隧道施工指南范例6篇

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隧道施工指南

隧道施工指南范文1

【关键词】植物碎石床湿地技术;出流改道;应用

0.前言

星云湖与抚仙湖为云南省九大高原湖泊中的二个姐妹湖,二湖与隔河相连,现状为>Ⅴ类水质的星云湖水流入基本为I类水质的抚仙湖,使具有“纳污吐清”特性、湖水更换周期达167年的抚仙湖受到严重的威胁。为了尽早扭转这一趋势,云南省决定实施抚仙湖、星云湖综合治理出流改道工程。

1.人工湿地的工艺流程及主要设计参数

1.1试验工程

1.1.1地点和目的

试验地点选在星云湖边,直接对星云湖出流湖水进行试验,试验结果不但对工程的设计有直接的指导意义,而且有很高的科学参考价值。本试验选在星云湖南岸江川县路居镇大凹村湖边,距星云湖500米。本项目试验不但为工程上马提供设计参数,还将为以后工程的运行提供管理维护经验。

1.1.2试验工艺流程及主要设计参数(以1000m3/d为例)

(1)工艺流程。

星云湖水高等水生维菅束植物净化池除藻池一级水生物塘一级植物碎石床二级水生物塘二级植物碎石床植物砂滤池出水

(2)设计主要参数。

①进水水量:1000m3/d。

②进水水质:星云湖水体平均浓度CODMn7.13mg/L;BOD54.15mg/L;叶绿素a48.61mg/m3;TN4.602mg/L;TP0.257mg/L;非离子氨0.060mg/L。

③主要构筑物设计参数(单位:米)。

A.一级水生物塘: (20.6+18.2)/2×7.5=145.5m2。

B.第一级植物碎石床: (17.9+14.6)/2×19.3=313.6m2。

C.二级水生物塘: (13.5+14.05)/2×9.2=125.1m2。

D.第二级植物碎石床: (14.01+12.55+16.85)/3×24.1=348.7m2。

E.植物砂滤池: (16.75+16.9)/2×8.9=149.7m2。

A~E的面积: 1082.6m2。

④水力停留时间。

A.一级水生物塘 5.59小时。

B.第一级植物碎石床 1.81小时。

C.二水生物塘 5.71小时。

D.第二级植物碎石床 1.77小时。

E.植物砂滤池 0.25小时。

A~E的停留时间: 15.13小时。

(3)布水。

流程各单元均采用平行布水,各单元之间进出水采用上进下出或下进上出方式。

1.1.3生态工程植物品种的选择

生态工程的植物品种主要选择适合当地条件的高等维管束植物。

(1)一级水生物塘。

考虑到以后出流水水质净化工程植物对环境的适应性,如水质、气温等生境条件。故一级水生物塘选用星云湖中的凤眼莲。

(2)第一级植物碎石床。

考虑到植物碎石床是本环境工程(即出流水水质净化工程)重要部分,同时此部分不在湖里和湖边带,故选用目前国内外人工湿地优良品种。经过近三年的筛选,主要植物为:芦苇、伞草、野姜花、风车草、菖蒲。

(3)二级水生物塘。

凤眼莲、大薸。

(4)第二级植物碎石床。

芦苇、伞草、美人蕉、马蹄莲、花叶芦荻。

(5)植物砂滤池。

芦苇、花叶芦荻。

1.1.4试验结果

本试验工程2001年9月5日建成栽种植物,经运行40个多月。40个月的运行试验结果说明,经本试验工程处理后的星云湖出水水质能够改善达到地表水III类水水质要求。结果见表2—1。由表可见试验湿地连续运行3年多的处理效果是很稳定的。

1.1.5现场试验结果及在出流改道工程中的可适性分析

从现场1000m3/d模拟试验测试结果(表2—1)可以看出:

(1)采用本生态净化工艺,星云湖湖水出流水能达到地表水III类水标准。

(2)本试验工艺除藻和去除叶绿素a效果好,去除率达99.87%和98.45%,成本又很低,不需耗能和不采用其它理化措施。

(3)非离子氨的去除能力也高,可达93.33%。

(4)BOD5去除率可达60.84%,CODMn去除率相对较低为:34.87%。

(5)TP去除率可达68.83%,TN去除率达到50.0%,NH3-N去除率54.13%。

(6)凤眼莲、大薸、芦苇、伞草、野姜花、花叶芦荻、美人蕉、风车草、马蹄莲比较适合本试验生长环境。

若采用本模拟示范试验的人工植物碎石床工艺及在星云湖出流前用挺水植物净化处理,净化1m3水仅需1.0平方米面积,水力停留时间小于24小时,就能够达到抚仙湖、星云湖出流改道工程中星云湖出流水III类水水质要求。

由于1000m3/d现场示范的条件和出流改道20万m3/d人工湿地条件基本相同,所以现场试验成果应该能够适应出流改道工程中的人工湿地。

表2—1出流水污染控制环境工程现场示范试验结果表(1000m3/d)

1.2人工湿地工程

1.2.1挺水植物带工艺设计

挺水植物带成U字型,占地总面积68.9亩,其中植物种植面积为54.2亩,沉砂区面积7.2亩,植物采用星云湖类芦苇。

1.2.2一期人工湿地工艺设计

人工湿地及砂滤池的运行水位控制在有效水深1.5m;一级生物塘水深不低于2.0m;二级生物塘的运行水位控制在有效水深2.0m。

第一期人工湿地占地面积为193.9亩,由处理系统1至处理系统4组成,含18个子系统。

(1)各子系统流程。

第一级植物碎石床第二级植物碎石床第二级水生物塘第三级植物碎石床砂滤池。

(2)进水布水方式。

一、二级人工湿地碎石床进出水采用穿孔管布水,从上部进水,从下部出水;二级生物塘采用“下—上—下”进出水方式;砂滤池采用上进下出方式布水,在顶部设置进水管均匀布水。

