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隧道施工論文

時間:2022-07-24 08:41:22

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇隧道施工論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

隧道施工論文

第1篇

項目主要工程內容包括主隧道及隧道出、入口路槽明挖段線下工程:

1)隧道為分離式鐵路單線隧道,由2個4.625km的主洞和18個橫通道組成,單個橫通道長約17m;隧道施工總長9556m;

2)西口明挖段長約1165m,主要為石方開挖及擋墻工程;

3)東口明挖段長約960m,主要為鉆孔樁擋墻、土方開挖以及一座抽水泵房工程;招標文件規定可以選擇鉆爆法、TBM工法中的其中一種來進行報價,通過經濟技術比較分析,選擇了鉆爆法。

2項目合作模式

設計施工總承包模式在國外較流行和成熟,而在我國正處于推廣階段。采用設計施工總承包模式可以使得設計方案更貼合實際施工,有效地控制投資,在一定程度上能減少變更設計和設計、施工交流不暢的問題,并可以取得縮短建設周期、降低建設成本、提高工程質量的綜合效果,還可使業主免于處理各種復雜的協調關系,因此在國際上廣為流行。設計施工總承包要求承攬單位應同時具有相應的設計和施工資質。目前我國同時具有設計和施工資質的企業并不多,因此參與國外項目投標一般采用聯合體模式,由兩家或兩家以上單位優勢互補。該項目投標采用了國內慣用的聯合體投標模式,為了減小國內大量勞務人員輸出的難度,對一些分項工程或者專項工程進行了分包,構成了一個復雜而系統的設計施工總承包模式。特別注意的是,由于分包單位眾多,同一條隧道的不同施工工序由不同單位完成,工作面矛盾、施工組織沖突等問題需及時協調,因此中標后總承包單位的協調、組織工作需尤其重視。該隧道項目采用中方公司———A公司與外方當地公司組成聯合體的合作模式。A公司與一家以色列公司組成聯合體共同管理項目,中外雙方在聯合體中所占股份50%∶50%。

3合同單價的調整和工程量清單特點

報價方式分總價合同方案和單價合同方案,該項目采用了單價合同方案。由于該項目擬定采用的隧道工程的施工方法為NATM(鉆爆法),投標報價階段僅能獲得招標方提供的粗略的不同巖石長度和巖石質量分級,不能保證施工中實際情況完全與之相符,為了方便后期施工中變更設計或者索賠工作的進行,因此該項目投標采用單價合同方案。合同額將來會根據圍巖質量情況進行相應調整,好的巖石會減少延期付款,差的巖石業主會追加付款。另外,在投標報價過程中,該項目的工程量清單與國內的工程量清單有一些不同之處,以色列的工程量清單相對來說比較粗。例如,在土方開挖部分,以色列的工程量清單會顯示每單位長度的價格,而國內的工程量清單則要詳細很多,分為土方開挖、出砟運輸、支護、排水、爆破等等分項,分別給出價格,最后整合出單位長度的價格。

4項目重點及難點

以色列的很多基礎設施項目均采用歐美等發達國家的規范與標準,項目標準要求高。該項目也不例外,其特點主要有如下幾點:

4.1付款條件

該工程工期控制緊,采用劃分非常詳細的里程碑付款。該項目按照里程碑事件申請付款,申請45天后的每月10號或25號付款。該項目總工期39個月,里程碑劃分如下:

1)完成三個階段的設計,共計價3次;

2)根據進洞需要完成洞外工程并完成隧道50m開挖支護,付洞外工程,共計價4次;

3)完成東西明挖段的開挖擋墻工程和完成全部明挖工程,共計價4次;

4)單洞每開挖385m計價一次,共24次;

5)防水及二襯每完成490m計價一次,共19次;

6)混凝土底板每完成925m計價一次,共10次;

7)連接橫通道每完成一座計價一次,共18次;以上合計83個付款里程碑。且根據不同的施工方式,每個里程碑付款的比例會有所不同。

4.2工期獎罰及項目調價

在以色列實施項目,業主一般規定了非常具體的獎罰制度。該項目獎罰制度為:每提前一個月獎勵合同額0.6%,上限為3.6%;延期完工罰款合同額每月1%,上限為5%。另外,以色列的項目調價制度有點特殊:80%付款根據道路造價指數調價,20%付款根據房屋造價指數調價。

4.3工程范圍大,單位工程多,分包單位多,協調工作大

該工程涉及開挖、支護、出碴、二次襯砌、機電等單位工程,涉及設計分包商、開挖和支護分包商、二襯防水、二襯鋼筋工程及二襯混凝土工程、土方及洞口明挖分包商等眾多分包單位,有效的協調是工程順利進行的關鍵。該工程隧道施工總長約9556m,沿線環境復雜,存在多處斷層、地下水等施工難度較大地段,不確定因素多,施工風險高。

4.4必須保證混凝土的連續供應

在以色列,新建、在建工程,在施工現場架設混凝土攪拌機(現場設攪拌站)現場攪拌混凝土審批困難,而只能統一使用商品混凝土。此舉可避免水泥粉塵和噪音污染,而且流水化作業生產制作,水泥質量穩定,可以大大提高工程施工質量。但這也給施工帶來了一定困難,如商品混凝土的夜間及周末、節假日供應將影響項目工期及成本。經過項目部多日的協調,夜間及周六、節假日供應商品混凝土已解決,沒有大的影響,沒有額外費用。

4.5工人簽證審批嚴格

但凡在國外承接項目,對于需要大量中國工人完成的項目,中國工人簽證都是一個很關鍵的問題,必須妥善解決。以色列最近幾年出臺了一系列關于勞工的政策,對進入以色列的勞工有很多限制。該項目為了解決工人施工問題,通過申請專家簽證,輸出了有限的工人。這不僅限制了勞工輸出的數量,且在很大程度上大大增加了簽證和工人輸出的成本(專家簽證一年的費用比勞工簽證高)。該工程為了解決工人缺乏的問題,在項目實施過程中,實行了多個單項工程的分包,與國際上其他國家的公司合作,從而很好地緩解了這一矛盾。

4.6爆破材料規定和限制

以色列爆破用品限制非常嚴格,所以在使用爆破用品時需要特別注意。

1)爆破材料的運輸、處理、存儲和使用需要根據相關法律進行,并需要經過勞工部施工監督項目經理和以色列警察的批準。如果以色列警察批準了爆破材料的存儲,監督員有權到訪施工區爆破材料的存儲,并視察存儲組織和保安。

2)對于進出存儲的爆破材料,承包商需要保持連續記錄和不斷地監督所有數量的爆破材料以及附近的收發。項目經理或者勞工部監督施工的項目經理會,根據自己的決定,隨機抽查這些記錄。如果出現任何情況的偷盜,應立即通知警察和監督員。

3)項目經理對炸藥操作的批準并不減免承包商對其雇員、監督管理人員、現場到訪者或者過路人的安全以及整個施工和財產安全負責權的責任。任何由于爆破操作造成的對施工、公共財產、安裝財產或者私人財產的損害都必須由承包商自己負責賠償。

4)如果警察批準在隧道內存儲炸藥,那么存儲在隧道內的炸藥用量不能超過正常施工24h的用量,需要經過數量審查和經過勞工部監督施工的項目經理和以色列警察的批準。此要求同樣適用于雷管、爆破加速器、導火線和其它進行爆破施工所需要的附件。

5)在隧道內存儲炸藥和附件以及存儲細節需要經過勞工部監督施工的項目經理的特別批準。如果勞工部的項目經理或以色列警察不頒發這些批文,承包商無權向以色列鐵路公司進行任何索賠或者要求。

6)在炸藥存儲區附近30m內不得安裝變壓器或者任何會釋放火星的儀器。

7)出現閃電期間所有裝藥必須停止。

5結語

第2篇

1、概述

黃土在我國分布較廣,黃土面積約占我國陸地面積的6.6%,華北、西北地區的黃土地層分布連續,厚度較大,發育較典型。在黃土地區開挖隧道成型好,易于施工。只要斷面形式及設計參數合理,施工方法得當,支護及時就能充分發揮黃土的自身承載能力的作用。

某黃土高速公路隧道為分離式隧道,上行線隧道長1501m,其中Ⅰ類黃土段537m,縱坡0.52~1.45%;下行線隧道長1310m.Ⅰ類黃土段394m,縱坡1.13~2.54%,隧道中心間距113.4m,隧道中間設三處人行橫洞,一處行車橫洞。該隧道采用新奧法(NATM)設計和施工,現已建成通車。說明新奧法適用于黃土介質,且效果良好,值得推廣。

2、水文、地形地貌及工程地質條件隧道區域內有一條主要河流和三個支流通過。

支流分別從西側和南側匯入主河,向東流去。河流為季節性河流,流量受季節影響。

隧道位于黃土梁峁區,黃土披覆在起伏不平的基巖頂面之上,并承襲了下伏基巖的古地形。在穩定提升的新構造運動下,黃土經流水長期侵蝕,形成現今梁峁起伏,河谷深切的地勢。總的地形是南部和西部地勢相對較高,北部和東部相對較低,高差為305m.梁峁上天然植被很少,因梁峁至溝底的各種流水侵蝕活躍,谷坡的崩塌、滑坡、泄溜很普遍,水土流失嚴重。在主河及支流河谷中,均可見河漫灘口及一、二級階地,此種地形分布面積大而且連續。階地類型主要為堆積階地,但沖蝕層厚度較薄,一般為10m左右。在較大的沖溝口處,多分布有沖洪積或坡洪積堆。

黃土隧道頂部覆蓋著新第三系上新統三趾馬紅土層(N2),為棕紅色粘土,夾鈣質結核,底部常見砂礫石層。結構致密,呈硬塑狀,屬低液性粘土。天然含水量較低,一般在10%左右,無脹縮性,垂直節理發育,堆積厚度變化較大,2-40m不等。

在三趾馬紅土之上為中更新統離石黃土(Q2eol),屬淺黃色、褐黃色、粉質粘土,夾有數層古土壤,含鈣質結核,為硬塑狀,結構較致密,天然含水量很低,垂直節理發育,厚度10m—100m.隧道地區地層中主要發育兩級節理,一組近南北向,一組近東西向,節理密度大多為2~3m一條,局部地段0.5~1.0m一條。在強風化帶,節理裂縫的張開程度和密度明顯增加,沿節理裂隙附近,巖石風化程度增強,強度明顯降低。

3、黃土隧道工程施工

3.1黃土隧道的施工方法黃土隧道施工前,應做好黃土中構造節理的產狀與分布狀況的調查。對因構造節理切割而形成的不穩定部位,在施工時要加強支護措施,防止坍塌,以保施工安全。

施工中應遵循“重地質、超前報、管超前、弱爆破、少擾動、短進尺、架緊貼、強支護、早噴錨、勤量測、修設計、調自承、嚴治水、緊封閉”的施工原則,施工工序緊湊,精心組織施工。

開挖方法宜采用短臺階法或分部開挖法(留核心法),初期支護緊跟開挖面施作。

黃土圍巖開挖后暴露時間過長,圍巖周壁風化至內部,圍巖體松弛加快,進而發生坍塌。因此,宜采用復合式襯砌,開挖后以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網和鋼支撐作初期支護,以形成嚴密的支護體系。必要時可采用超前錨桿,管棚支撐加固圍巖。在初期支護基本穩定后,進行永久支護襯砌。襯砌背后回填要密實,尤其要注意拱頂回填。

