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中圖分類(lèi)號(hào):U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
近幾年來(lái),在公路隧道施工形式中出現(xiàn)了一種相對(duì)較為特別的隧道布置方法及技術(shù),并取得了較好的施工效果,這一種新型的隧道技術(shù)是小凈距隧道。伴隨著越來(lái)越多的小凈距隧道得到修建,相關(guān)人員也加強(qiáng)了對(duì)這種隧道的研究,并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),使得小凈距隧道技術(shù)取得了較大的進(jìn)步。但是目前這種隧道施工方法還存在很多不足的地方,本文對(duì)小凈距公路隧道施工中出現(xiàn)的問(wèn)題展開(kāi)探究,并提出相應(yīng)的解決措施。
1 小凈距大跨度隧道施工方法簡(jiǎn)介
為了減少征地面積起到保護(hù)環(huán)境的作用,小徑距隧道作為一種新型的隧道施工方法得到廣泛應(yīng)用。由我司承建的云南小龍高速公路馬鞍山隧道是一種雙向四洞八車(chē)道小凈距隧道,開(kāi)挖過(guò)程中拉開(kāi)左右線掌子面的距離,及時(shí)對(duì)隧道中間巖柱進(jìn)行加固支護(hù),防止先行洞及后行洞之間產(chǎn)生影響。先行洞二次襯砌超前后行洞開(kāi)挖,超前距離控制在20m以?xún)?nèi),用控制爆破的施工方法,在開(kāi)挖以后進(jìn)行噴錨支護(hù),及時(shí)進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)。在受力特點(diǎn)方面小凈距隧道比分離式隧道更為復(fù)雜,如果從施工方面小凈距與分離式有很多相似的地方,同時(shí)對(duì)于質(zhì)量更易控制,成本更小。
2 小凈距隧道的相關(guān)問(wèn)題分析
(1)規(guī)范規(guī)定:如上文所說(shuō),小凈距隧道是相對(duì)于分離式隧道來(lái)說(shuō),也就是不大于分離式隧道的最小凈距要求的一種公路隧道。小凈距隧道有別于連拱、分離式隧道。凈間距在20m~2m的隧道都可稱(chēng)為小凈距隧道,但是不一樣的凈間距的隧道類(lèi)型對(duì)于中間巖柱的相關(guān)加固操作以及在雙洞施工的過(guò)程中產(chǎn)生的影響較大。所以,應(yīng)盡可能地將小凈距隧道的研究工作進(jìn)行細(xì)化,應(yīng)對(duì)小凈距隧道的相關(guān)施工方法理論知識(shí)以及關(guān)鍵施工與設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行全面而詳細(xì)的分析,進(jìn)而滿(mǎn)足施工的實(shí)際目標(biāo)。
(2)主要依照分離式隧道的相關(guān)判斷標(biāo)準(zhǔn)以判斷小凈距隧道內(nèi)的圍巖穩(wěn)定性的有關(guān)指標(biāo),結(jié)合具體的工程,利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)綜合分析小凈距隧道能否真正適應(yīng)工程的實(shí)際情況,對(duì)于小凈距隧道的特點(diǎn)以及相關(guān)優(yōu)勢(shì),相關(guān)的人員要進(jìn)行詳細(xì)的分析。
3 施工技術(shù)分析
3.1 開(kāi)挖過(guò)程
開(kāi)挖的過(guò)程中,主要有開(kāi)挖的先后次序、方法措施及斷面開(kāi)挖滯后距離等有關(guān)問(wèn)題。在結(jié)合工程的具體情況進(jìn)行隧道的開(kāi)挖技術(shù)進(jìn)行選取時(shí),應(yīng)對(duì)工程的安全性進(jìn)行考慮,再分析施工的能力大小、隧道圍巖的問(wèn)題、工序的轉(zhuǎn)換方面以及施工及其設(shè)備等因素。目前在我國(guó)公路隧道公路中,應(yīng)用最多的小凈距隧道施工方法主要包括以下幾種:
側(cè)壁導(dǎo)坑法一般是應(yīng)用于破碎以及節(jié)理發(fā)育的Ⅳ與Ⅴ級(jí)圍巖,把開(kāi)挖斷面分割成幾個(gè)部分,有效地減少開(kāi)挖跨度,對(duì)導(dǎo)坑實(shí)行先行施工,加固中間巖柱,在小凈距隧道施工的中,側(cè)壁導(dǎo)坑法應(yīng)用相對(duì)較為廣泛;臺(tái)階法由于工序較易組織,同時(shí)施工過(guò)程中應(yīng)用的機(jī)器設(shè)備簡(jiǎn)單、費(fèi)用相對(duì)較低,具有相對(duì)廣泛的應(yīng)用,此方法應(yīng)用于側(cè)壁導(dǎo)坑法、Ⅲ與Ⅳ級(jí)圍巖先行洞的開(kāi)挖,預(yù)留光爆層法;CD法、CRD法的中心隔墻可以穩(wěn)固地面支撐,防止地面沉降,此方法應(yīng)用于Ⅴ與Ⅵ級(jí)軟弱圍巖,地面出現(xiàn)沉降的地區(qū),Ⅴ級(jí)圍巖后行洞的開(kāi)挖;而對(duì)于全斷面法來(lái)說(shuō),一般應(yīng)用于圍巖較為完整、具有較強(qiáng)自穩(wěn)能力的Ⅰ與Ⅱ級(jí)圍巖中,其優(yōu)勢(shì)是具有較快的施工速度。
3.2 對(duì)中間巖柱進(jìn)行加固
中間巖柱體受到雙向爆破振動(dòng)的影響較大,受力也比較復(fù)雜,并且?guī)r柱體在相鄰的隧道開(kāi)挖時(shí),對(duì)圍巖和掌子面的穩(wěn)定性都起著十分重要的作用。在進(jìn)行施工時(shí),如何保障中間巖柱保持穩(wěn)定,是小凈距隧道施工和設(shè)計(jì)的核心技術(shù)。加固中間巖柱的措施主要有:長(zhǎng)錨桿、注漿預(yù)加固和對(duì)拉錨桿加固。綜合分析巖柱厚度、圍巖類(lèi)別和爆破影響等各影響因素來(lái)選擇具體的加固辦法。注漿預(yù)加固是采用比較廣泛的方法,不僅能夠單獨(dú)的應(yīng)用在較大的間距隧道,加固中間巖柱,還能夠和對(duì)拉錨桿、長(zhǎng)錨桿相結(jié)合,來(lái)加固近距離的小凈距隧道中間巖柱。一般情況下,對(duì)拉錨桿適用在6m以下厚度的中間巖柱。
3.3 監(jiān)控量測(cè)
由于雙洞間的相互效果作用,對(duì)于圍巖來(lái)說(shuō),具有較為復(fù)雜的受力,在小凈距隧道進(jìn)行施工時(shí),應(yīng)重視現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)的重要性,不但可以對(duì)檢測(cè)先行洞結(jié)構(gòu)的相關(guān)安全性問(wèn)題進(jìn)行檢驗(yàn),與此同時(shí)還可以對(duì)隧道的加固措施是否有效以及后行洞施工過(guò)程是否妥當(dāng)?shù)葐?wèn)題進(jìn)行檢驗(yàn)。所以,依據(jù)小凈距隧道的相關(guān)特點(diǎn),不僅要對(duì)規(guī)范規(guī)定的重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)控檢驗(yàn),還應(yīng)對(duì)監(jiān)控測(cè)量中間巖柱的內(nèi)部產(chǎn)生的位移、相關(guān)支護(hù)內(nèi)力以及圍巖松弛的范圍大小和后行洞的爆破振動(dòng)速度情況等問(wèn)題進(jìn)行檢驗(yàn)。在隧道的施工時(shí)候必須確保隧道的安全性與穩(wěn)定性,因而必須對(duì)監(jiān)控量測(cè)方法與技術(shù)進(jìn)行足夠的重視。
結(jié)語(yǔ)
小凈距公路隧道在施工過(guò)程中,具有較大的施工難度,在施工的過(guò)程中,必須保證隧道開(kāi)挖的時(shí)候,圍巖有足夠的穩(wěn)定性,使兩隧道間因?yàn)閮艟噍^小所導(dǎo)致的爆破震動(dòng)以及圍巖變形等影響因素有效地得到控制。在應(yīng)用于小凈距隧道的過(guò)程中,應(yīng)注意相關(guān)的問(wèn)題,有效地應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù),同時(shí)重視監(jiān)控量測(cè)的作用,確保隧道的安全性與穩(wěn)定性,使隧道修建起到經(jīng)濟(jì)、合理的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
關(guān) 鍵 詞:復(fù)雜地質(zhì) 隧道 施工總結(jié)
中圖分類(lèi)號(hào):U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、前言
復(fù)雜多變地質(zhì)條件是指地下工程在開(kāi)挖后,圍巖由于原有的力平衡狀態(tài)受到破壞并在地下水的作用下產(chǎn)生過(guò)度變形、滑坍或膨脹的地質(zhì)現(xiàn)象。由于復(fù)雜地質(zhì)條件的影響,會(huì)造成建設(shè)工期的延長(zhǎng),增加工程費(fèi)用,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成工程停滯不前。
二、斷層及破裂帶的處理及施工方法
斷層從表現(xiàn)形式來(lái)分可分為壓性斷層、張性斷層、扭性斷層和壓扭斷層等。其對(duì)工程的影響各不相同。在隧道施工中,弄明白斷層的表現(xiàn)形式對(duì)制訂施工計(jì)劃及確定掘進(jìn)方案是非常有用的。在具體的施工過(guò)程中,對(duì)斷層屬于哪一種類(lèi)型,隧道處于什么樣的地層中要做到心中有數(shù),然后對(duì)可能存在的問(wèn)題具體分析,做到有的放矢。當(dāng)遇到斷層破碎帶,其工程特點(diǎn)是:圍巖呈角礫狀松散結(jié)構(gòu),泥質(zhì)充填,自穩(wěn)性極差,開(kāi)挖后拱頂?shù)魤K現(xiàn)象嚴(yán)重。針對(duì)這種地質(zhì)情況,通常情況下我們采取了以下施工組織和技術(shù)方案。
(一)、施工方案
以淺眼短循環(huán)掘進(jìn),盡可能減小圍巖塑料性變形區(qū)域,避免坍方。每循環(huán)進(jìn)尺0.5~0.75m,既以一榀拱架或格柵為單元教學(xué)掘進(jìn),以縮短圍巖在無(wú)支護(hù)下的塑性變形時(shí)間。實(shí)行“三班八小時(shí)制”連續(xù)施工。同時(shí),對(duì)爆破作業(yè)中的設(shè)備選型,圍巖類(lèi)型及打眼、裝藥、圍巖狀況以及爆破效果等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,從而對(duì)爆破中的各個(gè)環(huán)節(jié)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn),以達(dá)到最佳狀態(tài)。另外,淺眼短循環(huán)作業(yè)也利于爆破的進(jìn)行,爆破后超挖量較小,減少了回填量,同時(shí)加快了施工進(jìn)度。
(二)、施工方法
1、超前支護(hù)
在斷層破碎帶采用全部采用Φ42超前注漿小導(dǎo)管支護(hù),并壓注水泥漿液以固結(jié)松散巖體,增強(qiáng)了圍巖的自身強(qiáng)度,減少?lài)鷰r變形量。注漿導(dǎo)管加工成花管,根據(jù)圍巖和實(shí)際施工的具體情況,在具備大型鉆孔臺(tái)車(chē)施工的條件下,以4.5~6m為宜。
2、開(kāi)挖
采用光面爆破開(kāi)挖。為了充分保證開(kāi)挖的實(shí)際效果,在施工時(shí)應(yīng)結(jié)合圍巖的地質(zhì)情況,選用合理的鉆孔設(shè)備,確定爆破方案,同時(shí)對(duì)爆破后的效果及相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給爆破技術(shù)人員,以便及時(shí)調(diào)整下次施工爆破方案。雖然在這種地段下的光面爆破效果較差,殘眼率較低,但它對(duì)圍巖的擾動(dòng)較小,整體成型輪廓較好,欠挖處理較少,對(duì)施工效果也具有不可估量的作用。