(3)设计坡度。

一、二级人工湿地碎石床设计底坡度0.3%~0.5%,设计水面坡度0.1%~0.2%;二级生物塘设计底坡0.3‰~0.5‰,设计水面坡度0.1%~0.2%;砂滤池设计底坡度0.2%~0.3%。

(4)工艺尺寸。

第一级人工湿地碎石床:35m×36m×1.5m,设计深度1.5m(内填碎石)。

第二级人工湿地碎石床:35m×35m×1.5m,设计深度1.5m(内填碎石)。

第二级植物塘:35m×32m×2.0m;设计深度2.0m。

第三级人工湿地碎石床:35m×53m×1.5m,设计深度1.5m(内填碎石)。

砂滤池:35m×18.5m×1.5m,设计深度1.5m(内填砂)。

1.2.3人工湿地水力负荷设计

(1)水力停留时间:19.3h;其中第一级生物塘:5.8h第一级植物碎石床:1.7h;第二级植物碎石床:1.7h;第二级生物塘:7.7h; 第三级植物碎石床:2.44h。

(2)水力负荷:0.8~1.0m3/m2.d。

1.2.4植物设计(一期)

(1)植物品种设计。

植物品种设计采用与实验相同的方案,主要品种有:凤眼莲、芦苇、伞草、野姜花、风车草、菖蒲、大薸、美人蕉、马蹄莲、花叶芦荻等。

(2)植物栽种规格。

1)植物碎石床:10棵/m2;2行/m2,每行5棵。

2)水生物塘:50棵/m2。

1.2.5人工湿地施工及初期运行

人工湿地于2005年12月开始建设,2008年10月主遂洞贯通可通水进行湿地植物的移栽,通过近一年的植被养护,环保部门对人工湿地出流水检测结果为除TN、TP稍超标外,其他指标均达到地表水III类水标准。水质指标TN、TP超标主要因为进水量可能偏大(大于设计进水量1.16m3/s)及湿地植被生长不均和生长量未达到设计生长量。

2.结束语

隧道施工指南范文2

【关键词】电气化;综合接地;L型焊接;接地极;接地端子

1.工程概况

新建铁路云桂线石林隧道位于云南省弥勒县—石林县境内,线路设计为“人”字坡,隧道全长18208m,起止里程DK651+225~DK669+433,为全国最长的单洞双线铁路隧道,全国最长的岩溶隧道,世界上最长采用钻爆法施工的岩溶隧道。

石林隧道设计为电气化隧道。隧道综合接地系统是由贯通地线、接地装置及引接线等构成。该系统通过沿隧道两侧敷设的贯通地线将铁路沿线短路电流、杂散电流等安全地导入大地,起到防雷电、抗干扰、保护人身安全和设备安全的作用。任一点的接地电阻值应不大于1Ω。

2.技术总结

2.1施工准备

技术准备:

⑴施工前,依据设计图纸将管段所有接地钢筋、接地端子的设计里程、安装部位及数量等设计参数分类汇总。

⑵根据设计图纸和施工进度安排,做好接地钢筋、接地端子等材料储备。接地端子采用桥隧型接地端子;接地钢筋采用?16圆钢。

⑶隧道单口施工,设备机具配置应结合隧道施工方法、工期要求进行合理配置,配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2~1.5倍。主要机具有钢筋切断机、弯曲机、接地电阻测试仪。

2.2接地极施工

2.2.1隧道Ⅱ级A型围岩地段接地极施工

⑴Ⅱ级围岩有底板钢筋的隧道及明洞地段,利用隧道底板下层的结构钢筋做为接地极,底板接地钢筋网按照一个台车位的长度考虑,间隔一个台车位设置一处。

⑵隧道底板接地极按照1m间距选用底板底层的结构钢筋,即在隧道底板的底层形成一个1m×1m的单层接地钢筋网,纵向选取5根,横向选取11根,中部“十字”交叉的两根钢筋上的网格节点要求施以“L”形焊接,其他节点绑扎。

⑶兼有接地功能的(含连接)的结构钢筋和专用接地钢筋截面应满足接触网最大短路电流要求。若满足不了,应并接相邻两根钢筋或更换为?16钢筋。

2.2.2隧道Ⅲ级围岩地段接地极施工

⑴Ⅲ级围岩隧道,利用锚杆和专用环向接地钢筋做为接地极。

⑵锚杆接地极以约一个台车长度为间隔设置,用接地极的锚杆环向间距要求为2倍锚杆长度,即6m,每环设置接地锚杆分别为6根;接地锚杆与钢网片、专用环向接地钢筋可靠焊接。

2.2.3隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩地段接地极施工

⑴Ⅳ、Ⅴ级以上围岩隧道,利用锚杆、钢拱架(或钢网片)做为接地极。

⑵锚杆接地极以约一个台车长度为间隔设置,用接地极的锚杆环向间距要求为2倍锚杆长度,即Ⅳ级7m、Ⅴ级8m,每环设置接地锚杆分别为Ⅳ级5根、Ⅴ级5根;接地锚杆与钢网片、钢拱架可靠焊接。

