隧道工程的技術范文
時間:2023-12-22 17:51:25
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篇1
關鍵詞:隧道;防水;技術
各類隧道在設計、施工和管理方面各有其特點,但所有的隧道都有一個共性――構筑在地表之下。地層中存在各種地下水,因而隧道在建成后總是處在各種地下水的包圍之中。地下水無孔不入,由于隧道設計、施工或使用過程中的有害擾動而造成的隧道防排水體系的任何缺陷,都可能引起隧道滲漏水。這就是隧道滲漏水防不勝防、各類隧道都可能發生滲漏水的原因。
玄武湖隧道工程的防水主要采用補償收縮防水、混凝土結構自防水、外層防水、涂料的全封閉防水等方式,并設置保護層,施工的關鍵是處理好施工縫、變形縫等薄弱環節的防水,確保防水工程的質量。它包括兩方面的內容:一是敞開段防水。對于敞開段,只在變形縫和誘導縫處進行防水處理,在其他部位主要依靠混凝土結構自防水,在施工縫處設置鋼板膩子止水條,外側涂環氧聚氨酯防水涂料,在變形縫處設中埋式鋼邊橡膠止水帶,粘結槽為低模量聚氨酯(或聚硫)密封膠。誘導縫處安設中埋式橡膠止水帶;二是暗埋段防水(鉆孔灌注樁大開挖放坡段)。在放坡段,在邊墻外側和頂板上均涂2mm厚的聚氨酯涂料,用20mm厚水泥砂漿掛網格布,抹面作為保護,頂板為油氈隔離層和50mm原C20細石混凝土組成的保護層,變形縫和施工縫與其他暗地段相同。
1隧道工程的概念釋義
目前,大部分隧道的設置以交通運輸為主要目的,穿越山嶺、河流、港灣等障礙,修建地下鐵道,縮短交通線路,改善線形,可提高車輛行駛速度,以獲得良好的經濟效益和社會效益。除此之外,在水電工程中設置各類水工隧道可實現引水、排水、通風等目的;在市政工程中,設置各類公共隧道可實現污水排放、管線鋪設等目的。隧道的這些功能,決定了其一般在長度方向上有較大的尺寸,多數長度為幾千米到十幾千米,有的甚至更長。而橫斷面的尺寸則相對較小,一般僅幾米到幾十米。斷面較小的隧道,一般不作為交通設施,僅用于污水排放和水、氣管道、電纜、通訊線路等敷設用途,這些通道常常也被稱為隧洞、導溝、管溝等。斷面較大、長度較短的隧道所形成的地下空間,一般有其專用功能,如作為地下變電站、地下停車場、地下倉庫、地下廣場等。
隧道工程是隨著社會的進步而興起并不斷發展的。隧道工程是指專門從事研究和建造各種隧道的規劃、勘測、設計、施工和養護的一門應用科學和工程技術,它是土木工程的一個分支 。隧道工程的發展是和施工技術的進步分不開的。早在l500年以前,我們的祖先就已經在地下礦山的開發中使用了火藥技術,1864年諾貝爾炸藥的發明以及幾乎同期的鑿巖機的出現是隧道施工技術的重大變革和進展,完全改變了地下巖石手工開挖的狀況。直至今日,鉆眼爆破法仍然是隧道施工的基本形式。近半個多世紀以來,隧道工程技術和理論更是取得了重要的進步,這與廣大勞動人民的創新意識和智慧是分不開的。
2我國隧道工程防水環節存在的問題
目前,滲漏是隧道的最常見病害,隧道防水和滲漏治理已經成為隧道工程建設的一大難題。實踐證明,隧道及地下工程的防水是―項系統工程,它與工程地質及水文地質勘察、防水設計、防水材料選擇、施工技術與工藝、管理水平等都密切相關。在勘測、設計、選材、施工和管理等任一方面的不足都可能引起隧道滲漏問題。
2.1勘測
勘測是防水設計的基礎,只有清楚地掌握了隧道所在地區的水文地質條件,才能使隧道的防水體系設計合理。出于經費和其他方面的原因,我國日前在隧道設計前,絕大部分隧道的水文地質勘測工作都做得不是十分細致,獲取的水文地質資料不夠充分、準確,以致一些隧道選址在水文條件不良的位置,造成隧道建成后嚴重滲漏。新疆的天山二號隧道就是如此。
2.2設計
設計是施工的依據,沒有科學的隧道防水設汁,就不可能獲得良好的防水效果。目前我國在隧道防水設計方面沒有引起足夠重視或沒有做好的工作有:一是施工期間的圍巖注漿堵水;二是施工縫、沉降縫的處理;三是連拱隧道的防水技術;四是寒區隧道的防滲防凍技術。
2.3材料
設計的隧道防水體系要靠各種防水材料來構建,只有用合格的材料才能建成合格的工程。目前我國隧道用防水材料品種繁多,生產廠家眾多,材料性能良莠不齊,給隧道防水工程設汁選材造成了很大的田難。
2.4施工
精心施工是搞好隧道防水工程的關鍵,只有在隧道施工中完全貫徹設計思想,隧道的防水體系才有可能完備而沒有缺陷。內于隧道施工的復雜性和其它種種原因,目前我國隧道防水施工的常見問題有:一是防水系統銜接不暢;二是防水層基面粗糙;三是防水層接茬不嚴且易受損傷;四是防水層鋪設工藝有缺陷;五是止水帶安裝有待改進;六是襯砌混凝土不密實。
2.5管理
隧道的管理可分為施工管理和運營管理,在不同的階段對隧道的滲漏水狀況有不同的影響。
2.5.1施工管理不嚴
在隧道的施工階段.存在的主要問題是管理不嚴。具體表現在對隧道防水工程重視不夠,對施工過程缺乏檢測手段。
2.5.2運營管理不當
一些隧道的滲漏水也與隧道的運營管理有關。隧道的防水工程是―個完整的體系,防水與排水相互影響。如果,隧道在運營過程中,使某一排水環節封堵,就會使上游的滲水難以下排,從而增大上游防水體系的壓力,可能造成上游防水體系失效而引發隧道滲漏。
3以玄武湖隧道工程為例分析各段防水混凝土施工
3.1防水混凝土的澆灌
3.1.1模板要架立牢固,尤其是擋頭板,不能出現跑模現象,混凝土擋頭板做到板縫嚴密,避免漏漿,保護表面規則平整。
3.1.2把好泵送入模關。防水混凝土采用泵送入模時,宜將潤濕砂漿接走當作他用,確保不改變入?;炷恋脑匈|量。
3.1.3把好混凝土振搗關。防水混凝土振搗一般采用附著式和插入式2種振搗器,混凝土振搗前先根據結構物設計好振搗點位布置,振搗時間為10――30s。對新舊混凝土結合面、沉降縫、施工縫、止水帶位置需要嚴格按設計點位和時間進行控制振搗。
3.2防水砼施工各項技術措施
為保證防水混凝土達到結構自防水的目的,可以采取以下技術措施。
3.2.1混凝土的自防水作為防水主線,從混凝土級配上要求采用密實級配,在拌制中加入外加劑以提高混凝土的抗滲性、和易性、密實度及補償收縮等性能,嚴格控制水灰比及坍落度(以11――16cm為宜)。
3.2.2確保防水混凝土結構鋼筋保護層厚度,內部設置的各種鋼筋或綁扎鐵絲不接觸模板,暗埋段落側墻壁模板采用無拉桿支撐體系。
3.2.3以精心的施工操作,嚴密的質量保護體系保證防水混凝土結構施工的質量,對防水混凝土的原材料配合比,坍落度等進行嚴格的檢查,并按要求做好試塊的抗滲試驗。對施工中的各主要環節,如混凝土的攪拌運輸、澆筑、振搗養護等,均嚴格遵循施工驗收規范和操作規程的規定進行施工,對施工質量高標堆、嚴要求、做到思想重視、組織嚴密、措施落實、施工工精細。
3.3防水混凝土施工中的注意事項
3.3.1在拌制和澆筑地點測定混凝土坍落度,每班不少于2次。
3.3.2摻引氣劑的防水混凝土含氣量測定,每班不少于1次。
3.3.3按規定制作抗壓、抗滲試塊。試塊在澆筑地點制作,其中1組在標準情況下養護,另一組與現場相同情況下養護,試塊養護期不得少于28d。
3.3.4防水混凝土結構內部設青的各種鋼筋或綁扎鐵絲,不得接觸模板
4接縫處防水施工
4.1接縫處防水概述
變形縫是由于結構不同剛度,不均勻受力及考慮到混凝土結構脹縮而設置的允許變形的結構縫隙,是結構防水的關鍵環節。按設計要求,結構變形縫采用可注漿的中埋式鋼邊橡膠止水帶;施工縫設在兩節段變形縫之間,施工縫施工時端面不進行鑿毛,埋設不注漿的中埋式鋼邊橡膠止水帶。
止水帶采用鐵絲將止水帶拉展固定在結構鋼筋上,利用擋頭板的支持作用將止水帶定位,固定在結構斷面設計位置上,并確保止水帶中間變形孔與變形縫重合,為避免止水帶在混凝土澆筑時跑位,加強擋頭板支持系統,并具有一定的剛度。
4.2接縫處的混凝土澆筑與振搗
豎向止水帶兩邊混凝土要加強振搗,保護縫邊混凝土自身密實,同時將止水帶與混凝土接觸面的氣泡排出。
水平向止水帶待止水帶下充滿混凝土并充分振搗后,剪斷固定止水帶的鐵絲,放平止水帶并壓出少量混凝土漿,然后澆灌止水帶上部混凝土,振搗上部混凝土時要防止止水帶變形。
5結構外防水施工
玄武湖隧道工程結構外防水以防水涂料為主,在底部采用水泥基滲透結晶型防水涂料,側墻和頂面采用聚氨酯涂料防水。
5.1水泥基滲透結晶型防水涂料施工