3、支護(hù)
隧道的初期支護(hù)在新奧法中具有十分重要的意義。一般隧道施工中,對(duì)初期支護(hù)的要求及設(shè)計(jì)均較保守。但由于地質(zhì)情況了解得少,因此對(duì)斷層發(fā)育嚴(yán)重,圍巖初期塑性形變較大且短期內(nèi)難以停止的區(qū)段,就需要采用一些強(qiáng)化初期支護(hù)的辦法來(lái)補(bǔ)強(qiáng)。如加密徑向藥卷錨桿的布置;對(duì)變形開(kāi)裂段壓注水泥漿液;提前進(jìn)行二次襯砌等辦法。所有這些均需要在對(duì)圍巖進(jìn)行精密的監(jiān)控量測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行確定,否則只靠目視判斷,就太缺乏科學(xué)依據(jù)了。為了保證初期支護(hù)的準(zhǔn)確及時(shí),就需要技術(shù)人員及施工的工人在施工中根據(jù)實(shí)際情況,科學(xué)合理地采取適當(dāng)?shù)霓k法。
4、二次襯砌及仰拱
對(duì)局部形變較大的斷層分布區(qū),加強(qiáng)圍巖的監(jiān)控量測(cè)是十分重要的。現(xiàn)在隧道施工中多采用正臺(tái)階法,因此,在施工中上下導(dǎo)坑均需要布設(shè)一些監(jiān)控點(diǎn)。通過(guò)對(duì)監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對(duì)已穩(wěn)定的初期支護(hù)區(qū)段及時(shí)進(jìn)行二次襯砌,以及對(duì)部分變形劇烈且很不穩(wěn)定的區(qū)段及時(shí)施作二次襯砌進(jìn)行封閉。仰拱施作在二次襯砌后及時(shí)跟進(jìn),使隧道形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。
三、含水層與流沙巖層的處理及施工方法
破碎巖層與砂礫巖層含水后,穩(wěn)定性會(huì)隨含水量的增加而急劇地降低。針對(duì)破碎巖層含水情況,關(guān)鍵要處理好地下水。在施工過(guò)程采用排、堵相結(jié)合的原則,先在開(kāi)挖面鉆深孔,進(jìn)行排水,等水流變小后再施作超前注漿小導(dǎo)管,鋼管預(yù)先鉆孔按梅花型布置,間隔50cm,直徑為5mm。所壓注的漿液以水灰比為0.8﹕1的CS漿液為宜。但必須注意的是排水鉆孔的孔深應(yīng)大于注漿孔深在2m以上。具體施工方法為:
(一)、防排水
隧道內(nèi)施工車(chē)輛、人員來(lái)往比較頻繁,排水系統(tǒng)在安排上應(yīng)充分考慮到在不影響施工的前提下,最大限度地排除圍巖內(nèi)的水。由于上導(dǎo)坑的初出水量占整個(gè)隧道出水量的70%以上,但集中水泵又較為困難,因此采用凹形開(kāi)挖,兩側(cè)稍高,中間略低的辦法,將上導(dǎo)坑與下導(dǎo)坑做成長(zhǎng)而緩的下坡,較好地解決了這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于下導(dǎo)坑開(kāi)挖,主要采取在二次襯砌段設(shè)置集水池,集中進(jìn)行抽水。盡量保證掌子面部分干燥,使施工能順利進(jìn)行。
(二)、支護(hù)與加固
由于圍巖中水分的急劇流失會(huì)對(duì)圍巖的應(yīng)力重分布造成極大的影響,因此在排水到一定程度時(shí),應(yīng)立即完成初期支護(hù),對(duì)水流實(shí)施封閉。同時(shí),較為密集地打入徑向小導(dǎo)管,壓注水灰比為0.8﹕1的水泥水玻璃漿液,使隧道洞身周邊的圍巖迅速形成一個(gè)受力拱圈,從而達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。
四、軟弱膨脹易流變層的處理及施工方法
遇到弱膨脹易流變的圍巖,由于圍巖自穩(wěn)性極其差(開(kāi)挖斷面無(wú)法自穩(wěn)),無(wú)法自行成洞,使開(kāi)挖、支護(hù)都加大了難度。為此,采取的措施為:
(一)、超前小導(dǎo)管
超前小導(dǎo)管注漿,由滲透注漿改為劈裂注漿,以使在圍巖中形成脈狀固結(jié)體,并擠壓圍攻巖,提高圍巖自穩(wěn)能力。所注漿液以水灰比為0.8﹕1的CS漿液為宜。每排超前小導(dǎo)管壓漿前用噴射混凝土8cm~10cm止?jié){墻封閉開(kāi)挖面,同時(shí)嚴(yán)格保證注漿的壓力要達(dá)到2~4Mpa,以達(dá)到相應(yīng)的注漿效果。
(二)、排水
排水采用超前導(dǎo)管引流排水為主,加強(qiáng)下部導(dǎo)坑的施工排水為輔。下部排水采用含水層施工的排水方案。對(duì)于超前排水,則需要在施工中及時(shí)疏導(dǎo)水流的同時(shí),由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員認(rèn)真觀察圍巖的變化情況,進(jìn)行監(jiān)控量測(cè),對(duì)圍巖的應(yīng)力變化和水流的情況及時(shí)加以了解分析,以確定合理的施工方案,確保施工順利進(jìn)行。
(三)、開(kāi)挖及初期支護(hù)
開(kāi)挖時(shí)應(yīng)預(yù)留核心土,對(duì)開(kāi)挖掌子面噴射C20混凝土進(jìn)行封閉,兩側(cè)弧形導(dǎo)坑每次只開(kāi)挖一半,開(kāi)挖后支立半榀工字鋼架,并以木支撐進(jìn)行臨時(shí)支撐,支立拱架后,盡快施作徑向錨桿、掛網(wǎng)、噴射混凝土及時(shí)進(jìn)行封閉,一側(cè)的初期支護(hù)完成后,再支立另半榀拱架,拱架連接于前半榀拱架上,在噴射混凝土完成后拆除木支撐。
初期支護(hù)噴射混凝土?xí)r,為增加噴射混凝土的抗剪能力以及混凝土的韌性,宜加密鋼筋網(wǎng),并盡量采用雙層鋼筋為宜。
關(guān)鍵詞:隧道施工 洞口段 支護(hù)方法 應(yīng)力 巖土體地層
根據(jù)對(duì)我國(guó)隧道施工的經(jīng)驗(yàn),在高等級(jí)公路建設(shè)中,為了保證在隧道洞口段施工的安全,設(shè)計(jì)與施工的工程師必須從思想、技術(shù)和施工管理的角度出發(fā),選擇合理的支護(hù)方法;在保證隧道施工的安全和施工質(zhì)量的前提下,充分重視隧道洞口段施工支護(hù)的重要性。這樣不但可以增加洞口段施工的安全性,而且可以有效地提高施工效率,減少投入,增加效益。并且還能夠減少對(duì)原來(lái)地層的擾動(dòng),美化洞口的環(huán)境的。
1支護(hù)方法介紹
1.1噴射混凝土
這種方法主要是向洞口內(nèi)表面圍巖噴射混凝土,使被裂隙分割的巖塊體粘接起來(lái),起到保持巖塊體的咬合和鑲嵌作用。通過(guò)提高巖塊體的粘接力和摩擦力來(lái)有效防止圍巖松動(dòng),并避免或緩和了應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生,而且給圍巖表面以抗力和剪力,使圍巖處于有利于穩(wěn)定的三軸應(yīng)力狀態(tài),并通過(guò)噴混凝土層自身的結(jié)構(gòu)剛度,來(lái)阻止不穩(wěn)定體的坍塌。噴射混凝土自身有一定的剛度,能夠抵抗巖土體的坍塌,并且往往和其他支護(hù)方法共同作用,承受支護(hù)結(jié)構(gòu)的受壓變形。因此,噴射混凝土支護(hù)方法是現(xiàn)代隧道洞口段施工最常用的方法之一。
1.2錨桿支護(hù)
這種方法是在巖土體中打入錨桿,以約束巖土體的變形,并且通過(guò)向圍巖施加壓力,使原來(lái)處于二軸應(yīng)力狀態(tài)的洞室內(nèi)表面的圍巖保持三軸應(yīng)力狀態(tài),從而阻止了圍巖體剛度的惡化,尤其是松動(dòng)區(qū)內(nèi)圍巖的剛度,具體原理如圖1所示。通過(guò)在巖土體中的系統(tǒng)錨桿的作用,在巖土體中形成了被約束變形的巖土體加固圈,形成了能夠承受外部荷載的巖土體承載拱,與巖土體共同承受外部荷載,增強(qiáng)了巖土體的穩(wěn)定性。錨桿施工工藝流程如圖2所示。
圖1錨桿支護(hù)示意圖
圖2錨桿施工工藝流程圖
1.3掛鋼筋網(wǎng)
通常鋼筋網(wǎng)是與錨桿連接在一起使用的,由于錨桿布設(shè)有一定的間距,使得錨桿約束作用之間的巖土體就非常薄弱,易發(fā)生坍落,為此在錨桿之間用鋼筋網(wǎng)連接,可以使松散的巖土塊體都處于三軸應(yīng)力狀態(tài)中,保持穩(wěn)定作用。同時(shí),錨桿之間相互連接,減小了由于單個(gè)錨桿失效,避免局部坍落的可能性。鋼筋網(wǎng)支護(hù)的主要特點(diǎn):①鋼筋網(wǎng)可以根據(jù)支護(hù)的圍巖面的實(shí)際起伏形狀鋪設(shè),鋪設(shè)之前應(yīng)噴射一層混凝土,厚度一般為5 cm;②鋼筋網(wǎng)與錨桿連接牢固,消除了噴射混凝土?xí)r產(chǎn)生的顫動(dòng);③在噴射過(guò)程中,噴頭與被噴面之間的距離比較小,并可以調(diào)節(jié)噴射的角度,使鋼筋網(wǎng)背陰面也能塞滿(mǎn)混凝土;④?chē)娚溥^(guò)程中,隨時(shí)都能夠清除脫落于鋼筋網(wǎng)上的混凝土,以保證噴射混凝土質(zhì)量。
1.4鋼支撐
鋼支撐是一種利用自身的剛度來(lái)穩(wěn)定巖土體的支撐方法,控制巖土體隨時(shí)發(fā)生的變形,一般在工作面開(kāi)挖完成后,按設(shè)計(jì)間距立刻安裝,這樣能夠充分發(fā)揮鋼支撐的作用,穩(wěn)定巖土體。鋼支撐主要用于巖土體自身穩(wěn)定性極差的地層,通常有兩種形式,一種是用鋼筋制作的格柵鋼架結(jié)構(gòu),另一種是用型鋼制作的工字鋼支撐。并且鋼支撐經(jīng)常與噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)同時(shí)使用,以確保巖土體的穩(wěn)定。
1.5注漿導(dǎo)管超前支護(hù)
超前支護(hù)的方法有很多,如超前錨桿、超前注漿導(dǎo)管、管棚超前支護(hù)方法等,超前支護(hù)方法通常用鋼支撐作為已開(kāi)挖部分的穩(wěn)定端。超前錨桿支護(hù),其機(jī)理和工藝與錨桿支護(hù)類(lèi)同,同時(shí)發(fā)揮錨桿自身的抗彎作用,穩(wěn)定開(kāi)挖段的巖土體地層,但加固巖土體地層的作用較差。這里重點(diǎn)闡述注漿導(dǎo)管的作用機(jī)理。超前注漿導(dǎo)管在超前支護(hù)方法上的作用類(lèi)似于超前錨桿,縱向支撐松散的巖體,在隧道開(kāi)挖的開(kāi)挖輪廓線施做,由后部的鋼支撐和前方未開(kāi)挖部分巖土體支撐起中間部分的巖土體,起縱向梁作用。同時(shí),由于通過(guò)對(duì)導(dǎo)管內(nèi)注漿和砂漿錨桿注漿,漿液將進(jìn)入巖土體的裂隙中,形成剛度較大的土層加固圈,提高了巖土體的穩(wěn)定性。這種方法對(duì)于裂隙發(fā)育的塊狀巖體效果為佳,超前注漿導(dǎo)管對(duì)巖土體的注漿加固作用較超前錨桿效果要突出。由于向巖土體內(nèi)注入了漿液,填補(bǔ)了巖土體中裂隙,不但提高了巖土體的力學(xué)性能指標(biāo),同時(shí)起到了防水的作用。地下水往往會(huì)降低圍巖等級(jí),不易使巖體失穩(wěn),發(fā)生坍塌。因此,這種方法對(duì)于含水地層的支護(hù)加固效果尤其顯著。
1.6管棚超前支護(hù)
管棚超前支護(hù)主要用于成拱效果非常差的巖土體地層,這種地層由于地層自重,產(chǎn)生較大的巖土體側(cè)向壓力,隧道內(nèi)會(huì)發(fā)生縱向的坍塌,引起前方地層的陷落。為確保進(jìn)洞的安全,首先在洞口部位施工管棚,采用直徑較大的鋼管超前布置在開(kāi)挖的外輪廓線,超前的距離較大,形成縱向鋼梁的作用,可以有效地減小由于巖土體自重產(chǎn)生的側(cè)向壓力,穩(wěn)定前方地層。對(duì)于巖土體成拱作用極差的地層,這種方法非常有效,但是這種方法施工周期長(zhǎng)。提高施工周期是非常關(guān)鍵的工作,為了提高巖土體的自身穩(wěn)定性,現(xiàn)在也常在鋼管上預(yù)留注漿孔,管棚施工完成后,進(jìn)行巖土體注漿,可以發(fā)揮巖土體的自身成拱作用,減小鋼管的荷載,又能減小地下水對(duì)巖土體穩(wěn)定性的影響。管棚支護(hù)施工流程如圖3所示。
