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Abstract: In traffic construction, tunnel occupies a very important position. Tunnel construction is a very complex project, master well the quality of tunnel construction technology can have a good grasp of the tunnel construction, which has great significance for the safety and quality of traffic construction.
关键词: 隧道施工;问题;施工;技术;方法
Key words: tunnel construction;problems;construction;technology;method
中图分类号:U455.4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)14-0098-02
0 引言
随着公路隧道建筑规模的逐渐扩大,两车隧道已经远远不能满足日渐增长的行车需要,三车隧道在实践中得到大规模的运用。但是隧道规模越大技术也相应复杂,因此,与过去一般的公路隧道相比,在设计、施工以及运营管理方面均有质的不同,这就给公路隧道建设者带来挑战。本文就公路隧道施工技术结合自身工作经验进行了探析。
1 我国隧道工程常用施工技术及存在的问题
我国目前主要的施工技术有:深海底抗压建设技术;深层钻爆施工技术;超浅埋、浅埋暗造技术;辅助工程建造技术;盾构法建造技术;开敞式新型挖掘技术;保护环境施工技术;深管道埋藏技术等许多其它新技术。
在施工修建的过程中存在的问题也很多,就目前隧道工程发展而言,其主要问题有:①对土质结构了解不深,致使确定施工方案存有不合理之处,造成出现豆腐渣工程现状;②高原冷冻铁路的质量难以保证,耐用性能较弱;③海底隧道抗压效果达不到实际要求,常出现变形问题;④新技术开发速度较慢,满足不了社会建设的需求,亟待提高;⑤环保隧道技术做的不够到位,造成环境被破坏的现象时有发生;⑥隧道工程建设系统缺乏统一的施工标准要求,常出现施工不科学问题。
2 施工准备期的技术准备
2.1 施工环境的勘测 ①我们根据地质钻探资料的审查对围岩进行分类,不难看出在对地质工程特点进行分析的时候,如果对岩层走向、褶曲、断层以及地下水和特殊土等分析有误,对施工就会造成十分严重的影响。②有针对性的对施工现场进行核查,核查的方面主要就是包括:地质、供水、气象、排水、原材料、动力供应、运输条件、弃渣、场地等。对于风化堆积较为严重的洞口及浅埋段等,我们要有健全的方案进行治理或补偿。
2.2 施工材料设备和方案的准备 ①要想工地实验室期限达到质监站临时资质审批要求,就需要我们有健全的试验设备、技术人员以及完善的管理制度。当承包商与业主签订合同后,监理工程师就可以根据合同规定的时间,要求承包商按照合同承诺进行各项筹备工作了。②开工前监理工程对两端反外控制点近反复检查。③承包商及时按合同规定的日期上报总体性计划和具体实施计划,这样才能保证监理工程师对工程进行整体调查、分析,然后根据出现的问题与承包商进行讨论、澄清、修改。
3 施工方法
隧道施工方法主要有:全断面法、台阶法、台阶分部法、上(下)导坑法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等六种。
目前,我国隧道施工主要是以新奥法为主的,新奥法施工的精髓就是将围岩作为支护的一部分,共同承受上覆荷载的压力。利用新奥法进行隧道施工,无论在进度上还是质量上以及工程费用上都会存在明显的优越性。然而,随着设计的支护形式和施工工艺存在的差异,在施工过程中要想根据围岩性质及地质变化适时对施工工艺以及支护形式进行调整。我们在进行大跨度隧道施工的时候,主要选择的方法就是:上半断面台阶法,中隔壁法和双侧臂导坑法(眼镜法)等。
4 隧道施工的主要技术分析
4.1 软弱破碎围岩段施工技术 针对软弱的围岩可能发生的大变形,采用增大预留变形量和喷射混凝土、锚杆、钢筋网和可缩性的U型钢拱架复合式衬砌手段,采用分部开挖的方法,初期支护及时封闭,喷射混凝土可以分2~3次施工,然后加强监控量测,利用反馈的信息进行施工指导。通过软弱破碎带段富水段时,先治水,采用排堵结合等治理措施。开挖过程中配备有经验的地质工程师24小时轮流值班,及时监控地质变化情况,指导现场施工。
加强监控量测,当初期支护变形异常且无收敛趋势的时候,就是需要我们调整支护参数,必要时可以实施二次衬砌。因此,二次衬砌就是为了增设钢筋和提高混凝土强度的一种措施。
4.2 隧道防渗漏、防坍塌技术 ①防渗漏技术。隧道的二次衬砌主要是提高混凝土的抗渗性能,也是避免膨胀的一道工序,主要作用就是防止复合防水板局部因为破裂等原因造成的渗水。因此,我们要根据水量的增加情况,对盲沟布设进行设计,以更佳有利于排水。在进行防水板施工的时候,我们除了要严格检查焊缝焊接情况,还要确保施工缝、变形缝等不渗不漏。②防坍塌技术措施。采用减震爆破,尽量减少对围岩的扰动。开挖成型后及时施作喷砼等初期支护,使围岩尽早达到稳定状态。对围岩自稳能力较差地段,采用超前支护或超前加固前方围岩,坚持先护顶后开挖的原则组织施工。当初期支护变形出现异常现象且无收敛趋势时,采取初期支护加强措施,并提前施做二次衬砌。在二次衬砌中,采取增设钢筋和提高混凝土强度等措施。根据地质勘察资料,岩层与隧道轴线夹角较小,为此,采取减小循环进尺,加强超前支护,加固围岩的措施进行预防。在围岩含水地段先治水:当有渗水流时设置橡胶带盲沟引排:渗水面积较大时橡胶带盲沟可并排设置。当有集中股水流时设置弹簧盲沟引排,将水压力对初期支护的影响降至最小。为了加强对施工过程的控制:开挖过程中配备有经验的地质工程师24小时轮流值班,及时监控地质变化情况,指导现场施工。软弱不稳定围岩地段,主要领导轮流值班,强管理,严要求,及时处理紧急问题。
4.3 防排水施工技术 ①施工缝、变形缝防水。施工缝主要是隧道衬砌混凝土在施工时候所产生的冷接造成的,也是防水的薄弱环节,是整个隧道中最容易发生渗漏的地方。因此,我们在对隧道进行衬砌施工处理的时候,要避免因为处理不好而造成隧道的正常使用和行车安全,严重的还会降低结构的强度和耐久性。为了防止衬砌不均匀引起的裂损,我们就需要对沉降缝进行设置,避免因为温度的剧烈变化而导致混凝土收缩引起衬砌开裂。②防水混凝土。隧道二次衬砌混凝土既是外力的承载结构,也是最后一道防水线。而防水混凝土大多数都是通过规定的级进行配比,并掺入少量外加剂,通过调整配合比配置成具有一定抗渗能力的防水混凝土。我国的铁路隧道工程技术指南要求的二次混凝土的抗渗等级不得低于P8。
4.4 隧道二衬施工技术 ①钢筋加工及安装。钢筋采用加工专用设备进行加工,主要采用的就是单面焊接形式对钢筋接头进行焊接,焊接的长度一般不得低于10d。钢筋焊接主要就是保证焊缝饱满度,并凿除焊渣。采用自制台车进行安装,安装时应根据设计尺寸及保护层进行施工。②灌注砼。台车就位后,可以采用松木板将端头封牢。砼输送泵管道通过台车上部的天窗接入模内,同时砼输送车将砼倒入输送泵内,由输送泵将砼通过管道压入模内。
5 结束语
在进行隧道施工时,要在安全、有序、优质、高效的指导思想下,努力控制隧道施工质量达到最优化。不断的更新隧道的施工技术,针对各个控制点,有针对性的采取合适的施工技术,确保隧道施工的质量。
参考文献:
[1]陈小雄主编.隧道施工技术[M].北京:人民交通出版社, 2011,6.