水泥基滲透結晶型防水涂料噴涂在砼表面,并能與之發生反應產生不透性纖維狀結晶體。充填在砼的微孔和毛細管道中。由于其與水有良好的親和性,可以在施工后很長一段時間內沿砼基層的微細縫隙的毛細孔管道與滲透水反應,并向內層發展,生成枝蔓狀結晶體,填塞細小的滲漏水通道,從而取得提高砼強度和堵漏防水的效果。水泥基滲透結晶型防水施工是在墊層砼表面采用噴涂的方法,噴槍距離混凝土表面0.5――0.8m,每層用量0.6kg/,每次應在20一30min內將拌和料噴完,兩層間隔時間控制在2――3h,以保持作業層表面濕潤。
防水層表面涂膜既不能漏噴,也不得堆積,厚薄應均勻,粘結牢固,封閉嚴密。施工時如陽光照射強烈,應采取防護措施,防止砼基層失水過快。
5.2聚氨酯涂料施工
聚氯酯涂料施工要求基底平整、干燥,雨天不能施工。施工時需均勻涂刷2遍,不得漏涂且要防止沾染行物。
5.3保護層施工
5.3.1保護層施工前,先將防水層的雜物、浮面清理干凈,并對防水層質量進行驗收。
5.3.2頂板鋪設油氈隔離層。
5.3.3施工時,在運輸通道上鋪設墊板或防護氈,施工人員一律穿軟底鞋,以免損壞已施工好的防水層。
5.3.4鋪設時隨鋪隨壓實。
5.3.5保護層表面要平整,不得出現抹壓痕跡,或凹凸不平的現象,坡度符合設計要求。
5.3.6為保護水泥砂漿保護層粘接牢固,在涂刷側強防水涂料時,隨即鋪貼一層網格布。
6特殊部位防水施工
6.1湖東變電所防水設置與相鄰的隧道主體相同。
6.2湖東雨水泵房、消防泵房施工時設2道水平施工縫,采用鋼板膩子止水帶、聚氨酯涂料及保護層防水。
6.3抗拔樁樁頭防水處理:抗拔樁樁頭深入底板10cm,在底板澆筑前將墊層及所有樁頭露出部分涂水泥基滲透結晶型防水涂料,以防止由樁頭處滲水。
篇2
關鍵詞:軟弱性圍巖隧道工程爆破技術
隨著現代工程建筑的科學開發,隧道工程作為推動社會經濟發展的重要工程施工項目,成為當前開發規模較大的建筑工程。爆破施工技術是隧道圍巖開挖施工技術。目前,在軟弱圍巖隧道施工過程中,面對開挖斷面大、巖壁強度差等復雜的地質條件,由于建筑技術的缺失、施工方法的不當、工藝程序的不規范、導致很多軟弱性隧道工程出現嚴重的隧道巖壁變形或頂層坍方事故,凸顯了較大的施工難度。本文針對軟弱性圍巖隧道的爆破施工技術進行了闡述性分析。
一軟弱圍巖隧道巖壁爆破的技術優勢
軟弱性圍巖隧道巖壁爆破技術,是在隧道工程施工過程中,根據實際工況地質的軟弱性發雜環境條件,實施科學爆破開挖的施工技術。針對隧道工程的斷面作業區進行科學的勘測預算,結合巖層結構的強度性能和性質,進行擇優選取爆破參數,爆破器材,優化爆破方案,有效控制爆破震動幅度以及破碎程度等技術措施,可以有效地控制軟弱性圍巖隧道巖壁的開挖效果,加快隧道工程建設的進程工期,有利于實現軟弱性圍巖隧道工程施工的安全保障。
1 保障隧道圍巖避免炮震裂縫的形成,保證了圍巖結構的完整性,從而增大了圍巖自身的承載力,為采用錨噴支護創造了有利的條件。
2 在裂隙發育的軟弱地層中,避免裂隙擴大和產生新的裂縫,提高了圍巖的穩定性,避免了碎石飛落傷人事故。 3 能夠保障隧道斷面的成型規整,節省了襯砌材料,減少隧道的維護成本,有效減少了掘進超挖數量和出碴工作量,加快了掘進速度。
二軟弱圍巖隧道巖壁爆破技術分析
1軟弱性隧道圍巖爆破開挖的方案設計
軟弱圍巖隧道巖壁的爆破,要在開挖過程中根據隧道圍巖的軟弱性質或級別類型,合理的預算爆破參數,優化擇取性能良好的爆破材料、裝藥孔槽結構和起爆方式,科學計算爆破振幅及破碎力矩,嚴格控制超欠挖和爆破震動速度,盡量減小爆破開挖對軟弱性圍巖隧道巖壁或鄰近作業面的震動、干擾和破壞,充分保護隧道圍巖的承載強度性能。
2軟弱性隧道圍巖爆破鉆孔的技術設計
隧道工程在開挖過程中,對于軟弱圍巖隧道巖壁的爆破施工,首先要進行爆破鉆孔掏槽施工。必須根據實際地質條件,結合相關爆破因素,科學的設計總體爆破技術體系,根據不同性質的巖層結構,設計合理的鉆孔掏槽技術方案。
實際運用中,往往針對軟弱性圍巖巖壁性質的迥異性,通常在Ⅳ級軟弱粉砂性圍巖時采用直眼掏槽、斜眼掏槽混合使用的鉆孔方式,在鉆眼深度小于2米時采用斜眼掏槽技術,在自然風化、破碎較嚴重的軟弱地質條件下,通常宜采用輪廓線鉆眼法以及實施光面爆破技術或者預留光面層光面爆破開挖修邊的方式進行施工。為減輕隧道圍巖的爆破開挖巖層結構性能的擾動,往往在實施爆破過程中,根據開挖方法Ⅴ級和Ⅳ級圍巖分別采用半斷面臺階方式爆破技術或全斷面臺階方式兩種爆破方式,開挖斷面采用多段位非電毫秒雷管進行網路設計。
一般情況下,軟弱性隧道的圍巖巖層地質結構強度較低,巖層成分相當復雜,隧道隧道頂拱部位的巖層通常承載力巨大,自重力作用下,對于巖層結構的巖壁爆破往往要采用光面爆破技術,邊墻部位采用預裂爆破技術,核心部位則采用控制爆破技術,掏槽時采用拋擲爆破的綜合控制爆破技術。
3軟弱性隧道圍巖爆破時爆破參數選擇
爆破參數,是爆破施工時對于特定范圍內的爆破,采用對應鉆爆技術的各項指標的參量。通過對爆破試驗確定爆破參數,包括鉆孔參數、裝藥參數、爆炸參數等,不同的爆破方法具有著與之相對應的爆破參數。在軟弱性隧道圍巖爆破時,要對相關爆破的裝藥系數、不偶合系數、炮孔密集系數、相對威力系數等參數,進行科學合理的預算設計和方案確定,力求做到匹配的安全可靠,以取得良好的爆破效果。
在隧道圍巖實施光面爆破時,對爆破參數的選擇要注意軟巖隧道采用光面爆破的相對距離宜采用最小值,裝藥集中度應根據炸藥猛度和爆力平均值進行設計預算,爆破振動速度應控制在軟巖5cm/s值域內,保障爆破后開挖巖面上沒有明顯爆震裂縫。周邊眼參數選用及鉆眼要求根據計算公式選用:
間距:E=(8--12)d(d為炮眼直徑)
抵抗線:W=(1.0--1.5)E/cm
裝藥集中度:q=0.04--0.19Kg/m
4軟弱性隧道圍巖光面爆破材料的選擇
軟弱性隧道圍巖的爆破施工,在科學的預測和定位爆破鉆孔滯后,要針對實際工況地質條件,科學的選擇相關爆破使用的器具材料,同時,針對圍巖巖壁的強度性質,以及在抗震防裂的形變值域內,合理的選擇爆破炸藥的類別型號、以及科學的裝藥方式。掏槽眼、掘進眼選用乳化炸藥。周邊眼選用低爆速、低密度、高爆力、小直徑、傳爆性好的光爆炸藥。起爆雷管選用分段微差非電毫秒雷管。
5軟弱圍巖隧道爆破炮孔裝藥量計算與施工
軟弱性隧道圍巖的爆破,為減少爆破負荷,應首先布置掏槽眼、周邊眼,再布置底板眼、內圈眼、二臺眼并適當加密其間距,最后均勻布置掘進眼等炮眼。軟弱圍巖隧道通常以循環進尺作為眼深控制炮眼深度。軟巖隧道的炮眼平均裝藥系數大約在0.2--0.4的范圍內。單位炸藥消耗量在大斷面爆破與小導坑爆破不同,若采用光面爆破,炮眼數目應增加20%左右。
6軟弱性隧道圍巖爆破底板眼鉆爆技術
底板眼是隧道工程爆破時在隧道地板部位鉆取的相關裝藥孔眼結構,采用將底板眼分成若干段位,按照掏槽眼掘進眼內圈眼底板眼周邊眼的順序進行依次分開起爆,能夠有效減少底板眼同段起爆共同作用的炸藥用量,同時,有效控制和改變底板眼抵抗線的開裂方向,實際上縮小了底板眼的抵抗線,從而可以減小底板眼爆破產生的地震強度。
通常條件下,采用底板眼鉆爆技術,在選擇起爆雷管的段號時,必須嚴格注意隧道圍巖結構段的爆破間隔時間,嚴格控制在同一隧道圍巖段位內炮孔的裝藥量,必須小于最大單段的裝藥范圍,保障隧道圍巖前段部位的爆破效果要盡量為后段爆破創造良好的臨空界面。
結束語:
總之,隨著當前隧道工程的規?;_發,圍巖爆破技術作為隧道巖壁開挖的重要施工措施,能夠有效推動隧道工程的建設工期。新形勢下,科學的探究軟弱型圍巖的隧道爆破施工技術,是提高隧道工程的施工質量及安全性能的重要措施。
篇3
關鍵詞:隧道工程;測量精度;技術分析
中圖分類號:U45 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著我國工程建設的不斷發展,隧道工程的需求越來越大。由于地下隧道施工的特殊性,其對測量的精度提出了越來越高的要求,以滿足現代工程在施工質量和工藝上的需要。在當前形勢下對如何提高隧道工程的測量精度問題進行分析,具有重要的實踐指導意義。
隧道測量技術概述