做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統工程,并妥善處理好陷穴、裂縫,以免地面積水侵蝕洞體周圍,造成土體坍塌。在有地下水的黃土層中施工時,洞內應施作良好的排水設施。水量較大時,應采用井點降水法將地下水位降至隧道襯砌底部以下,以改善施工條件,加快施工進度。在干燥無水的黃土層中施工,應管理好施工用水,不使廢水漫流。

3.2黃土隧道施工注意事項

⑴首先做好洞口、洞門及洞頂的排水系統,并妥善處理好陷穴、裂縫,以免地面積水浸蝕洞體周圍,造成土體坍塌;

⑵施工中如發現工作面有失穩現象,應及時用噴射混凝土封閉,加設錨桿,架立鋼支撐等加強支護。混凝土噴射機壓力不宜大于0.2Mpa;

⑶施工時要特別注意拱腳下墻腳處斷面,如超挖過大,可用墻體同標號混凝土回填或用漿砌片石回填。如發現該處土體承載力不夠,應立即加設錨桿或采取其它措施進行加固。鉆錨桿孔時,宜采用干鉆;

⑷黃土隧道施工,宜先做仰拱,如果不能先作仰拱時,為防止邊墻向內位移,應在開挖與灌注仰拱之前,加設橫撐梁頂緊,以防墻體變形;

⑸錨桿宜采用早強砂漿式錨桿。若拱部位于砂層時,為防止噴射混凝土層塌落,可將Ф8mm的密鋼筋網,置于緊貼開挖面,作為初噴混凝土層固定支撐。

4、黃土隧道管棚與支護黃土隧道施工時應嚴格按照黃土隧道的施工方法組織施工,在進洞之前先做好洞頂排水天溝等排水系統。

進洞時洞門先作超前支護,大管棚預注漿。大管棚采用Ф89×4mm,自拱頂向兩邊按間距40cm環形布設,傾角σ=2°~5°,每環30根,每根長10×2米。

在管棚施作時應著重檢查以下項目:

⑴檢查開挖的斷面中線高程和開挖輪廓線是否符合設計要求;

⑵鋼拱架安裝垂直度允許誤差(±20mm)、中線及高程允許誤差(±5cm)均應在允許誤差之內;

⑶在鋼架上沿隧道開挖輪廓線縱向鉆設管棚孔,其外插角應不侵入開挖輪廓線,鉆孔由高孔位向低孔位進行,孔徑宜比管棚筋直徑大20~30mm;

⑷檢查接頭管箍及注漿孔打設是否符合設計要求;

⑸管棚注入水泥漿時,封堵塞應有進料孔和出氣孔。在出氣孔流漿后,方可停止壓漿。

在大管棚的掩護下,人工與機械配合采用環形開挖,中心留核心土,環形開挖從兩側邊墻開始,最后開挖拱頂處,一次進尺控制在0.75~0.8m,堅決避免出現一次進尺太多。為使初期支護及早成環,開挖核心土時應距拱部開挖面不大于5米。

初期支護緊跟掌子面施做,斷面成型后立即噴射不小于5cm厚的混凝土,封閉掌子面,安裝鋼拱架及錨桿后,再次噴射混凝土。黃土圍巖鉆孔易夾鉆,如等錨桿安裝好后再進行下道工序施工,施工進度將受影響,也不利于施工安全。如采取錨桿后行,且距離控制在2~3個循環之內,在噴射混凝土時先噴一半,錨桿檢查符合設計及規范要求后,再將剩余混凝土部分噴平的方法,即安全又解決了施工進度問題。

核心土挖除后,應及早施做仰拱混凝土,澆筑仰拱混凝土前,要清理浮渣和淤泥,保證仰拱坐落在新鮮巖面或原狀土上,仰拱一次澆筑長度為6m,及早使襯砌成環,確保圍巖穩定不變形。

黃土隧道施工過程中,圍巖監控量測系“新奧法”施工的重要組成部分,施工中必須嚴格按照有關圖紙和規范執行,只有通過對圍巖進行監控量測,才能正確地掌握圍巖與支護之間的收斂動態,掌握圍巖與支護的動態規律,并結合地質超前預報,客觀評價圍巖穩定性,進一步了解圍巖的彈塑性區域,裂隙發育程度等,從而達到合理調整初期支護參數及調整預設計。

5、黃土隧道防排水施工控制

黃土隧道最怕水,因此,黃土隧道必須做好防、排水工作,使建成的隧道不滲、不漏,也是隧道施工成敗的關鍵。在黃土隧道的施工中,要嚴格按照設計施工,因地制宜的采取“以排為主、防、排、堵、截相結合”綜合治理原則,達到排水暢通,防水可靠,不留隱患的目的。具體方法是:初期支護期間,表面無水區的5m內,滲漏水區3m內,從拱腰至墻腳,每側打不少于3個引水孔,孔深50cm,然后環形設Yas排水半管,外用1cm厚砂漿封閉半管表面。如遇局部有滲水、涌水,應調整半管安放位置,或視情況增加半管使用數量。排水半管布設好后,應仔細檢查初期支護表面有無滲、漏水現象,檢查合格后再進行下道工序施工。

在鋪設土工布(400g/m2)前,應檢查初期支護表面是否平整,如有鋼筋或錨桿頭外露,應割除并用砂漿抹平,使噴混凝土表面凹凸高差不超過土±5cm;噴混凝土表面符合要求后再鋪設工工布,既能保護防水板免遭破壞,又能起到滲水作用。土工布用襯墊貼上,再用射釘槍釘上水泥釘錨固,水泥釘長不得小于50mm.拱頂平均3-4點/m2,邊墻2-3點/m2.土工布鋪設20m后,再鋪設改性LDPE防水板,鋪設的防水板必須符合國標(GB12953——91)中各項指標的要求,為減少接縫,采用幅寬5~7m的防水板。采用專用熔接器熱熔粘接防水板接縫,搭接部分不得小于80mm,粘接剝離強度不得小于母體拉伸強度的80%.采用真空加壓法檢測防水板接縫粘接強度。在0.2Mpa壓力作用下5分鐘,粘接強度不得小于0.16Mpa.防水板鋪設固定工藝見圖2隧道縱向排水采用中心排水管溝和行車道邊緣兩側設縱向排水溝的方法,將襯砌的水排出洞外。縱向排水管溝在隧道設計中是常見的主要方法,但要注意在施工中雜物、地下水夾帶的礦物質、泥砂在排水管溝內積蓄,將排水系統堵塞,使排水系統失去作用,影響建成的隧道正常運營。為防止排水管溝堵塞,在初期支護與二次襯砌之間沿隧道縱向全長與隧道同坡設置Ф160×5mmPVC半花管,在1/2斷面內梅花狀每隔5cm鉆一個Ф6mm的圓孔,再在半圓管上部用1-2cm碎石充填。為了便于對縱向排水管溝的定期疏通,施工中經常采用管道疏通機進行疏通。為使積水及時排出洞外,在兩側墻腳每隔50m對稱布設檢查維修孔。管溝內積蓄的水經檢查孔由橫向排水管溝(PVCФ160×5mm)通過行車道邊緣排水溝或中心排水管溝排出洞外。為便于維修,在邊緣排水管溝或中心排水管溝每隔200m設一處沉淀檢查井,排水系統形成即便于維修檢查,又能“暢通無阻排水”的網絡體系,通過動態排水,實現隧道不滲水、不漏水,確保正常運營。

第3篇

關鍵詞 鐵路隧道 防排水 施工工藝

1、襯砌背后排水系統

1.1盲管及泄水管的設置和材料要求

(1)拱墻初期支護與二襯之間環向設φ50帶孔波紋管透水盲管,間距宜為8m,當水量較大時,可在水量較大處增設1~2道,集中出水部位應設獨立盲管引排,其管徑應根據圍巖滲水量的大小確定;距側溝溝底30cm以上墻腳處縱向設置φ80帶孔波紋管透水盲管,縱向盲管應設在襯砌邊墻腳處防水層外,縱向坡度不得小于2‰,一般與線路縱向設計坡度一致;環向盲管在邊墻底部通過縱向軟管式盲溝與隧道洞內側溝相連;盲管應具有一定的彈性,透水性好,能承受0.5Mpa的壓力,并不易銹蝕。

(2)洞內設置雙側排水溝加φ600mm中心排水管,中心排水管與側溝以φ100mmPVC橫向排水管連接,該排水管縱向間距30m;電力電纜槽及通信、信號電纜槽底部設泄水槽φ50,縱向間距5m。

1.2盲管的安裝

1、基面處理

對于洞內涌水或地下水位較高的地段,可采用超前鉆孔排水、輔助坑道排水、超前小導管預注漿堵水、超前圍巖預注漿堵水、井點降水及深井降水等輔助施工方法。

2、排水盲管施工工藝

環向、縱向排水盲管施工工藝主要為:鉆孔定位、安裝錨栓、鋪設盲管、捆綁盲管、盲管縱向環向連接。

2、防水層防水

2.1一般規定及材料要求

采用復合式襯砌的隧道,在初期支護與二次襯砌之間采用分離式防水層,分離式防水層由防水板和土工布緩沖層組成。防水層由ECB防水板和土工布緩沖層組成,防水板厚度不小于1.5mm,土工布重量不小于400g/m2.防水層拱墻鋪設。

2.2基面處理

1、鋪設防水層的初期支護表面如有明顯漏水,要對噴射砼背后進行注漿處理或鑿槽埋管引排,保持基面無明顯滲漏水。

2、基面上不得有尖銳的毛刺部位,特別是噴射砼表面經常出現較大的尖銳的石子等硬物,應對其進行鑿除干凈或用1:2.5的水泥砂漿覆蓋處理,避免澆筑砼時刺破防水板。

3、基面上的鋼管、鋼筋、錨桿頭、鐵絲等凸出物,用氧焊把凸出物從根部割除,凹凸不平處采取補噴或用水泥砂漿抹平處理。

2.3鋪設工藝

2.3.1 鋪設緩沖層土工布

1、鋪設土工布前,先檢查布設的排水盲管是否符合設計和相關規范要求,對不符合要求的進行返工處理。

2、鋪設土工布時先在隧道拱頂部位標出縱向中線,并根據基面凹凸情況留足富余量,由拱頂向兩側邊墻鋪設。

3、專用熱熔襯墊及射釘按梅花型布置,拱部間距0.5~0.8m,邊墻0.8~1.0m。土工布幅間搭接寬度不應小于10cm。

2.3.2 鋪設ECB防水板

防水板鋪設包括鋪設準備、緩沖層鋪設、防水板鋪設、防水板焊接等環節。防水板鋪設施工要點:

(1)鋪設前進行精確放樣,進行試鋪后確定放水板一環的尺寸,盡量減少接頭。

(2)專用臺車就位,專用臺車的行走軌道為同一軌道,軌道的中線和軌面高程允許誤差為±10mm。

(3)防水板鋪設超前1~2個襯砌長度。鋪設采用從拱部向邊墻環狀鋪設,松緊應適度并留有余量。兩幅防水板的搭接寬度不小于15cm,分段鋪設的防水板邊緣部位應預留至少60cm的搭接余量,并對預留部位進行有效的保護。