圖3管棚施工流程圖
2、結(jié)論
本文主要是針對(duì)隧道洞口段施工中施工方法的介紹。由于各項(xiàng)措施不是孤立進(jìn)行的,根據(jù)圍巖情況、施工環(huán)境、工期要求等進(jìn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性比較,因地制宜采取綜合手段,才是確保施工順利進(jìn)行的關(guān)鍵所在。綜合以往隧道洞口段施工的成功經(jīng)驗(yàn),提出以下結(jié)論和建議:
(1)重視各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。進(jìn)洞前,制定完整的進(jìn)洞方案(場(chǎng)地布置、噴錨支護(hù)及地表預(yù)加固措施、施工方法等),施工中重點(diǎn)隧道配備經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)職地質(zhì)技術(shù)人員,及時(shí)掌握地質(zhì)變化情況,并提出施工方案變更意見(jiàn),確保施工安全。
(2)隧道洞口段(大約20 m范圍)施工是整個(gè)隧道掘進(jìn)施工安全的關(guān)鍵。施工中應(yīng)采用特殊的超強(qiáng)支護(hù)措施,寧強(qiáng)勿弱,防患于未然。
(3)對(duì)于偏壓、淺埋、滑坍等特殊地質(zhì)條件,根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)情況應(yīng)該采用特殊預(yù)加固措施(高壓旋噴樁、大管棚、樁板墻等)。
(4)隧道洞口段采用臺(tái)階法施工時(shí),盡量縮短臺(tái)階長(zhǎng)度,以確保隧道穩(wěn)定性,第一環(huán)襯砌應(yīng)及早成型。襯砌完全執(zhí)行先墻后拱,有仰拱的必須先做仰拱,盡早成環(huán)。
(5)對(duì)地層進(jìn)行注漿加固和噴射混凝土支護(hù)等方法可以有效地提高結(jié)構(gòu)的安全系數(shù),起到穩(wěn)定地層的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]李世輝.隧道圍巖穩(wěn)定系統(tǒng)分析[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,1991.
關(guān)鑲詞:高速公路;隧道施工:風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài):反饋設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):U412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言:隧道工程項(xiàng)目是一個(gè)投資大、工期長(zhǎng)、涉及面廣的復(fù)雜系統(tǒng)。在這些項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,會(huì)存在許多不確定性和不可預(yù)見(jiàn)因素,因此,隧道工程建設(shè)中存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)因素。為降低諸多風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)工程項(xiàng)目造成的不利影響,我們有必要在隧道工程施工中實(shí)施有效的風(fēng)險(xiǎn)管理。
一、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估概述
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是建立在風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別基礎(chǔ)上的,可分解為風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)兩部分。風(fēng)險(xiǎn)分析包括定性分析和定量分析。對(duì)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的條件、概率和風(fēng)險(xiǎn)事件對(duì)項(xiàng)目目標(biāo)的影響等進(jìn)行分析和評(píng)估,并按照它們對(duì)項(xiàng)目目標(biāo)的影響程度進(jìn)行排序。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)律性進(jìn)行研究量化分析。每一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)都有其自身的規(guī)律、特點(diǎn)、影響范圍和影響量,可以通過(guò)分析將其統(tǒng)一為對(duì)成本目標(biāo)和工期目標(biāo)的影響,按貨幣單位和時(shí)間單位來(lái)計(jì)量。因此,應(yīng)對(duì)羅列出來(lái)的每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)作出如下分析和評(píng)價(jià):風(fēng)險(xiǎn)存在和發(fā)生的時(shí)間分析、風(fēng)險(xiǎn)的影響和損失分析、風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性分析、風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別的確定、風(fēng)險(xiǎn)的起因和可控制性分析。
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)通常是憑經(jīng)驗(yàn)、靠預(yù)側(cè)進(jìn)行的,但也可以借助一些基本的分析方法。風(fēng)險(xiǎn)分析方法通常可分為兩大類(lèi),即定性風(fēng)險(xiǎn)分析方法和定量風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)。具體方法如下:列舉法、專(zhuān)家會(huì)議法、頭腦風(fēng)暴法、訪談、SWOT(優(yōu)勢(shì)、弱點(diǎn)、機(jī)會(huì)與威脅)分析、蒙特卡洛(Monte-Carlo )法分析、敏感性分析、決策樹(shù)方法、風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)性評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)圖分析。
二、高速公路隧道施工風(fēng)險(xiǎn)特征與產(chǎn)生機(jī)理
1、 風(fēng)險(xiǎn)特征
1.1高速公路隧道施工風(fēng)險(xiǎn)依賴(lài)于工程的水文條件與地質(zhì)條件;
1.2高速公路隧道施工風(fēng)險(xiǎn)帶有一定的隱蔽性;
1.3 發(fā)生隧道施工風(fēng)險(xiǎn)帶有一定的隨機(jī)性;
1.4 高速公路隧道施工風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后果的嚴(yán)重性;
1.5 隨著施工的深入,施工風(fēng)險(xiǎn)的可能性會(huì)加大;
1.6 施工風(fēng)險(xiǎn)與施工現(xiàn)場(chǎng)條件關(guān)系密切。
2、 產(chǎn)生機(jī)理
2.1 復(fù)雜的地質(zhì)條件。
高速公路隧道需要穿越的圍巖變化大且類(lèi)別多,同時(shí)在實(shí)際施工過(guò)程中,所遇到的圍巖會(huì)與設(shè)計(jì)中預(yù)期的圍巖存在一定的差異,具有突發(fā)性的特點(diǎn)。
2.2 施工難度大。
在通常情況下,高速公路隧道工程的規(guī)模都較大,而能夠提供的作業(yè)空間相對(duì)有限,所使用到的機(jī)械設(shè)備數(shù)量眾多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,從而致使隧道施工工藝復(fù)雜且難度較大。
2.3 風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)淡薄。
我國(guó)高速公路隧道施工的建設(shè)隊(duì)伍普遍存在安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)淡薄、文化程度較低等問(wèn)題。同時(shí)隧道工程工期長(zhǎng)、規(guī)模大、涉及面廣,因此往往在隧道施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)因意識(shí)淡薄而產(chǎn)生施工風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。
三、 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的計(jì)算
1、地質(zhì)條件的取值
根據(jù)《指南》中的內(nèi)容,公路隧道總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)包括地質(zhì)條件G(包含圍巖情況、瓦斯含量及富水情況)、開(kāi)挖斷面A、隧道全長(zhǎng)L、洞口形式S以及洞口特征C五大方面,風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)值R=G×(A+L+S+C),這樣就將隧道的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)定量化為了一定的數(shù)值。從公式R=G×(A+L+S)可以看出,地質(zhì)情況G占有的權(quán)重很高,地質(zhì)情況的惡化往往會(huì)造成風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)值的顯著提高,但從《指南》中會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)G取值為0時(shí),無(wú)論開(kāi)挖斷面、隧道全長(zhǎng)、洞口形式、洞口特征各取值為多少,最后都將得出隧道總體為低度風(fēng)險(xiǎn),這顯然是不合理的。所以針對(duì)這種問(wèn)題應(yīng)規(guī)定G值不小于1,即當(dāng)G值為零時(shí)取G=1。在確定地質(zhì)情況G的取值時(shí),要確定隧道圍巖狀況a的取值,圍巖狀況a的取值依據(jù)見(jiàn)表1。
圍巖狀況的確定依據(jù)主要是Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖長(zhǎng)度占隧道全長(zhǎng)的百分比,然而在實(shí)際的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程中往往存在著這樣的隧道,其Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖所占比重可能不高,僅僅為20%,根據(jù)《指南》圍巖狀況a取值為0,但是其隧道當(dāng)中一次存在的Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖長(zhǎng)度30m,長(zhǎng)距離的Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖隧道施工會(huì)提高隧道施工的風(fēng)險(xiǎn),所以在進(jìn)行圍巖狀況的取值時(shí),更客觀的方法應(yīng)當(dāng)引入Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖最長(zhǎng)連續(xù)長(zhǎng)度這一指標(biāo),與Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖占全長(zhǎng)百分比這一指標(biāo)采取并集運(yùn)算的方式,詳細(xì)表述見(jiàn)表2。