隧道施工具有較強的特殊性,對測量工作的要求較高。隧道工程一般都是由地下部分和地上部分兩部分組成,對于較大型的隧道施工工程,則是由多個施工單位同時進行施工,隧道工程被劃分為不同的施工階段和多個作業面。隧道施工的這一特點要求其必須具有一個合理的、高精度的測量工作,保證隧道工程各個施工階段和各個施工單位作業面之間的有效溝通和指導,保證整體施工的有效性。橫向貫通誤差是隧道施工測量的關鍵技術,隧道測量的主要方式地面控制測量、聯系測量和地下導線測量所存在的自身誤差是導致橫向貫通誤差的主要因素。為了實現對橫向貫通誤差的降低,實現隧道設計要求的最小值,需要從限差入手,從各個階段的精度指標進行控制,最終實現整體精度的控制。
影響貫通誤差的主要因素
地面控制測量、聯系測量、地下導線測量是隧道測量的三個主要技術,三個技術分段獨立進行,對貫通誤差的影響也各不相同。從工程測量的角度來看,可以將對向開挖的一個隧道段作為獨立因素繼續測量分析。對向開挖段長度相差較大時,其對貫通誤差的影響就較大,在進行測量時需要進行必要的分析;若對象開挖各段的長度基本相同,則可以選著其中的一段進行測量分析,以此對其他的開挖段情況進行分析。不同的情況需要進行的測量不同,但是都需要將每一個開挖段作為獨立的測量進行。一般情況下,可以采用公式:
M²q=M²q/N
來對各個獨立因素對隧道貫通誤差產生的影響指進行分析,常規隧道測量誤差的施工測量誤差在每個階段和分配原則是等影響原則。其中,Mq為隧道橫向誤差允許值,N為獨立隧道施工等因素階段的個數。
隨著現代測量儀器技術的發展,一些新的技術能夠有效的提高隧道測量的精度,如在地面測量中,運用GPS技術,可以以較小的成本代價實現毫米級的測量精度;全站儀側角儀器的使用,可以有效的提升地下導線測量的精度;聯系測量法的操作方法的改善,降低了測量的勞動強度和提高了工作效率等。等影響原則也隨著各項技術的發展和對測量精度的要求提高而變的不適用,根據各個獨立階段的特點,對其誤差進行最小的控制,以實現更高精度的隧道測量是當前隧道施工的新要求,這種隧道貫通誤差分配的新原則,可稱之為按需分配原則。為了實現對每個獨立階段的按需分配,對地面控制測量,地下導線測量和聯系測量等各個階段的誤差影響因素進行全面的分析,以保證每個階段測量誤差的達到要求的最小值。
主要測量階段的誤差影響因素分析
地面控制測量誤差對橫向貫通誤差的影響
1.1洞口點坐標的誤差
洞口點坐標的誤差,對于貫通誤差的影響,等同于同一隧道開挖段兩個洞口點的相對誤差橢圓在貫通面上的投影,是通過地下到導線測量和聯系測量傳遞到貫通面的。這個誤差的影響是控制網的相對誤差引起的,若將其中一個洞口點坐標作為固定點,則另一個洞口點坐標相對于固定點的誤差則不能超過控制網最弱點的點位誤差。因此,在實際的測量操作過程中,可以把控制網最弱點的點位誤差作為控制網洞口點位做標誤差值,計算其對貫通誤差可能產生的影響。
1.2地面控制網邊方向誤差
控制網邊的誤差會導致在進行后續的聯系測量或者地下導線測量時在起始方位上就產生誤差,從而對整個的貫通誤差產生影響。設地下導線的總長度在貫通面上的投影長度為S,則地面控制網邊方向誤差對于隧道橫向貫通誤差的影響計算則為S與起始方向誤差兩者的乘積。
由此可知,地面控制網測量對于隧道橫向貫通誤差的影響,主要由洞口點位誤差和控制網邊方向誤差兩個部分組成,可以用公式:m²q控上≈m²p+2(bL)²來進行表示,其中m²q控上為總的影響值,mp為控制網最弱點的點位誤差,b為最弱相對誤差,L為隧道全長在貫通面投影長度的一半。
地下導線測量對橫向貫通誤差的影響
地下導線誤差,對于隧道橫向貫通誤差的影響,一般包含有地下導線轉角測量誤差和地下導線邊長測量誤差兩個部分,對隧道橫向貫通產生的誤差為兩部分誤差的和。直線型隧道設有邊直伸導線,其橫向貫通誤差主要由轉角測量誤差引起;曲線隧道的測量,則對產生測角誤差和測距誤差兩個誤差,對橫向貫通誤差產生很大的影響。無論是直線型的隧道還是曲線型的隧道,導線各個邊長對橫向貫通誤差的影響值計算都是獨立進行的,影響值大小受邊長在貫通面投影長度的影響,呈正比例關系,與該邊長在導線中的位置無關。相反的,導線的轉角測量誤差對橫向貫通誤差的影響與其在導線中所處的位置有很大的關系,轉角測量誤差離隧道的橫向貫通面越遠,則對貫通誤差的影響越大,離貫通面越近,則對貫通誤差的影響越小,表現為與該位置點與橫向貫通面之間的垂直距離成正比。
聯系測量對于隧道橫向貫通誤差的影響
由于隧道施工個特殊性,在起始方位角產生的誤差會隨著地下導線長度的增加而增加,對橫向貫通誤差產生的影響也隨之增加。通過斜井或者平洞進行開挖時,控制網的方位角既是地下導線的起始方位,其對橫向貫通誤差的影響既可以按照上文敘述進行計算。如果采取豎井施工,則需要通過豎井的聯系測量來確定地下導線的的起始方位角。根據實際的測量經驗顯示,以豎井為例,起始方位角傳入地下的誤差對于橫向貫通誤差產生影響隨著隧道長度的增加而增加,要隧道長度之間呈正比例關系。當隧道的程度在4km以內時,可以采用等影響原則對貫通誤差進行分配;當隧道長度大于10km時,則需要增加聯系測量的誤差分配值,以通過測角和側邊的聯系測量法來實現聯系測量的最小誤差。
總結:
隧道測量精度受到各種因素的影響,在實際的施工過程中不可避免的產生。在符合隧道橫向貫通誤差的限值之內,對隧道測量各個環節的誤差進行合理的分配和限制,以實現總的貫通誤差的最小值,是提高隧道測量精度的有效技術。按需分配原則的運用和新技術的發展,對于提高隧道測量精度,保證隧道工程質量,具有重要的意義。
參考文獻:
[ 1 ]李青岳,陳永奇.工程測量學 (第2版 )[M ].北京:測繪出版社, 1995
篇4
關鍵詞:雙連拱隧道; 施工技術
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
隧道類圍巖段開挖方法
1.1Ⅱ類一般,Ⅲ類,Ⅳ 類圍巖段
Ⅱ類一般,Ⅲ類圍巖段采用小導管超前支護,臺階法開挖、錨網噴鋼架聯合支護。Ⅳ類圍巖段采用臺階法開挖、錨網噴鋼架聯合支護。
1)中導坑開挖,并施工導坑臨時支護,中導坑開挖采用臺階法。2)澆筑中墻,在右側安裝臨時橫向支撐,并采用7.5號漿砌片石進行回填。3)錯開2倍洞徑進行主洞開挖,并施工主洞臨時支護,主洞開挖采用分步臺階法。4)開挖左洞拱部圍巖,并施工支護和及時架設鋼拱架,同時對中墻頂部進行回填,此時應嚴格控制開挖循環進尺和及時支護,并注意量洞內、地表的變形。5)錯開2倍洞徑開挖右洞拱部圍巖,并施工支護和及時架設鋼拱架。6)開挖左洞側壁圍巖,并施工支護和及時架設鋼拱架。7)錯開2倍洞徑開挖右洞側壁圍巖,并施工支護和及時架設鋼拱架。8)左洞下部圍巖開挖,施工左洞防水層及模筑混凝土。9)錯開2倍洞徑右洞下部圍巖開挖,施工右洞防水層及模筑混凝土。
二、施工方法及要點
2.1開挖施工
根據圍巖情況的不同,目前雙連拱隧道開挖施工主要有中導洞與三導洞兩種施工方法。
2.1.1中導洞施工法
中導洞施工法就是首先在隧道的中隔墻處貫通一條小斷面導洞,并施工中隔墻,然后再開挖上下行線正洞的施工方法。
導洞開挖及初期支護施工;①——中隔墻混泥土施工;②——正洞拱部開挖及初期支護施工;③——正洞下部開挖兩側開槽及初期支護;④——中間部分開挖。
根據隧道進出口地形條件及施工場地的實際情況,中導洞開挖可以從隧道兩端同時施工,在隧道中間貫通,也可以從隧道一端開始施工,在另一端貫通。根據地質條件的不同,中導洞開挖分全斷面和短臺階兩種施工方法,在圍巖整體性較好、節理不發育的地段采用全斷面法開挖中導洞可以加快施工進度;在圍巖破碎、節理發育以及洞口地段,采用短臺階法開挖中導洞可以保證施工安全。無論采用哪一種開挖方法,均采用光面爆破技術,盡量減小中導洞爆破對兩側正洞圍巖的擾動。每循環進尺一般要控制在1m以下,圍巖較好的情況下最多也不能超過1.5m。支護要緊跟開挖面,不允許圍巖暴露時間太長。杜絕塌方,因為中導洞即使有小面積的塌方也會給正洞開挖帶來很大的影響。
中隔墻的施工順序與中導洞開挖的順序剛好相反,根據現場情況可從隧道中間向兩端旌工,也可以從隧道一端向另一端施工。如一座隧道只設一個混凝土拌和站,一般采用從遠離拌和站的一端向靠近拌和站的一端施工的順序,但在工期較緊的情況下也可以創造施工條件從隧道中間向兩端同時施工。
