软岩地层隧道喷射混凝土衬砌研究
大变形软岩流变性态及其在隧道工程结构中的应用研究
四、结论
四、结论
高应力软岩公路隧道大变形是一个复杂的问题,涉及地质环境、施工过程和 运营管理等多个方面。为了有效控制这种变形,需要在工程设计和施工过程中采 取一系列有针对性的措施。这些措施包括合理选择施工方法、强化初期支护、监 控量测与信息反
四、结论
馈以及二次衬砌和加固措施等。通过这些措施的实施,可以大大降低高应力 软岩公路隧道大变形的风险,提高隧道的稳定性和安全性。
二、大梁隧道软岩大变形的支护方案
5、加强监测和信息反馈:在隧道施工过程中,应加强监测和信息反馈工作。 通过实时监测软岩的变形情况,及时调整支护方案和施工方法,确保隧道的施工 安全和质量。
三、结论
三、结论
大梁隧道软岩大变形是一种常见的地质灾害现象,对隧道的安全性和稳定性 产生极大的影响。因此,研究大梁隧道软岩大变形的特征及支护方案具有重要的 现实意义。在隧道施工过程中,应加强地质勘察、选择合适的施工方法、及时加 强支护、优化设
三、高应力软岩公路隧道大变形 的工程应用研究
三、高应力软岩公路隧道大变形的工程应用研究
1、合理选择施工方法:针对高应力软岩的特性,应采用合适的施工方法,如 台阶法、环形开挖法等,以减少对围岩的扰动,控制隧道的变形。
三、高应力软岩公路隧道大变形的工程应用研究
2、强化初期支护:初期支护是防止隧道变形的重要措施,应确保其及时施作, 并具有良好的刚度和稳定性。同时,针对软岩的特性,可采用喷射混凝土、钢拱 架等加强支护。
一、大梁隧道软岩大变形的特征
一、大梁隧道软岩大变形的特征
1、地质条件复杂:大梁隧道位于山地区,其地质条件复杂,包括地层、断层、 节理等。这些地质构造对隧道施工产生极大的影响,尤其是软岩大变形的情况。
一、大梁隧道软岩大变形的特征
软岩大变形研究现状
隧道围岩大变形阶段报告1.概述深埋隧道通过软岩和断层带时,在高的地应力和富水条件下通常产生大变形。
这种隧道围岩变形量大,而且位移速度也很大,一般可以达到数十厘米到数米,如果不支护或支护不当,收敛的最终趋势是隧道将被完全封死,如果发生在永久衬砌构筑以前,往往表现为初期支护严重破裂、扭曲,挤出面侵入限界。
这种大变形危害巨大,严重影响施工工期或者线路正常运营,而且整治费用高昂。
在国内外相继出现了大量的隧道围岩大变形工程实例,并且在治理这些问题中取得了很多经验。
日本的岩手隧道,长25.8km,采用新奥法施工。
地质条件为凝灰岩及泥岩互层,单轴抗压强度为2~6MPa。
施工中净空位移和拱顶沉降都是很大的,上断面的净空位移100~400mm,最大到411mm;下断面的净空位移最大为200mm,拱顶下沉为10~100mm。
日本惠那山隧道,长8.635km,围岩以花岗岩为主,其中断层破碎带较多,局部为粘土,岩体节理发育、破碎,岩石的抗压强度为1.7~3.0MPa,隧道埋深为400~450m,原始地应力为10~11MPa。
施工时产生了大变形,在地质最差的地段,拱顶下沉达到930mm,边墙收敛达到1120mm,有600cm2面积的喷射混凝土侵入模筑混凝土净空。
最后采用9.0m和13.5m 的长锚杆,并重新喷护20cm厚的钢纤维混凝土后,结构才得以基本稳定。
陶恩隧道长6400m,开挖断面面积90-105m2,位于显著变质的岩带内,如片岩、千枚岩等,主要岩层为绢云母、千枚岩夹绿泥石,抗压强度R=0.4-1.7MPa,洞内无地下水活动,隧道埋深为600-1000m,原始地应力为16.0-27.0 MPa,侧压力系数近似为1.0,围岩强度比为0.05-0.06。
陶恩隧道采用台阶法施工,在设计时,由于对在挤压性围岩隧道施工缺乏经验,采用的初期支护参数较小,导致拱顶发生1.2m的位移。
而后把锚杆改为6m,并初次采用纵向伸缩缝,缝宽20cm,间隔3m,支撑也是可缩的,并在隧道底部增加了隧底锚杆,喷射混凝土厚度保持25cm不变。
软弱围岩中隧道施工技术论文
软弱围岩中的隧道施工技术探讨摘要:本文通过工程实例分析了软弱围岩隧道的施工技术,阐述了软弱地质围岩地段隧道的施工方法、技术要领,为类似情况下的隧道施工标准提供参考和借鉴。
