试比较浅埋偏压隧道的几种施工方法
偏压、浅埋隧道施工方案
合肥至武汉新建铁路三标隧道工程(DK163+000~DK169+130)
浅
埋
偏
压
段
施
工
方
案
中铁十局合武铁路项目经理部一工区
二OO六年二月
编制:
审核:
项目总工:
项目经理:
目录
1编制依据及编制原则 (5)
1。1编制依据 (5)
1。2编制原则 (5)
2工程概况 (6)
2.1工程概述 (6)
2。2工程地质与水文地质条件 (6)
2。2。1沿线地形地貌特征 (6)
2。2.2地质岩性 (6)
2.2.3气象特征 (7)
2.2。4水文特征 (7)
3施工方案 (8)
3。1浅埋洞门段的开挖 (8)
3。1。1边仰坡开挖 (8)
3.1。2大管棚超前支护施工工艺 (8)
3.1。3小导管超前支护施工工艺 (9)
3。2偏压、浅埋洞身段的施工 (10)
3.2。1小管棚超前支护施工工艺 (10)
3。2.2超前锚杆支护施工工艺 (11)
3.2。3中空注浆锚杆 (11)
3。2.4砂浆锚杆施工 (11)
3.2.5钢架施工 (12)
3。2.6开挖施工 (13)
3。2.7钢筋网施工 (18)
3.2.8湿喷混凝土施工工艺 (18)
3.3二次衬砌 (20)
3.3.1二次衬砌施工工艺 (21)
3.3。2衬砌施工准备 (21)
3.3.3砼灌筑、养护与拆模 (23)
3.3。4衬砌背后注浆施工工艺 (23)
3.4防排水施工 (24)
3。4.1基面处理 (24)
3.4。2防水板施工 (25)
3.5监控测量 (27)
3.5。1净空水平收敛量测及拱顶下沉量测 (27)
3。5.2地表下沉量测 (29)
3。5.3监控量测项目的管理基准 (30)
3。5.4量测数据的处理及应用 (31)
浅埋偏压隧道进洞施工方法概述
强支护 、 勤量测 、 成环的原则 , 早 并严格按 照开挖顺 序开挖 . 支护 、 喷钢架支护 、 次衬砌 受力体 系转换 。该方 法 的施工特 爆破 、 锚 二 上台阶扩大拱脚 5 l, 0C I T 拱脚加设 两根锁脚注浆导管 。 点 主要体现在施工 偏压墙 、 身开挖 、 洞 加强初期支护 、 二次衬砌几 6 拱脚开挖分 左右两部分进行 , ) 左侧 采用风镐辅助人 工开挖 大关 键 环 节 。
பைடு நூலகம்塞。
1 施 工 方 法
偏 压 、 埋 隧道 进 洞施 工 技 术 系 以 新 奥 法原 理 为 依 据 。 通 过 浅
人工配合机械开挖及控 制爆 破 , 尽量减 少对 土体 的扰动 , 分利 充 用偏压挡墙的支撑力 , 洞 口段 施工 中完成 地表 注浆加 固 、 在 超前
5 洞身开挖施工过程 中严格遵 守管超 前 、 注浆 、 ) 严 短进 尺 、 弱
开 挖 后 及 时 浇 筑 混 凝 土 , 免 裸 露 时 间过 长 。 避
4 钢拱架 单元连 接采用 钢板螺 栓连 接 , 做绑焊 加强 处理 , ) 并 使拱架受 力性 能得 到充分发挥。 5 初期支 护与岩 面必须 密贴 , ) 不允许 有空 洞 , 不允 许在空 更
洞 中设 置 碎石 等填 充 物 , 要 时预 留 注 浆孔 , 浆 回填 。 必 注
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关于浅埋偏压隧道施工方法的探讨
关于浅埋偏压隧道施工方法的探讨
摘要:浅埋偏压隧道即指埋深较浅而覆盖层厚度不均匀的隧道,是在实际工程中常见的隧道。浅埋偏压隧道在地质条件复杂的环境下,施工方法的选择决定了隧道是否能安全顺利的进出洞,本文通过两个实际工程探讨浅埋偏压隧道的施工方法,有助于工程师进行浅埋偏压隧道的施工方案设计。工程一为长珲高速公路新交洞隧道位于吉林省安图县境内,是全线控制性工程,全长2400米,为吉林省高速公路第一长隧(文中以工程一代指)。工程二为忻州一保德高速公路第二十六合同段郝家里隧道为分离式双洞双车道山岭岩土公路隧道(文中以工程二代指)。