3、施工縫、變形縫防水

二次襯砌的變形縫、施工縫是隧道施工的薄弱環節,也是隧道工程防水的重點,在施工中要高度重視。

3.1施工縫、變形縫的留置及材料要求

1、二次襯砌的施工縫每8-12m一道(或與襯砌模板臺車襯砌長度一致),環向施工縫防水采用中埋式橡膠止水帶+背貼式橡膠止水帶。縱向施工縫防水措施為中埋式鋼板止水帶+遇水膨脹止水膠。

2、變形縫在地層承載力顯著變化、隧道襯砌明暗分界處、斷面明顯變化處設置,變形縫的寬度為20mm。采用中埋式鋼邊止水帶+背貼式橡膠止水帶+聚硫密封膠膠填縫兩道防水措施。變形縫防水選用的嵌縫材料,要求最大拉伸強度不小于0.2Mpa,最大拉伸率應大于400%。

3、施工縫中埋式橡膠止水帶采用S型橡膠止水帶,寬度為300mm,厚度為8mm。變形縫中埋式鋼邊橡膠止水帶采用B型橡膠止水帶,寬度為300mm,厚度為10mm。

3.2施工縫、變形縫施工

3.2.1中埋式止水帶的施工

1、施工方法:在澆混凝土前,中埋式止水帶利用附加鋼筋、卡子、鐵絲、模板等將止水帶固定,并使其在界面部位保持平展,接頭部分粘接緊固,再以適當的距離震蕩混凝土來定位止水帶,使其與混凝土良好的結合,從而起到止水作用。

2、施工要點

(1)止水帶安裝前,檢查施工縫或變形縫附近1m范圍內初期支護表面是否有明顯的滲漏水,如有則采取必要的擋堵和引排措施。

(2)按斷面環向長度截取止水帶,使每個施工縫或變形縫用一整條止水帶,盡量不采取搭接,如因材料長度原因,需要搭接時,環向止水帶搭接位置設置在起拱線以下邊墻。

(3)當止水帶不能避免有接頭時,一般采取的形式有搭接、符合連接、對接等。

(4)中埋止水帶安裝時要使其在界面部位保持平展,更不能讓止水帶翻滾、扭結,位置要準確、固定牢靠。

(5)中埋式止水帶在轉彎處應做成圓弧形,橡膠止水帶的轉角半徑不得小于200mm,且轉角的半徑應隨止水帶的寬度增大而增大。

(6)中埋式止水帶要固定在擋頭模板上。中埋式止水帶先施工一側混凝土時,其端頭模支撐要牢固,嚴防漏漿。固定止水帶時不能在止水帶上穿孔打洞,不得損壞止水帶本體部分。

3.2.2止水條的施工

1、施工方法:水平施工縫在先澆筑混凝土初凝后、終凝前根據止水條的規格在砼端面中間壓磨出一條平直、光滑槽。環向或豎向施工縫、變形縫采用在端頭模板中間固定木條或金屬構件等,混凝土澆筑后形成凹槽。

2、施工控制要點:

(1)環向施工縫或變形縫拆除端頭模板,將凹槽壓平、抹光,凹槽的寬度略大于止水條的寬度1~2mm。

(2)止水條安放前,先將已澆筑混凝土端部施工縫處充分鑿毛、清洗干凈。止水條若有搭接,可將止水條切成對口三角形,用氯丁膠水粘結對接,也可采取止水條搭接,搭接長度不得小于50mm,搭接要粘結牢固,接口處不得有空隙。

(3)安裝前先在凹槽內涂抹一層膠粘劑,止水條順凹槽拉緊嵌入,確保止水條與槽底密貼,并用水泥釘固定牢固,同時在端部混凝土面上涂抹一層界面劑。

(4)在混凝土澆筑前,先在縱向施工縫基面鋪設25~30mm厚、水膠比為1:1的水泥砂漿,確保新老混凝土結合牢固。

4、結束語

鐵路隧道防排水系統是一項施工繁瑣、要求嚴格、隱蔽性強的工程,它施工質量的好壞直接影響著整個隧道的施工質量和施工進度,特別是今后的正常運營。因此,應加強對每道工序的施工質量控制,嚴格按規范施工確保施工達到設計效果,使隧道防排水工程質量得到保證。

參考文獻

中國鐵道部出版社《最新鐵路工程施工組織設計與施工技術指南及質量通病防治使用手冊》

TB10003—2005 鐵路隧道設計規范

鐵建設【2010】241號 高速鐵路隧道工程施工技術指南

第4篇

在對斷層破碎帶與隧道的關系進行研究前,首先應當對斷層的基本類型加以明確,根據斷層兩盤相對位移的關系,大體上可將斷層分為以下三種類型:其一,正斷層。此類斷層主要是指沿著斷層巖石面的傾斜方向下盤相對上升,上盤下對下降的斷層。這類斷層的形成主要與張拉力和重力有關,其斷層面的傾角相對比較陡峭,斷層線以平直居多;其二,逆斷層。此類斷層具體是指下盤相對下降,上盤相對上升的斷層,多數都是在地殼擠壓作用下形成的,斷層的兩盤多數都處于閉合狀態;其三,平移斷層。此類斷層則是指兩盤沿著斷層走向發生相對位移,斷層面近乎于直立,傾角較陡,一般都是在地殼水平運動過程中,在受剪切力的作用下而形成的。

1.1斷層破碎帶

斷層破碎帶主要是因為斷層兩盤在相對滑動的過程中,使兩側的巖層遭受擠壓作用而破碎,進而形成的長條狀且方向一致的破碎帶,它的寬度與巖石的性質、斷層距離以及斷層性質等因素有關。按照破碎帶中巖石的破碎程度可將之分為角礫巖、斷層泥、磨礫巖等幾種類型。

1.2斷層破碎帶與隧道的關系

當隧道工程穿越斷層地段時,隧道施工難度的大小一般取決于斷層的性質、破碎帶結構中巖石的破碎程度、含水性以及斷層活動性等因素。當施工方法、機械設備等條件相差不大時,斷層破碎帶與隧道之間的關系直接影響施工難度和工期。通常情況下,當隧道的軸線無限接近于垂直構造的方向時,且斷層規模較小、寬度不大、含水量較低時,施工難度較小;如果隧道的軸線與構造方向斜交或是平行時,隧道穿越破碎帶的長度會隨之增大,并且會伴隨出現較為強大的側壓力,為了確保施工安全,此時必須對隧道支護體系進行加強,并及時進行封閉。

2.高原隧道工程穿越斷層破碎帶的施工技術

在高原隧道工程建設過程中,時常會遇到穿越斷層破碎帶的情況,為了確保隧道施工順利進行,必須采取合理可行的施工技術,下面對此展開詳細論述。

2.1施工方法

(1)超前地質預報。

在隧道開挖穿越斷層破碎帶時,常常會出現坍塌、突水等問題,為了保證施工安全、有序進行,應當在隧道施工過程中,采用超前地質預報。該方法是確保隧道穿越斷層破碎帶施工安全的有效途徑之一。應當對穿越斷層破碎帶的隧道進行地質調查,并按照隧道已有的勘察資料和隧洞內開挖作業面的地質描述,借助相關工具,對作業面前方的地質情況進行推測,同時,在隧道開挖的過程中依據超前地質預報的實際情況進行隨時補充,借此來了解即將穿越的破碎帶的位置、寬度等情況,制定有針對性的施工技術措施,確保施工順利進行。

(2)加固圈。

這里所指的加固圈就是利用超前小導管+水泥漿液在隧道拱部120度范圍內的四周形成強度與厚度足夠的加固拱,借此來提高圍巖自身的承載能力和穩定性。

(3)正臺階法。

這是隧道穿越破碎帶時較為常用的一種開挖方法,在開挖過程中,要遵循短進尺、強支護的開挖原則,上下臺階的高度差應當合理,并采取左右交錯的方式進行開挖。同時,要控制好兩個臺階之間的縱向距離,這樣有助于極早落底。此外,開挖之后,要盡可能減少圍巖在外界環境中的暴露時間,及時進行初期支護。

(4)初期支護。

常用符合設計要求的混凝土對隧道掌子面進行初噴封閉,隨后采用工字鋼制作鋼拱架,并在縱向上用鋼筋進行連接。

2.2施工技術要點

(1)導管布設。

在施工中,確保小導管的布設位置與角度符合設計要求是比較重要的環節。同時,可采取鉆孔打入法對小導管進行施工。

(2)漿液施工。

對于巖體破碎程度較為嚴重、裂隙較為發育、空隙較大的圍巖而言,采用超前預注漿的方法進行施工存在一定的難度。在具體施工過程中,預防漿液大量流失、控制注漿液是關鍵環節,也是確保加固圈安全、穩定、可靠的有效途徑。

①注漿參數的合理確定。

在工程沒有特殊要求的前提下,小導管施工的水泥漿液水灰比可以確定為0.8-1.0左右,水玻璃的濃度為30-35左右,兩者混合后的體積比為1:0.3-1:0.8,注漿壓力最小不得低于0.5MPa,最大不得超過10MPa。

②注漿準備。

在正式注漿前,應當先對注漿管路進行認真檢查,借此來確保管路通暢、機械性能良好。當各項準備工作全部完畢之后,應進行現場注漿試驗,從而確定最佳的注漿參數,并以此為依據進行施工。

③注漿要點。

采用液壓雙液注漿泵將預先配制好的漿液注入到小導管當中,注漿可以采取兩次間歇的方式進行。第一次注漿時,應當適當減少水灰比,并增加水玻璃的摻入量,注漿壓力應當控制在0.5-1.2MPa這一區間范圍內,并在鉆孔內有漿液流出時停止注漿,隨后間隔3-5h左右,進行二次注漿。在第二次注漿時,應當將注漿壓力提高在1.5-10MPa,并在漿液注入量低于20L/10min時,停止注漿。

2.3監控量測

隧道穿越斷層破碎帶的施工中,為了確保施工質量,必須進行監控量測,可將監控的重點放在對拱頂下沉及周邊收斂上。對隧道開挖作業面的觀測應當在每次開挖完成后進行,當地質情況變化較小時,可每天觀測1次;初期支護至少每天觀測1次;水平收斂與拱頂下沉的量測可以采用相同的頻率,當拱頂的下沉量相對較大時,除了要加強對拱頂下沉的量測之外,還應當對拱腰和基底進行量測。

2.4施工注意事項

為了確保施工質量,應當對如下事項加以注意:其一,在鉆孔前,應當對孔位進行精確測定,并對每個測好的孔位進行編號。在鉆孔時,為防止孔斜等情況的發生,可以采用測斜儀,并對小導管的打入方向進行嚴格控制,同時,做好各個鉆孔的記錄。若是發現某個孔的誤差超過設計或是規范標準規定的限值時,必須及時進行處理,如果終孔之后,仍然超限則應當采取注漿封孔的措施,并在其達到一定強度之后,在原位上重新鉆孔。其二,注漿時若是發現較大的空洞,應當先注入一定量的水泥漿液,或是混凝土,然后再進行注漿。