下部開挖要先在邊墻處開槽,將拱部初期支護接下來后再開挖中間部分。邊墻開挖除采用光面爆破外還要注意進尺不能太大,最多開挖出兩榀鋼支撐位置就盡快施作初期支護,封閉圍巖,防止因拱部支護長時間懸空而造成坍塌。
2.1.2三導洞施工法
三導洞施工法是除在中隔墻處開挖一導洞外在上下行隧道兩側分別開挖一條側導洞,在中墻與邊墻施工完后再開挖上下行線正洞。①——中、側導洞開挖及初期支護施工:②——中隔墻、邊墻混凝土施工:③——正洞拱部開挖及初期支護施工:④——正洞下部開挖施工。
三導洞開挖法施工順序,側導洞的施工方法與中導洞相似,三導洞施工完后正洞開挖還分上下臺階進行,但初期支護的施工順序與中導洞法不同,屬先墻后拱而不是先拱后墻,因側導洞開挖過程中正洞邊墻初期支護已施作。正洞上下臺階開挖爆破設計時均要考慮盡量減小對中隔墻及側墻的影響,特別是下部開挖時不能認為初期支護已全部施工完而隨意增加藥量、加大進尺,造成已施作的初期支護垮坍。
從以上兩種施工方法的施工過程可以看出,中導洞施工法具有工序簡單、臨時支護量
及拆除量小、工期短、成本低的優點,但在地質條件復雜、圍巖破碎地段 利于安全施工:
而三導洞施工具有正洞支護閉合早、施工安全的優點,但工序復雜、工期長、成本高。兩
種施工方法要根據隧道實際地質情況靈活運用,在地質條件復雜、圍巖破碎、節理發育、涌水量大的隧道以及洞口淺埋偏壓、圍巖軟弱段一般采用三導洞法施工,而在圍巖條件較好的地段一般采用中導洞法施工。
2.2支護體系旋工
(1)超前支護
雙連拱隧道多位于軟弱、破碎、自穩時間短的圍巖中,為防止冒頂塌方或地表下沉,除采用中導洞、側導洞及分臺階開挖的施工方法外,還要采用先支護后開挖即超前支護的施工工藝。連拱隧道洞口段Ⅱ類圍巖一般采用中φlO8×6mm超前大管棚支護:Ⅲ類圍巖采用中φ42超前小管棚支護。大管棚一般在洞口一次性施工,但如果管棚設計太長(大于40m),且洞口位于曲線上,一次性施工很難保證管棚安設位置準確時,也可以在洞內擴大開挖斷面,分兩次或多次施工。鋼管分節最佳長度為4~6m,相鄰兩根鋼管接頭不允許在一個斷面上。水泥漿必須按設計配合比配制,終壓力控制在1.5~2.0MPa之間。
超前小導管采用風鉆鉆孔,在開挖掌子面鋼拱架立好后開始鉆孔,導管宜從拱架腹部穿入,特殊情況下也可以從底部或頂部穿入。小導管長度一般不小于4m,隔榀鋼拱架設一環,
保證每次爆破后掌子面項部至少留兩環小管棚。鉆孔時應保證小導管外插角在30~50之間,孔位偏差不超過100mm,孔眼長度應大于鋼管長度100mm左右,導管注漿必須按設計配合比及注漿壓力施工。
(2)初期支護
連拱隧道Ⅱ類圍巖初期支護一般采用工字鋼架加噴錨網,Ⅲ類圍巖采用格柵鋼架加
噴錨網,錨桿采用WTD25中空注漿錨桿,噴射混凝土采用濕噴工藝。無論采用哪種支護形式,
在連拱隧道施工過程中都要遵循短進尺、早封閉的原則。必須一炮一護,防止圍巖暴露時間太長而引起坍方,特別是正洞下部開挖,鋼架接腿時要控制好進度,絕不允許使拱部初期支護長距離或連續長時間懸空。
錨桿長度、角度、間距、注漿必須按設計施工,鋼拱架按設計位置安設,相鄰兩榀鋼架用縱向鋼筋連接,并與拱墻錨桿連在一起。鋼架拱腳必須放在基礎或原狀土上,鋼架與圍巖之間應盡量貼近,在有較大間隙時應設墊塊。每循環鋼架施作時間最好控制在2h以內。
仰拱、填充及二次襯砌
雙連拱隧道仰拱、二次襯砌均采用鋼筋混凝土。正洞下部開挖完后應立即施作仰拱,使之與拱墻初期支護形成一封閉環,以及時改變中隔墻、邊墻及拱部初期支護的受力狀況。在施工完填充混凝土后應盡早施作二次襯砌。
二次襯砌根據實際情況可采用整體模板臺車或拼裝工字鋼架兩種方法施工。整體模板臺車具有定位快、位置準確、不容易變形、易于保證襯砌外觀質量等優點,適宜于在較長的直線或大半徑曲線隧道中使用;拼裝工字鋼架具有設備簡單、成本低、使用靈活的優點,適宜于在較短的隧道中使用,特別是在小半徑曲線隧道中更能發揮其優點。
2.3防排水系統施:
因地表水對雙連拱隧道內涌水影響較大,而公路隧道對滲漏水的要求又較高,故防排水采用以“防、排”為主,“防、排、堵、截”相結合的綜合治理措施。
①洞外截水溝、排水溝必須嚴格按要求施工,盡量減少地表水向地下滲透,以減小地表水對隧道內涌水的影響。
②超前支護、WTD25錨桿注漿必須按設計要求施工,使其在加固圍巖的同時也在一定程度上起到堵水作用。
③ 初期支護與圍巖之間的透水管安設既要尊重設計,又要靈活調整,在涌水量較大的地段集中設置,并保證上下連通,將隧道拱墻滲漏水引至兩側水溝內排走。
④ 初期支護與二襯之間的防水層與排水管必須保證其施工質量。排水管一定安設牢固,排水暢通。
3、幾個特殊問題的處理措施
連拱隧道結構上的特點決定了其施工過程中必然會遇到不同于單拱隧道的特殊問題,必須根據具體情況科學、合理、靈活的選擇處理方案。
3.1中、側導洞斷面的選擇
中、側導洞選擇斷面主要是考慮導洞開挖施工的機械配備情況。在單口開挖長度大于lOOm的情況下一般采用裝載機配汽車出碴,斷面寬度最好在5.5m左右,可根據機械設備尺寸適當調整。在單口開挖長度小于lOOm的情況下也可以采用裝載機單獨出碴,斷面尺寸在4m左右即可滿足要求。中導洞的高度一般比中隔墻高出0.5m即可,太低不利于中隔墻施工,太高會造成中隔墻頂回填量大,且不利于安全。側導洞的高度一般選擇與中導洞基本一致。
3.2 中隔墻水平推力的平衡
上、下行線正在洞中導洞及中隔墻施工結束后開始開挖施工,為減小相互影響,上、下行線開挖施工必須前后錯開2O~40m的距離。這樣,在上、下行線兩個開挖面之間一側
正洞的初期支護已支撐在了中隔墻上,而另一測初期支護還未施工,該段中隔墻必然要受到
一個尚未開挖一側的水平推力。
因該水平推力位于中隔墻頂部,它對中隔墻的危害很大,有可能造成中隔墻開裂,甚至導致重大事故。為平衡這種水平推力,在后開挖的一側要提前給中隔墻打上臨時支撐。支撐可用方木或鋼管,縱向間距兩米設置一排,必須支撐牢固,在另側正洞下部開挖后再拆除。
篇5
目前,在我國的經濟發展過程中,公路橋梁項目的建設越來越多。為了使得公路橋梁項目建設質量得到大幅度的提高,需要落實隧道施工過程中的加固技術。然而,在實際的隧道工程施工過程中,由于受到各方面的因素影響,使得公路橋梁隧道中出現一些裂縫問題,影響到工程的實際質量。因此,需要采取有效的措施對裂縫問題加以改善,從而為人們提供一個安全的出行環境。基于此,文章就公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術的應用進行分析。
關鍵詞:
公路橋梁隧道;灌漿法加固;應用
正文:
1.公路橋梁隧道灌漿法加固原理
在實際的公路橋梁隧道施工過程中,經常會出現這樣或者是那樣的問題,影響到工程整體的使用效果,嚴重情況下會使得工程項目的壽命大大縮短。所以,對于工程建設來說,落實項目維護工作具有非常重要的意義。一般而言,在公路橋梁隧道當中,會使用灌漿、預應力加固以及鋼板等技術來對工程進行維護。在這些技術中,其都有比較明顯的優點,但是也都要缺點存在。文章主要針對的是隧道施工中的灌漿法來進行分析。在施工過程中,灌漿法的而應用日益廣泛,其忒單是施工便利,并且經濟型較高。在灌漿法中,依據合適的比例,對材料進行攪拌,然后再注入到裂縫當中,對裂縫形成封堵,從而使得工程的強度大大提高。通過灌漿法的作用機理分析,可以發現在灌漿法中,其主要依靠的是利用灌注的方式,使得裂縫中形成穩定的漿柱,從而使得工程的結構的物理性質得到大大的改善。通過這樣能夠使得工程表面的承載能力大大的提高,降低工程的沉降量,達到保護工程的重要目的。
2.公路橋梁隧道施工的裂縫產生原因及形態
2.1公路橋梁隧道施工的裂縫產生原因
公路橋梁隧道施工中,由于受到外部環境的影響,如溫度、地質條件等。給施工中帶來的溫差、濕度等的變化,造成混凝土等結構帶來了壓力,長期造成了變形、裂縫等情況的發生;施工過程中,由于施工技術的不到位或者施工環節的疏漏,使得施工標準沒有達標,造成了公路橋梁隧道內部結構的不穩定,導致裂縫的出現;在混凝土澆筑過程中由于溫度導致澆筑出現了收縮等情況,帶來外部裂縫的問題出現;當公路橋梁隧道施工接近結束的時候一般會出現不均勻沉降,如果混凝土骨料再出現質量不過關的問題,導致含泥沙的量出現多大的情況,導致混凝土強度出現問題,出現裂縫。
2.2裂縫的形態