关键词:隧道 防排水 施工
中图分类号:TG51 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)02(c)-0051-01
1 工程概况及防排水设计情况
新屋河隧道位于湖北省大悟县境内,全长1774 m,起止里程DK1096+419~DK1098+413。隧道纵坡:单面坡,坡度为12‰,坡长2700m。[2]。新屋河隧道的防排水设计,采用“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,以达到防水可靠、排水畅通、经济合理的目的,并满足地下工程国家一级防水标准。
隧道防水措施包括:初期支护混凝土防水;防水层防水;施工缝与变形缝防水;二衬自防水等。隧道排水措施包括:纵向及环向盲管;双侧水沟、中心水沟、检查井及横向引水管等。
2 隧道防水施工技术
2.1 初期支护混凝土防水
喷混凝土作为防水层是被国际隧协所提倡的,但这种观点在国内尚未被广泛接受。设计单位虽然对喷射混凝土材料及施工工艺有要求,但未从防水的角度做针对性的设计[3]。作为复合式衬砌的最外层支护及第一道防水屏障,其在整个隧道防水体系中起着重要的作用,但设计与施工单位只是注重了初支混凝土的安全支护作用,而忽视了初支混凝土还应该起到防水的作用。
2.2 防水层防水
2.2.1 基面处理
防水层铺设前,先对隧道初期支护喷射混凝土表面进行处理,切除锚杆头和钢筋露头,并用细石混凝土磨平覆盖,确保混凝土表面平整,无尖锐棱角。
2.2.2 铺设土工布
首先用简易作业台车将单幅无纺布固定到预定位置,然后用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射混凝土上。
2.2.3 铺设防水板
先用简易作业台车将防水板固定到预定位置,然后用手动电热熔器加热,使防水板焊接在固定无纺布的专用热熔衬垫上。防水板间自动热熔焊接用自动双缝热熔焊接机按照预定的温度、速度焊接,防水板搭接宽度须大于15 cm。
注意事项。
(1)防水板在施工中尽量紧贴岩面,松紧度应适中,由于平整度不易控制,施作防水板时应预留变形尺寸,避免因二衬混凝土施作而产生的表面拉应力破坏防水板[4]。
(2)防水板搭接缝应与变形缝、施工缝等防水薄弱环节错开0.5 m以上。
(3)钢筋焊接作业时,防水板要用阻燃隔热板进行防护,避免电焊火花损伤防水板。
2.3 施工缝与变形缝防水
2.3.1 施工缝防水
环向施工缝处设置中埋式止水带和背贴式止水带,纵向施工缝处设置中埋式止水带和遇水膨胀止水胶。
2.3.2 变形缝防水
变形缝防水采用中埋式止水带、背贴式止水带及遇水膨胀止水胶等。拱墙变形缝处衬砌内缘3 cm范围内以聚硫密封胶封堵,其余空隙采用填缝料填塞密实。
注意事项。
两缝防水的关键是中埋式止水带,在浇筑混凝土施工时,受混凝土重力挤压等,容易翻转、扭结,如发现有扭结不展现象应及时进行调正。
2.4 二衬自防水
隧道二衬混凝土既是承载结构,也是隧道防水的最后一道防线,因此要求衬砌既要有足够的强度,还要具有一定的抗渗性,新屋河隧道衬砌混凝土设计抗渗防水等级不小于P10。
注意事项。
(1)二衬自防水的关键是混凝土本体的施工质量,包括了混凝土的制作、运输和施工,任何一个环节出现问题都将直接影响到其使用功能。
(2)二衬封顶时,混凝土浇筑不宜过快,否则易导致拱顶混凝土不密实,形成空隙。
3 隧道排水施工技术
3.1 环、纵向排水盲管
隧道内设置纵向Φ100 mm、环向Φ50 mm双壁打孔波纹管。纵向排水管长10 m一段,每段纵向排水管中间设Φ100PVC泄水管一处;环向排水管纵向间距8~10 m并根据地下水发育情况调整,纵向排水管两端及环向排水管下端进行圆弯后接入隧道侧沟。
注意事项。
浇筑二衬混凝土时,易造成环、纵向盲管及泄水孔堵塞,要及时检查处理,保证管路畅通。
3.2 中心水沟、侧沟、横向引水管、检查井等
中心水沟在施工仰拱填充混凝土时,将事先预制好的预制混凝土管按设计位置埋设;每30 m设置检查井一个,通过横向引水管将测沟与中心沟连通。
注意事项:
由于测沟落后仰拱、二衬施工时间较长,日常对管头进行包裹,以免堵塞,施工测沟前对管路进行检查、清理,保证畅通。
4 结语
隧道防排水是个系统工程,要使最终建成的工程满足既定的标准,保证其使用功能,需要各方的共同努力。首先,各方应该重视初期支护混凝土的防水作用。其次,施工方要体会设计的真正意图,施工过程中,严格设计,但不拘泥于设计,因地制宜,并在施工中加强管理,提高施工质量,才能保证隧道在运营期间不渗、不漏水,排水通畅。
参考文献
[1] 中铁一局集团有限公司.客运专线铁路隧道工程施工技术指南[S].北京:中国铁道出版社,20059.
[2] 铁道第二勘察设计院.新建铁路石家庄至武汉客运专线新屋河隧道设计资料[R].成都:铁道第二勘察设计院,2008,7.
【关键词】铁路隧道;施工技术;防水排水。
隧道设计人类在改造世界过程中做出的巨大的创举,在古代,没有任何交通工具的情况下,人与人之间的来往很可能就要翻越很多座大山,“愚公移山”的故事在现在看来没有什么,但是在当时却是摆在人们面前的一个难题。而当今隧道的挖掘将天堑变为了通途,将大山隔绝开来的两边整合在了一体,大大节约了人们的时间。在隧道施工过程中,安全问题是非常重要的,安全问题除了相关施工技术方面的原因之外,渗水漏水也是巨大的安全隐患。渗水漏水的原因是多方面的,也与其他的一些病害是相关联的,渗漏水会造成各种病害的发生,大大降低隧道的安全性和使用寿命,所以必须予以重视。
一、地下水对铁路隧道的巨大影响
我们这里将地下水对铁路隧道的影响专门列出来阐述,将大气降水排除在外,一是因为大气降水根本无法控制,施工过程也应当做好了隧道岩壁的防水工作,但是地下水不同,在施工前和施工过程中不可能对整个地下水的情况进行十分确切、深入的了解,无法有针对性地将所有防水工作做得完善。
地下水一般分为三种类型,区分的依据是埋藏的条件。岩土层中的水主要是岩石和土壤中的水,潜水指的是地面以下具有自由水面的水,承压水则是两个隔水层之间承受着压力的水。这地下水的运动是十分复杂的,不仅仅是我们想象的那样单受重力影响向下流动。很多地下水存在于各种空隙中,运动情况规律很难把握。在这种情况下,地下水对隧道的影响主要体现在对围岩、衬砌结构和运营环境三方面的影响。对围岩的影响主要是侵蚀和软化,将其物理和化学性质发生改变;对衬砌结构的影响是产生各种压力;对运营环境的影响就是将隧道内变得潮湿,对其正常运营十分不利。
二、隧道防水排水工作存在的问题及对策
隧道防水排水工作非常重要,应当获得各方面的普遍重视。但是现实中,在防水排水工作中还存在着不少的问题。首先,防水排水设计依据较为混乱。隧道的施工与道路和桥梁的施工不同,后者能够将周围的环境监测地比较清楚明了,而隧道施工很难进行细致的勘探,所以设计的依据上并没有特别大的参考价值。其次,防水排水相关技术不完善。当前我国的防排水工作没有系统的规范要求,各个工程的施工单位往往依据经验和工程成本自行解决,没有科学性;再次,防水等级不确定。没有等级上的明晰,就无法真正认定有没有防水和排水的必要性,某些严重情况就会被遗漏,可能会造成巨大的损失。最后,各部门之间的交流和协调不够,没有将理论研究、设计勘测、施工单位三位一体的融合作为系统工作去做。
针对上述的问题,在铁路隧道防水排水工作中,应当做到四个要点。一是防水,要尽可能地在成本允许的范围内对勘探活动进行完善,做好前期的防水设计,在施工中,做好洞顶地表防排水和衬砌背面的排水措施;二是在结构上做好防水工作,做好防水层。防水层要选用合适的材料,在当前防水层材料的选择上,预制的防水板因为其施工便捷、绿色环保受到当前施工单位的青睐。需要注意的一点是,对于防水的混凝土来说,特别要注意配比问题,因为混凝土的水热化会导致混凝土裂缝,完全起不到应有的防水效果;三是做好截水和堵水工作,从隧道洞外和地下都做好截水工作。在地表,可以开挖各种疏导,将地表水引出隧道范围,使降水时水流也能够及时排走,而地下水则可以设置专门的设施例如钻孔截水等等。对于堵水来说,一般就是用注浆的方式来进行。注浆的方法也要根据具体工程的不同进行具体的调整。
三、结语
其实对于隧道的渗水、漏水,原因是多方面的。但是在隧道施工阶段,必须做好防水排水工作,那么后期一旦出现渗水、漏水,一定是出现了各种问题。这些问题可能在材料上,也可能在施工技术上,需要根据不同的情况进行不同的判断和处理。隧道防排水一定要遵循的原则就是首先必须将出现的水排出去、然后防水和排水工作相结合、根据隧道工程的不同灵活选用各种施工技术、进行多重的防水和排水措施。不过,尽管如此,施工单位也应当意识到隧道工程的防水工作一直是世界范围内的难题,防水排水工作不仅涉及工程学相关知识,还涉及了地理学、化学工程等等综合学科,在理论上尚有很多问题没有解决。在实践中相关单位应当尽可能地做到完善,确保隧道的安全。
参考文献
[1]吕康成,崔凌秋.隧道防排水工程指南(第一版)[M].北京:人民交通出版社,2005.