3.結論

第5篇

關鍵詞:防水工程防水板抗滲混凝土

公路隧道工作的防排水工程對隧道使用壽命正常運營和安全起著舉足輕重作用,現將丹本高速公路下馬塘隧道防排水施工工藝作一介紹并對一些重點進行分析探索。

1工程概況

丹本高速公路下馬塘隧道為雙線隧道,左線長1070m,又線長1030m,位于遼寧省本溪滿族自治縣下馬塘鎮,地處遼東山區。屬低山丘陵區,山勢陡峻,地表植被發育。年降水量865~1203mm,地下水主要接受大氣降水補給。主要地址為下元古界遼河群蓋縣組三段千枚巖,洞身設計位置均在地下水位以下。在隧道開挖過程中,斷裂帶、節理裂隙發育會有滴水或滲水現象,局部有小股涌水。

2隧道防排水施工要點

為了能做好下馬塘隧道的防排水工程,我們通過熟悉設計圖紙,充分理解防排水設計意圖和設計目的,根據以排為主、堵、截、引相結合的設計思路,并結合以往排水施工的經驗和教訓,除按設計布置排水設施外,還在地下水多的地方增設排水設施,同時認真按設計做好三道防水屏障,使水順利排到洞外。為克服以往施工中存在重主體輕防水的思想,定期對干部職工進行思想質量意識教育、提高全員質量意識,實行逐級崗位責任制,并認真落實“三檢”制,嚴格過程控制,消除質量隱患。

21初期支護時通過“引、截、排”相結合作好的第一道防排水防線

根據開挖時圍巖的實際涌水情況,詳細作好記錄,并作相應的引、排措施。當涌水較集中時,噴錨前先用開縫磨擦錨桿進行導水,當涌水面積較大時,噴錨前設置樹枝狀軟式透水管排水,當涌水嚴重時設置匯水孔,邊排水邊噴射。噴錨完成后,使開挖巖石面與噴射混凝土之間形成排水用的匯水孔,使圍巖涌水、滲漏水通過設置的匯水孔等排水裝置流向墻腳縱向軟式透水管,再由引水管排到隧道中心排水溝內。初期支護通過引水導管的引導及噴射混凝土的堵截作用形成永久性地下水排水設施。經過這樣的處理,使圍巖的大部分地下水通過排水設施排出洞外,噴混凝土后混凝土表面滲水現象很少,真正起到了防水作用。

22通過初砌柔性防水和背面排水工程的設置,形成防排水第二道防線

221背面排水管安裝

二次襯砌前,先對初期支護噴錨混凝土表面的錨桿和鋼筋網斷頭及凹凸不平的部位進行修鑿、噴補,使混凝土表面平順,符合鋪掛柔性防水的要求。然后按設計要求在拱部和邊墻環向掛設Φ50mm軟式透水管。噴混凝土表面有滲漏水時,根據滲漏水的多少采用透水管引導,或再增加環向軟式排水管,并用塑料錨固螺栓綁牢。

222隧道軟性防水板安裝

LDRE軟式放水板鋪設前,應先檢查防水板的質量,檢查背面排水管安裝是否符合設計要求。安裝LDRE放水板時,應先根據防水板的尺寸,布置好塑料錨固螺栓的位置,用電鉆鉆孔安裝塑料錨固螺栓,用螺釘和墊圈環向整體鋪掛防水板,用專用塑料焊接機及時焊接,保證拱接寬度和焊縫寬度,根據噴射混凝土面的平順程度在每兩個加固點都留有一定的富余量,襯砌時才能使防水板噴射混凝土面密貼。鋪設防水板施工工藝如圖。

(1)準備工作:檢查噴射混凝土及背后排水管,檢查防水板質量。

(2)焊接工藝

A焊接溫度應控制在200~270℃為宜,并保持適當的速度即控制在01~015m/min范圍內;

B搭接尺寸:搭接尺寸為10cm;

C焊縫寬度:焊縫寬度一般為25cm;

D焊接作業:在鋪設防水板時,固定工序必須和焊接工序緊密配合。鋪掛固定應超前于焊接工作。

a)采用焊接雙縫焊接開始前,應在小塊塑料片上試溫。

b)焊縫若有漏焊、假焊應予補焊;若有烤焦、焊穿處以及外露的固定點,必須用塑料片焊接覆蓋。

c)焊接接頭應平整,不得有氣泡折皺及空隙。

(3)防水板施工注意事項:

A綁扎鋼筋和安裝模板及臺車時,應防止碰撞和刮破防水板;擋頭板的支撐在接觸到防水板處必須加設橡皮墊層;

B澆筑混凝土時,應防止碰擊防水板,二次襯砌中埋設的管料與防水板間距不少于5cm,以防止破損防水板,澆注時應有專人觀察,發現損傷應立即修補;

C安裝孔位要嚴格控制方向和排列距離,避免安裝時搭接困難。

(4)特殊情況下的處理辦法:

A在澆灌混凝土過程中若發現防水板鋪設繃得過緊,為避免破裂,可根據范圍大小,將該處塑料防水板破開,另裁一塊防水板破口內使其緊貼巖壁,然后再將新舊兩塊防水板焊接成整體;

B大面積漏水或有股水的地段必須先用油布、薄膜、塑料布等材料,將水引離施工工作面,待防水板鋪設到適當位置時,再行拆除,引水順防水板后流下。

3通過澆注抗滲混凝土及埋設沉降縫和施工縫止水帶構筑防水第三道防線

防水襯砌既在拌制的混凝土中添加防滲防裂的BR-3膨脹劑,增加混凝土的抗滲能力,襯砌模板使用簡易襯砌臺車,保證砼的供給。

231防水襯砌灌注方法

(1)每組襯砌的灌筑工作應從離開混凝土泵的最遠處開始,這樣有利于連續作業。

(2)為了使混凝土輸送管路安設后不再移動,靠近灌筑工作面的輸送管接有軟管,并在作業窗口設有漏斗。

(3)灌注時左、右側應分層平衡施工,每灌一層,應用振搗器搗固密實。

(4)為了便于拱圈封頂密實,我們在臺車頂部預留5個作業窗口。在每個作業窗口上焊有封頂時壓時混凝土的管道。封頂時把作業窗上壓時混凝土管口與混凝土輸送管連接,用輸送泵直接給壓把混凝土壓入拱圈頂,當輸送泵的工作壓升到正常工作壓2倍甚至更高時,停止加壓,并把作業窗口混凝土管封閉。然后再把混凝土輸送管接到下一個窗口,直到全部作業窗口都壓混凝土完畢。

232施工要點及注意事項

(1)混凝土拌和時要按配合比嚴格計算。

(2)混凝土襯砌用輸送泵作業。因此,粗骨料最大料徑宜于30mm以下,水灰比為0.51,坍落度控制在7~10cm。

(3)防水混凝土施工,每組盡可能一次灌筑完成。

(4)灌注混凝土的入模自落高度超過1.5m時應設有串筒將混凝土送入。

(5)施工中預留的施工縫要留有凹槽和安裝止水帶,為了使接縫緊密結合,灌筑前均將接縫表面鑿毛,清理雜質,用水沖洗干凈,并保持濕潤,再鋪上厚20~55mm厚的同配比水泥砂漿。

(6)防水混凝土必須振搗密實,插入式振搗器插入間距不超過其有效半徑的15倍,避免欠振、漏振和過振現象,施工縫和預埋部位尤需注意振搗密實,要防止振搗器觸及模板、止水帶及預埋件。

2.4作好排水設施,確保排水暢通

按設計要求埋設橫向排水管,安裝好中心保溫溝、邊溝,保證設計順坡和接縫密實。

施工要點:

2.4.1中心保溫溝、邊溝等預制件安裝時,預制件接頭要用瀝青麻絮填塞密實,外面用灌涂熱瀝青的油毛氈圍裹兩道,以防漏水,并確保設計坡度以便流水順暢。

2.4.2埋設的離心花管上半面布有梅花形孔眼,在蓋好無紡布后用爐渣填滿壓實。

2.4.3中心排水管出口要按設計要求做好保暖措施。

第6篇

在水月寺鎮高蘭村有一處分離式的臥佛山隧道,線路整體地形起伏較大,高差懸殊。隧道左線進口樁號為ZK96+798,設計標高為435.738m,出口樁號ZK101+250,設計標高為341.906m,長4452m,縱坡采用-2.100%。右線進口樁號為YK96+812,設計標高為435.444m,出口樁號YK101+269,設計標高為341.440m,長4457m,縱坡采用-2.100%。圍巖級別Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,主要由微風化閃長巖、大理巖、硅質頁巖和硅質巖、第四系可塑至硬塑低液限粘土等構成。地下水類型為基巖裂隙水,主要接受大氣降水補給。按新奧法原理組織現代化施工,通過監測反饋來驗證或修改支護參數,嚴格按施工程序指揮組織生產。在生產安排上,以隧道掘進為主線,根據設計圖紙和現場的水文地質情況合理確定開挖步驟、循環進尺、開挖方案、初期支護型式,并保持各開挖工序相互銜接,同時積極安排防水、二次襯砌跟進平行作業。施工中易發生圍巖變形過大或坍塌、瓦斯突出等情況,因此施工方法十分重要。

2該隧道地段施工技術

2.1瓦斯地段隧道供風該地段含有煤層且沿隧道縱向不連續分布。煤層沿隧道縱向的長度不一,其中左線2處、右線1處的煤層均為20m,其余均不足5m。煤層厚度0~0.9m,變化較大,傾角62~75°。經現場檢測及計算,煤層最大瓦斯壓力0.403MPa,瓦斯含量為0.998m3/噸,瓦斯涌出量為0.015m3/s。本工程采用鉆孔排放和通風的技術措施處理瓦斯問題。鉆孔排放主要是防治煤與瓦斯突出。在掌子面處,沿煤層的豎直平面均勻布設4個水平鉆孔,采用電煤鉆濕式鉆孔,長度不小于20m且穿透煤層。這些鉆孔與地質預報的超前水平鉆孔相結合,經檢驗,有效解決了煤與瓦斯突出的問題。隧道所需的風量根據爆破排煙、隧道內同時工作的最多人數、瓦斯絕對涌出量、允許最小風速、排除施工機械產生的廢氣等計算;同時考慮到開挖存在2個工作面(先行導坑與后行導坑),設置2個獨立的主風機風管(抗靜電、阻燃),對2個掘進工作面獨立通風,通風方式采用送風式(壓入式)。采用2個軸流式通風機,風管直徑均為1m,隧道橫斷面左右側各設置1個。主風機風管末端距離開挖工作面20~30m,同時為增強掌子面的通風效果,在風管末端設置局扇,局扇風管口距離開挖工作面的距離2~5m。通風風速要求大于1m/s,另外在瓦斯容易聚集的地方(開挖面上部、采空區、襯砌臺車內部等)進行局部通風。