关键词:软岩隧道支护abstract: in this article, through the analysis on the actual case the weak rock tunnel construction technology, expounds the geological location of surrounding rock is weak tunnel construction method, technology essentials, for similar tunnel construction to provide reference for the standard.keywords: soft rock tunnel support中图分类号:tu74文献标识码:a文章编号:1 前言隧道和地下工程施工,遇到软弱围岩,通常是施工组织者和技术人员感到持久压力和伤脑筋的一件事。
软弱围岩隧道通常被列为重难点控制工程,对工期、安全、质量、投资均产生重大影响。
如何根据工程实际拿出最佳方案,是攻克软岩隧道施工的关键和前提,本文根据工程实例总结归纳,提出不同软岩特点不同地形条件针对性的施工方法,以供同行参考。
2 软岩隧道地质工程特点2.1 地质特点软岩,主要是指第四系全新、中更新、更新统的坡残积土部分。
范围包括江河湖岸和池塘冲积、淤积层,人工杂填土、水田、溶洞充填物、新老黄土、风积砂等。
普遍具有内磨擦角小,粘聚力弱及流滑、蠕变、膨胀、湿陷等不稳定的特点。
一般南方地区软土含水量偏大,扰动易液化呈液态流动,北方地区软土含水量较小,失水后易呈固态流动,扰动易崩坍。
北方地区软土浸水饱和,极易流失并很快失去承载力。
2.2 工程特性某隧道施工区位于陕北黄土高原沟谷区,冲沟发育,植被稀疏,地形起伏较大。
岩土工程中的软岩地质特性及处理技术
岩土工程中的软岩地质特性及处理技术岩土工程是一门研究岩石和土壤在工程施工和结构设计中的力学性质和工程行为的学科。
在岩土工程中,软岩地质是一个重要的研究领域。
本文将介绍软岩地质的特性以及在岩土工程中的处理技术。
一、软岩地质的特性软岩是岩石的一种,其强度较低,易于破碎和变形。
软岩地质的特性主要包括以下几个方面:1. 抗压强度较低:软岩的抗压强度一般较低,容易受到外界应力的影响导致破坏。
这对于工程结构的承载能力和稳定性提出了较高的要求。
2. 易于变形:软岩在外界应力的作用下容易发生各种形式的变形,如压缩变形、剪切变形等。
这种变形性质使得软岩地层在工程中易出现沉陷、变形等问题。
3. 含水量较高:软岩地质中一般存在大量的水分,导致岩土体的稳定性和抗冲刷能力较弱。
同时,软岩地层中的水分还会影响工程结构的抗渗性能。
4. 地质构造复杂:软岩地质往往伴随着复杂的地质构造,如断裂、节理等。
这些地质构造对于软岩地层的稳定性和工程施工带来了较大的挑战。
二、软岩地质的处理技术针对软岩地质的特性,岩土工程中采用了一系列的处理技术,以保证工程的顺利实施和结构的安全可靠。
以下是常用的软岩地质处理技术:1. 地质勘察与分析:在进行软岩地质处理之前,必须进行详尽的地质勘察和分析工作。
通过对软岩地层的地质构造、物理性质等进行综合研究,了解其力学性质和变形规律,为后续处理提供依据。
2. 计算机模拟与数值分析:采用计算机模拟和数值分析软件,可以对软岩地质进行模拟,预测和分析不同工况下的应力响应和变形规律,从而指导实际工程的设计和施工。
3. 改良处理技术:包括土体加固、注浆、灌浆、冻结法等。
通过改变软岩地层的物理性质和力学性质,提高其抗压强度和稳定性,并改善其渗透性和抗冲刷性能。
4. 支护结构设计:对于软岩地层的工程,需要设计合适的支护结构来保护和稳定岩土体。
常用的支护结构包括锚杆支护、喷射混凝土衬砌、预应力锚索等。
5. 施工与监测技术:软岩地质处理过程中,合理施工和监测工艺非常重要。
关于高地应力软岩隧道施工方法的探讨
关于高地应力软岩隧道施工方法的探讨作者:王万通来源:《价值工程》2013年第12期摘要:国内外有关高地应力软岩隧道施工的记录有不少,而高地应力软岩隧道施工面临的最大难题就是大变形,大变形会导致初期支护开裂破坏,甚至发生塌方,更为严重的是可能造成永久性支护的破坏。
如果施工方法不当,不仅提高工程造价,对施工及运营安全也存在相当大的隐患。
当前,国内外应对大变形采取的主要方法是:修改断面形状、长锚杆、可缩刚架等。
本文通过对经历过的隧道大变形处治,在吸取前人经验的基础上,采用双层拱架支护的方法,较好的解决了隧道大变形的问题,在高地应力软岩隧道施工方法上进行了一定的探索及总结。