Ⅲ级、Ⅳ级级Ⅴ级围岩每个台车位的隧道接地极初支后均外露1.0m,标示清楚,再通过连接钢筋与两侧电缆槽外缘的纵向接地钢筋连接。

2.3二衬接地钢筋施工

⑴隧道二衬中无结构钢筋的段落,除接触网基础接地外,按照图纸规定,施工时不再单独设置接地钢筋连接。

⑵隧道二衬中有结构钢筋的段落,利用二次衬砌的内层纵、环钢筋作为接触网断线保护钢筋;接触网线垂直向上在拱顶的投影线两侧以0.5m为间隔,各选3根纵向结构钢筋作为接地钢筋;上述投影线两侧各1.5m外的其他位置,以1m为间隔,选择纵向结构钢筋30根,作为接地钢筋。

⑶二次衬砌环向接地钢筋可使设在两侧通信信号电缆槽内的贯通地线敷实现横向连接。

⑷在每个台车位(作业段)中部选一根环向结构钢筋,环、纵向接地钢筋间可靠焊接;纵向接地钢筋在作业段间可不连接;每个作业段内的环向接地钢筋与两侧通信信号电缆槽线路外缘的纵向接地钢筋连接。

2.4拱顶接地端子施工

石林隧道设计为后植入安装方式固定接触网基础槽道,拱顶需预埋接地端子。拱顶接地端子里程设置:按照隧道口(或斜切洞门顶口)进口2m开始预留第一处,每隔5m预留第二处,此后每隔45m重复预留两处。

2.5综合洞室接地端子施工

⑴在每个专用洞室、变压器洞室两侧壁下部设置2个接地端子,高度距洞室底面20cm,宽度距余长电缆腔底边160cm,洞室左、右侧分别设置,供洞室内设施接地。

⑵接地端子通过连接钢筋(衬砌后预留1.0m)与电缆槽外缘的纵向接地钢筋连接。

2.6纵向接地钢筋、电缆槽处接地端子施工

⑴在两侧通信信号电缆槽的线路侧外缘各设一根?16纵向接地钢筋(圆钢),每100m断开一次。用于隧道接地极、接触网断线保护接地及接地钢筋间的等电位连接。

⑵从隧道进口2m开始,在两侧通信信号电缆槽底部,每间隔100m设置一个接地端子,小于100m的隧道在中部设一处。接地端子供隧道接地装置与贯通地线连接。

⑶从隧道进口2m处开始,在两侧通信信号电缆槽靠线路侧壁上,每间隔50m设置一个接地端子,小于50m的隧道在中部设一处,接地端子供轨旁设备、设施接地。

3.隧道综合接地质量检查

3.1接地钢筋的焊接

隧道综合接地钢筋的接续采用搭接焊,接地端子与接地钢筋连接采用搭接焊,纵横向钢筋的连接采用?16 钢筋L 型焊接,单面焊缝长度不小于200,双面焊缝长度不小于100,焊缝厚度不小于4,要求焊缝饱满无夹渣。

3.2接地电阻检测

按照操作说明连接相关线路后,将仪表放置水平,归零。将“倍率开关”置于最大倍率,逐渐加快摇柄转速,使其达到150r/min。当检流计指针向某一方向偏转时,旋动刻度盘,使检流计指针恢复到“0”点。此时刻度盘上读数乘上倍率档即为被测电阻值。

4.综合接地施工控制要点

4.1所有接地端子全部采用规格为M16桥隧型接地端子。

4.2所有接地端子均通过连接钢筋与电缆槽外缘的纵向接地钢筋连接,均应保证焊接质量,施作时应根据具体的钢筋配筋,采用搭接焊或L型焊接。

4.3所有环向接地钢筋与贯通地线均采用焊接方式,可靠连接。在施工中外露的接地钢筋均进行防腐处理,并标示清楚。

4.4隧道综合接地中贯通地线上的任一点的接地电阻值应不大于1Ω,形成低阻等电位综合接地平台。每个部位混凝土浇筑前、浇筑后,量测接地电阻,并做好记录。

4.5构筑物内兼有接地功能(含连接)的结构钢筋和专用接地钢筋应满足:接触网短路电流不大于25KA时,钢筋直径不应小于14;接触网短路电流大于25KA时,钢筋直径不应小于16。

不满足要求时,可将相邻的二根钢筋并接使用(无需改变钢筋的间距)或局部更换直径为14或16的钢筋。

【参考文献】

[1]铁路综合接地系统(铁路工程建设通用参考图)[通号(2009)9301].

[2]铁路通信、信号、电力、电力牵引供电工程施工安全技术规程.中铁电气化局集团有限公司(铁建设[2009]181号).

隧道施工指南范文3

关键字:连续刚构桥风险评估评估流程结构方案

中图分类号:U448.23文献标识码:A

一、概述

风险评估是通过深入讨论风险发生机理,辨识风险源,并利用概率论和数理统计的方法测算风险事故发生的概率及损失程度,然后制定应对策略,降低风险发生的概率及其可能导致的损失。为加强公路桥梁和隧道工程安全管理,增强安全风险意识,优化工程建设方案,提高工程建设和运营安全性,2010年9月1日,交通运输部批准实施了《公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南》,对建设条件,施工工艺以及结构形式复杂的节后工程开展风险评估工作。

二、评估方法

(一)定量评估方法

此方法以实验数据为依据,通过建立数学模型,运用数值分析和数学计算,对风险进行量化,将风险造成的损失频率、损失程度以及其它有关因素结合起来考虑,分析风险造成的影响。主要有失效概率法、蒙特卡罗法等。