关键词:隧道工程偏压隧道CDR法超前支护小导坑施工
1进洞前的准备
1.1围岩加固
由于工程二隧道左线紧邻进口有一条冲沟,洞身贴近冲沟近似直立的沟壁进洞,因此在进洞前准备中进行了冲沟回填和沟壁加固的工作,并在洞顶地表进行钢插管加固,施作范围为隧道中线至沟壁,自洞口起沿隧道走向20 m内,导管长度以管尖到达隧道开挖轮廓线为准。此项的主要目的是防止洞顶地表滑移变形造成洞口坍塌。工程一则采用了地表压注水泥浆加固,结合现场实际情况,对出口偏压段洞口地表进行压注水泥浆进行加固,注浆宽度范围为隧道洞身开挖宽度。
1.2超前支护
进洞前的超前支护两个工程均采用了大管棚超前支护,大管棚施工首先进行导向墙的施工,采用型钢骨架,骨架顶部均匀分布预埋导向管并喷射混凝土,待喷射混凝土强度达到标准强度的75%后开始进行钻孔作业,钻进时应监测钻杆的倾斜度,偏离原定方向时及时纠正,以免长管棚打到隧道开挖轮廓线以内。钻孔施工顺序按高程大小由高孔位向低孔位进行,先钻编号为奇数的孔,钻孔成形后应对孔的质量进行检查,清除孔里面的杂物后立即安装钢管,钢管安装到设计深度后立即压注双液浆,对围岩进行固结,待奇数孔施工完毕后再钻编号为偶数的孔,此时偶数孔可作为检查孔,检查奇数孔的注浆质量,钻孔成形后立即安装导管并压注双液浆。工程二将大管棚位置进行了局部调整,使管棚偏向于冲沟一侧布置。
浅埋偏压隧道施工技术探讨
21 0 2年 7月第 2 期 1
科 技 视 界
公路科技
固中间岩柱 的两侧对穿 中空注浆锚杆 , 确保浅埋偏 压小 净距 隧道中间岩柱的稳定性 。 喷射混 凝土施工 后很短时 间内 , 钢架立 即受力 , 且其 并 强度 和刚度较 大 .可 以承受 浅埋偏压 段 V级 围岩 的松 动变 形 压力 , 确保 松散破碎 围岩开挖后 的稳定性 。考虑到大窑沟
S in e& Te h oo y V s n ce c c n l g ii o
公 路 科技
科 技 视 界
21年7 02 月第2 期 l
浅埋偏压隧道施工技术探讨
张凤爱
( 北省 高 速公 路承 秦 筹建处 河
【 摘
河北
秦皇岛
0 6 0) 6 0 0
要】 针对承秦 高速公路 大窑沟浅埋偏压 隧道 围岩应 力、 变形的复杂情况 , 浅埋偏压段 关键工序的施工方法和技术措 对
到改善 的一种方法 。 注浆范 围决 定于围岩可根据 围岩地质情况 如孔隙率 、 注
浆压力 . 工方 法等 因素定。一般情况 施 注浆加 固帷幕的半径
为隧道开挖半径 的 2 3 。  ̄倍
员伤 亡 、 产损 失 的ห้องสมุดไป่ตู้ 重 后果 , 财 在社 会上 造成 很坏 的影 响 。
研究快 速 、 安全 、 经济 的通过 隧道浅埋 破碎 地段是 高速公 路 建设 的未来 重大课题 方 向.也是现 场施工 必须 解决 的重要
隧道浅埋暗挖法施工技术
⑺长管棚超前支护或注浆加固地层。
⑻水平旋喷法超前支护。
⑼地面锚杆或高压旋喷加固地层。
⑽降低洞内、洞外地下水位。
注浆加固地层和超前小导管支护是最常用的辅助施工措
施。
隧道浅埋暗挖法施工技术
施工中应注意的问题:
⑴作为初期支护主体的喷射混凝土,其喷射 厚度要合理,太厚、太薄都利于发挥喷射砼 材料的力学性能,一般喷射砼厚d≤D/40(D 为洞室的开挖宽度)时,喷射混凝土支护接 近于无弯矩状态,支护结构性能较好。因此 用增加喷射混凝土厚度的方法来加强支护, 效果较差,应采用合理的喷射方法和选择喷 混凝土材料来提高喷射混凝土的力学性能, 如采用潮喷或湿喷的方法,在喷料中掺加改 性聚酯外加剂,提高喷射砼的抗裂性。