Abstract: In China, there are lots of records about the construction of soft rock tunnel with high in-suit stress at home and abroad. The big problem in the construction of soft rock tunnel with high in-suit stress is large deformation. Large deformation leads to cracked support, even landslide, or the permanent damage of support. If the construction method is not suitable, it not only increases the cost, but also forms hinders in construction and operation security. At present,the main construction method is to modify profile, long bolt and shrinkable steel frame. Combined with the construction case, it uses double arch support and solves the problem of large deformation of tunnel, and makes certain exploration and summarization on the construction method of soft rock tunnel with high in-suit stress.关键词:高地应力;软岩隧道;大变形;施工方法Key words: high in-suit stress;soft rock tunnel;large deformation;construction methods中图分类号:U455 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)12-0108-031 高地应力软岩隧道施工现状目前,国内外有关高地应力软岩隧道施工的记录有不少,例如我国宝中线的大寨岭隧道、老爷岭、老头沟隧道以及穿越煤系地层的家竹箐隧道。
关于隧道工程喷射混凝土施工的探讨
隧道工程喷射混凝土施工初步认识姓名韦诗稳班级土木工程0809班学号1208081219关于隧道工程喷射混凝土施工的探讨论文关键词:喷射混凝土;回弹量;厚度;强度;检测。
论文摘要:文章通过对新光快速路隧道工程喷射混凝土施工过程中的回弹量、厚度、检测等问题的探讨,结合施工实际对隧道工程喷射混凝土施工提出建议。
随着国家交通基础建设投资力度的加大和人们对环境保护的日益重视,隧道工程建设呈现较大增长趋势。
据有关资料显示,我国已建成铁路隧道5300余座,总长度约4000km;公路隧道1800余座,总长度约750km,是世界上隧道工程最多的国家。
其特点主要表现在单孔隧道长度纪录不断被刷新;施工技术难度和技术含量不断加大;大断面、多孔连拱和小净距隧道不断出现;高海拔、高寒地区隧道建设很突出;各部门有关隧道的技术规范、标准也逐渐统一。
一、喷射混凝土在隧道工程复合支护中的作用目前隧道工程复合支护中普遍采用的是喷射混凝土或喷射钢纤维混凝土,喷射方式主要有潮喷和湿喷。
喷射混凝土具有支护及时、强度高、密实性强、操作简单、灵活性大等优点,特别是在软弱围岩地质条件下,配合钢拱架和系统锚杆作为联合支护,其优点更为明显。
就新奥法原理而言,容许围岩产生变形,同时在围岩变形过程中,通过围岩自承体系和支护结构对围岩变形进行控制,达到让围岩变形的适度释放而不是彻底释放的目的。
在上述过程中,喷射混凝土的作用可分成两个阶段:(1)喷射混凝土施作初期,从材料结构和力学特征,可把喷射混凝土看作柔性结构,为围岩变形的适度释放提供空间;(2)当喷射混凝土具有一定强度后,可把钢拱架、系统锚杆和喷射混凝土组成的支护体系看作钢性结构,用来控制围岩变形,达到保护和发挥围岩自承能力的效果。