2. 1
專(zhuān)一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程
通過(guò)公路隧道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)《指南》中對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)源和風(fēng)險(xiǎn)事件兩個(gè)概念有些混淆,顧名思義風(fēng)險(xiǎn)源表示引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事件的原因或因素,包括地質(zhì)條件、氣候條件、人為因素等等,從概念上出發(fā)風(fēng)險(xiǎn)源只是誘因,本身不是風(fēng)險(xiǎn)事件,也不一定會(huì)形成風(fēng)險(xiǎn)事件,而風(fēng)險(xiǎn)事件表示具體的風(fēng)險(xiǎn)事故。《指南》當(dāng)中的風(fēng)險(xiǎn)估測(cè)建議應(yīng)是針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件,比如塌方、瓦斯爆炸等等,分析這些具體事件發(fā)生的概率及產(chǎn)生的影響;風(fēng)險(xiǎn)源普查的作用主要是找出產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)事件的誘因,從而能夠全面分析風(fēng)險(xiǎn)可能性。在實(shí)際的評(píng)估過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)針對(duì)某一特定的公路隧道工程進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,往往很難準(zhǔn)確快速地確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的內(nèi)容,很難找到切入點(diǎn),《指南》中提出了瓦斯爆炸、塌方、圍巖穩(wěn)定等等風(fēng)險(xiǎn)事件供評(píng)估人員進(jìn)行參考,結(jié)合《指南》中已有的內(nèi)容與實(shí)際的評(píng)估過(guò)程,提出了如下的專(zhuān)項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程:首先對(duì)該隧道進(jìn)行施工作業(yè)分解,針對(duì)整條隧道施工作業(yè)總體分解為:左右線洞口明挖施工、洞口暗埋段施工、巖溶段開(kāi)挖施工、隧道正常段開(kāi)挖施工四大部分;然后進(jìn)一步細(xì)化到施工單元步,包括:爆破開(kāi)挖、支護(hù)、防水、洞口邊仰坡防護(hù)等等;之后通過(guò)專(zhuān)家調(diào)查法分析各施工單元步當(dāng)中包含的風(fēng)險(xiǎn)事件及風(fēng)險(xiǎn)源,隧道專(zhuān)項(xiàng)評(píng)估的重大風(fēng)險(xiǎn)事件一般主要包括:洞口失穩(wěn)、塌方、大
變形、結(jié)構(gòu)損壞、瓦斯、滲漏水及環(huán)境影響,風(fēng)險(xiǎn)源的普查可以按照建設(shè)條件、結(jié)構(gòu)因素、施工因素三方面進(jìn)行。最后按照施工作業(yè)劃分板塊,對(duì)單元施工步進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源普查與風(fēng)險(xiǎn)事件分析,結(jié)合《指南》中參考提供的風(fēng)險(xiǎn)事件評(píng)估方法進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
四、 公路隧道施工風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)應(yīng)對(duì)措施
1、 崩塌和塌方
在開(kāi)挖隧道的過(guò)程中,有很多原因都可能導(dǎo)致塌方問(wèn)題的出現(xiàn),通常情況下我們將其歸納為兩大類(lèi),第一類(lèi)是自然因素的影響,如地下水變化、地質(zhì)條件以及受力狀態(tài)等,第二類(lèi)則為人為因素的影響,如不合適的設(shè)計(jì)方案或是施工方法等,針對(duì)隧道施工中的崩塌和塌方的風(fēng)險(xiǎn),我們可以采取以下的技術(shù)措施:應(yīng)采用圍巖“預(yù)加固”的技術(shù),從而提升圍巖的性能指標(biāo)。
2、 巖溶
當(dāng)隧道穿越的巖層是有可溶性的,那么就會(huì)出現(xiàn)巖溶的問(wèn)題,常采用以下的處理措施:(1)對(duì)小型的溶洞進(jìn)行堵塞的處理,常采用漿砌片石、換填片石和干砌片石對(duì)位于隧道底部的小溶洞進(jìn)行回填和壓實(shí),如果小溶洞是位于隧道邊墻的位置處,那么就應(yīng)用漿砌片石將其封堵,重點(diǎn)做好混凝土襯砌的封閉工作。(2)對(duì)較大規(guī)模的溶洞進(jìn)行處理時(shí),常采用的技術(shù)措施為跨越,如拱橋跨越、簡(jiǎn)支梁跨越、邊墻拱跨越和棧橋跨越等,也可以采用支承強(qiáng)加固的措施,如挖孔樁支頂加固、拱橋支頂加固和支承柱加固等;(3)在巖溶隧道的施工階段,應(yīng)采用管棚注漿綜合預(yù)加固的技術(shù),微震爆破,重點(diǎn)做好初期防護(hù)工作。
3、 巖爆
在隧道地下工程的開(kāi)挖階段,由于開(kāi)挖卸荷情況的存在,那么洞壁的應(yīng)力就會(huì)出現(xiàn)重新分布的情況,儲(chǔ)存在巖體中的彈性應(yīng)變能就會(huì)得到釋放,從而出現(xiàn)剝落、彈射以及爆裂松脫的現(xiàn)象,這就是所謂的巖爆現(xiàn)象。而在出現(xiàn)了巖爆后,我們常采用以下的技術(shù)措施:在設(shè)計(jì)文件中如果有埋藏較深并且地質(zhì)堅(jiān)硬的巖層這類(lèi)地質(zhì),那么就要提前制定好防范措施。巖爆通常都發(fā)生在新開(kāi)挖的工作面或是其附近位置處,多為拱腰部位或是頂部,因此,這些部位應(yīng)是保護(hù)施工人員的重點(diǎn)部位。常采用超前釋放孔的方法來(lái)降低巖爆發(fā)生的概率,并且盡可能的釋放巖層的原始應(yīng)力。
4、 涌水
作為較為常見(jiàn)的一類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害,大型溶洞、金屬礦山積水、老窖積水以及斷層等不良地質(zhì)都是以出現(xiàn)涌水的問(wèn)題的,常采用的技術(shù)措施為:科學(xué)的確定溶洞的水源流向以及溶洞與隧道的位置關(guān)系,常采用的方法為泄水洞、暗管、暗溝、鋪設(shè)排水溝以及開(kāi)鑿引水槽等;之后應(yīng)將水堵住,暗河以及溶洞并不會(huì)有太大的流水量,如果有其他的分支和出口,應(yīng)采用注漿堵水的方法。
五、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,工程風(fēng)險(xiǎn)是隧道工程必須面對(duì)的一個(gè)重大問(wèn)題。如何才能降低損失并化解風(fēng)險(xiǎn)是學(xué)術(shù)界和工程界共同面臨的一個(gè)重大課題。風(fēng)險(xiǎn)管理者只有通過(guò)全面的識(shí)別、細(xì)致的分析、合理的評(píng)判、恰當(dāng)?shù)奶幚砗蛯?shí)時(shí)的監(jiān)控,才能使工程免遭重大損失.保證工程效益。
參考文獻(xiàn):
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[2]張志耕,崔. 公路隧道施工全過(guò)程仿真優(yōu)化及三維動(dòng)態(tài)可視化研究[J]. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2010,04.
關(guān)鍵詞:鐵路電氣化 隧道 預(yù)埋槽道安裝
0 引言
近年來(lái),隨著我國(guó)鐵路建設(shè)日新月異的發(fā)展,對(duì)施工人員的施工經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)水平、職業(yè)道德和責(zé)任心等要求越來(lái)越高。四電接口工程本身不是復(fù)雜的施工項(xiàng)目,但由于既涉及到土建專(zhuān)業(yè),又與電氣化、電力、通信、信號(hào)等站后專(zhuān)業(yè)密切相關(guān),四電接口工程主要是細(xì)部的接地鋼筋、接地端子、貫通地線、預(yù)埋件等細(xì)小內(nèi)容,容易被忽視。但是后期土建與四電施工交接時(shí),問(wèn)題卻不容小窺。
1 工程概況
武黃城際鐵路主要以路基和高架橋?yàn)橹鳎緲?biāo)段施工的線路內(nèi)只有兩條短隧道,分別長(zhǎng)105米(包含明洞36米)和175米(包含明洞64米),均為單洞雙線隧道。考慮工期及現(xiàn)場(chǎng)路線的具體情況,兩隧道工期短、距離近,所以項(xiàng)目部決定采用先后順序施工,兩條隧道共用一部臺(tái)車(chē)。首先施工105米短隧道,兩個(gè)月內(nèi)貫通,然后開(kāi)始二襯施工。本工程根據(jù)建設(shè)單位提供的隧道施工臺(tái)車(chē)資料,兩隧道模板臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度9.5米。
2 施工方法
2.1 槽道定位前準(zhǔn)備
2.1.1 依據(jù)臺(tái)車(chē)模板槽道開(kāi)孔圖,在模板臺(tái)車(chē)上放樣,確認(rèn)無(wú)誤后,切割焊開(kāi)定位孔。螺栓二次定位安裝長(zhǎng)孔,每根槽道上固定點(diǎn)數(shù)根據(jù)槽道長(zhǎng)度具體確定,隧道頂部的弧形槽道固定點(diǎn),見(jiàn)下圖。
■
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2.1.2 開(kāi)孔如與臺(tái)車(chē)模板的加固支撐、頂升固定點(diǎn)及各種連接結(jié)構(gòu)相沖突,應(yīng)對(duì)開(kāi)孔位置適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。(因?yàn)闃I(yè)主方未給出具體的臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)圖,難免使得開(kāi)孔點(diǎn)與臺(tái)車(chē)主體支撐結(jié)構(gòu)重疊)
2.1.3 檢查槽道內(nèi)發(fā)泡填充物的完整狀態(tài),如有殘缺,應(yīng)進(jìn)行填補(bǔ)。
2.1.4 兩根一組的槽道,根據(jù)設(shè)計(jì)要求的槽道平行間距,用截面不小于16的圓鋼鋼筋焊接牢固。每組槽道焊接鋼筋數(shù)量不少于3根,呈八字形分部。鋼筋應(yīng)與槽道的錨腳焊接,不得直接與槽道本身焊接,焊縫進(jìn)行噴鋅處理。
2.2 槽道一次定位
2.2.1 按槽道里程,將襯砌臺(tái)車(chē)頂推到位,槽道里程誤差最大誤差控制在50厘米內(nèi)。