[2]梁巍,郭小红.厦门翔安海底隧道防排水设计和施工介绍[J].中国建筑防水,2008(2).
关键词:浅埋 偏压洞口段 施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
铁路的发展与我国的国计民生息息相关,在我国的交通体系有着不可替代的作用。近年来,随着我国国民经济快速、稳定、持续增长,人们的出行要求出现了日新月异的变化。铁路事故与铁路公共安全事件也屡见不鲜。这些突发事件不仅给社会和人员造成极大的损失,还给铁路的运输组织工作带来了重大的挑战。浅埋偏压围岩隧道地形复杂,掘进施工易产生变形,且变形量大,甚至发生突发事件,是隧道施工的重点和难点所在,施工前必须弄清楚围岩的工程地质特性和可能发生的各种灾害,制定确实可行的施工方案和施工方法;同时,加强开挖后围岩变形量测,及时准确地掌握围岩的变形量、变形时间和变形规律,并分析整理数据,及时调整施工方案,以达到减小危害,指导施工的目的。
1工程概况
南广高铁是两广交通经济大动脉,桂粤两省区最便捷的快速通道,南广铁路突村1#隧道全长186 m,隧址区位于丘陵区,地形起伏较大,围岩上部为第四系残坡积粉质粘土,易滑塌,下伏燕山期花岗岩,洞身全风化,呈砂土状及碎块状,为极软岩,洞身风化层围岩较差,洞口中线与等高线斜交,有明显偏压现象。右侧洞口60m浅埋段覆盖层为2.1m~13.5m不等,隧道开挖时,洞顶易坍塌,侧壁易失稳。
2施工方案
全隧道按三台机七步开挖法施工,在洞口浅埋段范围内为残坡积粉质粘土,,围岩不稳定,易滑塌,防水、防塌成为制约洞口段施工的关键因素。施工中首先对洞口段左侧进行反压回填夯实,同时对右侧增加地表注浆,加强洞口右侧围岩稳定,再施作导向墙和40 m长大管棚对洞口段进行超前支护,然后进行正洞开挖。
3施工方法
3.1边、仰坡开挖及支护
1)由于粉质粘土自身的特点,且隧址区均为丘陵区,广西地区雨季时间长,雨水来势猛,所以必须避开雨季施工可能对隧道造成的隐患。
2)在雨季到来之前,完善洞口锚杆、钢筋网、喷射混凝土边、仰坡防护,及时砌筑天沟、截水沟,并对反压回填部分进行特殊防护处理。
3)边、仰坡防护完成后施工洞口导向墙,纵向设置1.5m,厚100cm,导向墙内埋设四榀工字型钢架支撑,由于导向管安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量,因此导向管必须用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置,用水准尺配合坡度板设定管口的倾角,用前后差距法设定导向管的外插角;导向管应牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。
3.2超前支护
采用40m长108大管棚对洞口段进行超前支护。沿隧道开挖外缘环向距离为0.4m打入一排纵向钢管,并且在插入钢管后再往管内注双液浆以固结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的空隙,使管棚与围岩固结紧密,提高钢管的强度。在拱部超前大管棚注浆预固结围岩的保护下,进行主洞掘进施工。
3.2.1管棚参数
1)长管棚采用108热轧无缝钢管,壁厚5 mm,管节长度4 m~6 m,采用丝扣相接,接头相互错开。
2)管口段2.0 m钢管不开孔,其余部分按15 cm间距交错设置注浆孔,孔径8 mm,管头焊成长度20 cm圆锥形。
3.2.2搭设钻孔平台安装钻机
1)钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设,搭设平台应一次性搭好,钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行,可缩短移动钻机与搭设平台时间,便于钻机定位。
2)平台支撑要着实地,连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。
3)钻机定位:钻机要求与已设定好的孔口管方向平行,必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法反复调整,确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。
3.2.3钻孔
1)由于粉质粘土的特殊性,采用螺旋钻头。
2)岩质较好的可以一次成孔,钻进时产生坍孔、卡钻需补注浆后再钻进。
3)钻机开钻时,可低速低压,待成孔2 m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
4)钻进过程中用测斜仪测定其位置、孔深、倾角、外插角,并根据钻机钻进的现象判断成孔质量,及时处理钻进过程中出现的事故;钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
5)做好钻进过程的原始记录,对孔口岩屑进行地质判断、描述。做好开挖洞身的地质超前预报,作为指导洞身开挖的依据。
3.2.4安装管棚
1)钢管应在专用的管床上加工好丝扣,管棚四周钻出浆孔,孔径8 mm,管头焊成长度20 cm圆锥形便于入孔。
2)管棚顶进采用导向管和钻机相结合的工艺,即导向管控制方向由钻机冲击力顶进钢管。
3)钢管焊接应满足受力要求,并用30 cm长套管连接,相邻钢管的接头应错开。同一横断面内的接头数不小于50%。
3.2.5注浆
1)注浆浆液采用水泥—水玻璃浆液,以缩短浆液的胶化固结时间,控制浆液的扩散范围。
2)水泥浆水灰比1∶1,水泥浆与水玻璃体积比1∶0.5,水玻璃浓
度为35波美度,水玻璃模数为2.4;注浆孔口压力初压0.5 MPa1.0 MPa,终压1.5 MPa~2.5 MPa。
3)为防止浆液从其他孔眼溢出,注浆前在孔口处设置止浆塞,止浆塞应能承受最大注浆压力。
4)注浆顺序从两侧拱脚向拱顶,由于岩体孔隙不均匀,考虑风镐环形开挖的方便,同时要达到固结破碎松散岩体的目的,保证开挖轮廓线外环状岩体的稳定,形成有一定强度及密实度的壳体,特别要确保两侧拱脚的注浆密实度和承载力,一定要控制注浆终压(1.5 MPa~2.5 MPa)和注浆量双控注浆质量,拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶。通过现场试验确定,本隧道地质情况注浆终压达到2.3 MPa时,注浆管棚躯壳强度可达到17.8 MPa。注浆时相邻孔眼需间隔进行,以确保固结效果,又达到控制注浆量的目的。
3.3洞身开挖
隧道洞身采用台阶法施工,拱部预留核心土,周边采用风镐开挖,核心土及中槽运用短臂挖掘机开挖。开挖后架设工字型钢架支撑,并进行锚喷支护,形成牢固的棚状支护结构。开挖严格遵循“管超前、预注浆、小断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测、稳打稳扎、步步为营、以防为主、稳步前进”。
开挖施工顺序:
1)超前支护;2)上部环形开挖;3)上部初期支护;4)核心土开挖;5)下部开挖;6)边墙及仰拱开挖支护;7)现浇仰拱。
4存在的问题及体会
1)施工长大管棚开孔是关键,一定要把握好。钻水平孔时由于钻机本身的自重下挠是必然的,最好能打试验孔,测其下挠曲线,以便修正外插角。尽量采用粗钻杆,刚度大下挠量小。
2)施工中应考虑每环管棚留1孔~3孔最后钻孔但暂不注浆,专门用于排泄围岩中的渗水,改善前方土体性质,有利于开挖。
3)长大管棚施工工艺运用于隧道洞口段施工,充分发挥了管棚支护作用,增加了施工安全度,提高了隧道的长期稳定性。在管棚支护下进行人工开挖,减小了对围岩的扰动,有效地控制了超欠挖、地表下沉和围岩坍塌。
4)管棚钻孔可作为地质预探预报,地质资料可为洞身开挖提供依据。
参考文献:
[1] 高速铁路工程测量规范 (TB10601-2009) 中国铁道出版社.2010年
[2] 叶建延、李林峰.《浅谈永龙隧道光面爆破》.华东公路出版社.2010年第2期
关键词:电厂隧道;下穿公路;施工技术
一、工程概况