当然在所有作用过程中,也应该重视和强调支护体系的韧性概念,目前施工大多采用喷射钢纤维混凝土,就是这种概念发展的必然结果。
二、喷射混凝土施工的关键技术(一)喷射混凝土的回弹量控制目前隧道工程喷射混凝土施工,为保护环境和维护工人健康。
隧道工程中喷射混凝土施工技术探讨
隧道工程中喷射混凝土施工技术探讨摘要:本文分析了喷射混凝土作隧道支护的主要性能特点,对喷射混凝土施工中的质量控制问题进行了探讨,供广大工程技术人员参考。
关键词:隧道工程新材料喷射混凝土支护中图分类号:u45 文献标识码:a 文章编号:1 前言随着国家基础建设投资力度的加大和人们对环境保护的日益重视,隧道工程建设数量呈现大规模增长的趋势。
其特点主要表现在单孔隧道长度纪录不断被刷新;施工技术难度和技术含量不断加大;大断面、多孔连拱和小净距隧道不断出现;高海拔、高寒地区隧道建设也初见端倪;同时有关隧道的规范、标准也日趋规范化、技术化和逐渐统一。
2喷射混凝土作隧道支护的主要性能特点喷射混凝土是使用混凝土喷射机,按一定的混合程序将掺有速凝剂的细石混凝土拌和料与高压水混合,经过喷嘴喷射到岩壁表面,并迅速凝固结成一层支护结构,从而对围岩起到支护作用。
喷射混凝土是一种新型的支护结构,又是一种新的施工工艺与技术,它可以根据需要分次追加厚度,也可以与各种类型的锚杆、钢纤维、钢拱架、钢筋网等构成复合式支护。
已有的工程实践表明,采用喷射混凝土作隧道支护具有以下性能特点:(1)喷射混凝土具有强度增长快、粘结力强、密度大、抗渗性好的特点,能较好地填充岩块问的裂隙与凹穴,增加围岩的整体性,防止岩面的风化和松动,并与围岩共同工作。
(2)喷射混凝土施工将输送、浇注、捣固几道工序合而为一,更不需模板,因而施工快速简捷。
在软弱围岩的隧道中若采用复合式衬砌(即以锚杆喷射混凝土作为初期支护),与整体式模注混凝土衬砌相比,能节约工程投资不少。
(3)喷射混凝土能及早发挥承载作用。
它能在lo min左右终凝,一般2h后即具有强度,8h后可达2mpa,16h后可达5mpa,1天后可达7~8mpa,4天可达到28天强度的70左右。
(4)喷射混凝土与模注混凝土相比,其物理力学性能有所改善,尤其以湿式喷射和水泥裹砂喷射混凝土的抗压强度、抗弯曲疲劳强度、早期强度和抗渗性能有更显著的提高。
金华山软岩铁路隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度分析周太全
收稿日期:2012-03-15基金项目:国家自然科学基金项目(51009071)作者简介:周太全(1976-),男,安徽巢湖人。
副教授,博士,主要从事桥梁与隧道工程、岩土力学等方面教学科研工作。
E-mail :zhoutaiquan@ 。
金华山软岩铁路隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度分析周太全1,华渊1,吕宝华2(1.江南大学环境与土木工程学院,江苏无锡214122; 2.中铁19局集团第5工程有限公司,辽宁大连116000)摘要:以赣州—龙岩铁路金华山软岩隧道湿喷纤维混凝土支护结构为研究对象[1,2],由于湿喷纤维混凝土支护结构物理、力学参数和喷层厚度的离散性及混凝土强度破坏准则难以用支护材料参数显式表达,对该类隧道支护结构进行可靠度分析十分困难。
采用响应面法计算湿喷纤维混凝土支护结构的可靠度方法,并给出了计算流程;其中围岩-支护结构的确定性分析采用非线性有限元法,可靠度分析采用二次响应面法。
分析结果表明:金华山隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度指标高,处于安全状态。
关键词:纤维混凝土;隧道支护结构;可靠度分析;响应面法;非线性有限元中图分类号:TU451文献标志码:A 文章编号:1003-8825(2012)06-0057-050引言由于隧道支护结构所处的地质环境条件十分复杂,隧道开挖后会引起围岩力学状态的变化;围岩与支护结构之间相互作用的机理还没有得到充分的认识,围岩物理力学参数指标不容易确定等诸多原因,使得精确的力学计算带来不精确的影响,采用简单的安全系数K 来反映这些不确定性因素是不合适的。
因此,对隧道支护结构进行可靠度分析取代常规的安全系数分析是十分合理的。