里程對(duì)準(zhǔn)后,橫向、徑向調(diào)整臺(tái)車(chē)模板,使得臺(tái)車(chē)軸線與線路軸線一致。
2.2.2 綁扎襯砌第二層鋼筋網(wǎng)片后,測(cè)量出槽道布置位置,在鋼筋網(wǎng)外層將事先焊接好成組槽道就位。
2.2.3 確保每根弧形槽道錨桿與襯砌結(jié)構(gòu)的三肢鋼架及鋼筋網(wǎng)進(jìn)行可靠焊接。
2.2.4 在槽道后部錨桿處,垂直槽道方向,間隔綁扎幾根短筋,長(zhǎng)約40毫米,將錨桿和短筋綁扎固定在鋼筋網(wǎng)上。
2.2.5 根據(jù)接地要求,將槽道錨桿與相應(yīng)的接地鋼筋可靠焊接。
2.2.6 將槽道與模板固定點(diǎn)位置(開(kāi)孔位置)的發(fā)泡填充物扣除。
2.3 槽道二次定位
2.3.1 臺(tái)車(chē)移動(dòng)就位到指定位置后,油缸頂升拱頂、拱腰模板到位,與網(wǎng)片鋼筋上固定的槽道接近貼住后,通過(guò)二次定位孔,找到并調(diào)整槽道位置。一根槽道用一個(gè)順路線開(kāi)孔,一個(gè)垂直線路開(kāi)孔固定及進(jìn)行調(diào)整。
2.3.2 將T型螺栓穿過(guò)鋼模板上的二次定位長(zhǎng)孔,放入槽道,水平旋轉(zhuǎn)90°后可參考T型螺栓安裝外部檢查標(biāo)準(zhǔn)(即后部壓痕垂直于槽道方向)。
2.3.3 將開(kāi)孔封堵鋼板安裝在二次定位的T型螺栓上,扭緊螺母,使槽道緊貼模板,進(jìn)行模板上精確的二次定位。
2.3.4 對(duì)模板上開(kāi)的二次定位孔需要采用可靠的封堵,封堵鋼板可采用鉚釘與臺(tái)車(chē)模板固定,確保局部不會(huì)出現(xiàn)漏漿,脫模后造成外觀缺陷。
2.4 澆筑及脫模
2.4.1 臺(tái)車(chē)模板封堵完后,進(jìn)行二次襯砌澆筑。
2.4.2 襯砌脫模:T型螺栓螺母松開(kāi)后,打開(kāi)開(kāi)孔封堵,旋轉(zhuǎn)T型螺栓90°拔出螺栓,收回模板脫模,T型固定螺栓、螺母可重復(fù)使用。
2.4.3 將槽道固定點(diǎn)處重新填補(bǔ)上發(fā)泡填充物,做好后序養(yǎng)護(hù)工作的防護(hù)。
2.5 注意事項(xiàng)
2.5.1 預(yù)埋槽道的錨桿與鋼筋網(wǎng)片沖突時(shí),適當(dāng)調(diào)整鋼筋,不允許切斷錨桿。
2.5.2 槽道內(nèi)發(fā)泡填充物在檢測(cè)試驗(yàn)和接觸網(wǎng)安裝階段時(shí)方可剔除。
3 存在的問(wèn)題
臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度與預(yù)埋槽道里程在設(shè)計(jì)及施工中發(fā)生矛盾,本標(biāo)段內(nèi)兩隧道設(shè)計(jì)臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度9.5米,每版二襯施工長(zhǎng)度大概在9.2米,而各組槽道之間距離不一;明洞變形縫及圍巖級(jí)別變化段沉降縫導(dǎo)致襯砌施工長(zhǎng)度長(zhǎng)短多變;兩條隧道預(yù)埋槽道位置、型號(hào)、間距等不同;臺(tái)車(chē)轉(zhuǎn)場(chǎng)后重新拼裝,二次使用。
以上原因?qū)е屡_(tái)車(chē)開(kāi)孔位置不斷調(diào)整更換,開(kāi)孔越來(lái)越多,施工后期臺(tái)車(chē)孔洞隨處可見(jiàn),大小總計(jì)約30個(gè)以上。再加上轉(zhuǎn)場(chǎng)后臺(tái)車(chē)經(jīng)過(guò)二次拼裝,整體質(zhì)量和外觀較新進(jìn)場(chǎng)時(shí)有大幅度下降,使得后期襯砌質(zhì)量大不如前。本工程中二襯屬于清水混凝土,無(wú)外部裝飾,永久外露。臺(tái)車(chē)開(kāi)孔因人為及條件限制補(bǔ)漏不徹底,拆模后混凝土面凹凸不平,孔洞漏漿、麻面嚴(yán)重,裝修后顏色難以統(tǒng)一,即使經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)工匠修補(bǔ),在100米短隧道內(nèi),光線充足,修補(bǔ)痕跡仍清晰可見(jiàn)。
4 解決方法
針對(duì)以上問(wèn)題,項(xiàng)目部組織各方相關(guān)人員展開(kāi)技術(shù)研討,從上級(jí)專(zhuān)家到一線施工人員,一同尋求解決方案,討論方向由最初的二襯裝修轉(zhuǎn)向臺(tái)車(chē)開(kāi)孔。最終決定改變槽道定位方法,遏制襯砌質(zhì)量逐漸惡化的趨勢(shì)。
具體方法如下:①采用φ12圓鋼加工成L型,長(zhǎng)端30公分,短鉤5公分。②槽道在加工廠事先進(jìn)行加工。將L筋短鉤底面與槽道外露面齊平,長(zhǎng)端與槽道背部錨桿焊接牢固。短鉤朝向與槽道垂直。每根槽道根據(jù)長(zhǎng)短適當(dāng)焊接3~5根L筋。③槽道安裝定位時(shí),直接采用L筋短鉤與臺(tái)車(chē)表面焊接取代臺(tái)車(chē)開(kāi)孔、T型螺栓固定的方式。④L筋與臺(tái)車(chē)焊接方法采用點(diǎn)焊連接,避免脫模時(shí)由于焊接過(guò)于牢固而牽動(dòng)槽道。⑤拆模后焊點(diǎn)采用磨光機(jī)打磨平整,涂刷脫模劑后無(wú)明顯損傷。
采用以上方法固定槽道后,收效良好,只是對(duì)于本工程來(lái)說(shuō),改進(jìn)稍晚,如能及早發(fā)現(xiàn),相信襯砌質(zhì)量能夠有很大改善。應(yīng)注意的一點(diǎn)就是臺(tái)車(chē)拆模時(shí)間按照以往施工經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該適當(dāng)延長(zhǎng)。
【關(guān)鍵詞】公路隧道;檢測(cè);安全
隧道作為地下的結(jié)構(gòu),由于地質(zhì)條件不定性,再加上自然災(zāi)害侵襲,會(huì)使在施工及建成后運(yùn)營(yíng)期間出現(xiàn)一系列的病害。如滲漏水、襯砌開(kāi)裂及腐蝕、坍塌等這些病害會(huì)很?chē)?yán)重威脅隧道結(jié)構(gòu)的安全、縮短隧道使用壽命。為此,對(duì)運(yùn)營(yíng)隧道要進(jìn)行安全性評(píng)估,在公路隧道產(chǎn)生比較大病害前期采取措施并且進(jìn)行治理,控制和減少公路隧道事故的發(fā)生。
一、隧道安全現(xiàn)狀與檢測(cè)方法
由于公路隧道災(zāi)害事故的頻繁發(fā)生,各國(guó)家都在為如何從其中獲取教訓(xùn)來(lái)防患于未然,紛紛提出改善措施從而來(lái)提高隧道安全技術(shù)方面。例如歐洲公路隧道密集,對(duì)其研究公路隧道安全較為深入,成果頗多。1999年以后,歐洲公路隧道在發(fā)生數(shù)起重大傷亡的事故后,引起歐盟的反思和重視,隨即在2000年建立專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)EuroTest,主要負(fù)責(zé)檢查并評(píng)價(jià)現(xiàn)歐洲公路隧道的安全性能與風(fēng)險(xiǎn)程度,為其進(jìn)行參考與改善。我們國(guó)家的《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)指南》中對(duì)隧道安全性評(píng)價(jià)有大致的規(guī)定,但是評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是基于現(xiàn)有規(guī)范和經(jīng)驗(yàn),而且評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)比較模糊乃操作性差,特別是對(duì)隧道機(jī)電系統(tǒng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),基本上是空白的。然而現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)的隧道安全性評(píng)價(jià)研究都是基于灰色理論和模糊數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行的。且方法理論體系陳舊,然而評(píng)價(jià)過(guò)程中權(quán)值的確定還具有很大的人為因素影響,所以評(píng)價(jià)的結(jié)果很難以讓人信服。
最常見(jiàn)的檢測(cè)方法進(jìn)行一定的評(píng)價(jià),以便于檢測(cè)方法的選擇提供有效的依據(jù)。目的是為了很好的區(qū)分優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。一般情況下進(jìn)行選擇時(shí),更加合理的進(jìn)行選擇,為公路隧道提供更大的安全保證。
(一)目測(cè)法
此方法是通過(guò)目測(cè)的技術(shù)手段,針對(duì)工程施工的工序、平整度和藝術(shù)效果、及縫隙是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求的檢測(cè)項(xiàng)目要進(jìn)行目測(cè),從而確定其質(zhì)量是否達(dá)到合格。目測(cè)目前是一個(gè)工程合格檢查的主要手段之一。
(二)聲波反射法
主要是通過(guò)對(duì)投射波和反射波的分析確定襯砌混凝土的健康狀況,從而判斷 出混凝土內(nèi)部是否存在缺陷、圍巖和襯砌體的結(jié)合情況。此方法測(cè)試是根據(jù)超聲 波在穿過(guò)混凝土?xí)r,在波形、缺陷區(qū)的聲時(shí)、波幅和頻率等等參數(shù)所發(fā)生的變化從而來(lái)進(jìn)行判斷的一種技術(shù)。
(三)量測(cè)法
用量測(cè)工具對(duì)其各項(xiàng)施工情況進(jìn)行測(cè)量檢測(cè),是通過(guò)對(duì)比測(cè)量值和標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定及施工規(guī)范所規(guī)定的偏差值來(lái)進(jìn)行比對(duì)的,確保判斷質(zhì)量是否合格。
(四)地質(zhì)雷達(dá)法
是通過(guò)雷達(dá)發(fā)射電磁波,來(lái)利用電磁波在不同介質(zhì)中反射的情況和速度,確定目的物的位置以及形狀。由于地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)采用先進(jìn)的連續(xù)掃描無(wú)損探傷技術(shù)從而能夠全方面的對(duì)其實(shí)時(shí)的檢測(cè),是一種高效、經(jīng)濟(jì)、便捷的無(wú)損測(cè)量檢測(cè)技術(shù),現(xiàn)如今應(yīng)用的很廣泛。
(五)沖擊回波法
工作原理:利用短時(shí)的機(jī)械沖擊波產(chǎn)生的低頻應(yīng)力波傳播到結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,當(dāng)遇到缺陷或構(gòu)建另一面時(shí)被反射回來(lái),從而被安裝在附近的傳感器所接收、并且被送到數(shù)據(jù)處理器中進(jìn)行處理,通過(guò)對(duì)時(shí)域和頻域的分析即可得出混凝土的缺陷的深度或厚度,對(duì)缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。
(六)高密度電阻率法
高密度電阻法檢測(cè)的參數(shù)也是電阻率,被檢測(cè)的狀態(tài)不同,電阻率也不同。高密度電阻法應(yīng)用于野外數(shù)據(jù)采集時(shí)候,速度非常快而且精度非常高,結(jié)果資料也更加的直觀。因此,在隧道底充層、仰拱結(jié)構(gòu)狀態(tài)、底板、隧底病害等方面具有廣泛的應(yīng)用。