隧道浅埋暗挖法施工技术
1 总则
1.为统一客运专线铁路隧道工程施工技术要 求,加强施工管理,保证工程质量。特制定 本技术指南。
2.适用于旅客列车设计行车速度200㏎~350 ㏎∕h的标准轨距客运专线铁路隧道工程施工。
3.客运专线铁路隧道采用钻爆法施工时,应 采用喷锚构筑法。
4.隧道完工后应对施工质量进行全面的无损 检测。
Ⅷ Ⅵ5
Ⅱ 1
3
4
5
Ⅶ
隧道浅埋暗挖法施工技术
7 支护
• 1. 一般规定: • 喷锚支护施工中,应做好下列工作 • 1.喷锚支护施工记录 • 2.喷砼的强度、厚度、平整度等项检
隧道浅埋偏压方案
浅埋、偏压、冲沟段隧道施工方案
1 引言
在浅埋、偏压、冲沟段及软弱围岩隧道施工中,由于施工技术运用或处理不当,经常会造成较大面积的坍方,由此带来人身伤害、财产损失及工期延误等是无法估量的。黄土隧道,施工难度相当大,工期要求也非常紧张,保证隧道按期安全贯通成为当前的首要任务,为此制定了隧道过浅埋、偏压、冲沟及软弱围岩隧道段专项方案。
2工程概况
武家岭隧道位于吕梁山西坡黄土梁茆区,冲沟发育,地形起伏大,高程957~1143.1m之间。隧道进出口沟底及沟壁见基岩出露,上层覆盖黄土。隧道进口里程为DK14+715,出口里程为DK18+840,全长为4125m。隧道最大埋深为156.71m,为单洞双线隧道。本隧道设计行驶速度120km/h,正线采用60kg/m的钢轨,有砟道床。以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主,地层为新生界第四系新黄土、老黄土、砂及卵砾石,第三系黏土和粉质黏土、半胶结砾岩,下伏中生界砂岩、页岩、泥岩,地质构造复杂。武家岭隧道共3处浅埋偏压段,埋深为3~25m,分别是:DK14+727~DK15+080、DK17+110~DK17+460、DK18+450~DK18+832隧道进出口位于土石分界线上施工安全风险高。
3 施工组织
因隧道均处于软弱围岩及黄土V级加强围岩段,为保证施工安全,采取早进晚出的进洞方案,即洞门修建应尽量避免对山体的扰动,尽可能减少边仰坡刷坡范围。洞口处已有部分按路基开挖,且边仰坡较高,不宜再破坏洞口边坡,以采取套拱、超前长管棚等辅助施工措施,确保施工安全。
首先,我项目部成立了专门的地表测量小组,对所有隧道进行了地表测量,每5-10米一个测点,分别对应相应里程的隧道与地表断面图,由
浅埋偏压隧道施工技术探讨
浅埋偏压隧道施工技术探讨
作者:易勇
来源:《价值工程》2013年第04期
摘要:随着我国经济的发展,我国公路工程也取得了较大的发展成就。笔者结合自己的工作经验,对隧道施工的相关问题进行了分析,结合实际的工程案例,探讨了浅埋偏压隧道施工的技术问题,希望以此来学习、探讨公路工程技术。
Abstract: With the development of China's economy, China's highway projects has made greater achievements. The author, based on own experience, analyzed the problems of the tunnel construction, combined with practical engineering cases,discussed technical problems of the low-buried and unsymmetrical pressure tunnel construction technology, hoping to learn, and explore highway engineering.