(二)定性评估方法

此方法以评估人员的分析能力,借助经验及专家意见对风险进行分析与判断,是一种感性直观的方法。主要用于对无法量化和量化水平较低的风险进行分析评价,或者在定量联系的基础上做定性分析,得出更加可靠的结果。主要有检查表法、头脑风暴法、专家调查法等。

(三)定量定性评估方法

此方法兼顾了定性评估方法和定量评估方法的优点,弥补各自的不足,能更好达到对工程项目的各项风险进行可靠的评估。

三、工程背景及评估过程

(一)工程简介

某五跨大跨径预应力混凝土连续刚构桥,桥跨布置:60+120+120+120+60m。主桥上部结构为预应力混凝土变截面连续刚构桥,桥面为两幅,分离式,宽2×15m,箱梁为单箱单室截面。采用midas civil有限元程序进行建模计算,整体模型如下:

图1有限元计算模型

(二)评估过程

风险评估从建设条件、施工技术、结构方案、运营管理四个方面进行,评估过程按照风险识别、风险估测、风险评价、风险控制进行,首先确定风险评估的范围与对象,然后进行风险源的识别,确定主要风险源与次要风险源,计算其风险概率与风险损失,对其风险进行安全性评价,最后根据评估结果进行风险控制及应急预案。

(三)评估结果

本文主要对该刚构桥结构方案进行评估,作用效应采用以下三种组合:

组合I:恒载+基础沉降+汽车荷载+人群

组合II:恒载+基础沉降+汽车荷载+人群+体系升温+正温差

组合II:恒载+基础沉降+汽车荷载+人群+体系降温+负温差

表1主梁持久状况承载能力极限状态安全验算

评估小组依据《公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南》中的方法和程序,通过搜集资料、现场查看、专家咨询、专家调查等工作,对该桥方案进行了风险评估:结论如下:

主要风险为:主梁下挠与开裂、施工期间风致失稳、挂篮施工风险等。

该方案设计风险等级为II级,风险水平可以接受。

四、结语

在今后的桥梁建设过程中,为了将风险损失降到最低,为桥梁工程的建设提供科学的决策,风险评估技术变的越来越重要,尤其是对建设条件复杂、技术难度大的桥梁更应该进行风险评估研究。

参考文献:

关于在初步设计阶段实行公路桥梁和隧道工程安全风险评估制度的通知(交公路发〔2010〕175号)〔S〕.中华人民共和国交通运输部,2010.

中交公路规划设计研究院有限公司.公路桥梁和隧道工程设计安全评估指南(试用本)〔R〕北京:中交公路规划设计院有限公司,2008.

桥梁工程风险评估.阮欣,陈艾荣,石雪飞.北京:人民交通出版社,2008.

作者简介:

隧道施工指南范文4

关键词 :岩山隧道;斜井;交叉口;爬坡导坑法;施工方案

Abstract: Mountain Tunnel 1# and Tunnel Inclined Shaft in the intersections of form of circular curve is smoothly connected, by climbing heading method, intersection of supporting parameters to enhance the technical measures such as smooth, it is entering the tunnel construction, schedule, safety, quality guaranteed, and it can provide a reference for the similar engineering construction.

Key words: rock tunnel; slope; intersection; climbing heading method; construction scheme

1工程概况

岩山隧道位于贵州省黔东南州榕江县和从江县境内,为新建铁路贵阳至广州客运专线第一长大隧道,隧道全长14695m,起讫里程DK218+500~DK233+195。为加快施工进度,岩山隧道设有3个斜井、1个平导和1个横洞,其中1#斜井位于岩山隧道DK221+300左侧,净空尺寸为7.7m(宽)×6.2m(高),与线路左线夹角为111°,斜井纵坡为11%的下坡,为双车道辅助坑道,全长284m。1#斜井与正洞交界里程DK221+300处,属III级围岩,中厚层砂质板岩,开挖后具有较强自稳能力。该斜井承担正线隧道施工任务1995m,施工里程DK220+945~DK222+940。1#斜井与正洞交叉处平面位置示意图、横断面图分别如图1和图2所示。

图11#斜井与正洞交叉处平面位置

图21#斜井与正洞交叉处横断面图

1#斜井辅助导坑与正洞交叉口段需进行加强支护处理,设置8榀异型钢架,由垂直于斜井中线逐步过渡到平行于正洞中线,间距采用左侧1.0m,右侧呈扇形逐步调整。支护参数为:Φ22砂浆锚杆,长度3.0m,间距1.1×1.0m,梅花型布置;拱墙设φ8钢筋网,网格间距0.25×0.25m;喷射C25砼,厚度22cm。1#斜井与正洞交叉口段连续架立3榀I20b异型型钢钢架,相应在此型钢钢架上连续焊接3榀I20b型钢横梁,并在横梁两端螺栓连接I20b型钢立柱,为正洞钢架提供落脚平台;横梁与1#斜井异型钢架间空隙设置I20b竖向立柱支撑,立柱与正洞拱架位置相对应,牢固焊接并喷射C25砼回填密实,保证相交地段三维受力状态围岩的稳定。以后在此处安装正洞钢架时,用I20b型钢斜梁代替正洞的相对应单元钢架,横梁以下部分正洞钢架用I20b型钢立柱及异型钢架代替,满足整体结构受力要求,仰拱钢架连接在斜井仰拱的预埋I20b型钢上。1#斜井与正洞交叉口钢架横断面图如图3所示。