在现行隧道设计规范中,按可靠度进行设计还存在着相当大的难度,但铁路系统部门和相关专家已经意识到在隧道结构设计中按可靠度设计是十分必要的,并着手编制了第二层次《铁路工程结构可靠度设计统一标准》(GB50216-94)。
作为第三层次按可靠度理论修订隧道设计规范的工作随即提上日程,铁道部建设司工程建设科研项目已经立项开展“以结构可靠性理论为基础修订铁路隧道设计规范的可行性研究”(铁建科字89-12号)。
隧道Ⅴ级围岩喷射混凝土衬砌厚度数值分析
• 150 •价值工程隧道吁级围岩喷射混凝土衬砌厚度数值分析Numerical Analysis on the Shotcrete Lining Thickness of Class-V Surrounding Rock in Tunnels郑跃潼Z H E N G Y u e-t o n g(浙江省大成建设集团有限公司,杭州310012)(Zhejiang Dacheng Construction Group Co.,Ltd.,Hangzhou 310012, China)摘要:喷射混凝土作为新奥法施工的三大必须手段之一,对洞室围岩起到支护的作用,其中喷射混凝土衬砌的厚度对围岩支护效 果影响较大。
本文针对公路隧道吁级围岩进行U DEC数值模拟,分析不同喷层厚度对围岩稳定性的影响。
结果表明,对于吁级隧道围 岩,要采用钢拱架、钢筋网、锚杆和喷射混凝土联合支护,且喷射混凝土厚度为25c m时,支护效果最好。
研究结果为隧道初期支护施 工设计提供了科学依据和参考。
A bstract:As one of three essential means of the new Austrian method constructional,the shotcrete construction plays a supporting role in the surrounding rock,and the shotcrete lining thickness has a great effect on the supporting effect of the surrounding rock.The UDEC numerical simulation for Class-V surrounding rock in tunnels is taken to analyze the influence of different shotcrete thickness on the stability of the surrounding rock.The results show that for Class-V surrounding rock in tunnels,when using the steel arch,steel mesh,bolt and shotcrete for combined support and shotcrete thickness is 25cm,the supporting effect is best.The results provide scientific basis and reference for initial supporting construction design of the tunnel.关键词院喷射混凝土;衬砌厚度;数值分析;围岩稳定;联合支护Key words:shotcrete;lining thickness;numerical analysis;stability of surrounding rock;combined support中图分类号:U452.1+2 文献标识码:A1U D EC简介基于牛顿第二定律建立起来的刚体离散单元法在1971年提出之初主要用在岩石边坡运动的分析和研究中,之后又推广应用到准静力或动力条件下节理系统或块 体集合的力学研究中。
地下隧道混凝土喷射衬砌技术规程
地下隧道混凝土喷射衬砌技术规程一、前言地下隧道作为城市交通和供水、供电、供气等基础设施的重要组成部分,其质量安全关系到城市的正常运行和居民的生命财产安全。
混凝土喷射衬砌技术是地下隧道施工中的重要环节之一,本文将详细介绍混凝土喷射衬砌技术规程。
二、材料准备1.混凝土材料:混凝土应按设计要求配制,采用水泥、砂、石、水等材料,水灰比应控制在0.35-0.50范围内。
2.钢筋:采用HRB400级别的钢筋,按设计要求加工成所需长度和弯曲形状。