关键词:浅埋偏压;地表加固;洞身开挖;监控量测
Key words: low-buried and unsymmetrical pressure;surface reinforcement;Hole body excavation;monitoring and measuring
浅埋偏压隧道施工对策
环球市场/施工技术
-178-
浅埋偏压隧道施工对策
宁殿晶 桂 刚
陕西省交通建设集团公司
摘要:芭蕉隧道出口浅埋偏压段未进行专门设计,受降雨、施工等因素影响,隧道贯通后出现边仰坡蠕动,初期支护开裂等病害,对其补勘后,采取洞内注浆、洞外抗滑桩等方案,有效的控制了病害的发展,保证了运营安全,为类似工况隧道的设计与施工提供参考。
关键字:隧道;浅埋;偏压;方案
1 引言
随着我国交通事业建设的大力发展,在山区高等级公路、铁路客运专线的大量修建,为保证线性指标,隧道洞口往往与坡体斜交,洞口段浅埋偏压影响,出现了不同程度的病害,个别隧道甚至存在严重的安全隐患。如何安全、经济、快速通过浅埋偏压段,具有重要的实际价值。
2 工程概况
芭蕉隧道位于包茂高速安康至毛坝段的为分离式隧道,左洞总长3014m,起讫桩号ZK271+624~ZK274+638;右洞总长2996m,起讫桩号YK271+636~YK274+632。隧道呈北东~南南西向展布(走向方位约246°),为分离式隧道,单洞洞室净空10.25×5.0m。
隧址区位于大巴山斜歪背斜南翼,高滩-兵房街褶皱束之次级鸡鸣坡宽缓向斜南西翼,地层岩性覆盖层主要由上覆残坡积(Qedl)含碎石角砾粉质粘土、崩坡积(Qedl)碎块石、滚石夹粉质粘土构成,下伏基岩地层由志留系下统陡山沟组(S1ds)绢云母板岩等构成,洞口地形见图1。
3 病害状况
隧道施工顺序为右洞,后左洞,左右洞贯通,右洞已完成大部分衬砌施工,左洞已完成初期支护施工时出现病害:YK274+500~YK274+550段衬砌施工完毕后5个月份衬砌出现环向开裂;ZK274+540~ZK274+580初支施工半个月出现支护开裂,拱架变形现象;左洞相应段落仰拱开始施工后不久,右洞YK274+500~YK274+550段衬砌开裂加剧,且YK274+550左侧附近段落开裂处出现衬砌混凝土剥落,二衬钢筋外露,横向出现2cm 以上的位移,山顶明显出现开裂,并呈现加剧趋势。
浅埋、软岩、偏压隧道施工技术
() 3 左线 Z 18 70处拱顶沉 降量最大 , K8 + 8 一 天 的下沉 量 达 到 2m。拱 顶 发 生 小 坍 方 , 进 困 e 掘 难 ; 内拱顶处 及两侧 裂 隙较 发 育 , 洞 由于挤 压 作 用, 两侧 壁喷 浆 出现 剥 落掉 块 现 象 , 洞 内有滴 水 且
岩层倾角 2 。 隧址 区上覆 第 四系 上更新统 马兰 0, ( 3o 黄 土、 Q e1 ) 中更新 统 冲洪积物 ( 2l 1砂 、 Q a +p) 砾 、 石 , 塑 至 半 干 硬 , 度 为 0—2 m, 卵 硬 厚 4 土质 不 匀 , 水 量 不 均 , 伏 白垩 系泥 岩 ( 及 印支期 花 含 下 K) 岗岩( 5 。其 中洞身 通过段 围岩为强 风化泥岩 ^) y ( 2, 图 ) 质软 , 风 化 , 水 极 易 软 化 , 水 的长 期 易 遇 在
20 08年第 2期
刘德平 , 张
龙, 王彩勤
浅埋 、 软岩、 偏压隧道施工技术
总第 13 0 期
坡 出现 整体 下沉 及前 移 , 无法 继续 施 工 , 工 单 位 施 只能将 已开 挖支 护 的断 面重新 回填压 实 。
裂缝 顺 田地 的坡 度 自下 而 上 沿 洞 身 方 向延 伸 , 已 经 开裂 至 超 出 开 挖 掌 子 面 1m 左 右 , 缝 长 度 3 裂
浅埋偏压隧道施工安全专项方案
目录
一、编制依据 (3)
二、工程概况 (3)
(一)工程简介 (3)
(二)技术标准 (5)
(三)工程地质 (5)
三、浅埋偏压施工防范措施 (6)
(一)隧道洞口段塌方防范措施 (6)
(二)隧道洞身开挖过程中塌方防范措施 (7)
四、浅埋段隧道施工准备 (8)
五、浅埋段隧道施工要点 (8)
(一)浅埋段隧道施工中对开挖方案的选择尤为重要 (8)