砌漿脫落。由于公路橋梁隧道的建設施工中,需要砌漿的技術來加固墻體,增強墻面的穩定,因此當砌漿出現脫落的時候,整個墻體不僅破壞了美觀,而且也失去了加固的作用。工程穩定性和安全系數遭到了破壞。砌石松動。這時由于公路橋梁隧道工程中的裂縫導致的問題。主要發生的位置在公路、橋梁、隧道的砌石部位。這部分的脫落和松動破壞了公路橋梁、隧道的承重,造成了公路橋梁隧道的坍塌發生的概率加大。墩臺裂縫。主要位于公路、橋梁、隧道的柱體支撐部位。當支撐道路的墩臺或者柱體出現裂縫后,不僅影響了公路橋梁隧道的使用性能,也危害了交通出行的穩定性與安全性。
2.3蜂窩麻面的問題
蜂窩麻面問題的出現也會影響橋梁的使用安全性能,造成蜂窩麻面的主要原因有以下幾點:第一點:在橋梁施工的過程中,由于施工人員沒有嚴格按照施工流程以及規范進行施工,所以會造成蜂窩麻面的情況發生。第二點:模板的表面仍留有水泥混合物的殘留物,也沒有涂刷隔離劑。第三點:混凝土澆筑的過程中搗鼓不均勻,從而出現兩級分化的情況即:搗鼓過度會造成石子及一些粗料容易下落,而搗鼓過于輕盈則會發生疏松情況。
3.灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應用要點
3.1公路橋梁隧道灌漿的選擇標準
在公路橋梁隧道的施工過程中,灌漿工作應當從質量控制的標準語強度控制的標準兩方面來進行考慮。首先是強度方面的控制標準:在灌漿工作完成之后,應當將雜填土的承載能力控制在130kPa左右,淤泥承載能力控制在80kPa,而復合地基的承載能力控制在130kPa左右;其次,是在質量的控制標準方面:在進行灌漿法質量控制的過程中,需要根據公路工程的施工質量控制標準來進行。
3.2漿材的配比
在泥漿中,水泥與粉煤灰是重要的原材料,在實際的施工過程當中,應當先對裂縫的原因進行分析,并依據裂縫的大小程度來對漿材進行配比,并且也要根據工程的實際施工需求來對配比杜進行確定。
3.3擴散半徑
在實際的施工過程中,由于地質差異較大,所以在各個公路橋梁隧道的施工過程中,其孔隙率與滲透系數之間也存在著很大的差別,這樣的話就會使得計算公式失去其作用。而且在實際的施工當中,應當根據施工經驗來對擴散半徑進行計算,然后在依據實際的情況來做調整。
3.4灌漿施工操作
在灌漿的施工操作過程中,主要有四個方面的內容:灌漿壓力、灌漿量、灌漿孔的深度以及灌漿結束的標準。在實際的操作過程當中,要想使得灌漿能夠達到飽和的狀態,就需要在整個地基當中漿液能夠充滿,這樣的話才能夠對最終的灌漿量進行確定;對灌漿的壓力要控制在0.3~0.5MPa的范圍之內,如果有特殊情況發生的話,再依據實際情況進行調整。
4.利用灌漿法對公路橋梁隧道進行加固的技術
4.1灌漿施工前的準備
在進行灌漿施工之前,應當先對材料進行調配,主要的材料有黏土、水泥以及混合砂子,與高分子化學溶劑相結合,在配置灌漿材料的過程中,也可以選擇水泥灰,這樣的話可以使得灌漿的成本大大降低,提高可塑性。在材料配置完成之后,然后需要選擇一定的施工段來進行工作,依據實際發生沉降的情況,對灌漿位置進行合理的選擇,尤其是對于裂縫比較嚴重的地方,應當將灌漿用料增加。
4.2根據實際情況確定施工標準
完善的施工標準是指導工程順利進行的重要基礎,所以在實際的施工過程中,應當按照工程規定的質量標準來進行,對基礎部分進行加固的時候,應當以施工實際為基礎,按照實際情況選擇施工標準,如果車流量比較大的話,就應當對其著重考慮,從而對質量控制方案進行合理的設置。
4.3灌漿法施工工藝分析
在實施灌漿工作的過程中,要保證所有操作人員到場,對隧道施工流程先進行交底,首先是需要做好鉆孔工作;然后再將漿液注入到裂縫當中,并對其封堵;第三是對灌漿材料進行攪拌;第四是灌漿;第五是等待漿液的凝固;最后是封堵灌漿口。在整個施工過程中,要對每一個環節都要落實到位,并且采取有效的措施對施工質量加以控制,從而保證各個施工環境的銜接能夠順利。在鉆孔的過程中,使用的是90mm的鉆頭,為了避免鉆孔過程中出現偏移的情況,應當在鉆頭進入到粉性土層之后,再將導管導入,然后對孔壁做好保護工作,從而保證黏性土的作用能夠有效的發揮。在安放漿管以及孔口封堵的過程當中,應當使用軟橡皮材質的包裹,以免在外力影響下出現漿液外流的情況。在實際灌漿的過程中,應當保證攪拌工作的充分與均勻,并且在攪拌的過程當中對水、泥沙以及煤灰的比例加以注重。在實際的灌漿過程中,應當依據一定的順利來進行操作,一般所采用的措施是自上而下,在灌漿口的位置將漿液緩慢的注入到其中,直到漿液飽滿,待漿液在完全凝固之后,將灌漿口進行封堵,一般情況下,漿液會子啊灌漿結束之后的半個小時之內凝固。在封孔的過程中,要對孔的密封性加以注重,從而保證工程整體施工過程的質量。總而言之,在當前社會發展的過程中,公路橋梁工程的建設越來越多,并對其要求也日益提升。所以,在施工過程中應當選擇有效的施工技術,保證工程的施工質量與進度。文章通過對灌漿法的應用進行了分析,其能夠對工程中存在的裂縫問題有效的解決,降低工程的成本,延長工程的使用壽命,可以大范圍的推廣。
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【關鍵詞】灌漿法;公路橋梁隧道;加固;原理
引 言
對墩臺裂縫的預防和治理是公路橋梁隧道施工中的重要工作內容, 而實際施工中, 由于墩臺的不均勻沉降或墩臺自身裂縫等原因, 橋臺、 橋墩常出現不同程度的裂縫, 對橋梁隧道工程的安全性能和服務性能產生嚴重的影響。 本文通過橋梁隧道施工實例證明: 公路橋梁隧道施工中, 利用灌漿法對施工中出現的裂縫進行修補, 能夠達到加固橋梁基礎的目的, 使用效果較為理想, 應得到廣泛運用。
1 工程概況
某公路橋梁隧道, 橋全長為42m, 橋梁的跨徑組合為3m×14m,橋寬組合為1.5m +12.0m +1.5m。該橋梁隧道的下部結構為柱式墩配擴大基礎, 橋臺為U型橋臺配擴大基礎。該橋梁隧道施工中發現以下問題: a)橋墩、 橋臺存在裂縫,范圍是臺帽中間到臺身, 寬度約為2mm, 長度約為3m; b)橋墩上游側防震擋塊開裂; c)橋臺砌石出現松動現象。 對上述問題的成因進行分析, 認為裂縫的產生原因為墩臺不均勻沉降, 以及墩臺開裂。 為了在施工過程中有效解決上述問題, 及時控制裂縫的范圍和深度, 保障公路橋梁隧道施工質量, 本工程采用灌漿法對橋梁基礎進行加固施工。
2 灌漿法加固的原理
利用灌漿法加固橋梁基礎指的是運用液壓、 氣壓、 電化學原理, 在壓力作用下將漿液注入橋梁基礎的裂縫和空隙中, 從而達到填補裂縫, 加固基礎的目的。灌漿法的主要作用是通過灌漿來改善基礎的化學性質以及物理性質, 在灌漿過程中, 漿液滲透到裂縫和孔隙中, 并形成漿脈, 進而形成漿柱體, 漿柱體與橋梁基礎結合后形成符合基礎, 從而有效提高橋梁基礎的承載能力, 并減輕墩臺不均勻沉降的問題。
3 灌漿法加固橋梁隧道基礎方案設計
合理設計施工方案是保障灌漿法加固橋梁隧道基礎施工質量的重要前提, 灌漿法加固橋梁隧道基礎的方案設計應包含以下幾項內容。
3.1 灌漿施工控制標準
灌漿強度控制標準: 灌漿后,要求雜填土的承載力標準值達到130kPa, 淤泥或淤質泥的承載力標準值達到80kPa以上, 復合地基的承載力要達到130kPa以上。灌漿施工質量控制標準: 灌漿施工的質量控制標準應視橋梁隧道工程施工設計要求和施工控制標準而定, 對于橋梁基礎的加固施工沒有特定的施工質量衡量標準, 由于不同工程橋梁基礎的均一性、 裂縫數量、 裂縫程度和理論耗漿都不相同, 因而對橋梁墩臺灌漿施工效果應結合工程實際情況制定一套科學的質量控制標準, 從而保障灌漿加固施工的有效開展。
3.2 灌漿施工段的選擇
結合橋梁隧道基礎的不均勻沉降程度、 裂縫等病害的范圍和嚴重程度選擇灌漿加固施工段,本工程主要對墩臺基礎四周進行加固。
3.3 漿材配比
本工程以水泥粉煤灰漿液作為灌漿材料, 這種漿材所用的材料包括粉煤灰、 水泥等, 本工程施工中采用的水泥: 粉煤灰比為4∶1; 水灰比在0.5~0.55左右; 水泥種類為普通硅酸鹽水泥, 水泥的強度是32.5。
3.4 擴散半徑