3.管道:采用直径不小于50mm的钢管或塑料管,长度应根据实际需要确定。
三、设备准备1.喷射机:采用高压喷射机,工作压力应控制在3-4MPa范围内。
2.管道连接器:采用带有弹簧夹的快速连接器,连接紧固可靠。
3.水泵:采用高压水泵,工作压力应控制在3-4MPa范围内。
4.电焊机:采用直流电焊机,焊接质量应符合相关标准。
四、施工前准备1.对施工现场进行清理,保持干净整洁。
2.对喷射机、管道连接器、水泵等设备进行检查和维修,确保正常运行。
3.对施工现场进行勘察,确定地质条件和施工方案。
五、施工流程1.钢筋安装:根据设计要求在隧道壁面上安装钢筋,立筋间距应根据设计要求确定。
2.喷射混凝土:在钢筋上方喷射混凝土,厚度应根据设计要求控制在100-200mm范围内,喷射应均匀、连续、不漏喷。
3.焊接管道:在混凝土喷射层完成后,焊接管道,连接处应采用快速连接器连接,确保连接牢固。
4.喷射混凝土:在管道上方喷射混凝土,厚度应根据设计要求控制在100-200mm范围内,喷射应均匀、连续、不漏喷。
5.重复喷射:根据设计要求,重复以上步骤,直至达到设计要求的厚度和强度。
6.质量检查:在喷射完成后,对混凝土喷射层进行质量检查,检查内容包括强度、厚度、平整度等,确保达到设计要求。
六、施工注意事项1.混凝土喷射应均匀、连续、不漏喷。
2.钢筋应按设计要求安装,立筋间距应控制在规定范围内。
3.管道连接处应采用快速连接器连接,确保连接牢固。
隧道工程中的软岩支护技术研究论文[五篇材料]
隧道工程中的软岩支护技术研究论文[五篇材料]第一篇:隧道工程中的软岩支护技术研究论文[摘要]软岩支护是在隧道工程建设中经常会遇到的技术难题,软岩支护的稳定性和可靠性对于隧道工程有着重要影响,软岩支护不到位时将可能引发隧道塌方、交通受阻等多重问题,而且后期修复难度相当大,因此有必要提高隧道工程施工中的软岩支护技术,提升隧道工程施工质量。
[关键词]隧道工程;软岩支护;流变近些年来,我国在隧道工程软岩支护中积累了较多的成功经验和失败教训,有利地推动了软岩支护技术的发展。
本文分析了现有的软岩支护理论和技术,并详细分析了软岩超前管棚支护技术。
1软岩支护理论和技术分类1.1软岩支护理论目前普遍比较认同的软岩支护理论大致分为两类,一是以定性原则为核心的软岩支护理论,二是以定量原则为核心的软岩支护理论。
以定性原则为基础的软岩支护理论中比较有代表性的是新奥法和松动圈支护理论。
新奥法,简称为NATM,它最初是由奥地利学者总结的一套隧道设计与施工原则,在全世界的隧道工程施工中具有权威的指导意义。
新奥法的创新之处在于将岩体视为了承载体,这一认识给传统的围岩支护手段带来了根本性的转变。
软松动圈支护理论是由董方庭等人依据围绕开挖空间所产生的松动圈以及松动圈在支护中的作用和地位而提出的,对于解决围岩支护问题提出了新思路,但缺陷在于应用这一理论难以全面地考虑软岩中出现的各种较为复杂的情况,因而所制定的支护方式也可能存在与真实的围岩状况不相适应的地方。
以定量原则为基础的软岩支护理论中比较有代表性的是支护结构与围岩共同作用理论和应力平衡原理。
支护结构与围岩共同作用理论认为在原岩应力状态遭到破坏以后隧道能否继续保持平衡取决于围岩的物理力学性质和原岩应力的大小。
一般来说,坚硬的围岩周围的集中应力小,会比软弱围岩更加稳定。
应力平衡原理认为软岩难以支护稳定的根本原因在于弹塑性边界上存在着应力不平衡,而提高支架阻力可以使围岩周围的应力实现平衡。
混凝土隧道衬砌的施工技术与应用
混凝土隧道衬砌的施工技术与应用一、前言混凝土隧道衬砌是隧道建设中的关键环节之一,直接影响隧道的安全性和使用寿命。
本文将从施工技术、应用等方面进行深入探讨混凝土隧道衬砌的相关知识。
二、施工技术1. 隧道衬砌布置隧道衬砌的布置应根据隧道的地质条件、截面形状和洞壁稳定性等因素进行设计,保证衬砌的稳定性和密实性。
2. 隧道衬砌的材料混凝土隧道衬砌的材料一般采用高强度混凝土或自密实混凝土。
在选择混凝土材料时,应考虑混凝土的强度、耐久性、防水性和耐火性等因素。
3. 隧道衬砌施工工艺流程(1)准备工作:对施工现场进行清理,布置施工设备和材料。
(2)基础处理:对隧道基础进行处理,保证基础的平整度和强度。
(3)模板制作:根据隧道断面形状制作适合的模板。
(4)钢筋加工:根据设计要求进行钢筋加工和钢筋的安装。