(二)浅埋段隧道施工的防治先从工程地质入手 (8)
(三)雨季施工对浅埋段隧道施工影响很大 (8)
六、洞外地表处理 (8)
(一)对埋深段地表河沟进行清理 (8)
(二)尽可能避开雨季施工该浅埋段 (8)
七、监控量测项目及量测点布置 (9)
(一)监控量测项目 (9)
(二)测点布设 (9)
(三)监控量测方法 (9)
八、浅埋段施工重大风险源坍塌应对措施 (11)
(一)坍塌事故原因分析 (11)
(二)预防坍塌事故措施 (11)
(三)坍塌事故处理措施 (12)
九、浅埋偏压段隧道塌方应急预案 (12)
(一)塌方(坍塌)事故现场应急措施 (12)
(二)恢复生产及应急抢险总结 (13)
十、应急救援措施 (14)
(一)应急处置(救援)指挥领导小组 (14)
(二)应急预案的工作流程 (15)
(三)突发事件风险分析和预防 (15)
(四)应急资源 (16)
(五)互助协议 (18)
(六)培训和宣传、演练 (19)
(七)应急结束 (20)
(八)后期处置 (20)
浅埋偏压隧道施工安全专项方案
一、编制依据
1、《中华人民共和国安全生产法》
2、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003)
浅埋偏压隧道进洞施工技术
图2 明拱开挖及边仰坡防护示意
Schematic showing the open-cut arch and the protection of front and side slopes
(3 ) 施作 2 m 管棚套拱 紧靠掌子面 立三榀上台 阶 工 字 钢 架 , 间 距 90
cm /榀 , 将拱架与边仰坡锚杆焊接固定 , 在每榀拱架 的拱脚处施作 4 根 R32 自进式锁脚锚杆 , 然后在拱
④ 注浆采用水泥 - 水玻璃 浆液压入钢 管内 , 水 泥浆 水灰比 1 ∶1 , 水 玻 璃 浓 度 35 Be′ , 注 浆 压 力 0.5~1.0 MPa ,终压控制为 2.0 MPa 。 浆液通过钢管孔
眼注入孔壁的缝隙内 , 固结附近岩土层 。 注浆采用先 灌注 “ 单 ” 号孔 , 待 1 至 2 小时固结后 , 再灌注 “ 双 ” 号 孔的方法 。
摘
要
文章结合铁寨子 1# 隧道工程实例 , 介绍了进洞方案 的 比 选 、 施 工 过 程 中 出 现 的 问 题 及 其 处 理 方 法 , 提
出了在浅埋偏压 、 复杂地质条件下采用明拱暗墙法进洞施工技术 , 既可确保洞口边仰坡稳定 , 又可保证进洞安全 。 在 施工过程中采用超前长管 棚 注 浆 预 加 固 、 钢 拱 架 和 喷 混 凝 土 作 初 期 支 护 、 分 部 开 挖 等 技 术 措 施 , 从 而 确 保 了 隧 道 施 工的安全 。 关键词 浅埋偏压 隧道进洞 施工技术 文献标识码 :A 中图分类号 : U453.1;U455.4
隧道浅埋偏压段施工方法
隧道浅埋偏压段施工方法
摘要:本文主要围绕着隧道浅埋偏压段施工展开分析,论述了施工的要点和施
工的主要技术措施,以及可以为今后的相关施工工作提供参考。
关键词:隧道;浅埋偏压段;施工方法
一、前言
在隧道浅埋偏压段,施工工作必须要更加有效,必须要首先制定科学的施工方案,进而
不断提升施工的水平,保证施工的质量,减少施工的错误出现。
二、引发隧道偏压的原因
隧道之所以会发生偏压是由于围岩因压力分布不均匀而导致支护受偏压荷载,究其根本
原因是:
施工方法不当,导致开挖断面发生坍塌,使得围岩压力的稳定性受到破坏,最后因应力
集中导致隧道偏压。要是采取适当的处理措施,才能确保施工的正常进行。
地质围岩发生产状倾斜,导致节理发育不良,其中的软弱结构面稳定性不够,一旦施工
受到阻碍,就会导致岩体顺着层理面滑动。
隧道依山而建,所以,地面倾斜性大,产生很大的侧压力,隧道属于浅埋。
三、偏压隧道的研究方法
为了对偏压隧道提供设计依据及施工安全保障,针对各种场地的环境,中外学者和技术
人员对此进行了多形式和多渠道的研究与探讨。对于偏压隧道的研究目前常使用以下几种途径:理论研究、模型试验以及数值模拟研究。
1、偏压隧道的理论研究现状