二、隧道檢測(cè)項(xiàng)目方法及結(jié)果分析
(一)隧道切面內(nèi)輪廓檢查
斷面檢測(cè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,每20m測(cè)量一個(gè)斷面,對(duì)于病害嚴(yán)重部位加密,通過(guò)對(duì)已完成二襯和初襯部分隧道斷面來(lái)進(jìn)行量測(cè),從而判斷是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)斷面輪廓要求。
(二)襯砌缺陷和滲漏水檢查
檢查采用步行方式,配備檢查工具和設(shè)備,進(jìn)行目測(cè)或量測(cè)的檢查。主要采用目測(cè)配合皮尺、鋼卷尺、寬度觀測(cè)儀等量測(cè)設(shè)備,針對(duì)洞口、襯砌等進(jìn)行外觀檢查,包含襯砌裂縫形態(tài)和分布、混凝土外觀缺陷、滲漏水分布及程度等。
(三)襯砌厚度、空洞及不密實(shí)帶檢查
采用由瑞典MALA公司生產(chǎn)的RAMAC型地質(zhì)雷達(dá),根據(jù)場(chǎng)地具體情況以及隧道各個(gè)部分在結(jié)構(gòu)受力方面的重要性,原則上在每個(gè)隧道都應(yīng)該分別在拱頂及左右拱腰各布置一條測(cè)線,但由于檢測(cè)施工條件的限制,在隧道樁號(hào)K6+790~K6+798布置了拱頂以及左右拱腰測(cè)線,并且在已建成部分全長(zhǎng)范圍內(nèi)左右邊墻布置長(zhǎng)測(cè)線。同時(shí)在測(cè)線上選取典型位置鉆孔取樣,并對(duì)鉆孔取芯襯砌厚度與設(shè)計(jì)襯砌厚度進(jìn)行比較,分析實(shí)際襯砌厚度是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性的要求,同時(shí)檢測(cè)初襯壁后空洞與密實(shí)狀態(tài)。
三、公路隧道安全風(fēng)險(xiǎn)
(一)安全
安全是一種可能造成隱患損失的狀況或者是降低一種潛在危害的來(lái)源。安全性是指隧道系統(tǒng)的安全程度,應(yīng)該先有穩(wěn)定可靠性才應(yīng)該有安全性。當(dāng)危險(xiǎn)性越來(lái)越大時(shí),安全性能才會(huì)越低;反之,當(dāng)危險(xiǎn)性越來(lái)越小時(shí),安全性能才會(huì)越高。顯然可靠性能從而提升了安全性等級(jí),但沒(méi)有直接關(guān)系,只有在設(shè)定目標(biāo)時(shí)候才有特定的關(guān)系。
(二)幾率
為當(dāng)計(jì)算出特定的事件或結(jié)果的可能性,以可能發(fā)生事件和特定事件結(jié)果的比率。在幾率的理論中,幾率是用以描述某個(gè)事件發(fā)生的可能性,而試驗(yàn)應(yīng)該指的是觀察值,試驗(yàn)可能的結(jié)果被稱(chēng)為事件,然而事件的集合被稱(chēng)為樣本空間。
(三)風(fēng)險(xiǎn)
風(fēng)險(xiǎn)的定義有很多很多,按照簡(jiǎn)單的說(shuō)就是危險(xiǎn)或事故發(fā)生的可能性,再或者就是暴露于危險(xiǎn)環(huán)境當(dāng)中。再清楚一點(diǎn)解釋?zhuān)褪且栽谀郴顒?dòng)過(guò)程中存在的可能危機(jī),將導(dǎo)致不安全狀態(tài)所發(fā)生有害后果幾率。
四、隧道檢測(cè)存在問(wèn)題及環(huán)境評(píng)價(jià)
(一)成本昂貴
為了保證檢測(cè)性能和取得精確的檢測(cè),采用的是國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù),從而造成設(shè)備費(fèi)用昂貴成本過(guò)高。
(二)處理軟件
由于隧道檢測(cè)的復(fù)雜性和特殊性,造成隧道處理軟件在很大程度上都不能完全達(dá)到自動(dòng)處理的效果,基本上都需要人工參與,效率比較低。
隧道的運(yùn)行安全受靜態(tài)安全影響因素即交通工程設(shè)施條件、道路條件、環(huán)境條件以及動(dòng)態(tài)安全影響因素即氣候條件、事故條件及交通條件等多種因素影響。分析各類(lèi)因素對(duì)隧道運(yùn)行安全的影響,應(yīng)先對(duì)隧道運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行描述,運(yùn)行環(huán)境主要評(píng)價(jià)指標(biāo)主要分兩類(lèi):道路環(huán)境和氣候環(huán)境。
結(jié)語(yǔ):
質(zhì)量和安全是公路隧道建設(shè)的關(guān)犍。涉及到公路的使用和社會(huì)功能、使用期限,甚至可能威脅到人們生命財(cái)產(chǎn),因此選擇合理有效檢測(cè)的方法,實(shí)施有效的工程檢測(cè)是公路隧道建設(shè)中關(guān)鍵技術(shù)之一,我國(guó)公路隧道修筑記錄在不斷被刷新、施工技術(shù)難度也在大大不斷增加。對(duì)于公路隧道來(lái)講,合理、科學(xué)、安全的設(shè)計(jì)、管行車(chē)下的安全問(wèn)題具有十分重要作用。因此,評(píng)價(jià)高速公路隧道整改意見(jiàn)對(duì)于我國(guó)高速公路隧道的建設(shè)有重要的指導(dǎo)作用。
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作者簡(jiǎn)介:
【關(guān)鍵詞】礦山場(chǎng)區(qū);公路隧道工程;施工塌方;主要原因;防御處理技術(shù)
在礦山場(chǎng)區(qū)存有大量地質(zhì)不良的地段需要進(jìn)行公路隧道工程的修筑,在修筑過(guò)程中往往會(huì)遇到洞頂圍巖下塌、側(cè)壁滑動(dòng)等現(xiàn)象,甚至?xí)l(fā)生冒頂?shù)葒?yán)重事故,這些現(xiàn)象在施工中稱(chēng)為塌方。塌方威脅人生安全、使施工延誤工期、圍巖更不穩(wěn)定。故在施工中應(yīng)預(yù)防其發(fā)生,發(fā)生塌方后需及時(shí)準(zhǔn)確處理,減少塌方帶來(lái)的危害。
1.礦山場(chǎng)區(qū)公路隧道工程施工塌方的主要原因
在礦山場(chǎng)區(qū)公路隧道工程施工中塌方一般是地質(zhì)不良、設(shè)計(jì)定位不當(dāng)、施工方法不正確等原因引起的。地質(zhì)條件是造成塌方的基本因素。穿越斷裂褶皺帶,穿越嚴(yán)重分化的破碎帶、堆積層等容易產(chǎn)生塌方。地下水往往也是重要因素,地下水豐富易造成塌方。地質(zhì)勘探需要仔細(xì)周密。掌握資料不夠時(shí)本應(yīng)避繞的不恰當(dāng)?shù)奈恢脮?huì)錯(cuò)誤的定位通過(guò),繪施工留下了隱患。或因沒(méi)有準(zhǔn)備,在施工時(shí)造成塌方。
(1)施工是引起塌方的直接因素,對(duì)地質(zhì)情況掌握不夠,從而選擇不合適的施工技術(shù),(如不恰當(dāng)?shù)募庇谶M(jìn)洞、炸藥用量過(guò)多、支護(hù)不及時(shí)不牢靠、圍巖暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、爆破方法選擇的不恰當(dāng)?shù)龋蜻x擇了不合適的圍巖情況的施工方法,(如本應(yīng)小斷面開(kāi)挖,結(jié)果采用了大斷面開(kāi)挖法,或應(yīng)先拱后墻法,而采用了先墻后拱法等)并且又未采取其他補(bǔ)救措施,則會(huì)造成圍巖塌方,甚至由于塌方處理不當(dāng)也會(huì)造成再次塌方或引起更大的塌方。
(2)施工前要仔細(xì)核對(duì)設(shè)計(jì)文件,并需作必要的補(bǔ)測(cè)和驗(yàn)證。預(yù)防可能發(fā)生塌方的區(qū)段,事先做好必要的準(zhǔn)備,并在施工中采取相應(yīng)的措施,如在不良地質(zhì)段采用先排水、短開(kāi)挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、快襯砌、各工序緊跟的措施,消除不利因素,盡快修好襯砌,避免塌方發(fā)生。
(3)塌方似乎是突然發(fā)生的,但實(shí)際上是有一定征兆的,在施工中還需要加強(qiáng)觀察分析。例如頂部圍巖裂縫旁出現(xiàn)巖粉,或洞內(nèi)無(wú)故塵土飛揚(yáng)、或不斷掉小石頭、或圍巖裂縫逐漸張大等,說(shuō)明塌方即將發(fā)生;支撐壓壞或變形加大,說(shuō)明圍巖壓力再加大,有塌方的可能性;圍巖中突然出水或水壓突然增加,要注意是否即將發(fā)生塌方;地下水沖走裂隙中的填充物,會(huì)使圍巖松動(dòng)下榻,當(dāng)水有濁變清,說(shuō)明裂隙中充填物已沖走很多,水量加大,則可能有塌方;洞頂?shù)嗡恢貌欢ǎ瑏?lái)回移動(dòng),表明巖體在變形,當(dāng)變形達(dá)到一定程度有可能塌方,即所謂“漢留淋漓,塌方先兆”。還有許多,在實(shí)踐中總結(jié)得出的塌方征兆,應(yīng)當(dāng)在施工中注意觀察。一般說(shuō)來(lái),塌方是可以預(yù)見(jiàn)的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)支撐變形加大,或被壓壞,則應(yīng)及時(shí)加固,以防圍巖進(jìn)一步松動(dòng)而造成塌方。觀察到異常情況,應(yīng)認(rèn)真分析,交接班時(shí)要交待清楚,做好準(zhǔn)備,及時(shí)處理。
2.礦山場(chǎng)區(qū)公路隧道工程施工塌方處理技術(shù)的分析
2.1開(kāi)挖是礦山場(chǎng)區(qū)公路隧道施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
開(kāi)挖工作是隧道施工的第一流程,開(kāi)挖工作的優(yōu)越與否直接影響隧道施工的安全、質(zhì)量和效益。提高光面爆破,可以減少對(duì)圍巖的擾動(dòng),減少應(yīng)力集中,有利于自然拱的形成,便于噴砼工藝,因此,隧道施工安全的關(guān)鍵是開(kāi)挖。良好的光面爆破可以減少超欠挖,這樣減少了欠挖處理及超挖石碴的外運(yùn)量,減少襯砌時(shí)砼的回填量,而且砼襯砌厚度均勻減少了應(yīng)力集中。因此,開(kāi)挖也是影響隧道襯砌工作的關(guān)鍵。
開(kāi)挖是關(guān)鍵,還在于開(kāi)挖決定了隧道的初始幾何尺寸,表明了隧道的貫通及誤差,一旦開(kāi)挖出了問(wèn)題,其它后續(xù)工序也就失去了意義,再次施工安全就很可能得不到保障。
爆破參數(shù)設(shè)計(jì)是光爆控制的重要環(huán)節(jié),在綜合考慮圍巖狀況、巖石整體性好壞、節(jié)理裂隙發(fā)育規(guī)律等多方面因素后,精確合理地設(shè)計(jì)爆破參數(shù),降低工料消耗,提高光面爆破效果。鉆孔設(shè)備的選擇對(duì)光面爆破的效果起重要作用,目前隧道開(kāi)挖絕大多數(shù)采用人工開(kāi)挖的方式,因此,操作手的經(jīng)驗(yàn)及熟練程度至關(guān)重要。很多項(xiàng)目在施工隧道前對(duì)操作人員進(jìn)行了崗前培訓(xùn),操作人員在施鉆時(shí)抓住了“準(zhǔn)、平、齊、直”的要點(diǎn),同時(shí)對(duì)風(fēng)槍進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn),改造了部分風(fēng)槍油壺的位置,減少了鉆爆形成的臺(tái)階,拱頂和邊墻光面爆破均達(dá)到了很高的水準(zhǔn)。
2.2防坍是保證隧道施工安全的最重要環(huán)節(jié)