(5)混凝土浇筑:在模板内进行混凝土浇筑,采取分段浇筑和梁板一体浇筑两种方式。
(6)养护:混凝土浇筑后进行养护,保证混凝土的强度和密实性。
三、应用1. 隧道工程隧道工程是混凝土隧道衬砌的主要应用领域之一。
在隧道工程中,混凝土隧道衬砌可以保证隧道的稳定性和密实性,提高隧道的使用寿命。
2. 地铁工程地铁工程是混凝土隧道衬砌的另一个应用领域。
在地铁工程中,混凝土隧道衬砌可以有效地防止地层沉降和地下水渗透,保证地铁的运行安全。
3. 水利工程水利工程是混凝土隧道衬砌的另一个重要应用领域。
在水利工程中,混凝土隧道衬砌可以有效地防止水流冲刷和侵蚀,保证水利工程的安全性和稳定性。
四、总结混凝土隧道衬砌是隧道建设中的重要环节之一,其施工技术和应用领域也非常广泛。
在实际应用中,需要根据具体的工程要求进行设计和施工,保证衬砌的稳定性和密实性,提高工程的使用寿命和安全性。
长大断面隧道软岩复合式衬砌支护施工技术
0引言无论从时间还是空间上来讲,隧道和地下工程开挖是一个不断变化的过程,具有长周期、高造价的施工特点。
在城市化进程推进中,城市地面公路交通运输能力已经不能满足人们的出行要求,如何解决交通拥挤问题是一个亟待解决的研究课题。
由于地面发展已经趋近饱和,需要将地面发展转向地下,隧道等轨道交通为解决拥挤问题提供了有效手段,而城市的发展又对地下隧道建设提出更高要求。
为避免经济浪费,要以动态观点规划城市建设,大跨度隧道可以满足现阶段城市发展需求,尤其在复杂山区的高速公路设计时,采用隧道工程能够改善公路路线以及节省土地。
这种隧道设计方式为大断面隧道工程,我国存在许多地形复杂的山区,此类工程修建技术已经被我国列为重大研究课题。
在山区中修建长大断面隧道虽然具有较大优势,但同时存在设计难点,一方面,开挖长大断面隧道时,隧道围岩应力会发生重新分布,呈现应力集中分布特定,围岩应力会向隧道拱脚处转移;另一方面,隧道围岩作为一种连续介质,随着隧道开挖的跨度和高度增加,隧道拱顶会出现不稳定问题。
通过长大断面隧道设计难点可知,这类设计工程的施工重点应为围岩应力计算,而围岩压力的计算又与支护施工具有紧密联系。
目前,日本、美国、英国等发达国家在公路隧道修建方面,其技术处于领先地位,已经投入使用的技术有围岩动态分析法、双侧壁导坑超前法等,我国对此类工程研究起步较晚,提出了数值解法和解析解法,不同的围岩计算方式会对应有不同的支护施工技术。
但在不同围岩类型长大断面隧道开挖时,要针对特定的围岩物理性能提出适宜的围岩压力计算方式,此次选择软岩类长大断面隧道施工工程为研究对象,设计对应的复合式衬砌支护施工技术,为保证隧道的耐久性提供理论支持。
1隧道工程概况以某高速公路建设工程为研究对象,分析全线中存在的隧道工程,在该高速公路设计方案中,存在A 、B 两座隧道,位于河北承德,海拔低[1]。
根据工程建设资料,该区域地质构造十分复杂,切割深度较大,山体内断层带分布较多,全年气候干燥,岩体面多处破碎[2-3]。
复杂小断面软岩地层隧洞洞室开挖施工技术分析
复杂小断面软岩地层隧洞洞室开挖施工技术分析隧道工程是基础工程建设领域的重点项目之一,随着城市化的不断发展和交通运输的不断升级,对地下交通设施的需求也越来越大。
然而,在软岩地质条件下进行隧道开挖施工的难度相对较大,需要采取相应的技术手段和施工措施,保证施工安全和工程质量。
本文基于多年隧道工程施工经验,针对复杂小断面软岩地层隧洞洞室开挖施工进行技术分析,以期为同类施工项目提供参考。
1、地质勘探与分析在进行复杂小断面软岩地层隧洞洞室开挖施工前,必须进行详细的地质勘探和地质分析,确认地层性质、岩土情况等相关信息。
特别是对于软岩地层,要注重地质勘探的深入,确定软岩的特性和分布情况,为后期施工提供重要技术支持。
2、隧道设计与切削参数确定在进行施工前,必须对隧道结构设计和切削参数进行详细的研究和分析。
采用合适的隧道结构设计,减小水平和垂直位移的幅度,同时确定合理的切削参数,可以保障施工的安全、高效和顺利进行。
3、喷射混凝土支护技术对于软岩地层隧洞洞室开挖施工,采用喷射混凝土支护技术可以有效地保持洞壁的稳定和防止坍塌。
喷射混凝土支护具有施工效率高、支护强度大等优点,但是在具体施工过程中还需注意技术细节,比如应对不同软岩体进行相应的支护设计和措施。
4、悬挂式法洞开挖技术悬挂式法洞开挖技术是一种基于安全、高效、快速开挖的特殊工法。