电厂隧道位于云南昆明市晋宁县境内。隧道全长2025米,起点桩号为D2K42+930,终点桩号为D2K44+955.隧道在D2K43+295—D2K43+345段下穿昆玉高速公路。
由于高速公路是昆明和曼谷之间的国际通道的起始路段,也是国道213线的重要路段,起始于昆明市官渡去鸣泉村,终于玉溪市高仓,全长85.71公里,是云南第一条6车道高速公路。昆玉高速公路的路基宽26.5米,设计行车时速为100公里了。这段高速公路上的车流量已经超过了40000辆/天,而且来往的重型车辆较多,这导致了地面的动载变化大。
隧道穿越该处地质为强风化砂质、泥质板岩夹碳质板岩,岩质较软,节理发育,岩层整合干燥无水。
二、下穿昆玉高速公路及国道213施工技术
一、初步确定施工方案
昆玉高速公路是国道213公路重要组成部分。为保证施工安全,应该根据具体的地形特点,对撑子面的距离进行调整,同时要调整好初期支护和二次衬砌的距离。
国道213公路承担着极大的车流,所过车辆中重型汽车占据着相当的比例。因为承载着的重型车较多,而且每日的车流极大,所以该地段的地表动荷载很大。故此,加上对周围地段围岩的扰动是本次是公的关键。采用“短进尺,若爆破,强支护,衬砌紧跟”的施工方法,同时还要将“光面爆破,支护紧跟,监控量测,及时反馈修正”作为施工的原则,把隧道工程的进展置于动态监控之下,及时而准确地对施工过程进行指导。
与此同时,还要注意TSP地质雷达的利用,对各种地质状况进行预报,以便施工者及时而精确地了解撑子面的地质情况是否与工程的设计方案相符合。这样,就能够对应急状况进行有针对性的处理。
二、优化施工方案
原方案的拟定为用大管棚(108×6㎜)配合超前小导管进行穿越,并且在撑子面已经接近施工段落30米时,技术人员和相关的监理部门、设计部门对当地的地质情况反复进行验证和勘测,最后得出一个安全的穿越公路的方案。
大管棚的施工过程相当繁重而琐碎,会将工程的总进度拉慢,所以,经过慎重的考虑和讨论,并参照过去工程经验,施工方确定了最后的方案。方案据顶使用双层的42×3.5㎜超前小导管加固隧道前方拱部的土层。施工范围在120°,层与层之间的间距为0.4米,两层之间是相互错开的,错开距离为0.2米。每层的环向间距为0.4米,每一环的长度为4.0米,而搭接的部分长度在1.0米以上。
除此之外,工程方还将原定的116性钢的间距0.8米,调整为0.6米,旨在增强初期支护的强度。
三、施工的的措施
(一)用超前注浆的方式加固底层
用双层的42×3.5㎜的超前小管对隧道前方拱部的土层进行加固,施工范围在120°,层与层之间的间距为0.4米,两层之间是相互错开的,错开距离为0.2米。每层的环向间距为0.4米,每一环的长度为4.0米,而搭接的部分长度在1.0米以上。
1.材料:外径为42㎜,厚度为3.5㎜,长度为4.0米的热轧无缝钢管。钢管的前段制成尖锥状,尾部则焊接上筋箍。这些细节保证了超前小管更容易插入岩层中。
2.间距:成与层之间为0.4米,两层之间互错0.2米,环向间距为0.4米,每一环的长度为4.0米,搭接部分在1.0米以上。
3.外插角:5°到10°。应尽量加大外插角以期提高超前小导管的抗弯性。
4.小导管安装方法:钻孔打入法,钻得孔径大于钢管的直径,比之多出3㎜到5㎜。小导管穿过钢架后,用锤击将其顶入,顶入的长度应该在钢管长度的90%以上。钢管中的砂石,用高压风枪吹出。安装完小导管,空口和周围的缝隙用塑胶泥进行封堵。同时,将混凝土喷射在在小导管的附近地带和工作面之上,防止工作面在施工过程中的塌陷。安装完小导管后,及时注浆。
5.注浆泥沙技术标准:水泥砂浆。水与灰的比例为75:100,注浆压力为1兆帕。在这一步骤的实施过程中,对注浆效果进行严格的监控。
(二)三台阶法开挖
用三台阶法进行施工,台阶的高度随着围岩的稳定性和预定的开挖宽度而有所变化。但是,台阶的高度也有着标准,其中,上台阶的高度在4米以下,台阶的长度不短于隧道施工技术指南所给定的最短距离。
由于这段距离内的围岩强风化砂质、泥质板岩夹碳质板岩,岩质较软,节理发育,岩层整合干燥无水。泥岩集中在隧道的拱部,砂岩集中在隧道的下部,所以用爆破的方式开挖顶部的泥岩,而用机械方式开挖下部的砂岩。
在开挖工程实施过程中,不放松对撑子面稳定性的观测,认真而严谨地进行地质素描,详细记录施工地区的围岩状况,以便发现并及时解决突发状况。
(三)用混凝土与钢架相配合的方式进行初期支护
混凝土封闭工作面之后,即时挂钢筋网。这样能够使混凝土封闭面和钢筋网紧密贴合。之后,打设锚杆,并使锚杆的垫板也同封闭面紧密贴合。另外,对锚杆的注浆质量进行严密的控制。在混凝土初次喷射之后,及时假设钢架,在钢架的外部边缘以2米的间距喷射混凝土,使之楔紧。
混凝土与钢架之间的空间用喷射混凝土的方式密实地填充,以两者合为一体;混凝土应该对钢架进行全面的覆盖,而且要保留4厘米以上的保护层;使用满焊的手法将锚杆的尾端和钢架结合为一个整体;钢架用满焊的方式固定在台阶与台阶的交汇之处,并通过钢架中注浆进行加固拱部,防止拱部的下沉和形变。
派专员进行详细的检查,彻底清除下部的松喳,以避免拱脚出现悬空。如果出现渗水,应及时排水。
分段、分片、分层喷射混凝土,按照从上到下的顺序交错尽心喷射。
钢架的锁脚锚管工程要在开挖仰拱的工程之前结束。仰拱的开挖是循序渐进的过程,每次开挖的距离都在3米之内,而且在每次开挖后都当即完成初支工作,并通过初喷及时进行固定。仰拱到撑子面的酒楼在35米之内,并根据具体情况缩小距离以防止隧道底部长时间暴露在外。
(四)根据具体情况安排二次衬砌支护
针对不同的现场情况,对二衬和撑子面之间的距离进行调整,尽量将二者距离缩短在60米以内。这样有利于尽快形成一个完整的受力结构。公路路面以下的部分尽早完成二次衬砌,并及时开始隧道拱顶的注浆工作。
(五)对围岩进行监控和测量的内容
整个工程中,不仅对洞内的地表,还要对洞外的地表进行严密的监控和测量。主要监控及测量以下的内容:在洞外进行观察;对洞内进行地质素描;观察支护情况;监测水平收敛情况,监测拱顶下沉和路面状况。
洞外要观察公路路面、排水设施,评估随到施工受到地面动荷载的影响和施工过程中路面能够受到的影响。
地质素描包括对围岩的岩石性质,岩石的走向,岩石的产状等各项物理指标进行描述。洞内的地质素描则包括了岩石的岩性、产状、含水量、节理、稳定性等方面。
初期支护主要对渗水状况,开裂状况等进行进行观察和监测,并及时对异常现象进行报告。
总结:
电厂隧道下穿公路施工技术在技术标准之内进行灵活变通,根据实地情况制定了施工方案,并因地制宜,在不同地地段使用不同的技术,不局限于通用标准,而是在考察了实际情况后设置出自己的标准,保证了工程的有效开展。同时,值得借鉴的还有对检测与预防的重视。工程实施过程中,施工方注重监测并合理布置监测点,对特殊情况进行充足的预防,保证工程的顺利开展。
参考文献:
了隧道防排水施工技术。
关键词:公路隧道防排水;防水板;止水带;排水管
Abstract: Nanchong Xishan tunnel area belongs to the subtropical humid monsoon climate zone, abundant rainfall, gully gully development, both surface runoff, rainfall by positive influence, with the characteristics of mountain river volume plummeted. Entrance surface gully without stable flow, seasonal changes, the exit section near the Jialing River Three River tributary, perennial water. According to the characteristics of Nanchong Xishan tunnel, combining with the design principles and the actual situation at the scene, the tunnel drainage construction technology.