開(kāi)挖中最重要的一點(diǎn)就是防塌。山嶺隧道施工絕大部分采用傳統(tǒng)的施工方法――鉆爆法施工。鉆爆法施工的山嶺隧道由于受炸藥爆破震動(dòng)的影響,破壞了原有巖體內(nèi)部受力平衡,當(dāng)施工方法不當(dāng)或支護(hù)不力時(shí),圍巖就會(huì)因失穩(wěn)而發(fā)生坍塌。因此,采用鉆爆法施工的山嶺隧道如何防止坍方是確保隧道施工安全和工程質(zhì)量的關(guān)鍵。
2.2.1選擇合適的施工方法
隧道施工過(guò)程和方法是多種多樣的,目前在我們經(jīng)常采用的礦山法中大致有全斷面法、臺(tái)階法和分部開(kāi)挖法三大類(lèi)。
在當(dāng)前的施工實(shí)踐中,采用最多的方法是臺(tái)階法(含環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土法),其次是全斷面法。在大斷面隧道中,中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法采用較多。選擇施工方法,并不完全決定于地質(zhì)條件。地質(zhì)條件僅僅是選擇施工方法的一個(gè)因素,而更應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是:施工方法必須符合快速、安全、質(zhì)量及環(huán)境的要求。其中環(huán)境因素有時(shí)成為選擇施工方法的決定性因素。
2.2.2各種施工方法在不同圍巖和隧道中適用情況
全斷面法。適用于單線鐵路隧道Ⅰ~Ⅲ級(jí)圍巖、鐵路雙線隧道及公路隧道Ⅰ~Ⅱ級(jí)圍巖地段。通常采用全斷面鉆孔一次起爆方法。為控制好開(kāi)挖輪廓,減少超欠挖,提高光面爆破效果,可推廣預(yù)留光爆層的開(kāi)挖方法。
臺(tái)階法。適用于單線鐵路隧道Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖、鐵路雙線隧道及公路隧道Ⅲ級(jí)圍巖地段。臺(tái)階數(shù)量和長(zhǎng)度,要根據(jù)圍巖條件而定。Ⅲ級(jí)圍巖一般采用兩臺(tái)階法;Ⅳ級(jí)圍巖及Ⅲ級(jí)偏弱圍巖,可改用三臺(tái)階法。
分部開(kāi)挖法。分部開(kāi)挖法主要有雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(適用于單線鐵路隧道Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖、鐵路雙線隧道及公路隧道Ⅳ~Ⅵ級(jí)圍巖)、中隔法(適用于單、雙線鐵路隧道Ⅴ級(jí)圍巖、淺埋隧道及三線隧道)或交叉中壁法(適用于雙線、三線隧道Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖及淺埋隧道)。這些施工方法也適用于對(duì)地表沉降有嚴(yán)格限制的城市公路隧道。
雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在控制地中和地表下沉方面,優(yōu)于其它施工方法。此外,由于兩側(cè)導(dǎo)坑先行,能提前排放隧道拱部和中部土體中的部分地下水。為后續(xù)施工創(chuàng)造條件。因此城市淺埋、軟弱、大跨公路隧道和山嶺軟弱破碎、地下水發(fā)育的大跨隧道可優(yōu)先選用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。
3.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,礦山場(chǎng)區(qū)公路隧道施工預(yù)防塌方非常關(guān)鍵,也關(guān)系到企業(yè)信譽(yù)、職工的生命和財(cái)產(chǎn),必須高度引起重視,除按以上經(jīng)驗(yàn)處理外,要多注意觀察,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理好,必須選擇有經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍和技術(shù)管理人員,盡量選用先進(jìn)的施工技術(shù),結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件,只有這樣才能防范塌方事故在礦山場(chǎng)區(qū)公路隧道工程施工過(guò)程中出現(xiàn),才能降低對(duì)國(guó)家及人民造成的財(cái)產(chǎn)損失及人員傷亡,推動(dòng)礦山公路事業(yè)的快速發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]陳宏.廣甘高速公路隧道塌方及災(zāi)害治理措施研究[D].西南交通大學(xué),2012.
技 術(shù) 路 線
1.研究?jī)?nèi)容
1)結(jié)合承德市在建的山嶺公路隧道如伊次梁隧道、茅荊壩隧道等,對(duì)隧道施工工作面前方地質(zhì)情況,特別是對(duì)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害如軟弱不良地質(zhì)段、突水等情況進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào);2)物探方法(主要指地震方法)及相應(yīng)的先進(jìn)儀器在隧道地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用;
3)隧道災(zāi)害治理方法:根據(jù)對(duì)公路隧道施工前方的地質(zhì)預(yù)報(bào),提出正確的施工方法,特別是對(duì)于公路隧道地質(zhì)災(zāi)害的避免方法,以減小經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。
2.本課題的創(chuàng)新點(diǎn)和研究必要性
隧道工程施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作是選擇正確施工方法與支護(hù)方式的必要條件和前提,施工方法和支護(hù)方法的正確選擇是隧道減輕和避免地質(zhì)災(zāi)害的途徑。
隨著物理探測(cè)技術(shù)及儀器的發(fā)展,采用先進(jìn)的物理探測(cè)技術(shù),結(jié)合以前已經(jīng)應(yīng)用的種種地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法,形成新的綜合的隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法,提高地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,已經(jīng)非常必要和可能。并且,綜合測(cè)試預(yù)報(bào)方法已經(jīng)在鐵路隧道施工過(guò)程中得到初步嘗試,在公路隧道施工工程中應(yīng)用卻還不常見(jiàn)。同時(shí),原有的物探方法(如聲波探測(cè),淺層地震探測(cè)等)在隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)用時(shí)占用較長(zhǎng)的時(shí)間和預(yù)報(bào)距離較短等,沒(méi)有得到施工單位的廣泛的應(yīng)用。
本課題將結(jié)合承德市在建公路隧道工程,在公路隧道施工中,將具有國(guó)內(nèi)國(guó)際先進(jìn)水平的測(cè)試儀器T202(TuelSeismicPrediction)測(cè)試儀器應(yīng)用于公路隧到施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào),并進(jìn)行全面的地面與洞體內(nèi)的地質(zhì)分析,形成公路隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的綜合方法,減少物理探測(cè)方法占用施工時(shí)間,并根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)給出正確的施工和支護(hù)方法,為公路隧道經(jīng)濟(jì)快速施工提供有力技術(shù)支撐。
3.研究技術(shù)路線
依據(jù)公路隧道的地質(zhì)條件,擬采用全面超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)路線,即全面隧道施工地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)技術(shù)路線。主要包括以下幾方面內(nèi)容:
1)河北省內(nèi)公路隧道災(zāi)害發(fā)生的形式及傳統(tǒng)處理方法
a)根據(jù)河北省已建及在建的公路隧道,調(diào)查隧道在施工過(guò)程中地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的形式,分析災(zāi)害的發(fā)生原因及現(xiàn)行處理辦法。詳細(xì)了解施工單位對(duì)于工作面前方地質(zhì)狀況估計(jì)的原有方法及效果,以及對(duì)于不良地質(zhì)段產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的防治技術(shù)及效果。在調(diào)查基礎(chǔ)上,對(duì)這些防治方法進(jìn)行綜合分析,并對(duì)其中適合推廣的技術(shù)進(jìn)行歸納總結(jié)。
b)對(duì)近年內(nèi)國(guó)內(nèi)外的公路隧道施工地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)方法及超前支護(hù)等處理方法進(jìn)行分析與總結(jié)。
2)公路隧道洞區(qū)主要不良地質(zhì)分析與宏觀預(yù)報(bào)
主要包括如下工作:
a)深入的隧道地面地質(zhì)調(diào)查
b)隧道地質(zhì)條件分析
c)宏觀預(yù)報(bào)
在隧道所在地區(qū)地面地質(zhì)詳細(xì)、深入調(diào)查的基礎(chǔ)上,通過(guò)隧道地質(zhì)條件分析,宏觀預(yù)報(bào)隧道施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的主要不良地質(zhì)體的成因、性質(zhì)、類(lèi)型、位置和規(guī)模。
d)長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
在宏觀預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用T探測(cè)和地面地質(zhì)體投射法等技術(shù)手段,對(duì)隧道圍巖不良地質(zhì)體進(jìn)行長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。
e)短期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
在長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用掌子面編錄預(yù)測(cè)法和不良地質(zhì)前兆預(yù)測(cè)法等技術(shù)手段,對(duì)隧道不良地質(zhì)體進(jìn)行短距離超前預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)距離一般為掌子面前方15~30米以?xún)?nèi)。
3)公路隧道施工地質(zhì)災(zāi)害臨近警報(bào)
在長(zhǎng)期、短期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用施工地質(zhì)災(zāi)害的一系列監(jiān)測(cè)、判斷技術(shù)手段,對(duì)可能發(fā)生的施工地質(zhì)災(zāi)害及時(shí)發(fā)出臨近警報(bào)。主要包括如下內(nèi)容:
a)塌方地質(zhì)體性質(zhì)鑒定和監(jiān)測(cè)技術(shù)