图31#斜井与正洞交叉口钢架横断面图

21#斜井进入正洞施工总体方案

1#斜井施工至与正洞交界后,以圆曲线(视正洞空间,半径约20m)形式转体进入正洞中线,曲线段设置平坡,然后上坡开挖至正洞拱顶高程,并继续沿相同方向掘进一定距离,形成作业空间后,转向相反方向施工,扩挖支护达到正洞标准断面。根据1#斜井与正洞相交角度111°,按照平行于正洞到垂直于1#斜井方向逐步调整异型钢架:沿1#斜井方向,左侧间距1m,右侧间距0.6m架立8榀I20b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。确定调整到垂直斜井中线型钢钢架里程为:X1-K000+3.188~+12.831。斜井与正洞交叉处施工顺序见表1。

表1斜井与正洞交叉处施工顺序

3施工方法及步骤

3.11#斜井进入正洞内的导洞施工

(1)导坑以圆曲线形式转体进入正洞施工时,严格控制开挖进尺,支护紧跟,必须做到爆破后及时初喷3~5cm。导坑开挖设计净宽9.06m,支护参数为:Φ22砂浆锚杆,长度2.5m,间距1.2×1.0m,梅花型布置;拱部50%挂设φ8钢筋网,网格间距0.25×0.25m;喷射C25砼,厚度10cm。 导坑支护施工过程中要按III级围岩施工指南操作,确保砂浆锚杆和钢筋网的施工质量。

(2)爬坡道的坡度设计(本方案设计10%坡度),根据石质情况及机械施工需要进行调整,以加快爬坡导坑施工进度,减少不安全因素为原则。转体导坑切入正洞中线后再进行爬坡,斜井交叉口至爬坡导坑之间应平缓,作为车辆缓冲区。

(3)完成爬坡后,按照线路设计坡度向广东方向按III级围岩开挖方法、支护参数继续进行弧行导坑掘进,施工10米后,停止施工广东方向掌子面,反向进行贵州方向正洞开挖。

(4)导坑施工期间采用在1#斜井口设置通风机,压入式通风至掌子面,同时于导坑内设置移动式抽风机,往1#斜井口排风;

(5)导坑施工期间,转体段位于最低处,考虑该地段的排水,采用离心式抽水机往1#斜井口抽排水;正洞开挖到位后,于交叉口往大里程方向5米,线路左侧边墙设置一积水井,往斜井口抽排水,制定防排水应急预案,排水供电系统必须设置双路供电系统。

3.2 交叉口处支护加强技术措施

交叉口范围内正洞反向开挖(扩挖),采用台阶法开挖,减少围岩扰动,同时迅速进行拱墙支护,支护按V级围岩喷锚支护参数施工(超前小导管取消),开挖中严格控制施工进尺在1.5米以内,及时施作型钢钢架1m/榀,当开挖到正洞拱部与斜井相交处时,施作型钢A、B单元及相应初期支护,同时取消斜井口处型钢B、C单元,改用直型型钢,使其落于斜井支撑横梁上,连接牢固;开挖到仰拱与斜井仰拱相交时,取消斜井口处仰拱型钢D单元,改为异型型钢与斜井仰拱型钢连接牢固,使该段封闭成环,形成对围岩的有效支护。

3.3 正洞反向分部开挖施工

交叉后处理结束后,正洞反向开挖按台阶法开挖,遵从先开挖上台阶(1部),再开挖下台阶(2部),最后开挖仰拱(3部),每次开挖完后及时施作正洞初期支护(除交叉口段范围内按照V级围岩支护外,其余参照设计III级围岩支护方式施工)。支护参数为:Φ22砂浆锚杆,长度3.0m,间距1.2×1.5m,梅花型布置;拱部挂设φ6.5钢筋网,网格间距0.25×0.25m;喷射C25砼,厚度12cm。导坑反向开挖正洞时先施工上台阶往小里程方向不少于20m,再进行下台阶开挖。(5)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。正洞反向分部开挖工序见图4。

图4正洞反向分部开挖工序图

3.4 交叉口处1#斜井模筑衬砌

在爬坡导坑进入正洞一段距离后(形成交叉口1#斜井模筑衬砌空间后),及时对1#斜井交叉口往斜井口方向12米范围内辅助导坑施作二次衬砌,厚度0.35m,交叉口段平行于线路中线,紧贴加强环关堵头模板,二衬达到设计强度后拆模,形成对交叉口处围岩三维受力的有效支护。斜井与正洞交界地段应尽早施作二衬混凝土,确保施工安全。

4施工注意事项

正洞与1#斜井相交地段处于复杂的三维受力状态,为保证正洞安全挑顶施工的完成,正洞初期支护必须座落于一个牢固的落脚平台,同时应加强该段正洞初期支护的锁脚锚杆施工,防止拱架下沉。

4.11#斜井变断面段施工

1#斜井变断面段施工,应加强初期支护,设计参数应比正常断面相应提高。交叉口段里程X1-K000+12.831开始,支护均按照V级围岩参数施工,同时采用I20b型钢加强该段支护,加强环异型钢架架立不得侵入正洞型钢钢架界限。

4.2交叉口处加强环设置

由于正洞开挖断面较大,为确保扩顶段正洞施工安全,在1#斜井与正洞交接处设置一加强环,加强环由3榀I20b型钢钢架连续组成,钢架间采用焊接和φ22钢筋连接,喷C25混凝土覆盖钢架。并应及早施作1#斜井二次衬砌。导坑进入正洞施工一定距离后施作异型型钢和矩形拱架,喷砼覆盖。在加强环未开挖之前,按照导坑锚喷支护参数对加强环位置进行临时支护。

