。
(4)超前小导管注浆技术的安全、经济适用性,决定了其在未来其它复杂地层隧道施工应用中的广阔发展前途。
6参考文献
[1]史金栋.小导管注浆在软弱围岩地层隧道施工中的机理及其应用[J].建厂科技交流,2008,34(2).
[2]张明,李晓红,卢义玉等.小导管注浆技术在浅埋富水岩溶隧道中的应用[J].地下空间与工程学报,2008,4(3).
隧道施工小结范文6
关键词:海底隧道 高压旋喷桩 砂层
1 工程概况
厦门海底隧道是我国大陆第一座采用钻爆暗挖法施工的大断面海底隧道,全长6.051km。按照高等级公路设计标准,设计行车速度为80km/h。隧道洞顶穿越海域砂层段(里程:YK11+500~YK12+142段642m),工程范围内砂层为冲洪积(Q3a1+p1)粗砂,以黄色为主,局部灰白色,饱和、中密,成份以石英、长石为主,含粘粒,局部夹细砂薄层,下部局部含直径3~5cm的卵石。富水性较强,渗透性好,为良好的含水层,具有承压性。地质取芯孔的抽水试验表明:砂层与海水连通属于动水,砂层段渗透系数为K=5.4×10-4cm/s。
2 砂层段设计处理方案
右线隧道设计采用水平高压旋喷注浆结合超前小导管注浆加固砂层,形成闭合帷幕,截阻地下水流和治理流砂。左线隧道及服务隧道拱顶穿越砂层设计采用地表垂直高压旋喷注浆防护。
3 高压旋喷桩试桩
为了研究高压旋喷桩在海域砂层地质下的可行性,同时取得高压旋喷桩的各种施工参数,利用围堰的有利条件在地表进行高压旋喷桩试验,通过试桩确定在该地层进行高压旋喷桩的各种参数(如水压、浆压、水泥用量、水灰比、桩间距等),然后进行相关取芯及抽水试验,要求桩体渗透系数:K≤10-6cm/s,强度对应的标准贯入度试验不小于60击。
3.1 第一次试桩 YK12+040~YK12+050砂层段地表选定砂层区域进行试桩,采用三重管高压旋喷,主要机械设备见表1,及试验参数见表2。
试验桩施工完毕后,选取特殊位置进行取芯试验,位置见图1:
对芯样进行分析:JC7:桩身18.20~24.00m,芯样长5.80m,芯状呈散体状,局部呈短柱状,断面较粗糙,断面吻合一般或较差,未见夹泥,干强度高,标准贯入试验修正击数大于60击。JC9:桩身17.7~24.3m,芯样长6.7m,20.4-21.9m段芯状呈长柱状,其余芯状呈碎块状,断面较粗糙,断面吻合一般,未见夹泥,干强度高,标准贯入试验修正击数大于60击。
注水试验结果进行分析,见表3:
试验结果对比分析后发现,三个区域的水泥用量不同,但是桩体质量基本相同,这说明水泥用量是能够满足设计桩体要求的。三个区域内的桩身渗透系数均大于10-6cm/s,不能满足设计要求。分析原因为砂层中的水受潮汐影响,具有很大流动性,在砂层段施工旋喷桩时,动水对浆液起到一定稀释作用,降低成桩效果。决定进行第二次试桩,主要解决渗透系数的问题。
3.2 第二次试桩 根据第一次试桩及相关经验,将施工中的相关影响因素进行改进,重新进行第二次试桩。
机械设备方面将三重管改为二重管,将原机械的高压水喷口堵塞,原水泥浆喷口不变,将高压风出口改为高压水玻璃出口。使水泥浆喷出压力达到20Mpa,水玻璃喷出压力达到1~2Mpa。
注浆材料方面将水泥单液浆改为水泥水玻璃双液浆。在浆液中按水泥浆体积比1:0.2加入水玻璃,试验室理论凝结时间为8min20s。
选择在YK12+052~054段进行第二次旋喷桩试桩。具体布置如图2,具体参数见下表4:
采用双液浆旋喷,经现场观察返出浆液可以在2min内凝结。注水试验得出各桩渗透系数分别为:K1=5.4×10-4cm/s;K2=1.6×10-5cm/s;K3=4.3×10-5cm/s;K4=2×10-6cm/s,均达到设计要求。
3.3 小结 在受潮汐影响的砂层段进行高压旋喷桩试验,通过两次试桩,确定了采用二重管高压旋喷桩注入水泥水玻璃双液浆的旋喷方法,合理严格的施工工艺,规范的施工操作,得到了高压旋喷桩施工的相关参数,为大面积对砂层段固砂止水打下基础。
4 结束语
通过将三重管该为二重管旋喷桩,水泥浆液改为水泥水玻璃双液浆使得高压旋喷桩试桩成功,但是考虑到施工控制的难度和不确定性,砂层段未采用该种方法处理,但可以为其他类似工程提供借鉴和思路。
参考文献:
[1]中交第二公路勘察设计研究院. 厦门东通道(翔安隧道)工程工程地质综合勘察报告.2005.7.