2.2煤層地段開挖方法與支護隧道開挖采用單側壁導坑法,先行導坑寬度約0.5倍洞寬,先行導坑與后行導坑的掌子面之間距離20m左右。開挖時每循環進尺0.6m,預留變形量0.1m。揭煤施工采用微震動爆破法,過煤施工時在巖石炮眼中裝藥并采用松動爆破法。管棚采用外徑89mm、壁厚6mm的熱扎無縫鋼花管;管體注漿孔孔徑8mm、縱向間距15cm,呈梅花形布置,管體尾部2m作為止漿段。管棚長度20m,由每段長4~6m的鋼管采用絲扣連接而成;相鄰管棚的接頭前后錯開且不小于1m;同一斷面上的管棚接頭數量不超過50%。管棚施工前,安裝管棚導向拱架,采用引孔頂入法施工。噴射10cm厚C25混凝土封閉工作面后,采用水灰比為1:1的水泥漿進行注漿,注漿壓力1~2MPa,壓力維持時間5~10min。注漿后及時清理管內漿液,插入鋼筋籠,用水泥砂漿填充密實。超前導管采用外徑50mm、壁厚5mm的熱扎無縫鋼花管;管體注漿孔孔徑6mm、縱向間距15cm,呈梅花形布置,管體尾部1.05m作為止漿段。導管長度5m,環向間距0.4m、縱向間距1.2m,外插角10°。采用上述水泥漿進行注漿,注漿壓力0.5~1MPa,壓力維持時間5~10min。注漿前,同樣采用噴射10cm厚C25混凝土封閉工作面;注漿超過8h后才能開挖掘進。兩導坑界面處采用噴混凝土和臨時鋼支撐支護。經現場檢測,變形滿足要求,因此該處不再設置導坑錨桿。但考慮到安全需要,施工期間對臨時鋼支撐及該處的圍巖變形進行持續監測。煤層地段開挖、支護等各項工序應盡量縮短時間、前后銜接緊湊,以降低安全風險。

3各種復雜地質條件下隧道施工技術

3.1溶洞地質條件的施工技術溶洞的溶蝕作用非常明顯,在隧道施工中難免會出現溶洞現象,因此,在溶洞地區修建隧道過程中,應該明確溶洞分布范圍、類型、巖層的穩定性、填充物以及地下水條件等,從而采取安全的施工方法。針對尚未發育的巖溶區,應該采取全面的預防措施,預防出現然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情況,從根本上確保施工的安全。在隧道穿過巖溶區中,其巖層比較穩定,且溶洞發育應該完整,地下水量不大的情況下,可考慮采取探孔或物探等方法,以掌握實際的地質條件。如果溶洞穿越暗河水囊等巖溶區,首先應該采取超前鉆探及時,提前解決施工中的排水問題。在突發量涌水、流石流泥、崩坍落石的情況下,可采取平導作為泄水通道,順利開辟掘進工作面積。總之,“引、堵、越、繞”等方法可及時處理巖溶地段隧道出現的溶洞現象。

3.2松散地層地質條件的施工技術松散地層結構松散,容易出現坍塌現象。在此類地質條件下進行開挖隧道,應該盡量減少對圍巖的干擾,大多遵循先護后挖、密閉支撐、同時挖邊封閉的原則,或者采取超前注漿改良地層和控制地下水等方案。

(1)超前支護。在隧道開挖前,采取超前支護方法,可避免在坑道掘進過程中出現坍塌現象。超前支護主要包括:超前錨桿方法、超前管棚法等。工作面條件與支架適應條件對照表。

(2)超前小導管預注漿方法。超前小導管預注漿主要是根據開挖外輪廓線,按照規定的角度置入管壁帶孔的小導管,在施加壓力的同時,向管內壓注水泥,以增強巖體的穩定性,起到超前預支護作用。

(3)降水、堵水方法。松散地層中的含水量,造成隧道施工中存在各種隱患。因此,在施工中綜合采取輔助坑道內井點降水、深井泵降水、注漿堵水、洞外地面隧道兩側布點等方法。在隧道施工中,結合隧道埋深以及工程水文地質條件,綜合考慮技術經濟條件,從而采取可行性的技術,切實提高工程質量水平。

3.3流沙地質條件的施工技術流沙大多呈糊漿狀,容易出現圍巖失穩坍塌、支護結構變形等危險情況,不利于安全的隧道施工。因此,在治理流沙地質情況之前,應該先及時處理水流情況,特別需要減少沙層的含水量。在流沙地質條件下,可采取以下綜合處理措施:首先了解流沙特性以及地質構成結構,分析粒徑分布、塑性指數等,從而采取因地制宜的治理方案。在開挖過程中,采取自上而下分部進行,先護后挖,密閉支撐,邊挖邊封閉,控制沙粒從支撐縫隙中流出。或者采取超前注漿技術,以改善圍巖結構,再繼續開挖,避免對洞身襯砌造成破壞。按照施工組織設計要求,結合施工現場實際條件,從而制定可行性、經濟性的施工方法,確保施工質量的提高。

4結束語

第7篇

關鍵詞:下穿施工;既有隧道

中圖分類號:U455文獻標識碼: A 文章編號:

ABSTRACT:With the large-scale construction of city track traffic, the engineering cases that subway tunnel under construction by the new subway lines or similar underground structure are growing with each passing day, how to effectively analyse the influence degree of under construction to metro tunnel, to take targeted measures to control the influence of under construction in a safe range, is the main technical bottleneck of the current undercrossing existing subway tunnel engineering. This artcle analysises the influence of the buried depth of tunnel, crossing under the influence scope and the reduction degree of influence factors to shield tunnel, composite supporting tunnel and the excavation and cast-in-place box type structure.

Keywords:subway protection;the existing subway tunnel

前言

如果說二十世紀是地上工程蓬勃發展的世紀,那么二十一世紀必將是地下工程的世紀。隨著我國國民經濟的迅猛發展,城市的發展導致了城市規模不斷擴大,城市化進程逐步加快,城市人口急劇增加,對城市交通運輸的壓力越來越大。地鐵已經成為人們出行的一種主要交通方式,對城市的交通疏導發揮著無法取代的作用。

地鐵施工除了考慮自身因素外,還需要考慮與既有線路的關系,包括下穿既有線路、上穿既有線路和平行既有線路等。在三種關系中,下穿既有線路無疑是影響最大的一類,一旦發生問題將會影響既有線路的運營通車,導致破壞性的后果。地鐵自身極大的運輸能力對于緩解城市交通壓力起到了很關鍵的作用,一旦地鐵發生情況并且影響了運營的要求,地鐵的停運將會對其社會效益和經濟效益產生極大的危害,因此就需要對下穿施工對既有線路的影響進行研究分析,為以后的鐵設計和施工提供一定的借鑒意義。

地鐵隧道常見的結構型式主要有盾構隧道、礦山法隧道和明挖法隧道三種,本文中通過建立力學計算模型,從既有隧道結構埋深的大小、下穿施工的影響范圍和下穿施工的影響程度三個方面探討了下穿施工過程中三種隧道的沉降變形情況。

1. 力學計算模型建立思路

為了能夠比較真實全面地反映下穿施工對既有隧道結構的影響,并充分考慮到地鐵隧道結構自身的特點,本文采用了荷載-結構法的基本思想,將地鐵隧道結構下部土體簡化為地基彈簧,上部及兩側的土體簡化為壓力荷載,建立了荷載-結構-基床系數折減法力學模型,通過對隧道結構下部土體基床系數的折減來模擬下穿施工對其影響的大小,具體主要分為兩個方面的折減:

(1)下穿工程多種多樣,模型中通過變換既有隧道下部土體基床系數的折減系數來實現各種工況;

(2)下穿工程的施工方法、下穿凈距以及地層條件也各不相同,模型中采用在影響范圍內對基床系數的大小進行折減來體現其影響程度。

2. 不同因素下下穿施工的影響

2.1 既有隧道埋深的大小

力學計算模型中分別取既有隧道埋深為4m、8m、12m,下穿影響基床系數的折減范圍取為9m,基床系數折減為20MPa/m,三種隧道結構斷面的沉降變化曲線見圖2-1~2-3。

圖2-1下穿過程盾構隧道隨埋深變化的沉降曲線

圖2-2下穿過程礦山法隧道隨埋深變化的沉降曲線

圖2-3下穿過程明挖法隧道隨埋深變化的沉降曲線

從圖中可以看出,既有隧道在下穿過程中形成了以下穿中心為軸線的沉降槽,并在軸線位置處達到最大沉降值;隨著既有隧道埋深的不斷增加,沉降量不斷增加。

同時可以看到,明挖法隧道的最大沉降量要明顯小于盾構隧道和復合式支護隧道,主要體現在隧道的兩端有了較小的隆起,主要是因為明挖隧道結構自身剛度大,整體性好,對于下穿施工的敏感程度相對較低。

2.2 下穿施工的影響范圍

力學計算模型中分別取下穿施工的影響范圍(基床系數折減的范圍)為1.5m、3.0m、6.0m、9.0m和12.0m,并假定既有隧道埋深為8.0m,折減后的基床系數取值為20 MPa/m,三種隧道結構斷面的沉降變化曲線見圖2-4~2-6。

圖2-4下穿過程盾構隧道隨折減范圍大小的沉降變化曲線

圖2-5下穿過程礦山法隧道隨折減范圍大小的沉降變化曲線

圖2-6下穿過程明挖法隧道隨折減范圍大小的沉降變化曲線

從圖中可以看出,既有隧道在下穿過程中仍然形成了以下穿中心為軸線的沉降槽,并在軸線位置達到最大沉降值;隨著既有盾構隧道下部基床系數折減范圍的不斷增加,沉降量不斷增大。

明挖法隧道結構與盾構隧道、復合式支護隧道結構一個比較明顯的區別,隨著折減范圍的不斷增加,隧道沉降等幅度的增大,沒有較大幅度增大,而且最大沉降量都明顯小于其他兩種隧道。

2.3 下穿施工的影響程度

力學計算模型中分別取地基土基床系數折減為0MPa/m、20MPa/m、40MPa/m、60 MPa/m(其中0MPa/m表示下穿過程對既有隧道下部土體的擾動最大,地基土與隧道結構完全脫開,而60MPa/m表示下穿施工對既有隧道下部土體完全沒有任何影響,為極端的情況),并取隧道的埋深為8m以及下穿的土體基床系數折減范圍為12m,三種隧道結構斷面的沉降變化曲線見圖2-7~2-9。

圖2-7下穿過程盾構隧道隨基床系數變化的沉降曲線

圖2-8下穿過程礦山法隧道隨基床系數變化的沉降曲線

圖2-9下穿過程明挖法隧道隨基床系數變化的沉降曲線

從圖中可以看出,隧道同樣在下穿過程形成了以下穿中心為軸線的沉降槽,并在軸線位置達到最大沉降值;隨著既有盾構隧道下部基床系數折減值的減小而沉降量不斷增大;當下部土體的基床系數從20MPa/m減小至0時,隧道結構的沉降量增加較快,出現了“跳躍”現象,其中以礦山法隧道最為劇烈。

由計算結果可知,地下結構的周邊土層對于控制結構的變形起著至關重要的作用,周邊土層的好壞或存在與否對于結構本身的影響是不可忽視的。

結論

(1)三種常見的隧道結構在下穿過程都形成了以下穿中心為軸線的沉降槽,并在軸線位置達到最大沉降值,在同等條件下盾構隧道均為三種型式最大者,復合式支護隧道次之,明挖隧道最小,這與結構自身的剛度大小有著明顯的關系;

(2)當下部土體的基床系數從20MPa/m減小至0時,礦山法隧道的沉降變形出現了異于其他兩種因素影響下的變化情況,可知周邊的土體對于控制礦山法隧道的變形起著至關重要的作用;