Keywords: water proof and drainage system of highway tunnel; waterproof board; the waterstop; drainage tube
中图分类号: S276 文献标识码: A
1工程概况
西山隧道工程位于南充市区西北,进、出口分别位于白马庙村八社和四川蚕丝学校背后,洞口靠近居民区有公路相通,交通便利。
西山隧道左线设计行车速度60km/小时。为单向3车道,左线全长1140m,右线全长1151。隧道进口段设计为削竹式洞门,洞口段16m按明洞方式施工,出口段设计为端墙式洞门。左线明洞起始里程桩号为K0+482~K0+498,右线里程桩号K0+482~K0+633。最大埋深95m,明洞段岩体主要为泥岩,岩层接近水平,受西山下向斜影响,局部存在扭曲、褶皱现象。隧道进口地面等高线与线路走向接近垂直,其中进口16m段地表覆土较浅(为2~4.5m的强风化砂岩)且隧道净距较小(5~5.9m)。
2 隧道防排水主要措施
隧道防排水遵循“防、堵、截、排结合,因地制宜,综合治理”的原则,采取切实可靠的措施,达到防水可靠、排水畅通、经济合理的目的。隧道防排水包括喷射混凝土防水、二次衬砌混凝土防水、截水沟截水、注浆堵水、综合防排水。
2.1喷射混凝土
喷射混凝土的主要功能是快速封闭岩层,约束围岩变形,并与围岩共同作用,防止围岩失稳。同时具有一定的防水和抗渗功能。
2.1.1混凝土凝结时间快使水泥凝结硬化生长强度的速度远远大于混凝土体内水份蒸发排出的速度,从而大大减少了各种孔隙的形成,使水无孔可通。
2.1.2掺加的防水剂中有与Ca(OH)2起化学反应的生成的胶凝结晶体的成分。该胶体具有微膨胀性、强度高、不溶于水、能堵塞孔隙,密实混凝土。
2.2二次衬砌混凝土防水
隧道二衬防水混凝土具有较强的防水能力,并在其中添加抗渗剂,以提高混凝土抗渗能力。隧道抗渗等级一般应达到P8,在施工过程中只要振捣密实,比较容易达到这结构本身的要求。
2.3注浆堵水
主要采用注浆封堵裂隙,隔离水源,堵离水点,以较少洞内渗水量,对于不间断漏水可采用注浆帷幕的形式进行治理,注浆采用水泥-水玻璃双液注浆。
在软弱围岩区域施工时,可采用超前大管棚或超前小导管注浆,以固结岩层,将大量地下水尽可能封堵在围岩内,达到防水、堵水效果,使隧道开挖时不出现大量涌水,为隧道后续施工创造稳定条件。
2.4综合防排水
以排水为主、防排结合、综合治理,采用防、排、堵、截相结合,以形成完整的防排水体系。防水板和止水带可防、截、堵水,把分散的水引到纵向排水管,横向排水管将纵向排水管内的水引入隧道排水沟内,减少隧道周边水压力,渗水的可能性变小,防止水渗透到衬砌混凝土中。
3西山隧道主要防水措施和施工工艺
3.1无纺布和防水板施工
防水板是隧道排水系统中重要一环,设置在隧道初期支护和二次衬砌之间,防水板将隧道拱部和边墙的渗水汇集到墙脚的纵向排水管中,再通过横向排水沟和深埋水沟排出隧洞外,是处理大面积渗水的最佳途径。
3.1.1无纺布、防水板铺设前的准备工作
a .涌水或裂隙水较大的地段,需用排水管将涌水引入边墙的纵向排水管中。
b.检查隧道净空,欠挖部分及时处理,欠挖量大且岩石坚硬部位,采用爆理,欠挖量小且岩石软弱部位,采用风镐清除,处理后及时喷混凝土补平。
c.基面的大粒石子及突出的岩石均因处理平整,的锚杆和钢筋头应割除,不得残留钢刺,并用细石混凝土抹平覆盖。过量超挖部位应采用挂钢筋网补喷混凝土回填补齐,使隧道壁尽可能平整。
d.洞内一切预埋件不能超过防水层,不得已时需做特殊防水处理。
e.喷射混凝土的厚度和平整度必须满足设计及规范要求,喷层应平整,以保证防水板能紧贴洞壁。
3.1.2无纺布、防水板铺设
a.铺设无纺布:首先用作业台车将无纺布自拱顶中线向两边铺设,然后用热带塑性圆垫圈的射钉将无纺布固定在喷射混凝土上,拱顶固定间距0.5~0.8m,边墙0.8~1m,呈梅花型排列。无纺布铺设要松紧适度,使之能紧贴在喷射混凝土表面,避免过紧被撕裂或过松形成人为蓄水点。无纺布幅间搭接宽度应大于20cm,且于拱脚处外裹纵向盲管。
b.铺设防水板:用作业台车将防水板自拱顶中线向两边铺设,边铺设边用热缝焊枪与热塑性圆垫圈焊接固定。防水板铺设要松紧适度,使之能与无纺布充分结合并紧贴在喷射混凝土表面。避免过紧被撕裂或过松形成人为蓄水点。防水板间搭接处应与变形缝、施工缝、围岩集中出水处等防水薄弱环节错开,于墙脚处随无纺布一道外裹纵向盲管。
3.1.3防水板接头处理
防水板搭接:两幅防水板防水板搭接宽度不小于15cm;焊接前先除尽防水板表面的灰尘。防水板接缝采用自动双缝热熔焊机按预定温度、速度焊接,每条焊缝的有效宽度为2cm。焊接后两条缝间留一条空气道,用于空气检测器检测焊接质量:先堵住空气道一端,然后用空气检测器从另一端打气加压,直至压力达到0.25MPa,保持该压力不小于15分钟,允许压力下降10%。如达到要求,说明完全粘合,否则须用检测液(如肥皂水)找出漏气部位,用手动热熔器焊接修补后再次检测,直到完全粘合。
3.1.4防水板破损修补
防水板破损处修理:如发现防水板有破损,必须及时修补。先取一小块防水板剪成圆角,除尽两防水板上的灰尘后,将其置于破损处,然后用手动电热熔接器熔接,熔接质量用真空检测器检测,若不合格必须重新修补。
3.2排水管施工
隧道内左、右侧路缘带面层下设纵向拉通的侧向深埋水沟,纵向每隔 20m设一座侧向深埋水沟检查井,水沟尺寸 30cm(宽)×20cm(高)。 隧道防水层和喷射混凝土间设 DN 50HDPE单壁打孔波纹管作为环向排水盲管(外裹无纺布) ,纵向间距 10m,当渗水量较大或有股水集中流出时应根据水流大小,增设 1~3根环向排水盲管。隧道两边墙脚防水层和喷混凝土间各设一根 DN/ID100HDPE双壁打孔波纹管作为纵向排水盲管(外裹无纺布) ,其纵坡与路线纵坡一致。侧向深埋水沟检查井处设一道 DN/ID100 HDPE 双壁无孔波纹管作为横向导水管将纵、横向排水盲管的地下水引入侧向深埋水沟,横向导水管间距为 10m。裂隙股水流出外设环向打孔单壁波纹管HDPE DN50,管端宜直接与股水流出处相接,直接引入纵向盲管内。隧道节理发育、地下水丰富地段,可在初期支护(喷射混凝土层)完成之前视情况埋设排水半管,形成暗埋,永久式排水通道,将水集中引出。隧道同一断面只能铺设一道排水半管,避免造成初期支护出现薄弱断面或薄弱带。
4 止水带施工
4.1施工缝
环向施工缝采用拱墙S型外贴式橡胶止水带+拱墙S型中埋式橡胶组合防水,纵向施工缝采用S型外贴式橡胶止水带+中埋式缓膨型遇水膨胀橡胶止水条组合防水,施工缝处先浇混凝土与后浇混凝土界面处涂刷混凝土界面剂(按1.5kg/m2计量),其主要施工工法如下:
a.外贴式橡胶止水带安装
外贴式橡胶止水条采用粘接法与防水层连接。
b.中埋式橡胶止水带安装
沿衬砌环线每隔0.5~1m,在端头模板上钻一φ12的钢筋孔,将制成的φ10钢筋卡穿过端头模板,内侧卡紧止水带的一半,另一半止水带平靠在端头模板上,待先浇混凝土凝固后拆除挡头模,将止水带拉直,然后弯钢筋卡紧止水带,具体先后顺序如下:
端头模板钻钢筋孔――固定钢筋卡――固定止水带――灌注混凝土――拆除挡头模板――止水带水平定位并涂抹混凝土界面剂――立模浇筑后浇混凝土。
c.中埋式遇水膨胀橡胶止水条安装
底部先浇筑混凝土初凝后,终凝前,在止水条安装位置压磨出一条平直,光滑凹槽,待灌注拱墙混凝土前将止水条嵌入凹槽内。
4.2变形缝
隧道变形缝按全环设置,明洞与隧道分界位置设置变形缝。变形缝采用B型中埋式钢边橡胶止水带+B型外贴式橡胶止水带+双组份聚硫密封胶嵌缝组合防水;两侧基面设置聚乙烯泡沫塑料板填缝,聚乙烯泡沫塑料板与双组聚硫密封胶间设牛皮纸隔离层。其主要施工工法如下:
a.外贴式橡胶止水带安装