由于實際施工中墩臺基礎的地質存在不同程度的差異, 墩臺的孔隙率和滲透系數也存在一定的變化, 因而不能以公式計算得到的擴散半徑作為實際施工中的灌漿擴散半徑。 本工程施工中首先通過大量經驗將擴散半徑確定為1.5m, 實際施工中結合具體情況對擴散半徑進行適當調整。
3.5 布孔
灌漿施工的布孔分布、 布孔位置是否合理直接影響著灌漿施工對橋梁基礎的加固效果, 本工程的灌漿布孔采用梅花形分布,成孔直徑為9cm, 孔深為5cm。
3.6 灌漿施工操作
本工程灌漿施工操作方案設計如下:
a)灌漿孔深度 結合勘探資料將灌漿孔的深度范圍確定為3.5~6.0m;
b)灌漿壓力 在施工現場通過實驗確定灌漿壓力,一般來說橋梁基礎灌漿加固的灌漿壓力在0.3~0.5MPa左右, 灌漿過程中如遇到特殊地質及其他特殊情況應進行合理分析再調整灌漿壓力;
c)灌漿量 灌漿施工的最終要求是達到灌漿飽滿, 使漿液充滿地基, 因而無論是通過理論公式(即灌漿量為對象土量的20%)還是通過經驗判斷 , 灌漿量的計量都應以飽滿、 填滿地基為準;
d)灌漿結束標準 規定灌漿壓力下, 當孔段吸漿量不大于0.6L/min 時 , 延續 30min 方可結束灌注。
4 灌漿施工
灌漿法加固橋梁隧道基礎的具體施工對策如下。
4.1 施工準備
進行灌漿施工前首先要做好灌漿施工準備, 施工準備包括以下內容:
a)準備好灌漿施工所用的機具設備;
b)準備好灌漿施工所需的各種漿材;
c)開展灌漿試驗, 通過試驗確定合理的灌漿擴散半徑、 灌漿孔距等;
d)施工現場組織到位, 施工人員、 技術人員就位, 合理安排灌漿施工進度, 組織施工現場質量控制和監督人員。
4.2 施工流程及施工工藝
灌漿法加固公路橋梁隧道基礎的施工流程如下: 道基礎灌漿施工應按以下流程進行: 成孔安放漿管和封堵孔口攪漿灌漿待凝成孔安放灌漿管和封堵孔口攪漿灌漿封孔。
施工工藝: 灌漿法加固橋梁墩臺施工中應控制好以下幾項施工工藝:
a)成孔 采用直徑為89mm的鉆頭正對孔位鉆進 , 當鉆頭鉆進至粉性土中時, 應先下入導管護壁, 再通過撈砂筒取砂成孔鉆至粘性土中;
b)安放灌漿管和封堵孔口 將軟橡皮包裹在花管外壁來阻隔泥沙防止泥沙涌入花管;
c)攪拌 將一定量的水導入攪拌槳筒, 再用攪拌機攪拌, 再加入預定量的水泥, 繼續攪拌3~5min后過 濾 漿 液 備 用 ;
d)灌漿 灌漿施工過程中應按照自上而下的順序進行孔口封閉純壓式灌漿, 直至漿液飽滿, 填滿基礎, 達到設計深度為止;
e)封孔 當灌漿施工達到結束標準后, 應及時進行封孔操作, 封孔過后24h還需要對孔口進行檢查,當漿液下沉后還需要進行補漿,直至漿液達到頂面。
5 結語
綜上所述, 灌漿法對于公路橋梁隧道基礎的加固效果理想,且施工流程較為簡單, 施工操作難度較低, 經濟可行, 同時也避免了傳統加固方法造成的浪費和質量隱患。 今后的公路橋梁隧道施工中, 如需對墩臺基礎進行加固, 應首先考慮運用灌漿加固法。 此外, 應結合工程實際不斷優化漿材配合比、 優化布孔方案和改進灌注工藝, 進而更好地解決墩臺裂縫問題, 顯著提升橋梁基礎的承載力。
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篇7
關鍵字:TBM技術;巖石隧道;工程應用
中圖分類號: U45 文獻標識碼: A
隨著科學技術以及物質生活水平的提高,TBM技術已經被廣泛應用。自上個世紀九十年代第一次由國外承包商運用掘進機實例以來,Robbins開始在意大利CMC公司中開始應用,月平均進尺在800米左右,遠勝于國內施工。之后引黃入晉的水利工程,秦嶺隧道都使用了國外先進的機械掘進工程。到現在,巖石隧道工程已經將機械化視為二十一世紀的新挑戰和機遇。TBM技術作為新型的隧道施工技術,有施工安全、機械化高等特點,它能將很多深埋的長隧道修建變成可能,所以在巖石隧道工程中具有廣闊的應用前景。
一、TBM技術應用技術的發展
(一)國外TBM技術應用
在1852年世界上第一臺蒸汽巖石掘進機誕生,雖然它最初的目標是開挖花崗巖,但是并未得到成功;1856年,Wilson制造的TBM在鐵路隧道實驗,但是只掘進了3米多久放棄了;1880年,英國成功研制了能夠順利掘進的TBM。在1940-1950年間,發達國家在已有的研究經驗上,繼續研究,并且取得了比較理想的成就。但是進入實用時期是在上個世紀五十年代左右。在1956年,Humber工程的TBM第一次得到世界認可,適用于各種強度的隧道圍巖,同時該工程也引起了世界注意,讓很多科研人員開始注重TBM研發。
從TBM技術應用過程來看,主要包含鉆爆法、礦山法、新奧法等,并且都具有不可比擬的施工技術,具有廣闊的市場前景。在科學技術快速發展的今天,TBM技術已經得到了較為廣泛的應用,世界上使用深埋長隧道施工的數量在不斷上升。從相關統計資料來看,世界上應用TBM技術進行施工的隧道已經有1000多條,總長度在4000Q千米或者以上。尤其是歐美發達國家,受昂貴勞動力影響,TBM技術已經成為施工方案必須考慮的問題。
目前,TBM技術廣泛用于地下鐵道、城市污水、公路水工、鐵路和電纜方面,特別是污水和水工隧道,受圓形斷面的影響,開挖地層抗壓強度大多控制在50-150MPa,已經建成的隧道實例有:英吉利、日本青函、瑞士哥特哈等。國外在建的工程主要分布在法國、南非、意大利、瑞士,在整個歐洲范圍,高速鐵路網將包含很多隧道,預計在2015年完成,并且使用TBM進行施工。
(二)國內TBM技術應用
上個世紀六十年代中期,我國的TBM技術開始應用于煤礦巷道和水工隧道。從技術層面來看,我國的TBM技術一直落后于發達國家,配套設施以合作、合資的形式完成,主要設備依靠引進。從發展過程來看,我國的TBM技術一直以此起彼伏的形式發展,例如:新疆、甘肅、陜西的輸水隧道工程。
自進入二十一世紀以來,在可持續發展戰略、西部大開發、城市化戰略實施的今天,國內隧道建設已經進入大規模施工的狀態,具體如:西氣東輸、南水北調、引黃入晉等。很多隧道工程也進入規劃中,具體有:海口―徐聞、香港―澳門、上海―寧波、福州―臺灣等。
從我國公路、鐵路、水電水利、城市建設過程來看,我國隧道工程將取得很大的改變。為了適應隧道建設的需求,高機械化的TBM技術將應用到隧道工程中,但是隧道工程將用在水文地質和復雜工程中,對于怎樣應對工程建設,則是技術人員面臨的挑戰。
在南疆鐵路建設中,吐庫二線SK1標中天山TBM項目部作為TBM掘進機主營項目,隧道全長22.45km。為打通天山天然屏障,歷盡7年光陰。在建設中吸取經驗,完善設備系統,使TBM掘進機發揮最大施工空間。中國鐵建已經成為目前最安全、最先進的綜合性機械設備TBM隧道掘進機。在組裝中,南疆二線TBM設備擁有3600多噸構件,集裝箱高達146車,途徑13座城市,全程2700多公里,并且都有詳細的運輸方案,所以這是一次打破歷史記錄的TBM技術應用。
二、TBM技術應用和發展
(一)TBM選型和地層適用性
通常TBM使用的是圓形斷面的形式,開挖直徑控制在1.8―12米之間,適用的巖石抗壓強度為25―250MPa,以50―100MPa最好;根據盾構和切削頭類型,TBM又可以劃分成密閉式和開敞式。
開敞式TBM技術又被分成擴孔式和支撐式(雙水平、單水平支撐),在鄰近刀盤的區域,一般都裝有防塵護盾。而開敞式TBM則用于沒有膨脹、地質環境好、沒有涌水的隧道,它要求隧道總體穩定,單軸抗壓強度在100―300MPa間,RQD質量指標在50%―100%。在軟弱巖施工中,由于支護和主機部分都是敞開的,在缺乏護盾保護的情況下,不可能及時安裝襯砌,在距離掌子面一定區域的圍巖,受空間限制,不可能及時進行支護噴錨。對于容易坍塌的地層,支撐式TBM很容易被埋置,所以必須利用巷道側邊的形式對其加固,然后才能恢復自由工作的狀態。
在密閉式TBM技術中,它能用在地質環境變化較大的區域,即使是自穩能力好的密實砂土和硬粘土,都能掘進。對于密閉式的TBM機身,通常以鋼制盾構進行包覆,避免巖層松動時對機械設備和施工人員造成不利影響,根據盾構數量,可以分成雙護盾式和單護盾式TBM。雖然密閉式通常用于沒有斷層的穩定隧道開挖,但是巖石完整性和強度具有更廣的應用范疇,特別是巖石質量在40%―60%時,將具有更明顯的掘進效率。而容易坍塌的區域,密閉式TBM因為有護盾,所以比開敞式更容易應對。當TBM突遇較大的破碎帶時,就會因為圍巖松動,增加切屑扭矩,讓其不能正常掘進;另外,局部偏壓也會讓TBM不能正常推進。對于這種情況,必須對巖層進行改良,在地質改良中,受改良技術限制,會限制工程應用成果。