4.3设置横梁,为正洞拱架提供落脚平台

在正洞与1#斜井拱顶交界里程处,沿正洞方向设置拱顶纵向横梁,横梁两端下设置I20b型钢立柱,紧贴1#斜井异型钢架,横梁采用I20b型钢,牢固焊接于1#斜井钢架拱顶,横梁与1#斜井钢架间空隙设置I20b型钢竖向立柱,立柱与正洞拱架位置相对应,牢固焊接并喷射C25砼回填密实。

4.4 加密正洞交叉口支护

加密设置交叉口段正洞初期支护锁脚锚杆,每榀钢架单侧不少于4根锁脚锚管,锚管长4.0m,直径为42cm,注水泥砂浆,锁脚锚管与钢架牢固焊接,防止拱架下沉。

4.5 严格控制开挖进尺

1#斜井以圆曲线转体进入正洞施工时,严格控制开挖进尺(每循环进尺宜0.6~0.8m),确保围岩稳定。

4.6 交叉口段正洞径向锚杆施工

交叉口段正洞径向锚杆施工到位,与正洞型钢焊接牢固,构成一个完整支护体系。

5结论

(1)岩山隧道1#斜井在施工中必须加强交叉口段的围岩量测,随时观察围岩及支护状态的的稳定性。根据量测结果及时反馈支护信息,确保支护措施安全合理。

(2)客运专线铁路双线岩山隧道长度长,开挖断面大,工艺复杂,施工难度大,1#斜井通过合理选择支护参数,科学合理组织施工,顺利地完成了斜井与正洞过渡地段,且加快了施工进度, 保证了施工安全和质量。

参考文献

【1】关宝树.隧道工程设计要点集【M】.北京:人民交通出版社. 2004.

【2】TZ204-2008.铁路隧道施工技术指南.铁道部经济规划研究所.2008.

隧道施工指南范文5

【关键词】隧道施工;超欠挖;爆破;检测;

中图分类号:U45 文献标识码:A文章编号:

开挖是控制隧道施工中的关键工序,决定了施工的工期和造价。超挖过多,会增加出渣量和衬砌量而导致工程造价的提高,同时局部的超挖会引起应力集中,导致围岩的稳定性降低;欠挖对衬砌厚度有直接的影响,会引起安全产生和工程质量的隐患,需要花费多余的时间、资金来处理。

预裂爆破和加强光面爆破是控制超欠挖的常用方法。笔者在新建铁路南宁至广州线施工过程中,对于隧道施工过程中的超欠挖现象进行了一定实际的研究。该铁路线路中隧道按新奥法原理组织施工,根据围岩级别不同采用钻爆法和人工配合机械开挖法施工,开挖采用光面爆破,严格控制超欠挖。

一、超欠挖的检测技术研究

在隧道施工过程中应当根据现场条件采用切实可行的超欠挖量测定方法,其中主要(以内模为参照物)有直接测量法、直角坐标法、三维近景摄影法等方法。检测超欠挖主要是要测量断面,因此可以根据测量断面的方法将超欠挖量的测定方法分为两类:直接测量开挖断面面积的方法和非接触观测法。直接测量开挖断面面积是直接接触或者是间接接触开挖断面的测量方法,包括激光束测量、投影仪测量和内膜直接测量。非接触类观测法是不接触开挖断面,利用观测的方法来测量断面面积,包括极坐标法、直角坐标法和三维近景摄影法。

二、超欠挖问题的控制研究

笔者通过对近百座隧道的调查和统计,将影响超欠挖的因素归结为以下几点:爆破技术、测量放线、钻孔精度、地质条件变化、施工组织管理。因此控制超欠挖的重点是控制孔精度、爆破和施工管理,这种分析与笔者本次施工的实际是符合的。

2.1 改变“宁超勿欠”的传统观念

在超欠挖技术的安全管理中,首先应该改变观念,即必须改变“宁超勿欠”的传统观点,树立“少欠少超”的观点。在实际工程中,应该容许一定程度的欠挖。例如,《铁路隧道施工规范》(TB 10204-2002)规定:当围岩完整、石质坚硬时,容许岩石个别突出部分侵入衬砌;侵入值应小于衬砌厚度的1/3,并小于10cm;对喷锚衬砌应不大于5cm。

2.2 提高钻孔技术水平

钻孔技术对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角θ、开口位置e和钻孔的深度L,它们与超欠挖高度(h)有如下的关系:

h = e + Ltan(θ/2)

上式表明,外插角θ与钻孔深度L的增大,h增大。L是一个设计指标,可在设计中加以控制。即在其他条件一定时,采用较浅孔爆破对减少超挖是有利的。这也是国外在钻孔深度上很少采用超过4.0m以上深孔的原因,而在一般情况下,都采用3.5m左右的钻孔深度。笔者从实际的工程中发现,控制θ值是比较困难的,但是控制e值是可能的。炮眼间距的布置应该实行多打眼少装药,多打眼少装药的好处在于:节省火工品的成本,光面爆破效果出来了,能够很好的控制隧道超欠挖。

在的新建铁路南宁至广州线花培岭隧道爆破中,Ⅱ级、Ⅲ级围岩开挖采用全断面钻爆法施工,Ⅲ级围岩、Ⅳ级围岩采用上下正台阶法钻爆施工。开挖主要采用光面爆破掘进作业,严格控制超欠挖,尽量减小扰动围岩。在施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验,不断修正爆破参数,达到最优爆破效果,开挖后及时完成初期支护。爆破需要达到以下效果:炮眼利用率大于90%;半眼痕保存率大于80%;爆破后围岩面应圆顺平整,无欠挖,平均线性超挖面不超过20cm,且围岩面上无粉碎岩石和明显裂隙,以减少对围岩的施工扰动。