理论分析是从已有的结论出发,经过复杂的理论推导、证明,得出新的结论。鉴于地下
工程应力场的复杂性,这种方法使用十分有限。
在这方面,安永林结合偏压隧道围岩压力的理论公式,分析了偏压隧道的围岩压力分布规律;吴红刚等提出了基于“隧道-边坡体系”概念的变形机理分析方法。
理论公式虽然有可靠的理论基础和无懈可击的推导过程,但往往由于预设过多假设,导
隧道偏压浅埋段施工方案(洞口)
XX隧道洞口偏压浅埋段处理方案
1 工程概况
线路全长15.1km。该段概算投资9.23亿元,计划工期18个月。
2 地质及工程情况
2.1 地质情况
隧址区地形起伏,山势险峻,隧道轴线与黄土梁峁走向近于垂直,出口段为三叠系中统铜川组基岩,岩石破碎严重,稳定性较差。隧道上部地表暴露第四系上更新统风积黄土,厚度约10米,第四系中更新统风积黄土在隧道上部偶有出露,期间存在数层古土壤,呈褐黄色、棕红色,结构致密,偶见大孔隙,坚硬—硬塑。地下水主要为松散岩类空隙潜水和基岩裂隙水,洞口段水量较丰富。
2.2 工程原设计状况及变更设计
XX隧道右线出口端明洞口设计里程为YK41+075,设计暗洞进洞里程为YK41+065,原设计出口采用超前大管棚支护进洞,管棚Φ108×8,长度40米。
为了尽量减少占地该隧道多次改线,原设计的洞口位置也相应调整。原设计的进洞方案因时间仓促未做修改,进场后经现场实测YK41+065洞顶高出原地面约1米,由于洞口段山体地势呈向线路右侧缓倾的单面坡,所以洞右侧拱部高出原地面约2米,左侧深埋。通过对现场地形测量计算,YK41+065—YK41+060段管棚将基本外露。从YK41+035开始洞顶覆盖层达到约10米厚。对YK41+063中心拱顶及中心拱顶右侧6.5米两处点向下钻探知,山顶坡积黄土厚分别为13米、13.5米,坡积土下部为基岩。
详细地形测量及洞口照片见后附图1-3。
隧道中心线
铁龙湾隧道右线出口地形测量图
3 施工方案
为了保证进洞安全,在原设计超前大管棚支护进洞基础上增加了偏压挡墙、地表注浆安全措施,制定了地表注浆—偏压挡墙—超前管棚—回填—暗洞开挖的施工顺序方法。
隧道工程第八章 浅埋暗挖法及明洞施工
洞口段施工中最关键的工序就是进洞开挖。隧道进 洞前应对边仰坡进行妥善防护或加固,作好排水系统。 洞口段施工方法的确定取决于诸多因素。如施工机具 设备情况、工程地质、水文地质和地形条件;洞外相 邻建筑的影响;隧道自身构造特点等。根据地层情况, 可分为以下几种施工方法:
(1)洞口段围岩为Ⅲ类以上,地层条件良好时,一般 可采用全断面直接开挖进洞,初始l0m-20m区段的开 挖,爆破进尺应控制在2m-3m。施工支护,于拱部 可施做局部锚杆;墙、拱采用素喷混凝土支护。洞口 3m-5m区段可以挂网喷混凝土及设钢拱架予以加强。
初期支护承受全部荷载,二次支护(内层衬砌)仅
作为安全贮备;
初期支护与二次支护共同承担荷载;
初期支护仅作为施工期间的临时支护,二次支护
作为主要承载结构。
设计时应将结构设计,施工方法及支护方式,辅助 施工方法等进行综合研究,并经试验段进行验证。在 施工过程中根据量测数据不断进行改善。
大断面软弱地层施工中采用分部开挖,其初期支护 常与临时支护(临时仰拱、中隔墙)结合,使每块分 部开挖后都及时得以封闭。为了强化初期支护,有时 在做内层衬砌前才进行拆除。
(三)辅助施工方法
一般情况下可按下列次序依次选用: 1、上半断面留核心土环形开挖; 2、喷射混凝土封闭开挖工作面; 3、超前锚杆或超前小导管支护; 4、超前小导管周边注浆; 5、设置临时仰拱; 6、深孔注浆加固及堵水; 7、长管棚超前支护或注浆。
偏压隧道的施工方法
一
1 工 程概 况
3 Байду номын сангаас 工 方 法 及顺 序