外贴式止水带采用粘接法与防水板连接。
b.中埋式钢边止水带的安装
沿衬砌环线每隔0.5~1m,在端头模板上钻一φ12的钢筋孔,将制成的φ10钢筋卡穿过端头模板,内侧卡紧止水带的一半,另一半止水带平靠在端头模板上,待先浇混凝土凝固后拆除挡头模板,将止水带拉直,然后弯钢筋卡紧止水带,具体先后顺序如下:
端头模板钻钢筋孔固定钢筋卡固定止水带灌筑注混凝土拆除端头模板止水带水平定位回填聚苯板立模浇筑后浇混凝土
4.3施工缝、变形缝技术要求
4.3.1外贴式橡胶止水带施工技术要求
橡胶止水带采用粘接法与防水板连接,不得采用水泥钉穿过防水层固定。
止水带纵向中心线应与接缝对齐,误差不得大于30mm。
止水带安装完毕后,不得出现翘边,过大的空鼓等部位,以免浇筑混凝土时止水带出现过大的扭曲、移位。
止水带表面严禁施作混凝土保护层,应确保止水带齿条与结构现浇混凝土咬合密实;浇筑混凝土时,止水带表面不得有泥污、堆积杂物等,否则必须清理干净,以免影响止水带与现浇混凝土的咬合密实性。
4.3.2中埋式橡胶止水带施工技术要求
要求牢固可靠,避免浇筑和振捣混凝土时固定点脱落导致止水带倒状、扭曲,影响止水效果。
仰拱水平设置的止水带均采用盆式安装,盆式开口向上,保证浇捣混凝土时止水带下部的气泡能顺利排出。
止水带除对接外,其它接头部位均采用工厂定制接头,不得在现场进行接头处理;对接应采用热硫化接头。
由于仰拱及小边墙超前施作,小边墙部分中埋式止水带应高出纵向施工缝15cm,与后浇拱墙内中埋式止水带对接。
4.3.3中埋式制品型遇水膨胀橡胶止水条施工技术要求
施工缝表面必须坚实、相对平整,不得有蜂窝、起砂等补位,否则应予清除;止水条任意一侧混凝土的厚度不得小于15cm;止水条与施工缝基面应密贴,中间不得有空鼓、脱离等现象;止水条接头部位采用对接法连接,对接应密实,不得出现脱开部位;止水条一旦出现破损部位或提前膨胀的部位,应割除,并在割除部位重新粘贴止水条。
结束语
隧道最主要的防排水措施是防排水卷材防水,在施工中保证排水管畅通和防水板的施工质量是重点;在施工中,防排水工程质量必须有专人负责,有专业队伍施工,并且制定严格的检查制度。总之,防排水必须形成系统,防水板必须防水,排水管必须畅通,将水引向深埋水沟排出洞外。
参考文献
[1] 中交第一公路工程局有限公司.公路隧道施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2009:
【关键词】:斜井,正洞,富水,挑顶, 施工方法
【 Abstract 】 : Through the introduction of the stone floor 4 # tunnel into the hole is inclined construction method, sums up the weak rock slope safety for rich water into the hole is a kind of construction method for similar engineering large sections loess tunnel construction to provide the reference.
【 Keywords 】 : slope, hole, rich water, pick the top, construction methods
中图分类号:U655.4文献标识码: A 文章编号:
引言
目前国内特长隧道施工大多采用长隧短打的方式,相应的设置斜井开辟新的工作面也成了长大隧道施工经常采用的方法。斜井与正洞交叉地段围岩受力复杂,安全隐患大,斜井向正洞施工转换往往是施工中的难点。石楼隧道地质复杂,为Ⅰ级风险隧道,其中4#斜井承担正洞1800m。4#斜井挑顶处围岩破碎,地下水丰富,施工难度非常大。本文就石楼隧道4#斜井进正洞挑顶过程中总结出来的一些方法和体会,进行简单介绍。
1.概述
石楼隧道为双线无砟轨道,隧道长12800m,其中分为六个工作面:进口、出口、四座斜井。隧道表覆第四系上更新统风积层(Q3eol)新黄土,第四系中更新统洪积层(Q2pl)老黄土,第三系(N2)粉质粘土,下伏三叠系(T2e)泥岩与砂岩。隧道夹层着三趾马红土层(N2),为棕红色粘土,夹钙质结核,底部常见砂砾石层。结构致密,呈硬塑状,属低液性粘土。在三趾马红土之上为中更新统离石黄土(Q2eol),属浅黄色、褐黄色、粉质粘土,夹有数层古土壤,含钙质结核,为硬塑状,结构较致密。隧道区地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水,赋存于第四系老黄土、第三系粉质粘土及三叠系中统二马营组砂岩、泥岩裂隙及风化层中。埋深1.1~190.7m,水位随季节变化幅度2~3m。
2.工程概况
石楼隧道四号斜井井口位于线路左侧,与正洞相交于DK231+469.03,平面角度60°,平均坡度为9.3%,斜井长490米。
斜井与隧道平面关系图如下:
图1斜井与隧道平面关系
3.施工总体方案
3.1.施工方案
斜井与隧道洞身交叉处为异型断面跨度大,开挖后引起围岩应力重新分布产生应力集中,围岩受力复杂多变,且含水率高,易发生坍塌个薄弱环节,必须加强支护。交叉处施工时,采用短开挖,强支撑,做到步步为营,稳扎稳打,保证施工安全。
斜井施工至与正洞交界前6米设平坡,以圆曲线形式转体进入正洞交界处,同时交界处并立两榀斜井拱架,留3米核心土,及时打好仰拱,并继续沿相同方向拱顶处掘进1.5m宽1高棚洞,斜向上爬至正洞拱顶,(人工施做,每循环做好初喷,工序要衔接,时间要紧凑,防止塌方)形成上导标准断面作业空间后,按V级加强施做正洞初期支护(施工期间用圆木临时支撑导洞);然后沿正洞前后方向一榀一榀施做正洞上导初期支护。
3.2.施工步骤
3.2.1.根据斜井与正洞相交角度60度,以间距0.5m间距安装异型钢架,完成由垂直于斜井中线到平行于正洞中线的过渡。见(斜井进正洞平面图)
3.2.2.斜井与正洞交叉口段前6m处以0.5m间距架立I20异型钢钢架,保证相交地段三维受力状态围岩的稳定;每榀钢架之间由I20工字钢连接,并加强锁脚锚管,按1m环向间距打入自进式锚杆。在最后一榀采用两榀焊接一块I20型钢架立,为正洞钢架提供落脚平台,施工方法:钢架两侧落脚点做30*50cm基础,基础上预埋连接件,把钢架焊接在连接板上,并把钢架倾斜正洞方向架
图2斜井进正洞平面图
图3斜井与正洞立面图
立,打入超前支护(双排);返回来做80cm厚铺地。见(斜井与正洞立面图)所示。以后在此处安装正洞钢架。
3.2.3.斜井进入正洞内的钢架搭斜井钢架施工
3.2.3.1.导洞按净宽最大1.5m,采用人工开挖到正洞拱顶标标高,用圆木与方木临时支撑导洞,开挖正洞上导作业面后,安装正洞钢拱架,各榀钢架详细结构尺寸见钢架附图。支护参数为:拱墙设I20型钢钢架,间距1榀/0.75m,拱部设4m长自进式锚杆,间距1.0×0.75m,梅花型布置;φ8钢筋网,网格间距0.2×0.2m;喷射C25砼,厚度25cm。 支护施工中严格按施工规范指南操作,保证φ42锁脚锚管和纵向连接筋的施工质量。
3.2.3.2.正洞钢架搭斜井钢架时计算好正洞钢架尺寸,预留30cm,现场施工时按搭接时尺寸切割,并在斜井钢架上用工字钢焊接平面落脚面,把钢架用连接板焊接在落脚平台上,落脚后加强锁脚锚管。见图(正洞钢架搭斜井钢架)
图4正洞钢架搭斜井钢架图
3.2.3.3.完成正洞上导两榀支护后,向正洞中线前后方向一榀一榀开挖施做正洞初支,待正洞钢架落地后及时成环仰拱。
3.2.3.4.正洞落底后要及时进行正洞仰拱施工,以便初期支护与仰拱尽早成环,确保施工安全。
4.安全保证措施
针对4号斜井与正洞交叉处主要是砂质黄土及含水量较大,存在不安全因素的实际情况,施工中做好超前支护,防止隧道坍塌,确保施工安全。