(3)通過對三種影響因素的分析,了解了不同隧道結構的變化特點及規律,能夠為今后的下穿工程提供一定的參考依據。

參考文獻

[1] 白海衛. 新建隧道下穿施工對既有隧道縱向變形的影響和工程措施研究[D]. 北京交通大學碩士學位論文,2007

[2] 郭強. 某電力盾構隧道下穿地鐵區間施工引起的軌道結構變形及動力特性研究[D].北京交通大學碩士學位論文,2010

第8篇

關鍵詞:灌漿技術;橋梁隧道施工;應用分析

中圖分類號: U445文獻標識碼:A

前言

近年來,隨著國民經濟水平的發展,各類等級公路的建設進行的如火如荼,這在很大程度中方便了人們的生產和生活,在公路施工的過程中,橋梁與隧道的建設是其中的重要組成部分,與公路路基相比而言,橋梁與隧道施工具有一定的特殊性,對于施工方法的要求也更高,如果未掌握好施工技術,很可能導致公路在投入使用后出現各種各樣的質量問題,提高橋梁與隧道的施工質量也成為施工管理人員關注的重點問題,就現階段來看,灌漿法作為公路橋梁隧道中常見的施工技術,能夠很好的防止橋梁隧道中各類病害問題的產生,下面就具體介紹灌漿法的類別及其具體的應用要點。

一、灌漿技術相關介紹

1、灌漿技術又稱為壓力灌漿法,即利用壓力將固結漿液通過鉆孔注入建筑物裂隙與土體孔隙中,改善其物理力學性能的一個過程。灌漿在注入裂縫后,能夠以滲透、填充和擠密的方式擠出巖石和土體裂縫中的空氣和水分,這樣就能夠將原先松散的土體凝結成一個整體,達到提升其水穩性和強度的目的。就現階段來看,灌漿法包括高壓噴射灌漿與靜壓灌漿兩種,高壓噴射灌漿時利用鉆機將注漿管鉆進土層預定位置,再利用高壓設備將高壓流噴射出來,當速度快、能量大的高壓噴射流超過土體結構強度時,土粒便會剝落,其他土粒會按照一定比例與漿液重新排列行為固結體,這樣就可以達到加固橋梁的作用。靜壓灌漿方式與之相比能夠很好的解決橋梁與隧道的加固問題,也能夠解決土體防滲問題,技術難度也較小,因此,在公路橋梁隧道的施工過程中,靜壓灌漿方式的應用范圍更加的廣泛。

2、灌漿方法及應用范圍

(1)對于工程大裂縫,其處理辦法往往為填充灌漿,因受荷載力作用的影響,橋梁隧道及地下溶洞等工程往往因此發生地質坍塌事故。現階段,在橋梁隧道工程施工中,填充灌漿法的應用最為普遍。填充灌漿法的施工工藝:孔位放樣鉆孔(判斷脫空界面、觀察鉆孔時返水情況)安裝灌漿頭、試壓;配制漿液灌漿結束單孔灌漿封孔飽壓。

(2)對于隧道側壁維修及橋梁地基加固施工,滲透灌漿法的應用最為普遍,實踐證明,其施工效果也相對更好。滲透灌漿法施工方法:借助滲透手段,將漿液填充至孔隙裂縫及巖土地層,待其凝結成為整體,巖土層使用強度便大幅度增加。

(3)壓密灌漿法主要被應用于隧道工程施工,其施工方法:借助高壓注漿的方式,將濃度較大的漿液灌注入巖縫內,與此同時,灌漿管端應該產生漿泡,此時,漿液依托灌漿壓力的作用而進入巖縫,壓密灌漿法灌注的漿液主要呈現出條狀或脈狀膠結層。

(4)電工化學灌漿法主要被應用在橋梁基礎加固工程中,其施工方法:選定所需加固的巖層將正負兩極分別插入底層將帶孔金屬管與正極一端相連,用于灌漿將正極一端與電源正極相連將正極另一端與電源負極相連,以確保電滲方向與注入壓力方向一致。電動化學灌漿法的作用在于降低通電區域中層含水量,并通過形成滲漿通道,以便降壓沿著滲漿通道流入地層深處,并最終形成結層。

二、灌漿技術在公路橋梁隧道施工過程中的應用

1、灌漿方案的設計

灌漿需要按照地質勘察、方案選擇、灌漿試驗、設計計算、修改優化的過程進行,具體的設計內容要包括灌漿標準的確定、灌漿材料的選擇、施工范圍的確定、漿液影響半徑的設置、鉆孔的布置、灌漿效果的評估等等。在公路橋梁隧道的灌漿處理過程中,對于強度較低的底層可以使用壓密灌漿的方式進行處理,對于硬質的土層可以使用劈裂灌漿的方式進行處理,對于砂礫層則可以使用滲透灌漿的方式進行處理,灌漿方式能夠單獨使用,也可以組合使用。在灌漿順序的決定上,對于砂礫層較多的地層,一般使用分段式灌漿的方式來處理,對于軟弱地層,也可以使用以上的處理方式。

(1)灌漿材料通常分為粒狀漿材、無機化學漿材和有機化學漿材幾類。在軟土地基處理過程中,常用粒狀漿材,而對于防滲、堵漏的加固工程,一般都要注入化學漿材。在漿材材料的配比設計方面,一般應該使用0.8:1-1:1水灰比的配合比漿液,對于漿液擴散半徑的確定可以使用相應的計算公式來計算,如果地基較為復雜難以計算參數時,就要使用現場注漿試驗的方式進行確定。

(2)在灌漿壓力的確定方面,適度的灌漿壓力能夠有效提升土體強度、減少灌漿孔的數量,但是如果壓力過大,就有可能破壞地基結構,為了解決這一問題,必須確定好地基的允許注漿壓力。灌漿壓力與地層強度、密度、初始應力等多種因素有關,往往難以預測到所有的因素,此時必須要使用現場灌漿試驗的方式進行確定。一般情況下,灌漿壓力的選擇應該根據施工地區涂層埋深和性質進行確定,砂性土經驗數值約為0.2到0.5MPa,粘性土經驗數值約為0.2到0.3MPa,在由于環境因素、地基條件和灌漿目的不同難以確定參數的情況下,可以參考其他的施工工程進行確定。

2、在橋梁隧道中使用灌漿技術的一般要求

橋梁隧道施工中使用灌漿法是非常復雜的,以隧道施工為例,隧道工程使用灌漿技術需要注意很多問題,如果操作好了,就可以有效提升隧道質量,反之甚至會影響隧道的施工質量。在隧道施工中,總是會需要在同一個施工地點進行不同的灌漿施工。在進行注漿施工時,一般會先進行低壓力注漿操作然后再進行高壓力注漿操作。在實際操作中,要注意以下幾點:

(1)當對隧道的襯砌部位進行灌漿施工時,一定要注意要首先進行回填灌漿工序,然后才能夠對圍巖進行灌漿施工,以達到固結效果。

(2)當施工的地方存在著帷幕灌漿或高壓固緒灌漿工藝時,施工人員一定要先進行回填灌漿工序,然后才可以驚醒帷幕灌漿或高壓固結灌漿。在這個過程中,一定要注意分層來搭設防滲帷幕。在完成水平的帷幕搭設后才能進行垂直帷幕的搭設。要避免為了趕工期,加快施工進度而不按施工順序操作的情況出現。這樣會對施工帶來非常大的危害,也會造成材料的浪費,對施工是十分不利的。

(3)當隧道中需要使用鋼板的襯砌時,一定要注意在完成混凝土澆筑施工環節后才能進行。也正因為如此,每一個施工環節都需要按照施工的順序以及施工規定來嚴格施工。此外,當完成了鋼板襯砌時,施工人員一定要注意在鋼板上預先留下灌漿工程的作業孔洞,從而為接下來的施工打下基礎。

(4)在對混凝土的襯砌以及圍巖之間進行回填施工時,要保證在襯砌混凝土強度的百分之七十后才可以進行。在進行計算時,一定要在齡期的基礎上進行。一般情況下,施工是在混凝土襯砌施工后14d進行。必要時,可以通過在襯砌混凝土中加入適量的早強劑來進行施工,這樣就可以保證7d就達到28d的混凝土強度。施工單位一定要對襯砌混凝土的施工強度進行檢驗,保證其可以滿足施工需要。

3、控制施工過程的質量

(1)嚴格控制鉆孔之間的距離及鉆孔排之間距離,孔位和終孔深的誤差小于20mm。施鉆之前,若發現會和其他管線沖突,要設法避開其他管線;若不能避開,上報監理并征得同意后,可移動孔位,并記錄孔的實際位置。鉆孔的傾斜度要符合要求。

(2)根據施工技術參數對施工現場進行控制,并記錄好各項施工參數,如,高噴灌漿各項參數,漿液的材料和用量,以及故障的處理方法和結果。

(3)噴灌前要進行嚴格的試驗和檢查。并在孔口進行試噴,符合工程設計的要求之后再進行正式噴灌。

(4)為了保證高噴灌漿能夠順利的進入管中,終孔完成之后需要用新漿液置換干凈孔內巖粉。

(5)高噴灌漿完成或因故造成噴灌短時間內中斷時,要馬上拔管進行清洗,避免漿液凝固造成無法拔管。

(6)由下而上進行高噴灌漿,當噴射注漿管的噴嘴抵達標高時,便可以進行噴射注漿。為了保障凝結體的密實度和灌漿的整體性,每次卸管噴射管后,其提升搭接長度要大于20cm。

(7)高噴灌漿過程如果沒有冒漿現象,則可能是由于地層存在空隙出現漏漿,為此需要在空隙大的地段灌注大量的注漿,確保空隙填滿。待正常冒漿后,再按建筑工程的設計要求提升速度。

三、結語

灌漿技術的應用在公路橋梁隧道施工中能夠有效減少開挖工程量,同時,該種施工方式也不會受到天氣因素的影響,操作方式相對簡單,可以取得良好的社會效益,此外,經過造價比較,灌漿處理方式也有著一定的資金優勢,值得在施工過程中進行推廣。

參考文獻:

[1]陳卓.灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應用[期刊論文].交通標準化,2013,04(08)

[2]劉娟.公路橋梁混凝土施工質量控制[期刊論文].交通世界(建養.機械),2012(12)

第9篇

【關鍵詞】灌漿法;公路橋梁隧道施工;應用

中圖分類號:X734 文獻標識碼:A 文章編號:

近年來,隨著國民經濟水平的發展,各類等級公路的建設進行的如火如荼,這在很大程度中方便了人們的生產和生活,在公路施工的過程中,橋梁與隧道的建設是其中的重要組成部分,與公路路基相比而言,橋梁與隧道施工具有一定的特殊性,對于施工方法的要求也更高,如果未掌握好施工技術,很可能導致公路在投入使用后出現各種各樣的質量問題,提高橋梁與隧道的施工質量也成為施工管理人員關注的重點問題,就現階段來看,灌漿法作為公路橋梁隧道中常見的施工技術,能夠很好的防止橋梁隧道中各類病害問題的產生,下面就具體介紹灌漿法的類別及其具體的應用要點。