白塔寺隧道位 于重庆 市万盛 区境 内,穿越 一脊状 山 梁, 进 口里程 D 1 K 2 4 + 6 9 0 , 出 口里程 为 D 1 K 2 7 + 5 4 7 , 中心 里程 D 1 K 2 6 + l 1 8 . 5 , 全长 2 8 5 7 m, 最 大埋 深 2 0 6 m。本部 负 责施 工 白塔 寺隧道 出口段 , 里程 为 D 1 K 2 6 + 1 6 0至 D 1 K 2 7 + 5 4 7 。 其 中包括 车站 大断面 V级 围岩 1 5 2 m, 1 V级围岩 7 5 m, Ⅲ级 围岩 3 2 0 m, 明洞 5 m, 共5 5 2 m; 单线小 断面 V级 围岩 3 0 m, V 级围岩 4 I 0 0 m, Ⅲ级围岩 4 0 5 m, 共8 3 5 m。 隧道出 口端浅埋段 穿越突出山脊 ,属于地 形偏压 , 出 口覆盖 2 - 6 m碎 石层 , 下伏基岩 为三 叠系中统 雷 口坡 组 中 厚 层状泥灰岩 夹页岩 , 岩层倾 角 5 0 ~ 6 0 。 , 岩层走 向与线路 走向一致。 D1 K 2 7 + 3 9 0 一 D 1 K 2 7 + 5 4 2段属于浅埋、 地形严重 偏 压地段。
浅埋偏压隧道几种施工方法的比较与研究
图 3为量测断面上 台 阶开 挖 3 9 I 0~ 7I 的收敛变 T 形 血线 图 ,量测 时 间共 4 。在上 台阶开挖过 程 中, 5d 收敛量在 3mn以内,说 明在上 台阶开挖 过 3 时, r 0m
根据现场条件及一般 隧道 的监测 内容 ,该 隧道 的 主要监测项 目为 :周边位移量测 、拱顶 下沉量测 、地 表下沉 量测 、钢支撑 内力量测和锚杆轴 力量测 。各元 件的具体 布置 ,见 图 1 。
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熊创 贤等 :浅埋偏 压隧道几种施工方法 的比较与研究
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快 ,因此将原设 计 中采用 的 “ D”法 开 挖并辅 助 超 C 前锚杆支护 的施工方法变更 为采用 台阶法 开挖 的施 工 方法 即可满足要求 。 3 数值 模型的建立与计算参数的选取 为 了更好地 了解在 不同施 工方 法下偏 压隧道 的受 力变形规律 ,以便从 隧道受 力变形 的角度寻找 出这 种 隧道 的最佳施工方法 ,本文采用数 值分析 的手段 ,对 其进行建模分析 。 3 1 数值模型 的建立 . 根据不 同的施 工 方 法 建立 的 数值 模 型如 图 7所 示 。为节省篇 幅 ,在本 文 中只列 出 C D法开挖 的 网格 剖分 图。
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试比较浅埋偏压隧道的几种施工方法
发表时间:2010-06-11T08:35:09.437Z 来源:《赤子》2009年第22期供稿作者:王宇[导读] 山区公路的布线一般沿沟谷进行,沿线隧道多存在一定的偏压效应。
王宇贵州省公路桥梁工程总公司 550001
摘要结合某隧道工程所采用的三种施工方法,探讨了在不同的施工方法下,施工的受力与变形的不同数值。并对不同的施工方法的优点和注意事项作以分析。
关键词偏压隧道现场监测数值计算施工方法对比研究
1.引言
山区公路的布线一般沿沟谷进行,沿线隧道多存在一定的偏压效应。传统的防偏压方法,一般注重采用设计措施,如增设锚杆与管棚、在偏压较小的一侧增设重力式挡墙或加大衬砌的厚度等,而对施工方法则只简单地提及而没有进行对比研究,这样无形中会加大施工成本,造成施工中不安全因素的增加。本文以具体例子为依托,对施工过程中的监测资料进行分析,提出了适合该隧道的施工方法;同时,采用数值分析的手段,从受力的角度提出了最佳的施工方案。
为以后类似工程的设计与施工提供了依据。该隧道的设计为“CD”施工方法,考虑到施工工期及经济因素,拟对进口段采用正台阶施工进行试开挖并进行施工量测,通过对量测数据、施工进度、经济条件等因素的综合分析提出最终适合于该隧道的施工方法。
2 监测数据分析
根据现场条件及一般隧道的监测内容,该隧道的主要监测项目为:周边位移量测、拱顶下沉量测、地表下沉量测、钢支撑内力量测和锚杆轴力量测。各元件的具体布置,见图1。
2 1地表下沉
从地表下沉的监测曲线图可以看出,当围岩开挖历经20天之后,其地表下沉基本上就处于稳定状态,而此时掌子面已经推进了将近100m左右。上述情况表明:该断面的地表沉降经过20天以后基本完成,可以进行下一步的工作。
2.2 收敛变形