任何人进洞必须佩戴安全帽和其它防护用品,接受洞口值班人员检查,遵章守纪,听从指挥;同时加强安全保卫,禁止闲杂人员进入。
施工中发现隧道内有险情,要立即将工作人员全部撤离危险地段,工班长、领工员必须立即在危险地段设立明显标志或派人看守,并迅速报告施工值班人员及时采取处理措施。
5.预防坍方的施工方案
5.1.施工过程中严格贯彻“先治水、短进尺、快支护、勤量测、紧封闭、早成环、稳中求快”的原则。新黄土开挖一定要留核心土,分台阶,下部开挖亦要前后错开,先拉边槽,不宜采用拉中槽的方法,以确保拱脚稳定。初期支护及衬砌工序要及时跟上,工序间距要尽可能缩小。
5.2.四号斜井与正洞相交处地层承载力低,黄土地层的承载力都在120~300 kPa之间。因黄土围岩壁立性好,但拱部范围地层稳定性较差,开挖后拱部垂直荷载较大,而且初期支护与周边地层的粘结力低。型钢拱架的基座一般直接落在黄土上,在垂直荷载和初期支护自重的作用下,初期支护的沉降量较大,一旦外力超过基底承载力极限,拱脚或墙脚容易失稳,甚至导致拱顶坍塌,特别是在进行下半断面开挖时,需要采取有效措施,防止拱脚下沉、拱部坍塌。一般可采取如下措施:
5.2.1.尽早施作仰拱、铺底,使全断面的初期支护尽早封闭成环。
5.2.2.在上断面初期支护的拱脚位置设斜向外侧的锁脚锚杆,以增强初期支护的稳定性。
5.3.针对黄土隧道竖向压力小,侧向压力大的特性,施工中拱脚边墙部位的锚杆要加强,要注重钢拱架的连接和锁定,钢拱架与岩面要密贴,喷混凝土要密实,要有足够厚度,从而确保整体受力效果。
5.4.施工中要特别注意用水管理和渗水地段的引排措施,严禁拱脚、墙脚长时间受水浸泡。当含水量较大且拱脚、拱顶变形量较大时,要及时采用横撑、立撑进行加强,必要时要采取锚喷加固措施进行补强。
5.5.加强坍方的预测,及时发现坍方的可能性征兆,并根据不同情况采用不同的施工方法及控制坍方的措施,拟采用观察法、一般量测法、微地震学测量法等方法预测坍方。
结束语
目前石楼隧道4号斜井已一次性成功挑顶,作者认为此挑顶方法适用于富水黄土隧道,工期短、较安全。
【参考文献】
1.双线黄土隧道斜井进正洞挑顶施工技术研究《山西建筑》2007年12期
2.大断面黄土隧道斜井进入正洞挑顶施工技术 《铁道建筑技术》2010年 第12期
关键词:高速铁路 隧道 水沟电缆槽 一次成型
随着我国社会经济的全面发展,国内高速铁路建设迫在眉睫。高度铁路工程施工技术的不断发展促进了铁路工程建设整体性以及安全性水平提升。隧道电缆沟槽施工与设计部分包括三个方面的内容:通信信号、电力电缆以及排水槽三个方面。施工要求当中一次成型技术特征让沟槽走形模板设计质量更高,为此采用更加科学的施工技术具有重要意义。
一、工程概况分析
野火芽隧道从地理位置上看主要位于云贵高原地带,地形整体呈现出东低西高特征,其中最低点则位于野火芽隧道进口的左侧位置。隧道里程D1K1061+375~D1K1063+288,全长1913m。这其中本文主要对高速铁路侧沟电缆槽施工工艺当中难点位置影响因素进行分析。
图1.侧沟电缆槽示意图
工艺分析:传统工艺技术角度分析,主要包括三个方面的内容:首先,立侧模。采用混凝土施工方式在排水槽底部施工;其次,立排水槽两侧模板,混凝土施工在电力电缆以及通信等底部。最后,立电力电缆沟,完成混凝土施工。但是这个过程中可以发现施工步骤无法有机连贯起来,出现了混凝土施工缝,这种情况严重形成混凝土结构。
二、模板设计
进行水沟电缆槽设计的一次成型主要结合移动式桁架结构形成模板。这个过程中需要充分考虑侧沟电缆槽断面相对较小且轮廓线条较多的实际情况。设计应当更加有助于安装与拆卸。为此,可以设计将沟槽模以及底模合为一体,并对电缆沟槽采用整体移动模板方式的设计。如图2.为整体模板效果。
为了能够促进整体模板移动,我们还在模板的基础上进行了部分功能上的增进,通过使用卷扬机牵引方式完成自行功能。
三、侧沟电缆槽施工
(一)施工技术转序
在开始施工之前,施工单位需要向监理乙级业主提出申请,进行转向下,并将相关转序资料进行完善。主要工作内容包括几个方面:首先,测试接地钢筋电阻情况,标准:电阻≤1Ω;其次,对二衬纵向方向上的排水标高等进行验收;再次,对过轨管道等进行验收;最后,对横向方向上的排水管标高通常情况进行验收。
(二)凿毛处理工序
需要对矮边墙、砌边墙与电缆槽等进行凿毛处理,只有这样才能够确保施工滞后电缆槽壁等具有稳固性,不会发生裂缝或者是脱落现象,并对施工质量造成影响。为此,在施工之前,应当首先采用风镐对矮边墙以及电缆槽等的合面进行凿毛,同时需要对基底杂物进行清理,最后使用高压水将凿毛后边墙等与基底进行冲洗。
(三)测量放线处理
在侧沟电缆槽施工中,需要对侧沟电缆槽相关尺寸以及纵向坡度等进行精确性测量,测量放样需遵循标高基准线以及电缆槽侧墙平面定位基准线。
需要注意的是电缆槽侧墙施工当中不能够侵线,相距中线需≥4.7m。测量放线过程中间隔5m放线,施工队伍需要结合现场实际情况对变现进行点数控制。
(四)钢筋安装处理
首先,是墙角构造钢筋的安装与处理,针对前期未进行预埋钢筋,采取植筋。对于预埋钢筋则进行除锈与绑扎。
其次,隧道外侧通信信号电缆槽钢筋,主筋采用植筋方式处理,使用冲击钻进行钻孔,孔的深度应当≥30cm;纵向进行三根钢筋的布置。
最后,为了能够提升水沟电缆槽以及边墙混凝土两者之间的连接效果,需要对衬砌边墙安装加强钢筋提升性能。钢筋的尺寸以及安装设计都需要结合实际,规范完成。
(五)综合接地
在进行综合接地方面的施工过程中主要此阿勇通信信号电缆槽完成综合结构钢筋接地,初支、二衬以及洞室等接地需要与纵向接地钢筋进行连接,接地间隔为100m。
初支以及二衬的接地应当形成环设计,两者的横向引入不能够在相同里程当中,但是需要在布局的过程中更加美观。具体可见图3.
图3
(六)过轨管
首先,采用专业过轨线以及通信管线进行电缆槽连接,电力专业过轨管弯曲能够进入到电力电缆槽当中,引入部分应当≥150cm。
其次,各个过轨管线的管口应当进行磨光,确保电缆能够安全,过轨管线需在电缆槽露头,管口设堵头,并采用冷封胶进行封堵,避免出现渗水情况。
(七)横向排水
双侧沟在与中细腻之间进行沟通过程中采用横向导管对两者进行连接,结构采用Φ110的135°弯通,对排水管进行位置设计,其距离底沟应当保持在23cm以上。并在此基础上采用井字形钢筋进行固定。结构情况如下图4.
图4
(八)纵向排水
在施工中,纵向或者是环向的排水管接头应当采取方形模板进行固定处理,具体如图5:
图5
该图中双侧的二衬边墙应当对盲管区域以及盲管出口区域进行预留设计,管底标高设计也应当预留25cm。纵向盲管需要采用Φ150的排水管完成连接,并使用填充层井字形缸径,横向方面的设计应当采用钢筋进行固定。
(九)泄水孔设计
电力电缆槽以及通信信号电缆槽和侧沟排水槽等之间应当形成预留,这其中泄水槽主要宽度应当达到4cm、高度以及纵向距离分别达到2-3cm、3-5cm。
(十)模板布置
1.依据测量放样结果,对最外侧模板相关位置情况进行确认;
2.模架移动就位后需要对位置进行调整;
3.通过在悬吊模板当中进行横向移动完成对平面位置上的调整,并使其能够符合设计要求。通过拧动丝杆螺帽调试标高;
4.安装定位卡的时候,需要拧紧定位螺栓,并确保模板被固定好。这个过程中,需要将最外侧模板线作为主要依据,并以此作为根据将相关尺寸进行调整。对于调整好的模板可以采用水平尺进行检验,这其中控制侧沟电缆槽至关重要。
5.安装当头模板并对模架进行固定。
(十一)接地端子处理
在模板安装彻底完成之后,还需要进行预埋接地端子以及接地钢筋。
1.对隧道进口2m位置开挖,并在双侧通信信号电缆槽底端以及侧边进行接地端子布置。接地端子在与贯通地线之间形成连接,距离为100m。详细内容可见图6.