2.3 进一步解决好爆破技术参数的合理匹配

笔者对国内外100多座隧道的超欠挖现象进行的统计表明,爆破技术对超欠挖影响还是很大的,所谓的爆破技术就是指爆破方法、爆破方式以及各种爆破参数。通过统计发现,即使采用了控制爆破也仍然有相当数量的超欠挖。爆破方式有全断面一次爆破、台阶法爆破、导洞现行扩大爆破和预留光面层爆破等方式。不同爆破方式的效果比较如下表所示。

表 1不同爆破方式效果比较

同时,正确的使用爆破器材以及装药方法,能够有效的降低爆破产生的振动,减少应力波对围岩的破坏作用,因此可以有效的减少超欠挖现象,提高开挖轮廓的质量。

2.4 隧道组织施工的现场管理

笔者指出,良好的组织施工管理,对于减少超欠挖具有十分现实的意义。控制隧道超欠挖的过程中,建立一套完善、系统的质量保证体系,并对整个施工过程进行严格科学的管理是非常必要的。隧道组织施工现场管理的目的就在于要将影响隧道施工的因素置于可控的状态,从而达到爆破设计的基本要求。在爆破质量管理中,应该坚持几个基本原则:必须采用控制爆破;在条件允许的情况下,应该优先考虑采用操作简单且精度高、有良好性能的器材仪器;严格控制断面的测量放线精度;严格控制钻孔精度;严格控制重要爆破作业的质量;必须做到及时检测和及时反馈;必须强化施工组织管理等。

2.5 测量放线和地质条件

控制超欠挖主要是开挖轮廓线的精度要控制好,首先就要保证中线和标高的准确,其次是要通过正确的方法来保证轮廓线位置的准确。中线和标高的偏移,将使断面轮廓线向一侧偏移,造成开挖断面一侧超挖,一侧欠挖。一般情况下,由于隧道的掌子面是斜的,会导致放线的误差。所以提高放线精度,可以有效的降低超欠挖现象。

地质条件是客观条件,是欠挖处理的前提,是确定爆破参数的基本依据。现阶段的爆破设计主要是根据经验、类比或现场实验设计,而地质条件却是随着掘进不断变化,其主要是围岩节礼裂缝的变化。

笔者所在的新建铁路南宁至广州线花培岭隧道处的地质条件为:隧道范围无大的区域性断层通过;IDK255+505处深94~112m(洞身)受区域性构造影响,岩体破碎,节理裂隙面可见绿泥石化现象,推测为倾向北面断层;隧道洞身范围燕山期花岗岩两次和寒武系地层侵入接触,受侵入作用影响,接触带处岩体破碎,风化作用强烈。

三、综述

超挖引起多装、多运渣,超挖空间还要用混凝土回填;欠挖则要进行二次清理,造成人工、工期和材料的超额消耗,知识工程成本增加。笔者在新建铁路南宁至广州线施工中负责组织设计,深刻的认识到超欠挖问题是一个严重而又普遍的问题,因此笔者通过调查研究,结合自身的实际经验,提出了若干见解。但是对于解决超欠挖问题的措施,笔者还将进一步的研究。

参考文献:

[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.132-141.

[2]交通部基本建设质量监督总站组织.隧道工程试验检测技术[M].北京:人民交通出版社,2005.14-20.

[3]周爱国,唐朝晖,方勇刚,等.隧道工程现场施工技术[M].北京:人民交通出版社,2004.88-102.

隧道施工指南范文6

关键词: 铁路隧道; 隐伏填充溶洞;施工技术

1、工程概况

舍古冲隧道为新建云南国际铁路通道蒙自至河口段,单线铁路隧道,隧道全长4442m,里程为DIK49+370~DIK53+812,设计行车速度为120km/h,为电力牵引单线隧道,洞内采用弹性支承块式无砟轨道,其结构高度为57cm,铺设60kg/m钢轨,其中隧道进口段和出口段各设20m有砟过渡段,其道床结构高度为77cm。

该隧道位于云南省红河州屏边县新现乡,隧区属溶蚀、剥蚀中山地貌,隧道穿越寒武系中统田蓬组板岩夹灰岩、砂岩及泥盆系中统坡脚组板岩夹灰岩及炭质页岩地层,岩溶弱~中等发育,岩溶主要沿断裂构造、层面和节理发育,地表可见部分小型溶蚀洼地、溶槽等发育。主要不良工程地质有岩溶、有害气体和滑坡,无特殊岩土。水文地质条件复杂,地表水、地下水发育不均,部分地下水、地表水对混凝土具侵蚀性。

2、隐伏填充溶洞概况

根据设计文件中提出,隧道出口端岩性为板岩夹砂岩、灰岩,钻孔揭示隧道DIK53+792~DK53+815段路基面以下约2.5m位置存在一隐伏填充溶洞,长度为23m,深度约3m,宽度为17m。其填充物为粘土,角砾土等。溶洞位置见下图

舍古冲隧道出口段隐伏填充溶洞

3、溶洞处理方案

3.1处理原则

根据大量隧道岩溶处理的工程实践,溶洞处理遵循“以疏为主、堵排结合” 的原则进行处理。如若在该段现场实际施工时出现围岩出水情况,可根据实际情况,采用“以堵为主,限量排放”的原则,达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。