(二)TBM技術應用的發展前景
在巖石隧道工程中,為了適應不同支護層厚度以及徑向變量的需求,客戶要求刀盤開挖直徑可以變化。在TBM開挖中,它能使用多種開挖方法,開挖直徑可以在5―25厘米之間,對于特殊情況,開挖直徑還能適當增加。目前,超挖刀已經在數百米的掘進中取得了成果,但是也有需要改進的區域。
在TBM應用初期,承包商會不斷向生產廠家咨詢規格,在雙方共同研究的基礎上,確立TBM規格,然后再由供貨商和機械部門對成件進行研究。在TBM進入配套服務后,考慮到隧道支護、安設等輔助系統,必須與承包商共同商議地質風險以及施工方案。而TBM生產廠家必須考慮瓦斯運輸、安全、監測,即使在項目完成后,仍然要保留TBM數據。
在九十年代以來,很多聲場商都要求提供全套的TBM掘進系統,在TBM生產中,不僅需要確立隧道施工方案、步驟,還必須根據配套系統,選擇輔助系統和子系統,具體有:材料運輸、注漿、粉碎砂礫等。在秦嶺、吐庫二線工程中TBM與配套系統,除了掘進系統外,還有TBM組裝、隧道掘進和咨詢服務等。當19KM、22.45KM的隧道掘進順利完成后,公司除了要對TBM進行維修,還必須對項目進行監督,所以未來的TBM應用技術將面臨嚴峻的挑戰。
結束語:
將TBM技術應用到巖石隧道施工中作為一套新型的方案,具有廣闊的市場前景和可喜的回報。因此,在實際工作中,必須根據國內外應用經驗,結合我國實際情況,促進我國TBM技術應用和發展。
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篇8
【關鍵詞】隧道工程;正洞;施工技術
0 引言
淺埋破碎巖層隧道施工方法的選擇是決定隧道施工安全和進度的關鍵性因素,因此在施工方法選擇上一般較為慎重,合理的施工方法可有效控制初期支護的沉降變形量,確保支護結構整體的穩定性。一般情況下,隧道施工方法的劃分因素有:高度、跨度、高度與跨度綜合考慮三種。主要考慮開挖高度對圍巖影響的施工方法有全斷面法、臺階法、三臺階法等;主要考慮開挖跨度對圍巖影響的施工方法有側壁導坑法、雙側壁導坑法等;開挖高度、跨度綜合考慮的施工方法有 CD 法、CRD 法等。
1 工程概況
某隧道建設工程位于該地區高速公路3標段的第3KM以南約450m處,設計為左右線分離式的短隧道。右線端洞口里程樁號LC26+805-LC27+320,洞體長515.0m,最大埋深42.06m,位于LC26+930處。左線端洞口里程樁號LC26+810-LC27+330,洞體長520.0m,最大埋深 41.12m,位于LC26+940處。隧道總體走向呈105-80°,左右線均屬短隧道,隧道圍巖主要由煤層、泥巖及薄層灰巖組成,洞體范圍內存在煤礦采空區。地質條件極為復雜,存在淺埋、軟弱破碎巖層、煤系地層、采空區、滑塌體等各種不良地質現象。
2 隧道工程中正洞的施工技術
在對淺埋破碎巖層隧道一般施工方法分析總結的基礎上,針對該隧道淺埋,圍巖軟弱破碎,且隧道穿越煤系地層和采空區等工程特征,隧道在選擇隧道施工方法時,主要考慮開挖尺寸、支護結構穩定性及工程造價等因素的影響。該隧道在采用三臺階法施工時,施工基本原則:“預判斷,管超前,嚴注漿,短臺階,弱爆破,短進尺,交錯挖,強鎖腳,大拱腳,早封閉,勤量測,緊襯砌”。
2.1 臺階劃分施工
開挖高度過高不利于圍巖的自穩,開挖高度太低不利于初期支護的受力。因此,一般上臺階開挖高度取3.0-3.5m,階取2.5-3.0m,下臺階取2.0-2.5m。
臺階長度選擇時考慮到圍巖自穩和臺階長度對施工的影響,一般上臺階開挖長度取3.0-5.0m,階長度取5.0-7.0m,下臺階以施工方便為主,但不宜超過15.0m。
2.2 短進尺施工
三臺階法施工時必須采用短進尺,嚴格控制每次的開挖長度。上臺階每次進尺為 1-2 榀鋼拱架距離,且距掌子面最近一榀鋼拱架的距離不得超過 20cm;階和下臺階每次進尺為 2-4 榀鋼拱架距離,且在中、下臺階開挖時,各臺階均左右錯開施工,同臺階間左右錯開至少 3.0m,以避免上層初期支護兩腳同時懸空。
2.3 核心土施工
(1)上臺階核心土長度可取1.5m-2.0m,在確保掌子面穩定的前提下,為拱架架設和超前支護施工提供工作平臺;核心土頂面距拱頂約1.8m-2.0m,在圍巖穩定性極差時,可適當增加核心土高度,核心土左右腳部離開挖輪廓線2.0m-3.0m。
(2)階施工時不留核心土,直接落底至階,為上臺階開挖時提供方便,利于車輛通行。
(3)下臺階預留部分核心土,做成行車斜坡,從而滿足道路放坡需要,確保車輛行駛安全,兩側交錯拉槽施工。
2.4 弱爆破、緊支護施工
破碎巖層隧道在施工過程中若需爆破,應嚴格控制爆破強度,降低對圍巖的擾動,應采用機械開挖,并注意開挖進尺和速度。在隧道掌子面開挖后一兩個小時是圍巖穩定的關鍵時期,破碎巖層隧道圍巖暴露時間過長,受到環境影響,圍巖應力釋放變形后極易發生失穩,因此必須立即支護。
2.5 超前支護施工
淺埋破巖層隧道必須采用超前支護,加強掌子面前方圍巖的自穩能力,保證隧道掌子面施工的安全。超前小導管注漿能夠對前方未開挖部分巖土體起到縱向梁作用,同時通過對導管內注漿,漿液將進入巖土體的裂隙中,形成剛度較大的土層加固圈,提高了巖土體的穩定性。
2.6 鎖腳錨桿、大拱腳施工
上中下臺階在鋼拱架架設完成后均須打設鎖腳錨桿,每個拱腳不少于兩根,鎖腳錨桿采用3.5-4.0m長Φ22藥卷錨桿或Φ42mm的注漿小導管,鎖腳錨桿必須與鋼拱架焊接牢固,圍巖破碎情況下,鎖腳錨桿應注漿,增加與圍巖間的握裹力,鎖腳錨桿的施作質量是初期支護穩定性的關鍵。
大拱腳是通過擴大初期支護結構縱橫向支撐面積,以提高地基承載力的方法。各臺階開挖后,拱腳處應清除虛渣,將鋼拱架直接落于堅實的基底上,在基礎情況較差時,可采用混凝土墊塊墊于拱腳下,避免拱腳懸空,造成初期支護失穩。
3 隧道工程中仰拱三幅施工技術
仰拱三幅施工法通過減小仰拱開挖跨度,以控制初期支護的沉降變形量、提高隧道整體穩定性,同時在仰拱施工時,采取措施而不影響施工車輛正常通行,順利完成軟弱破碎圍巖隧道初期支護仰拱的閉合。
3.1 第一幅仰拱的施工
開挖隧道右側圍巖,開挖深度為1.2-2.0m,橫向開挖寬度為隧道開挖寬度的1/8-1/6,縱向開挖長度為3.0-4.0m,架設右側鋼拱架,鋼拱架右端與右側拱腳處鋼拱架下端用螺栓聯接,焊接縱向連接筋,在右側鋼拱架上噴射砼,筑成第一幅仰拱。
3.2 第二幅仰拱的施工
待第一幅仰拱施工6-8小時后,在隧道左側用同樣的方法進行第二幅仰拱施工,筑成第二幅仰拱。
3.3 第三幅仰拱的施工
待第二幅仰拱施工10-12小時后,開挖隧道中部圍巖,架設中部鋼拱架,中部鋼拱架的左端與第二幅仰拱的鋼拱架右端用螺栓連接、右端與第一幅仰拱的鋼拱架左端用鋼筋焊接連接,在中部鋼拱架上噴射混凝土,筑成第三幅仰拱,第一幅仰拱、第二幅仰拱、第三幅仰拱聯接構成縱向深度為3.0-4.0m的仰拱。
3.4 后續隧道仰拱施工
當隧道第三幅仰拱開挖時,仰拱兩側已施工完成,類似大拱腳作用的第一、二幅仰拱能夠有效地承擔上部初期支護作用,降低了隧道大幅開挖而產生的圍巖變形量,同時第三幅仰拱施工簡便可快速成環,且弧度較小易于鋼拱架的加工與連接,避免出現應力集中。
在進行仰拱第三幅仰拱施工時,由于仰拱中間部位的開挖,會對車輛通行帶來一定影響,為了發揮三幅施工法的優勢,不致影響隧道掌子面的正常施工,在第三幅仰拱開挖時,在其上方架設臨時棧橋,以利于施工車輛的通行,保證各工序間相互協調,互不影響。
4 結語
本文依托工程的實際情況,對該隧道工程中的正洞開挖及仰拱施工的主要技術做了分析,找到了適于淺埋破碎巖層隧道正洞開挖施工的方法,通過對施工現場監測數據的分析,提出了選擇使用仰拱三幅施工法的施工技術流程,施工后,現場監測數據顯示,采用仰拱三幅施工法替代半幅施工法后,仰拱開挖引起的拱頂沉降值和最大沉降速率均減少25%左右,充分體現了仰拱三幅施工法在淺埋破碎巖層隧道工程中良好的應用效果。
【參考文獻】
[1]范永慧.淺埋破碎巖層隧道小導管預支護技術研究[D].西安科技大學,2011.