根据量测断面上台阶开挖30~97m的收敛变形血线图可以看出,量测时间共45d。在上台阶开挖过程中收敛量在3mm以内,说明在上台阶开挖过30m时围岩的大部分应力已经释放,围岩的位移大部分已发生。水平测线AC数值最大,表明隧道侧压力比竖直压力大,其中的主要原因可能是隧道左侧成拱效应比右侧成拱效应差,因此隧道左侧受到更大的围岩压力。
2.3 拱顶位移
上台阶开挖后典型断面拱顶实测位移曲线图,该断面围岩主要为炭质板岩,属于Ⅲ类围岩,围岩较破碎。通过对测量线进行拟合可知:(1)最终位移u∞=3883mm,该值较大,这主要是由于该断面所处围岩比较破碎,且节理裂隙较发育。但在第6天位移即为33.43m m,已达到最终位移的81%,这说明围岩很快趋于稳定。(2)当t =16d时,位移速率为0.1mm/d,以后随着时间的增长,位移速率将越来越小。
2.4钢支撑内力
所选取的典型断面主要围岩类型为泥岩,属于Ⅲ类围岩。
内力变化曲线时间上可分为4个阶段。其中上台阶开挖后数据曲线形成了急剧增大一缓慢增大一趋于平缓这I、Ⅱ、Ⅲ三个阶段,下台阶开挖后形成了第Ⅳ阶段。下台阶开挖后,钢支撑左右两侧的内力变化并不一致,说明钢支撑所受的左、右两侧的压力并不相等。
由于各部位内力变化在上台阶开挖后基本一致,因此可以对其中某个部位的内力变化进行分析,从而得到一般的规律,现选取钢支撑内层的左侧部位,经分析其内力最终值为2.393kN;在L =50 m 时为1.56k N,占其最终值的6 5%;在L=100m时,为1.93 k N,占其最终值的81%,可见内力的大部分在上台阶开挖后50m内产生。
2.5锚杆内力量测结果
锚杆内力量测结果,见下图。从图中可以看出,围岩变形超过20天之后,其变形基本处于稳定状态,在最初的一周之内,其变形发展是最为显著的时期,过此之后,其变形将逐渐趋于稳定。因此,围岩开挖之后的初始阶段是值得注意的时期。
2.6 施工方法调整
鉴于实测的位移、支护结构的轴力较小且收敛较快,因此将原设计中采用的“CD”法开挖并辅助超前锚杆支护的施工方法变更为采用台阶法开挖的施工方法即可满足要求。
3数值模型的建立与计算参数的选取
为了更好地了解在不同施工方法下偏压隧道的受力变形规律,以便从隧道受力变形的角度寻找出这种隧道的最佳施工方法,本文采用数值分析的手段,对其进行建模分析。
3.1数值模型的建立
根据不同的施工方法建立的数值模型如下图所示。为节省篇幅,在本文中只列出CD法开挖的网格剖分图。
计算参数的选取:综合国际《工程岩体分级标准》GB50218—94、《公路隧道设计规范》JTJ026-90、《铁路隧道设计规范》TB10003—2001等资料对各类围岩物理力学参数的取值情况,取各类围岩中值作为岩体的计算参数。对锚杆与型钢拱架材料参数则根据实验结果取值。
3.2计算结果与分析
采用数值模拟得出的几种不同施工方法下隧道周边与地表最大位移、隧道周边最大围岩应力。而锚杆轴力和钢支撑内力由于受篇幅限制,不再一一列出。
321不同施工方法下受力共同点
(1)拱顶部分的锚杆与钢支撑在不同的施工阶段受力都很小。
(2)完工后受偏压较大的右墙所承受的围岩应力最大,而且拱脚与墙角往往都是应力集中的地方。
(3)锚杆与钢支撑的受力在施工中间阶段往往是右侧受力稍大,而完工后则左侧稍大。
322不同施工方法下受力不同点
(1)、在位移方面,CD法无论是拱顶位移、地表位移,还是侧墙位移都小于全断面法与台阶法;台阶法在中间施工时的各项位移都小于全断面法,完工后除左墙位移外,其余也比全断面法施工的位移小。
(2)、锚杆所受轴力、钢拱架所受轴力和弯矩以全断面法施工最大,台阶法次之,C D法最小。 4结语
根据以上分析可知,在偏压隧道中,要优先采用CD法进行施工,如施工断面较小,偏压不大时,也可采用正台阶法施工,一般情况下不要采用全断面法施工。
此外,笔者在采用CD法施工模拟时计算了两种开挖方法,一种是先右后左;一种是先左后右,结果表明,前者无论从受力变形大小、收敛时间长短均优于后者。因此,可以推断:在采用CD法进行施工时应从偏压较大的一侧开始施工。参考文献
[1].黄波等.巴洒老寨3号偏压隧道施工及病害处治技术.山西建筑.2009年28期