2.对隧道进口2m的位置进行开发,并在双侧通信信号电缆槽贴近线路壁方向上进行接地端子设置,间隔为50m。
图6.接地端子间隔布置
(十二)施工缝处理
沟槽分段施工接头处在侧沟周边设一道遇水膨胀止水条进行防水处理,变形缝采用外贴式橡胶止水带+中埋式钢边橡胶止水带+嵌缝材料进行防水处理。变形缝与二衬变形缝对齐,每30米设一道。
四、侧沟电缆槽技术处理认识
首先,应当增强侧沟电缆槽设计模板直度方向控制,这是因为直度是线性影响因素中的关键内容。
其次,在进行施工的过程中,电缆槽槽身应当能够通过多种方式进行预埋,并还需对预埋管线进行联通。
再次,确保净宽,为了能够防止出现电缆槽槽身上发生混凝土模板变形情况,需要对模板定位进行移动,为此将模板直度以及相关厚度等尺寸控制在范围内。
另外,侧沟电缆槽施工前,技术人员要对综合接地钢筋的焊接和引出情况、接地端子预埋数量、位置,接地电阻等进行检查,全部合格后方可浇筑混凝土。
结语:
综上所述,本文当中形成的有关水沟电缆槽方面的设计内容能够有效性解决一次性施工要求的问题,促进结构的灵活性,便于技术操作与人力资源成本降低。更加有助于促进传统施工技术当中对断缝和烂根等方面的质量问题解决。除此之外,本文针对电缆擦施工工艺的一次性成型内容进行完善,并对其中液压走形方面的问题进行技术难点分析,通过结合实践内容进一步解决了其中存在的不足与问题。
参考文献:
[1]孙引浩,高原长大隧道水沟电缆槽组合式模具施工技术[J]中国铁路,2014 (1) : 70 -73.
[2]徐小军,鹰鹦山隧道边沟电缆槽整体浇筑设计与施工[J]山西建筑,2011(16):117-118.
[3]《高速铁路隧道工程施工技术指南》北京:中国铁道出版社,2011
[4]中铁第二勘察设计院,野火芽隧道施工设计图,成都:2010
关键词 : 模拟函数回归分析处理软件实例体会
Abstract: the processing of the data ShiGongLiang tunnel through certain function model, the mathematical change the least square method to determine the linear regression equation principle, and from the tunnel deformation function expression, and then out Microsoft Excel electronic form processing software drawing, verification and a calculation module, reduce the complexity of the calculation of the lock, accurate is simple, so as to guide the construction.
Keywords: simulation function regression analysis processing software example experience
中图分类号:U672.7+4 文献标识码:A 文章编号:
1前言
隧道施工监测是在隧道开挖过程中使用量测仪器和工具对围岩变化情况和支护的工作状态进行量测,是及时提供围岩稳定程度、支护结构可靠性和安全性、预见事故和险情等信息的重要手段,同时通过对各种量测数据的回归分析能及时调整和修改支护设计(动态设计)的依据,亦依据量测结果确定施作二次衬砌的最佳时间[1]、 [6]。
回归分析法的应用十分广泛,在医药、航空、水利、地基处理等方面有着非常重要的实际意义和指导作用。本文是针对隧道量测数据进行的回归分析,通过建立特定的函数模型,利用计算机处理技术,求得隧道在特定的围岩特定的施工工艺、特定的支护方法下的隧道变形函数,与大家共勉。
2基本原理
回归分析法是在掌握大量观察数据的基础上,利用数理统计方法建立因变量与自变量之间的回归关系函数表达式(称回归方程式)[2]。通常,线性回归分析法是最基本的分析方法,常用最小二乘法原理来确定直线回归方程,但隧道量测数据是非线性回归问题,必须借助数学手段转化为线性回归,最后转化成隧道变形函数[3]。
2.1一般地,设x与y具有相关关系的两个变量,且相应于n组观测值的n个点(xi,yi),i=1,2,…,n),大致分布在一条直线的附近,求在整体上与这n个点最近的一条直线。设所求直线的方程为:y=bx+a……………………①
其中a、b是待定的参数
方程①为回归直线方程,相应的直线为回归直线[4]。
2.2对于变量y与x的一组观测值的线性相关性检验一般采用相关系数和标准差来判断。相关系数r的表达式如下:
………………………②
|r|≤1当|r|越接近于1,相关程度越大,即实测值与观测值越接近;当|r|越接近于0,相关程度越小[5]。
2.3确定隧道围岩变形所选函数是否合适用标准差来判定,标准差s的表达式如下:
……………………③
ui测、ui理分别是实测值和回归值,如果有95%的点在误差范围内,可满足精度的要求[7]、[8]。
3隧道围岩变形函数的设定
某隧道某断面量测记录进行整理不难发现,从隧道的累计变形量(y)与时间(t)曲线图,能确定累计变形量(y)与时间(t)的关系是一种指数函数的关系[9]。有如下特点:
随着时间的延长,累计变形随之增大,且趋向某一固定的值;
利用Microsoft公司推出的Excel电子化表格处理软件,选取一种最接近于现有图表的线型(Excel提供了6种常用的趋势预测曲线),创建图型。由此可以直观地看出,数据之间的变化趋势呈指数函数的关系。
因此可设定隧道围岩累计变形函数为:
U=A×eB/t………………………………………………………④
④式中U:隧道某一断面的累计变形量(mm);
A:特定参数,回归预测最变形量(mm);
B:特定参数;
t:量测时的时间(d―天)。
对④式取自然对数得:
lnU =lnA+B/t
令y= lnU ;a= lnA ;b=B;x=1/t
则有:y=a+bx即①式。
根据①式依次求出x、y、b、a值,再换算A、B值,最后求出④式。
计算相关系数验证y与x相关程度,如果接近1,说明回归直线假定成立,否则不成立[10]。
根据方程④,可以计算同一断面同一时间隧道累计变形的理论量,然后将理论与同实际量测值进行比较,计算标准差s的值,如有95%的点有误差范围内,说明所选函数合适,否则不合适,需重新修正。
4几点体会
4.1隧道围岩的变形量测数据必须真实可靠,详细记录当时的时间、天气、温度、采用的量测仪器、围岩级别、隧道埋深、支护方式、施工方法(如上下断面或断面)、记录复核人员等,以便分类分析;
4.2如果采用U=A+Bln(t+1)函数形式,相关系数为0.9434,小于采用指数函数形式的相关系数0.9776,这里恕不说明。因此,模拟函数一般采用指数函数较为合适,但不拘于采用对数、双曲函数,对于各种函数都可建立相应的Excel模块,计算时只输入当日变形量,由计算机自动绘图、计算、验证和比较,确定函数模型,简单方便,提高效率;
4.3建立信息反馈系统,一方面有利于对实测数据的核对,另一方面有利于动态设计,及时掌握施工情况,采取相应措施,指导施工。
4.4量测所得到的信息目前可通过理论计算和经验方法两种途径来实现反馈,由于岩体结构的复杂性和多样性,在理论上做了近似和简化,参数不易取得。所以当前广泛采用“经验”(调研和必要的理论分析)建立一套判断准则来实现反馈。
5结论
5.1相关系数r非常接近1,该数值以定量的方式表示出时间x与变量y呈现的正相关关系及相关程度(1表示直线关系),通过相关系数检验后,便可确定构建的数学模型y=a+bx成立。
5.2计算标准差s=3.758,2s=7.517,通过实测与理论值的比较,有100%的点在误差范围内,大于95%说明设定的指数函数合适。
5.3由回归计算知,围岩收敛变形最终值为79.26(mm),围岩单侧变形值为39.63(mm)。
参考文献:
[1] 叶阳升,王红.铁道建筑[M].北京:铁道建筑杂志编辑部,2011.
[2] 朱永全,宋玉香.隧道工程[M].北京:中国铁道出版社,2005.
[3] 刘山洪,刘毅,李放.石龙山隧道新奥法施工围岩变形监测研究[J].重庆交通大学学报:自然科学版,2008,27(1):44―48,156.
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[5] 周亦涛,薛晓辉,王胜涛,等.双线隧道现场监控量测数据分析[J].国防交通工程与技术,2007(3):26―28.
[6] TL 204--2008铁路隧道工程施工技术指南[s].北京:中国铁道出版社,2008:8l一82.
[7] TB 10204--2002铁路隧遂施工规范[s].北京:中国铁道出版社,2002:124―129.
[8] JTJ 042―94公路隧道施工技术规范[s].北京:人民交通出版社,1995.