篇9
關鍵詞:公路隧道工程 超淺埋路段 施工技術
1 施工工程概況
關同隧道全長2220m,起訖里程K717+200-K719+420,隧道按“新奧法 ”原則進行設計, 采用上下雙洞分離式, 為雙向 4 車道,采用 3 心圓內輪廓,隧道凈寬10.50m,凈高7.19m,屬大斷面隧道,該路段底層巖性主要為粗圓礫土,土質松散且膠結性差,洞身受地表水補給,地下水發育,為中等富水區。
2 施工方案的確定
K719+310-K719+385超淺埋路段原設計方案中,要求施工方在開挖隧道前對地表進行灌漿加固和防水處理,注漿所選擇的范圍為線路左右兩側各15m,深度以土石分界下1m為準,在注漿結束后用M10水泥砂漿封孔,并將地表原貌進行恢復處理。但是在具體的施工中,從地質情況分析,該方案達不到加固的實際效果,經工程建設、設計方現場勘查,決定以加強隧道支護參數的措施保障隧道施工的安全。其具體的方案為:在隧道開挖至K719+310里程前,施工方做好地表沉降觀測。同時,設計人員通過結構計算,將原設計中 89中管棚變更為 108大管棚,并加密鋼架間距為0.6m/榀。
3 各階段施工措施
3.1 洞內大管棚、小導管的施作
施工人員需要在洞身拱部設 108大管棚,環向間距為40M,L=30m,打設角度向上傾斜4°左右,縱向搭接為4m左右,每環為35根。同時,為了便于在洞內施作大管棚,施工人員還需要提前擴挖洞內大管棚工作室。施工單位在開挖前,需要提前制作好I20a型鋼鋼架,鋼架比正常斷面擴大30M~40M,洞內縱向長度為7m左右。在洞室施工結束后,施工人員需要安裝正常斷面的鋼拱架,并焊接導向管。
由于施工路段為超淺埋路段,其周圍大多是砂礫石和卵石,因此施工人員在施工過程中需要采用偏心錨桿鉆機跟管施作 108(外徑)×6L(壁厚)的大管棚,從而可以有效避免一般管棚鉆機打好孔后,再插入鋼管時塌孔難以插入的難題。
同時,如果在大管棚施作結束后,相鄰兩管之間因局部注漿密封不嚴,出現掉塊情況的時候,施工人員可以在大管棚相鄰兩管之間增加 42超前小導管,L=4m,打設角度仍為4°左右,縱向搭接1.2m,并注入水泥―水玻璃雙液漿加固地層。
3.2 四臺階九步開挖法
四臺階九步開挖法是在三臺階七步開挖法的基礎上,將其中的上臺階再分為兩個臺階,各部位的開挖與支護沿隧道縱向錯開,平行推進的施工方法。在實際施工的時候,施工人員先用大管棚(超前小導管)支撐頂部,將隧道斷面分為四個臺階分步開始挖掘仰拱緊跟下臺階并及時閉合成環。應用此種方法施工的時候,施工人員要時各臺階形成一定的步距,而且同一臺階左右工作面形成相互錯開后,即可以在各工作面按每循環進尺開始平行流水作業。施工的時候,每循環尺安1榀鋼架間距控制,各臺階步距控制在4m左右,這樣便于機械操作,加快施工進度。同一臺階左右工作面要錯開2榀鋼架以上,嚴禁對稱開挖,防止邊墻位移,引發塌方事故。
3.3 規范監控量測
施工單位對施工現場的監控量測是隧道施工管理的重要內容,是指導施工和預報險情的重要措施和手段,對于施工人員的安全具有重要的意義。同時,施工人員通過現場監測可以獲取圍巖的動態信息,既利于修正和確定初期支護參數和混凝土襯砌支護時間,又為完善設計和指導施工提供準確、翔實和可靠的數據信息。結合超淺埋路段的地質和地表實際情況,施工方的監控測量采用地表量測和洞內量測相互結合的方式實施。
(1)洞內外觀察。洞內觀察分為開挖工作面觀察和已施工區段觀察兩部分內容。開挖工作面觀察的內容為工作面穩定情況、涌水情況和開挖面地質情況等。已施工區段的觀察內容為噴射混凝土、錨桿、鋼架的狀況,以及施工質量是否符合工程技術規定的要求標準等。洞外觀察的主要內容為洞口地標情況、地表沉陷和邊仰坡的穩定等。
(2)拱頂下沉及周邊收斂量測。技術人員對拱頂下沉及周邊收斂量測需要在同一斷面進行,并采用相同的量測頻率,其具體的選擇需要結合變形速度和距開挖工作面的距離而定。
(3)地表下沉量測。施工人員需要在地表測點與洞內水平凈空變化和拱頂下沉在同一橫斷面位置布設觀測點,進行地表下沉監控量測,量測斷面間距以10m為宜,橫斷面方向地表下沉量測的間距取4m左右,并適當在隧道中線附近加密。同時,施工人員還要保證地表下沉量測的頻率和拱頂下沉量測與水平凈空變化的量測頻率相同。
(4)測點布置。凈空變化、拱頂下沉和地表下沉設置在同一斷面。洞內周邊收斂量測、拱部下沉根據超淺埋路段開挖方法設置4條水平測線。
(5)監測資料整理、數據分析和反饋。技術人員在現場量測取得的原始數據會具有一定的離散性,并包含著測量誤差。因此,技術人員需要對數據進行數學處理,以增加量測數據的可靠性,更好的判斷圍巖變形或支護系統的受力規律和穩定狀態。專業的監測人員要及時的對監測數據進行分析判斷,預測圍巖變性發展趨向和隧道結構的安全狀況,并將結果反饋給現場施工人員。
4 總結
對隧道進行地表注漿加固, 可改善圍巖物理力學性能, 提高圍巖承載力及整體性。特別是對處于山間溝槽、易于積水及覆蓋很淺的隧道更具有工程意義。通過以上施工技術措施,隧道安全穿越了K719+310-K719+385溝谷超淺埋路段。施工質量良好,施工過程安全,按時完成施工進度,地表未出現開裂或下沉。
參考文獻:
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【關鍵詞】高速公路;橋隧連接;隧道洞門;施工技術;研究
0.引言
交通事業直接關系到各個地區的經濟發展,高度公路等工程已經成為了建設的重點項目。由于高速公路覆蓋的范圍較大,許多地區的自然環境較為特殊,需要以不同的形勢進行交通建設,包括開鑿隧道、架設橋梁等,而這在連接的部分需要采用洞門施工技術。由于橋隧連接的部位屬于高速公路的薄弱環節,需要強化該部分的施工質量。如果該環節的施工質量沒有達到一定的標準,現代高速公路的交通量極大,且重型車輛數量多,在不斷碾壓下,會出現不同程度的病害,直接影響到其舒適性及行車安全,需要施工人員采用先進的洞門施工技術,提高橋隧連接的部分的質量,保障公路質量。對洞門技術進行深入的研究與探討也是十分有必要的。
1.洞口位置的選址
高速公路洞門是連接橋與橋的過渡地帶,因此在高速公路建設過程中要選擇科學合理的洞門位置,這就需要對洞門位置的自然屬性進行詳細的勘察。因洞門接橋,所以洞門位置一般住地面高差大、地勢窄的地方,在實際設計中,需要因地制宜,根據不同的自然人文因素進行取舍。
修筑隧道的山體具有不同的自然屬性,例如山體結構、地形、地質條件等。這些山體的自身要素使得其承載性能出現較大的差異,修筑隧道所在位置的巖石承載性能與隧道工程的建設安全性及進度有著直接的聯系。因而在洞口位置選擇時,首先隧道工程的技術人員需要全面的勘探預修建隧道周邊的基本情況,掌握其詳細的信息,包括地質條件、地形特點、水文地質情況等。(1)洞口處巖石的穩定性以及相關的地質,地形風貌和防震性進行勘察。如果隧道洞口處的山體屬于連續巖層,尚未發生過地質災害,包括山體滑坡、斷裂等,山體性質則較為穩定,可以選擇該位置施工建設隧道;如果隧道洞口位置的山體巖石的主要構成成分為強風化砂巖,其性能不穩定,承載力不足,容易出現山體坍塌問題,則不能選擇為隧道洞口。(2)洞門選址地區的水文地質條件進行詳細的勘察,檢查水質的流向,是否容易排泄暢通,受季節的影響大小等。同時了解地下水的相關情況,主要是地下水對混泥土和鋼結構的腐蝕性。(3)對洞深穩定性和洞口穩定性進行評價。(4)在仰坡開挖時的出渣很困難,安全隱患比較大。需要對邊仰坡的地質情況進行勘察。例如在仰坡是凍土的位置建立洞門,很容易導致熱熔坍塌,危及洞門的穩定性。
對上述數據資料等進行全面的分析整合,進行詳細比對后優選性能優越、承載能力良好的位置作為隧道洞口,這主要是為了保證隧道的穩定性和安全性。
2.淺埋段施工和偏壓段施工的注意點
淺埋段屬于隧道洞口施工的基本工程,其對于后期的施工情況影響巨大,需要將把握好每一個施工環節的質量。具體的施工流程包括以下幾點:
2.1支護措施
首先將施工范圍內的表面雜物清理干凈,避免出現障礙物影響后面的工序。再實施噴錨支護,并在隧道洞口拱部實施襯砌。支護襯砌完成后,需要洞口設置小導管,方向為水平向,小導管的長度一般為4米左右,各個導管之間的平衡保持在40厘米左右,環向間距則為30厘米,縱向方面則需要保持3m的距離為一環,并注漿保障圍巖穩定性,避免出現安全事故。噴錨支護施工完成結束才能開始實施隧道施工[2]。
2.2隧道開挖
由于地勢窄,隧道開挖時排水的經濟性,快捷性,安全性必須充分考慮;同時施工場地的布置必須科學合理。在施工前,要對地勢窄的水文地質情況進行詳細的了解,以保證建設項目可行性和安全性,施工場地是施工的主要場所,因此在項目建設中要合理布置。一般采用臺階法,包括上臺階、下臺階、仰拱。 各個環節均需要使用小導管進行超前支護。在進行錨桿施工是需要使用長度在 3米左右的錨桿,錨桿設置的環向距離保持在1米左右,縱向則保持在50厘米左右,在掛網并噴射混凝土,厚度一般為20厘米。
2.3套拱施工、下層開挖和二次襯砌階段也應該按照要求進行
套拱施工時,開挖斷面需要超過設計要求,避免混凝土支護影響到襯砌斷面。下層開挖需要嚴密控制圍巖暴露的情況,在實施各項支護措施,包括錨噴支護、混凝土支護、格柵鋼架支護,檢查確認其參數和拱部參數是否保持一致。二次襯砌 初期質量達到相應標準后,才可以實施二次襯砌。二襯施工和開挖掌子面之間的距離應保持在70m以內。仰拱襯砌相較超前拱部襯砌,需要超過其20m。一般流程為先進性上臺階開挖支護、下臺階開挖支護,再進行仰拱開挖支護,才能實施二襯仰拱施工及二襯拱部施工,保障支護質量[3]。
2.4填充地基
洞門段和橋梁連接處地基往往難以充分碾壓,應考慮地基底層用透水性材料換填,地基表層可考慮用混凝土澆筑,避免行車現跳車現象。在偏壓段施工需要先進行相應的支護工作及襯砌措施。還需要在壓力較小的一方設置輔助的強化措施,包括使用錨桿、鋼筋混凝土等,有效提高其抗壓性能[4]。
2.5巖堆段施工技術
隧道洞口施工中需要面對較多的特殊情況,許多山體巖石在自然條件、風化作用及重力的緩慢影響下,形成了許多形狀不同的巖堆。該類巖堆主要組成分成為碎石、塊石等。石堆的結構較為松散,穩定性不佳,極易滑塌、崩潰,其巖體的休止角與山體的坡度幾乎達到一致,使之更加容易坍塌。在隧道洞口巖堆段施工的過程中,需要先對地表水進行處理、攔截等,江水質徹底的排除出去,保持巖堆干燥,并做好支護措施,包括設置混凝土支護設施,對抗隧道側壁的壓力,提高隧道的穩定性。
橋梁與隧道連接處,橋梁上部結構施工時,施工時機、順序必須與隧道施工統一安排,協調進行、不能互相干攏。在施工過程前后,相關的負責任人對相關的工作要進行整體性的安排,防止延遲工程建設因素的發生,保證項目的順利進行。
2.6其他方面
施工測量人員要合理布設控制點,保證橋隧連接線型順暢美觀,同時也保證行車安全。
牢固樹立以人為本,安全第一的思想,從進場到竣工,安全管理要常抓不懈,各種預案必須祥細可行、并組織演練。
3.總結
在橋隧連接工程中,隧道洞口的施工直接關系到高速公路的舒適性、安全性及使用壽命等,是十分關鍵的環節,需要實施先進的洞門技術。由于橋隧連接工程性質較為特殊,洞口施工中包含的內容也十分豐富,是一項系統而復雜的工作,需要技術人員實施各項措施保障施工質量。本文僅從一般的角度分析了隧道洞門的施工技術,實踐的工程中還需要技術人員全面分析隧道及橋梁的具體情況,制定與之相適應的施工方案,不斷的優化技術,提高施工技術水平,保障隧道洞口施工的質量實現經濟效益和社會效益的雙贏。
【參考文獻】
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