1 灌漿法相關介紹

灌漿法又稱為壓力灌漿法,即利用壓力將固結漿液通過鉆孔注入建筑物裂隙與土體孔隙中,改善其物理力學性能的一個過程。灌漿在注入裂縫后,能夠以滲透、填充和擠密的方式擠出巖石和土體裂縫中的空氣和水分,這樣就能夠將原先松散的土體凝結成一個整體,達到提升其水穩性和強度的目的。就現階段來看,灌漿法包括高壓噴射灌漿與靜壓灌漿兩種,高壓噴射灌漿時利用鉆機將注漿管鉆進土層預定位置,再利用高壓設備將高壓流噴射出來,當速度快、能量大的高壓噴射流超過土體結構強度時,土粒便會剝落,其他土粒會按照一定比例與漿液重新排列行為固結體,這樣就可以達到加固橋梁的作用。靜壓灌漿方式與之相比能夠很好的解決橋梁與隧道的加固問題,也能夠解決土體防滲問題,技術難度也較小,因此,在公路橋梁隧道的施工過程中,靜壓灌漿方式的應用范圍更加的廣泛。

2 灌漿法在公路橋梁隧道施工過程中的應用

2.1 灌漿方案的設計

灌漿需要按照地質勘察、方案選擇、灌漿試驗、設計計算、修改優化的過程進行,具體的設計內容要包括灌漿標準的確定、灌漿材料的選擇、施工范圍的確定、漿液影響半徑的設置、鉆孔的布置、灌漿效果的評估等等。在公路橋梁隧道的灌漿處理過程中,對于強度較低的底層可以使用壓密灌漿的方式進行處理,對于硬質的土層可以使用劈裂灌漿的方式進行處理,對于砂礫層則可以使用滲透灌漿的方式進行處理,灌漿方式能夠單獨使用,也可以組合使用。在灌漿順序的決定上,對于砂礫層較多的地層,一般使用分段式灌漿的方式來處理,對于軟弱地層,也可以使用以上的處理方式。

在漿材材料的配比設計方面,一般應該使用0.8:1-1:1水灰比的配合比漿液,對于漿液擴散半徑的確定可以使用以下的計算公式來計算:

其中,k為砂礫土滲透系數;h為灌漿壓力水頭;t為灌漿時間;n為砂礫土空隙率;為漿液和水的粘滯比;R為漿液擴散半徑;為灌漿管半徑,如果地基較為復雜難以計算參數時,就要使用現場注漿試驗的方式進行確定。

在灌漿壓力的確定方面,適度的灌漿壓力能夠有效提升土體強度、減少灌漿孔的數量,但是如果壓力過大,就有可能破壞地基結構,為了解決這一問題,必須確定好地基的允許注漿壓力。灌漿壓力與地層強度、密度、初始應力等多種因素有關,往往難以預測到所有的因素,此時必須要使用現場灌漿試驗的方式進行確定。一般情況下,灌漿壓力的選擇應該根據施工地區涂層埋深和性質進行確定,砂性土經驗數值約為0.2到0.5MPa,粘性土經驗數值約為0.2到0.3MPa,在由于環境因素、地基條件和灌漿目的不同難以確定參數的情況下,可以參考其他的施工工程進行確定。

在注漿量的確定方面可以使用以下的公式進行計算:

其中,Q為每孔的注入量;A為漿液損耗系數;R為漿液有效擴散半徑;H為注漿孔深;k為孔隙率;為漿液充填系數。

2.2 灌漿施工操作方案

灌漿施工操作方案按照如下的流程進行:

確定灌漿孔深度、確定灌漿壓力、確定灌漿量、灌漿檢查,在確定灌漿孔深度時需要結合勘探資料;灌漿壓力則需要在施工現場根據實驗進行確定,一般而言,橋梁基礎灌漿加固灌漿壓力約為0.3到0.5MPa,如果在灌漿過程中遇到特殊情況則需要進行科學分析再調整灌漿壓力;灌漿量則根據上述計算公式可以得出;待整個灌漿過程完成后,需要進行檢測,孔段吸漿量小于0.6L/min,且延續30min方可結束進行下一階段的工作。在開始灌漿前,需要做好完善的施工準備工作,準備內容包括灌漿施工所用的機具設備、施工人員、技術人員等等。在具體的灌漿過程中,應該控制好幾項工藝,即成孔、安放灌漿管與封堵孔口、攪拌、灌漿、成孔。在成孔時,應該注意好地層的變化,在鉆頭鉆至粉性土時,應該先下導管護壁,再使用撈砂筒鉆至粘性土中;在安放灌漿孔與封堵孔口時,應該使用軟橡皮進行包裹,防止泥沙進入花管中;在攪拌時,需要先將一定量的水導入攪拌槳筒中,再使用攪拌機進行攪拌,攪拌完成后加入一定量的水泥,再攪拌3到5min過濾漿液后方可使用;當整個灌漿完成后,應該及時進行封孔,封孔完成的24h內還需要對孔口進行檢查,如漿液下沉則需要及時的進行補漿。

2.3 灌漿法在公路橋梁隧道施工過程的實際應用

以某地公路為例,公路中包含橋梁與隧道施工,基槽開挖深度為4m,由于施工條件具有一些限制導致回填料具有空隙率大、壓實不充分的情況,為了防止沉降變形情況的產生,必須做好加固處理工作。根據工程的具體情況,可以使用袖閥管法靜壓注漿方式進行加固處理,該種方式可以有效提高地基強度和填土密實度,減少沉降和變形情況的產生。

施工程序包括防線定孔位、鉆孔、下注漿、制漿、洗孔、補漿幾個方面,在施工前要準確的測量出涵管外輪廓線,并按照標準規定的要求進行定孔位和防線,設置好孔位的標志;在鉆孔時要固定好鉆機的位置,鉆進過程中,詳細的記錄好地層情況、異常情況、鉆孔深度、處理措施等等;制漿要嚴格遵照設計配合比,配置好的漿液要在4h內使用完;為了保證注漿效果,在每次注漿完都要進行洗孔,這樣才能保證下次注漿的順利進行。

在灌漿時,要將注漿壓力控制在0.2到0.4MPa,具體的壓力需要根據試驗結果進行確定,整個灌漿的程序分為二序孔,孔距灌漿遵循由稀到密的原則,第一序孔孔距為5.0m,第二孔序孔距為2.5m。灌漿使用自下而上的方式,每孔根據實際的情況灌漿2到3遍,鉆孔位置不得超過5cm,垂直度必須小于1.5%,沉渣厚度也要控制在20cm。據統計,此次工程共計220個孔數,單孔深為4m,使用該種灌漿方式取得了很好的效果。

3 結語

將灌漿法應用在公路橋梁隧道施工中能夠有效減少開挖工程量,同時,該種施工方式也不會受到天氣因素的影響,操作方式相對簡單,可以取得良好的社會效益,此外,經過造價比較,灌漿處理方式有著一定的資金優勢,值得在施工過程中進行推廣。

參考文獻:

[1]陳卓.灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應用[期刊論文].交通標準化,2013,04(08)

[2]劉娟.公路橋梁混凝土施工質量控制[期刊論文].交通世界(建養.機械),2012(12)

[3]王雪蓮.淺談灌漿法在山區高填方路基邊坡處理中的應用[期刊論文].黑龍江交通科技. 2009(01)

第10篇

關鍵詞:復雜地質條件;超前地質預報;地質雷達;TSP法

Abstract: Introduce the methods of the advanced geological prediction and classification , by analyzing the advantages and disadvantages of each method, summarize the comprehensive advance geological forecast in tunnel construction system method

Key words: Complex Geological Conditions, Advanced Geological Prediction, Geological Radar, Tunnel Seistoic Prediction method

中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A

一、超前地質預報

(一)超前地質預報的概念

超前地質預報是根據地面地質調查、掌子面地質調查以及地球物理探測等方法對隧洞建設中可能遇到的各種不良地質體及可能發生的各類施工地質災害進行預測預報。廣義而言,隧道(洞)超前地質預報包含勘察設計階段和施工階段的預報;狹義上講,隧洞超前地質預報是在施工階段的超前地質預報。

(二)國內外超前地質預報發展現狀

1972年8月,在美國芝加哥召開了快速掘進與隧道工程會議。從那時起,隧道(洞)施工超前地質預報一直倍受各國廣泛重視。隨著隧道(洞)建設快速發展,對地質預報的要求也就越來越全面和詳細,已經從單純地質條件的預報發展到地質體成災程度預報,不同地質體處理措施預報等。

1、國外超前地質預報發展情況

準確預報施工前方地質條件是隧道(洞)建設的迫切要求。八十年代開始,發達國家都將這類問題列為重點研究課題。日本重點研究開挖前方地質預報;澳大利亞研究隧道(洞)施工前方地層狀況預報;德國研究掌子面附近地層動態的詳細調查;法國則把不降低掘進速度的勘探方法作為重點研究課題。隨著全世界通信、電子、計算機、數據處理等技術的飛速發展,超前地質預報的方法發展出不同于傳統的地質分析方法的多種地球物理探測方法。包括TSP地震波發射法、地質雷達法、紅外探測法、瞬變電磁法、BEAM法等方法。

2、國外超前地質預報發展情況

從總體上來說,我國隧洞超前地質預報工作還十分薄弱。上個世紀,與國外同行相比,我們既缺乏專職施工地質隊伍,又不重視具體施工地質工作,當然就談不上超前地質預報工作。

20世紀50年代中期,鐵二院首先在渝黔線涼風埡隧洞中以地質測繪為主要手段,采用地質分析法預報隧洞前方10~30 m的地質情況;70年代,谷德振教授開始采用地質分析法研究斷層預測預報技術;80年代中期,工程人員在衡廣復線大瑤山隧道(洞)開展了地質法和聲波透射法地質超前預報技術;1985年,孫廣忠等以地質情況為基礎,隧道(洞)地質素描(短距離超前地質預報)為主要手段的方法,配合超前鉆速儀、鉆孔聲波測試,鉆孔潛望鏡,壓水試驗等方法,取得了很大的成功。1996年~1998年,鐵道部第一勘測設計院在秦嶺特長隧道(洞)開展了施工地質綜合測試工作及超前預報工作,為全面隧道(洞)施工地質工作奠定了基礎。同時,跟隨世界其他國家的潮流和趨勢,地球物理探測方法,如TSP法、地質雷達法、瞬變電流法、BEAM法都取得了應用和實踐,也取得了非常不錯的效果。

二、超前地質預報的分類

超前地質預報分類方法較多,常見的有按照預報方法手段、預報空間位置、預報距離進行分類。我們按照最常用的預報距離和預報方法的工作原理進行分類。

(一)依據探測預報距離分類

依據預測預報的距離,可將預測預報方法劃分為:長距離超前地質預報和短距離超前地質預報兩類。

1、長距離超前地質預報的距離一般可達工作面前方150~300米,甚至更遠。主要包括地質調查、TSP探測等。它的任務主要是較準確的查明掌子面工作前方150~300米范圍內規模較大,嚴重影響隧道(洞)施工、易造成塌方的不良地質體的位置、性質、規模和含水性。