主要包括:斷層破碎帶和巖溶陷落柱等塌方不良地質(zhì)體性質(zhì)的鑒定和區(qū)分技術(shù),涌水量、巖爆等的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)。
b)施工地質(zhì)災(zāi)害能否發(fā)生的判斷技術(shù)
這是施工地質(zhì)災(zāi)害警報(bào)技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù),也是第二步的工作。主要包括:塌方、突泥突水等重大施工地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性的一系列判斷技術(shù)。
4)公路隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防及處理方法
通過(guò)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù),對(duì)公路隧道施工前方不良地質(zhì)段提出正確的開(kāi)挖支護(hù)方法及相關(guān)超前處理措施,防止地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。系統(tǒng)總結(jié)利用綜合探測(cè)技術(shù)對(duì)公路隧道施工地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)與防治技術(shù)。
4.主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)
1)運(yùn)用T(TuelSeismicPrediction)探測(cè)應(yīng)達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)
①探測(cè)距離一般為掌子面前方300~500米,最大可達(dá)1500米;但有效預(yù)報(bào)距離僅為掌子面前方100米。
②最高分辨率為1米3的地質(zhì)體;
③預(yù)報(bào)不良地質(zhì)置的精度可達(dá)90以上;
④預(yù)報(bào)不良地質(zhì)體規(guī)模的精度可達(dá)85以上。
2)地面投射法應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)
①有效預(yù)報(bào)距離可達(dá)掌子面前方150米,最高分辨率為1米地質(zhì)體;
②對(duì)不良地質(zhì)性質(zhì)的判斷,精度一般可達(dá)到基本正確;
③對(duì)不良地質(zhì)位置的判斷,精度一般可達(dá)以上90以上;
④對(duì)不良地質(zhì)規(guī)模的判斷,精度一般可達(dá)85~90以上。
關(guān)鍵詞:隧道襯砌;規(guī)定;施工;維護(hù);技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào):U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
在高速公路隧道施工過(guò)程中,開(kāi)挖坑道進(jìn)行的短暫支撐不足以滿(mǎn)足公路隧道穩(wěn)定的基本需求,為了避免長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中引起的風(fēng)化、松垮等現(xiàn)象的發(fā)生,增加隧道圍巖的穩(wěn)定性,還需要繼續(xù)對(duì)隧道進(jìn)行襯砌施工等加工。此外,長(zhǎng)時(shí)間的公路使用會(huì)使隧道產(chǎn)生不可避免的損害,為了使公路隧道長(zhǎng)期保持高質(zhì)量、維持隧道原狀,隧道還應(yīng)時(shí)刻進(jìn)行維修。
1隧道襯砌施工的基本規(guī)定
襯砌是公路隧道修建過(guò)程中的重要方法之一,包括整體式襯砌和復(fù)合式襯砌。根據(jù)不同的圍巖類(lèi)別、地理環(huán)境、施工難易程度等,應(yīng)采用不同襯砌類(lèi)型、方式和尺寸。必要時(shí),還需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)加以確定。
1.1 套路隧道襯砌設(shè)計(jì)
在隧道洞口設(shè)置加強(qiáng)襯砌段,長(zhǎng)度應(yīng)大于10m。圍巖較差段像圍巖較好處延伸,長(zhǎng)度應(yīng)大于5m。偏壓襯砌段像一般襯砌段延伸,長(zhǎng)度應(yīng)大于5m。設(shè)置仰拱隧道路面下方用混凝土回填軟硬地層交界處或襯砌交換出設(shè)置沉降縫。
1.2 隧道襯砌施工一般規(guī)定
隧道襯砌施工時(shí),各尺寸大小必須符合公路隧道設(shè)計(jì)要求襯砌與隧道建筑限界保持距離施工縫、沉降縫、施工縫及與其相結(jié)合部位進(jìn)行防水處理隱蔽工程須在質(zhì)檢合格后方可進(jìn)行施工過(guò)程中如果遇到地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)情況相悖,需要重新設(shè)計(jì)并經(jīng)正規(guī)變更手續(xù)才能繼續(xù)進(jìn)行施工。
2幾種先進(jìn)的隧道襯砌施工技術(shù)
2.1 雙圓盾構(gòu)法隧道襯砌結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
上海市隧道工程研究院在隧道襯砌施工方面發(fā)明了獨(dú)特的雙圓盾構(gòu)法隧道襯砌結(jié)構(gòu)施工技術(shù)方法,首先包括管片預(yù)制以及板塊拼裝,在拼裝時(shí),按照由下到上的方法首先拼接地步模塊,然后拼接兩邊的標(biāo)準(zhǔn)塊,其次進(jìn)行封頂,拼接小飛鳥(niǎo)模塊,最后就可以安裝立柱模塊。其次,研究院還發(fā)明了襯砌圓環(huán)拼接。通過(guò)這樣的兩種方式,不僅有效地節(jié)約了空間,還減少了對(duì)整個(gè)工程的投資,避免了資源大量浪費(fèi),提高了施工效率和質(zhì)量。為此,研究院在2003年申請(qǐng)了“雙圓盾構(gòu)法隧道襯砌結(jié)構(gòu)施工方法”專(zhuān)利,并且于2006年7月獲得授權(quán),是我國(guó)在隧道襯砌方面的一項(xiàng)重要突破。
2.2 大斷面、多斷面隧道襯砌施工技術(shù)
中鐵二局股份有限公司發(fā)明了大斷面、多斷面隧道襯砌施工方法,此方法通過(guò)對(duì)不變構(gòu)建和可調(diào)構(gòu)建的區(qū)分,將剛模版、行走輪和主門(mén)架等大型部件固定,只調(diào)節(jié)其他可變部件,完成斷面的移動(dòng)。同常規(guī)技術(shù)相比,此技術(shù)主要的區(qū)別就是增加了一個(gè)門(mén)架,這樣就可以形成了一個(gè)隨時(shí)使用隨時(shí)拼裝的可分離的襯砌臺(tái)車(chē),實(shí)現(xiàn)了對(duì)斷面進(jìn)行臺(tái)車(chē)拼裝襯砌。中鐵二局據(jù)此項(xiàng)目于2008年2月22日申請(qǐng)了技術(shù)專(zhuān)利,并也成功于2008年07月03日獲得授權(quán)。
2.3 鋼、混凝土復(fù)合隧道預(yù)制襯砌技術(shù)
上海市機(jī)械施工有限公司推出了一種鋼、混凝土復(fù)合隧道預(yù)制襯砌技術(shù)的實(shí)用新型,該實(shí)用新型由多跟加強(qiáng)筋或栓釘組成的鋼筋網(wǎng)與一種較薄的鋼板組合而成為一個(gè)殼體,二者之間則通過(guò)焊接固定,并且在殼體上留有澆注口和溢出口。混凝土則通過(guò)事先預(yù)留在殼體上的澆注口灌進(jìn)殼體。這種預(yù)制襯砌技術(shù)成功的將襯砌厚度減少至了原來(lái)的三分之二,減少了原材料的大量使用,更加有效合理的利用了空間,并且也為隧道內(nèi)部施工提供了方便。該實(shí)用新型于2007年08月08日申請(qǐng)了專(zhuān)利,并且成功于2008年07月30號(hào)成功獲得授權(quán)。目前此方法已經(jīng)大量使用。
2.4 連續(xù)出碴、襯砌與開(kāi)挖同步的施工技術(shù)
中鐵隧道集團(tuán)有限公司則在隧道連續(xù)出碴、襯砌與開(kāi)挖同步的施工方法上獲得了重大成就,該方法將皮帶輸送機(jī)前端位于開(kāi)挖工作區(qū)域,再將開(kāi)挖工作區(qū)域至鋼模板臺(tái)車(chē)襯砌區(qū)域的皮帶輸送機(jī)放在仰拱預(yù)制塊上或懸掛在隧道的頂部,皮帶運(yùn)輸機(jī)通過(guò)鋼模版臺(tái)車(chē)后,在臺(tái)車(chē)前面設(shè)置工作架。通過(guò)這種循環(huán)原理,此方法不僅實(shí)現(xiàn)了連續(xù)出渣、襯砌與開(kāi)挖同步,而且還大幅度的提高了工作效率,減少了不必要的工作重復(fù)時(shí)間。
3公路隧道襯砌安全分析
雖然公路隧道為人們生活帶來(lái)了種種便捷,發(fā)展前景也是日新月異,但是其背后的安全問(wèn)題仍然存在。由于混凝土收縮、混凝土澆注期間技術(shù)不當(dāng)引起的空洞出現(xiàn)問(wèn)題也是時(shí)有發(fā)生。空洞造成的危害范圍極大,包括隧道偏壓、底層下沉、松弛低壓、承載力不足等等。公路隧道屬于地下建筑,其病害很難發(fā)現(xiàn),而且病害產(chǎn)生的原因多種多樣,也很難分析,并且很難進(jìn)行根治。如果不及時(shí)對(duì)這些危害進(jìn)行防御和治療,將會(huì)造成更大的損失。目前施工前期造成的質(zhì)量缺陷還是造成隧道空洞問(wèn)題的主要原因:襯砌不全面、襯砌出現(xiàn)縫隙等。因此對(duì)公路隧道襯砌進(jìn)行系統(tǒng)的全方位的分析,判明公路損傷程度,加強(qiáng)對(duì)隧道施工的監(jiān)管力度還是當(dāng)今有待解決的重要問(wèn)題。
4隧道襯砌的維護(hù)技術(shù)
隧道滲漏水一直是隧道在使用過(guò)程中出現(xiàn)的一個(gè)棘手的問(wèn)題,它不僅危害隧道本身的質(zhì)量安全,對(duì)其周邊線路,公共設(shè)備也具有很強(qiáng)的摧毀力,云南云嶺高速公路養(yǎng)護(hù)綠化工程有限公司發(fā)明了一種處治隧道滲透漏水的方法,并于2010年04月02日申請(qǐng)專(zhuān)利,同年09月15日獲得授權(quán)。該方法利用了電學(xué)和化學(xué)等原理,在隧道襯砌漏水的周?chē)没瘜W(xué)液堵封,這樣就能使縫隙中產(chǎn)生膠體,與此同時(shí),在襯砌的表面開(kāi)鑿出蛇形的往復(fù)槽,在往復(fù)槽中安裝上鈦金屬。在隧道二襯背面和土地相交的地方則安裝上銅棒。往復(fù)槽的鈦金屬線和銅棒分別構(gòu)成了陽(yáng)極和陰極,兩根線與電防滲控制箱相連從而間接的魚(yú)中央控制箱相連。當(dāng)發(fā)生漏水時(shí),中央控制箱就會(huì)產(chǎn)生低壓脈沖電荷。與此同時(shí),被電離的水向隧道外側(cè)的陰極移動(dòng)從而有效地阻止了滲漏水的問(wèn)題。本技術(shù)經(jīng)檢驗(yàn)反應(yīng)效果良好,具有很高的使用價(jià)值。
結(jié)語(yǔ)
隧道襯砌施工與維護(hù)技術(shù)的發(fā)展十分快速,技術(shù)水平不斷提高,大大減少了在公路隧道上損失的不必要的資源與實(shí)踐,提高了公路隧道的安全性及有效性。對(duì)公路隧道襯砌施工與維修技術(shù)的研究使公路隧道在建設(shè)過(guò)程中采用最先進(jìn)合理的技術(shù)與設(shè)計(jì),進(jìn)一步保障了公路的安全性、經(jīng)濟(jì)合理性,加快了施工的速度。與此同時(shí),新技術(shù)帶來(lái)的安全問(wèn)題同樣不容小覷,只有不斷提高完善自己的技術(shù)水平,隧道襯砌技術(shù)才能更加全面的發(fā)展壯大。可以預(yù)測(cè),我國(guó)的隧道襯砌施工和維護(hù)將不斷提高,為人民的生活帶來(lái)更多的好處。