3.1洞口DIK53+792~815段路基下面约2.5m位置隐伏充填溶洞施工时,在仰拱及仰拱填充中预留φ50PVC管,间距1×1m,梅花状布置,管底距离溶洞底部5cm,待仰拱及仰拱填充施作完成并完全达到设计强度后,利用预埋管施作φ42钢花管注浆加固隐伏溶洞,钢花管伸出PVC管长度不小于15cm,注浆完毕后,切割PVC管及钢花管与仰拱填充面平齐。在该段施工过程中每5m布设监控量测点,加强地表及拱部变形监测工作。

4、主要施工工艺

4.1隧道洞身开挖及支护

舍古冲隧道出口段设计为Ⅴ级围岩,台阶法开挖,超前支护为拱部设一环φ89大管棚,环向间距0.4m,共20根,每根长35m,加强支护为全环I18钢架,纵向间距0.8m。

在开挖中应做好超前地质预报工作,对不良地质段进行补充地质探查,进一步了解和掌握隧道洞身区的水文地质条件,对地下水及其溶腔等做出初步判断。DIK53+812~DIK53+782段Ⅴ级围岩采用台阶法开挖,装载机配合自卸车出碴,初期支护紧跟掌子面,待下台阶施工完成后,施作仰拱及填充。在施工中要严格按照铁路部铁建设【2010】120号文件《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》进行施工,保证隧道施工步长符合要求,仰拱距掌子面35m的距离。

4.2埋设预留φ50PVC管

在仰拱开挖完成后,清理干净坑底虚碴、积水及泥浆后,在仰拱坑底按照设计安装I18仰拱钢架,施工仰拱初期支护。待仰拱初期支护施工完成后,利用风枪钻孔,打穿坑底与溶洞之间的地层,钻孔间距1×1m,呈梅花状布置,打孔孔径宜为55mm。打孔完成后应用测绳或者花杆测量仰拱坑底至溶洞底距离并做好记录。

垂直于仰拱坑底插入φ50PVC管,下端管口低于溶洞顶面距离为15cm,上端管口高出仰拱填充设计标高不小于20cm,然后采用砂浆填塞PVC管与坑底围岩缝隙,并利用木棍或者钢筋支架固定PVC管,利用棉絮堵塞严实管口后开始依次浇筑仰拱及仰拱填充砼。

钢花管施工示意图

4.3.钢花管施工

注浆钢花管采用φ42的无缝钢管,长度根据现场实际所测仰拱坑底至溶洞底距离而定,钢花管的前端做成约15cm长的圆锥状,在尾部焊接直径6-8mm钢筋箍。距后端30cm内不开孔,剩余部分按20-30cm梅花型布设直径6mm的溢浆孔。钢花管尾部焊接止浆阀。

钢花管加工图

4.4钢花管的安设

在仰拱砼及仰拱填充砼浇筑完毕并达到设计强度后,清除掉PVC管口填塞物,竖直插入预留好的PVC管内,下端抵触至溶洞底面,上端高出PVC管15cm,并用砂浆填塞两者间的缝隙,填塞长度为20cm。

4.5钢花管注浆

4.5.1钢花管注浆工艺流程

4.5.2钢花管注浆方法

钢花管安装完毕后,应进行压水试验,压力一般为0.5~1.0Mpa,并根据设计和试验结构确定注浆参数。水泥浆液应采用拌合桶配制,配制水泥浆时应防止杂物混入,拌制好的浆液必须过滤后使用;注浆应采用专用注浆泵,配制好的浆液应在规定时间内注完,随配随用;注浆顺序为由下至上,浆液先稀后浓,注浆量先大后小,注浆压力由小到大;当发生串浆时,应采用分浆器多孔注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆,当注浆压力突然升高时应停机查明原因,当水泥浆浆量很大,压力不变时,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,采用小流量低压力注浆或间歇式注浆,注浆压力应符合设计要求,浆液必须充满钢管及其周围的空隙。

注浆结束标准:当压力达到设计注浆终压并稳定10-15min,注浆量达到设计注浆量的80%以上时,可结束该孔注浆。

4.6监控量测

本段洞身开挖施工过程中,每5m设一组监测点,主要监测项目为拱顶下沉和周边收敛,密切监视每一工况下隧道支护结构的变形情况并及时反馈,指导下一步施工。

5 结束语

通过以上处理措施的实施,安全通过了此处溶洞,经长时间不间断量测表明,该段围岩变形已稳定,支护结构表面无明显渗漏水现象。尽管安全通过了此处溶洞,并且此次处理方案也直接为后面的几处溶洞的处理提供了借鉴经验,但是在今后的岩溶隧道施工中,必须加强地质超前预探、预报工作,对隧道前方岩溶进行准确预测,并提前做好穿越岩溶溶洞的应急预案,防止突泥和突水的发生。需要引起广大业内人员注意的是,溶洞处理一般只注重结构的环向刚度的加强,较为忽视结构的纵向刚度的加强,这样会因溶洞前后侧结构基底刚度差异而导致后期运营时衬砌病害的产生。

参考文献:

[1]中国中铁二院工程集团有限责任公司,《新建铁路云南国际铁路通道蒙自至河口铁路舍古冲隧道设计图》.2009.成都

[2]铁道部第二工程局主编.《铁道工程施工技术手册.隧道》(下册).中国铁道出版社.2007.北京

[3]铁道部. 《铁路隧道工程施工技术指南》.TZ204-2008