2、短距離超前地質預報,也叫追蹤預報,預報距離一般在15~30米左右。主要包括掌子面地質素描、瞬變電磁法、地質雷達法、超前鉆探法等。它的任務是依據隧道(洞)掌子面或導洞掌子面的地質特征,通過觀察、量測、鑒別和分析,結合長期超前預報成果,推斷工作面前方15~30米范圍可能出現的地層、巖性變化情況,推斷掌子面各種不良地質體向掌子面前方延伸的情況。

(二)依據其預測預報方法的工作原理分類

依據探測預報方法工作原理,可將超前地質預報分成地球物理法(也叫物探方法),地質分析法,超前水平鉆探以及超前導坑法三大類。

1、地球物理法(物探法)主要包括TSP隧道(洞)地震波探測超前地質預報方法、地質雷達探測(電磁波反射)法、紅外探水超前地質預報方法、負式速度法、聲波CT技術預報、陸地聲納法、高密度電阻率法等物探法、BEAM法等。

2、地質分析法主要包含地表地質調查、地質素描法、地質作圖預測法、地下地質構造、地表地質構造相關性分析法等

3、超前水平鉆探法和超前導坑法等包含超前深孔鉆探(30~100m)、超前淺孔鉆探法(5~6m)和超前導坑法

(三) 各種超前預報方法的適用范圍和優缺點

各種超前地質預報方法都不可避免的存在局限性,有其優缺點和適用范圍,我們總結如下表1-1所示:

表1-1 各種超前方法的適用范圍和優缺點對比表

三、隧道(洞)超前地質預報綜合分析方法

正因為超前地質預報方法都存在一定局限性,如何提高預報的準確性和及時性就成為國內外隧道(洞)工程地質界需要解決的技術難題,非常有必要提出一種綜合預報體系。在隧道(洞)不良地質預報方法和隧道(洞)施工地質災害預測方法研究的基礎上,通過進一步對隧道(洞)超前地質綜合預報方法進行研究,建立以地質分析為核心的綜合預報體系。

隧道(洞)超前地質綜合預報工作體系是在“以地質分析為核心,綜合物探分析,洞內外結合、長短預測結合,物性參數互補”原則下做出的,如下圖1-1所示

圖1-1 隧道(洞)超前地質綜合預報體系

四、總結

地質預報是一個連續的、漸進的、系統的工作,目前已基本形成的針對某一隧道(洞)的地質情況制定預報方案-選擇預報方法-實施-驗證-調整的使用過程。這也是因為對地質情況的認識也是一個隨著工程的進展、時間的推移、信息的不斷輸入而不斷地深入的過程。

在施工過程中需要不斷收集地質信息,通過和預測結果進行對比、分析,找出對地質情況認識的不足,修正我們的認識,并改進預報方案。

在預報方式上應采取多種手段聯合應用的綜合超前地質預報,充分發揮各自方法的優勢,取長補短,優勢互補,互相驗證。預報實施方案要盡量科學合理,做到盡量不干擾施工。任何預報方式只能作為一種手段和參考依據,其結論不可能100%準確,施工中不能完全依賴于預報結論而盲目施工。

參考文獻:

[1] 孟陸波.隧道超前地質預報技術與計算機輔助預報系統研究.成都理工大學博士論文,2009.6

[2] 張存亮.隧道超前地質預報方法及應用研究 西安科技大學碩士論文 2011.6

[3] 溫佐彪,張輝.綜合超前地質預報技術體系的構建與實踐. 公路工程 2011.4

第11篇

關鍵詞:,大軸承,唇口密封

 

1. 盾構機的集中裝置

盾構機的集中裝置一般采用雙線式消耗型系統。有壓縮空氣作動力的風動泵從油脂桶內輸送油脂到儲脂桶,儲脂桶的容量為50kg,有顯示油位的標尺,缺油有限位報警,通過電動AS泵向各注油點壓送油脂,注油分配器有2閥口和4閥口。電動AS泵的出口壓力可以根據需要調整,一般廠家根據客戶要求調整為一定的壓力,使用中不作變動,電動AS泵的壓力調節范圍可以在0-45MPa之間。注油分配器的注油量也可以調整,出廠時標定,使用中不必調整。論文參考網。注油分配器一次壓油脂的量可為3毫升,調整壓力為10Mpa。

集中的控制系統有壓力繼電器和時間繼電器,油脂壓力達到設定的壓力,壓力繼電器控制泵停止工作。在泵長時間工作,油脂壓力達不到設定壓力時,時間繼電器控制泵停止工作。集中的啟動有聯鎖裝置,每次啟動機器,必須首先啟動集中。集中系統可采用間斷式的加脂方法。在日本三菱盾構的集中系統中加油脂有間斷式和連續式,在壓力過低時,采用連續加油脂,保證加油脂充足,在壓力允許的范圍內斷續加油脂,高于一定的壓力時停止。集中系統有多重的報警裝置,報警時由于聯鎖的作用盾構機不能工作。日本三菱盾構的集中系統有儲脂桶缺油脂報警、油脂泵壓力超過規定壓力報警、當在60秒以內無法檢測出油脂供脂的循環開關時報警。油脂可通過風動泵轉駁,現在一般采用泵直接從油脂桶中吸油脂,減少了油脂的轉駁。

由于盾構機的集中點較多,有的使用一臺泵,有的使用兩臺甚至三臺泵,來滿足使用的需要。集中系統本身不需要添加保養,但系統的清潔非常重要。在油脂泵中有過濾油脂雜質的濾網,有必要定期對濾網做清潔工作。

2. 盾構機集中的部位及重要性

刀盤與切口環滑動部分的唇口密封,主要靠集中起密封和作用,一旦喪失集中將加速唇口密封的磨損,由于沒有唇口密封中的油脂壓力,外部的泥沙容易進人而加快唇口密封的損傷,一旦唇口密封損壞,泥沙進人刀盤系統的大軸承,將會造成整臺盾構機的癱瘓。超挖刀系統的油缸活動部件與盾構機外

部的泥沙接壤,也需要有集中補充的油脂建立壓力抵御外部泥沙的侵人,保證油缸的正常工作。螺旋機的螺桿支撐的軸承,也容易受到泥沙的侵入,本身也需要滾動,也必須采用集中。

刀盤驅動的大軸承是盾構機正常運轉的心臟部件,若損壞會造成整臺機器不能工作,在軸承的滾道每道多點有集中。刀盤回轉的中心回轉節也有集中。論文參考網。從以上集中的部位可以了解到集中在盾構機中的重要性。論文參考網。由于盾構機工作的特殊性,外部覆蓋泥沙,某些部位人員不能到達,一旦發生故障將是致命的,有了正常工作的集中,才能保證盾構機有生命。

3. 盾構機集中系統的作用

(1)不僅有滑動部件的作用,還有建立壓力抵御外部泥沙人侵的作用。

(2)的位置重要性強,系統控制上確保油脂有足夠的量。

(3)有多重的報警裝置,顯示工作狀態確保加油脂工作正常。

(4)系統元器件,出廠標定,可靠性高。

(5)系統中設置濾網,保證油脂管路暢通。

4. 總結

盾構機集中了工程機械、電子、計算機、自動控制等諸多領域的技術,集中系統是其中的一部分,在盾構機中的作用是非常重要的,在盾構機的白常保養中,集中的保養、檢查,確保完好是關鍵的工作,集中系統發生故障,盾構機必須停機,在修復后,盾構才能工作,不能帶病工作。盾構機的集中系統在設計中要正確選型,根據盾構機工作的工況選擇合適的壓力和流人油脂的量,過低的壓力和注油脂的量將不能維持系統的正常工作,過高的工作壓力和注油脂的量,會加大油脂的使用量,造成浪費,增加成本。

【參考文獻】

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第12篇

關鍵詞:紅石巖隧道,斜井,價值分析

 

1、工程概況

1紅石巖隧道系合肥至武漢客運專線鐵路全線排名第三的特長隧道,全長7857m(進口里程DK181+373,出口里程DK189+230),也是全線重點控制工程之一,土建工程合同總工期34個月(2005年9月9日至2008年6月30日)。該隧道按單洞雙線設計,設計時速250km/小時,主要工程量包括II級圍巖6380米、III級圍巖995米、IV級圍巖155米、V級圍巖327米。原設計無輔助坑道,僅隧道進出口兩個施工作業面。2、變更原因及批復結果

2.1 出現可燃氣體后,影響隧道開挖進度。。

紅石巖隧道出口作業面在2005年10月28日至11月5日施工期間,開挖放炮后,先后多次發現在掌子面附近存在燃燒的火焰,持續時間3-5分鐘,燃燒面積5-6m2,雖然此后有一段時間施工正常,但至12月7日左右又斷斷續續出現燃燒現象。為確保施工安全,經業主召集設計、監理、施工單位現場取證,采集隧道出口掌子面氣體一瓶,碴塊30g,送交中國礦業大學能源與安全學院進行化驗,結果為:巖石中可燃成份為甲烷、乙烷、丙烷,同時發現有毒氣體一氧化碳。2005年12月17日,業主正式下文,要求該隧道按《瓦斯隧道技術規范》組織施工。2.2 長大隧道通風要求

按照鐵道部隧道施工相關規范,隧道單口掘進超過4km,則必須考慮隧道加設輔助坑道,創造洞內通風條件。紅石巖隧道雖然長度為7857米,但由于該隧道按單洞雙線無碴軌道設計,開挖斷面在120m2左右,洞內出碴工作量大,出碴期間空氣質量非常差。從作業工人身體健康及機械使用效率角度考慮,非常必要增設輔助坑道。

2.3 總工期提前

2006年初,建設單位根據紅石巖隧道剩余工程量及上級部門對工程建設新目標要求,對該隧道原施工組織設計進行了分析,原計劃隧道貫通時間為2008年6月,無法滿足全路建設會議對合武鐵路2008年年底開通的要求。同時,該隧道還必須作為隧道出口制梁場向隧道進口端五福堂特大橋(22孔)運輸梁體的架梁通道,更顯隧道工期的重要性。

2.4 方案批復

2006年4月,經建設單位上報鐵道部批復同意,由設計院完成了《新建合武鐵路紅石巖隧道增設斜井方案》變更設計文件,于隧道左則DK184+400處變更增加斜井一座,長度800米,結合現場施工情況,斜井最終采用無軌雙車道施工方案,變更增加費用730萬元。

3、變更前后工期變化情況(附表1):

3.1 變更前計劃工期:

按照原施工方案,進口方向提前進洞,計劃開挖4000米,工期25.8個月,出口方向計劃開挖3857米,工期25.7個月,計劃2007年12月隧道貫通。

余 雷 :1972年11月出生,男,工程師,現就職于中鐵隧道集團有限公司,從事工程造價和合同管理工作。

3.2 變更后實際工期:

增加紅石巖隧道斜井后,斜井施工于2006年6月初進場,于2006年9月25日施工至正洞交叉里程點,并正式轉入正洞施工。施工重點以出口方向為主,出口方向形成全斷面開挖施工后,月進尺在145米左右,進口方向月進尺在100米左右,累計開挖953米,并于2007年1月與進口方向接通。

斜井與進口方向貫通后,斜井不僅增加了通風效果,同時該斜井也作為出碴通道,大大節約了出碴時間,最終進口方向開挖了3864米(不含斜井工區開挖953米),出口方向按瓦斯隧道施工方案執行,開挖了3048米。全隧于2007年7月貫通。

 

表1  

 

 

 

 

 

 

 

 

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