该工法在进行复杂小断面软岩地层隧洞洞室开挖施工中,可以大幅度缩短隧道的开挖周期,同时保障施工安全和工程质量。
在采用该技术时,还需对施工现场进行地质分析和技术调整,以确保施工效果的最好。
5、压裂技术压裂技术是一种目前在隧洞施工中广泛采用的技术手段。
通过对软岩地层进行压裂,将岩体内缝隙扩大,加速裂隙的闭合,提高岩层的密实性,从而实现洞壁支护和坍塌控制的效果。
应该根据具体工程要求和地层条件,制定不同的压裂方案和实施措施。
6、支撑体系设计最后,在复杂小断面软岩地层隧洞洞室开挖施工中,必须做好支撑体系的设计和构建工作。
喷射混凝土单层衬砌结构文献综述
目录1、绪论 (1)2、单层衬砌的概念 (1)3、国内外应用现状 (2)4、结构形式研究现状 (3)5、设计方法研究现状 (4)5.1、挪威法 (4)5.2、极限状态设计法 (4)5.3、能量原理设计法 (4)6、抗渗性 (5)6.1、抗渗性能试验方法 (5)6.1.1、渗水高度法 (5)6.1.2逐级加压法 (7)6.2影响抗渗性的因素 (7)6.2.1、水泥品种的影响 (7)6.2.2、水灰比的影响 (7)6.2.3、掺合料的影响 (8)6.2.4、外加剂的影响 (9)6.2.5、养护条件的影响 (9)6.2.6、集料最大粒径和级配的影响 (9)6.2.7、微裂纹扩展的影响 (10)7、回弹量 (10)7.1、水灰比的影响 (10)7.2、骨料的影响 (10)7.3、外加剂的影响 (11)7.4、工作风压的影响 (11)7.5、喷射距离与角度的影响 (12)7.6、一次喷射混凝土厚度的影响 (12)1、绪论1980年以后,以喷混凝土为初期支护,敷设卷材防水层,然后再施作模筑混凝土衬砌的“复合式衬砌”在我国隧道工程中作为一种主要的支护形式被广泛使用,并积累了很多经验。
复合衬砌的承载机理是:锚喷初期支护为主要承载结构,二次衬砌作为安全储备。
虽然复合衬砌在承载机理设计上是合理的,最有利于体现新奥法的原理,但施作这么厚厚一层作为安全储备的二次衬砌在经济上是不合理的。
同时,在防水设计上,初期支护一般不考虑防水,主要通过防水卷材来进行防水[1]。
所以,复合式衬砌存在下列一些难以解决的问题:(1)、对于节理裂隙发育的岩层在采用爆破法开挖时,开挖面凸凹不平,围岩与初期支护之间初期支护与二次衬砌之间贴合不紧密,削弱了衬砌对围岩的支护作用[2];(2)、复合式衬砌防水本质上为被动防水,由于锚喷初期支护不防水,复合式衬砌实际上是将地下水引入衬砌结构内部,在衬砌内部形成存水空间,诱发水压力;(3)、由于防水板搭接焊接质量问题,二衬钢筋绑扎焊接过程中易刺破和烧坏防水板等原因,使得薄膜防水层的敷设质量不易保证。
软岩隧道支护研究现状及存在的问题
软岩隧道支护研究现状及存在的问题摘要:随着我国基础设施建设的蓬勃发展,公路隧道占比越来越高,软岩隧道越来越多,软弱围岩隧道支护参数选取多依靠工程类比和工程经验,影响工程成本。
本文分析了软岩公路隧道研究现状,隧道初期支护研究现状,分析了目前软岩隧道存在的问题,为软岩隧道的设计提供参考。
关键词:软弱围岩隧道初期支护1前言当前我国基础设施建设正经历着前所未有的蓬勃发展阶段,隧道越来越多的出现在公路、铁路、城市等的建设中。
随着我国隧道建设越来越多,隧道支护技术也已经取得了较大的进步,但由于软岩特有的强度低、大变形等特性,软岩隧道的支护仍存在一些问题。
且在软弱围岩隧道设计过程中支护参数的选取多依靠工程类比和工程经验,影响了隧道工程的安全性和经济性。
在新奥法中,初期支护与围岩共同承载围岩压力,并限制围岩的变形,对隧道的稳定具有决定性作用。
由于初期支护在隧道建设过程中的巨大影响,科学合理的选择支护参数变得极为重要。
当前在选择软岩隧道初期支护的参数时主要依靠的是经验及工程类比,但由于软岩地质条件较为复杂,类比和经验往往无法兼得隧道的安全与经济。
设计者出于对安全储备的考虑,往往选择较大的支护参数,虽然安全性得到了保障,但却造成了极大的资源浪费。
如何在经济合理又安全可靠的前提下进行隧道初期支护参数的设计,是目前软岩隧道领域尚待完善的课题。
2软岩公路隧道研究现状近些年来,随着地下工程的普及,越来越多的学者开始致力于软岩隧道的研究。
在实验方面,张东、李永靖等研究了软岩的蠕变理论,揭示了软岩的蠕变具有非线性这一特点,并根据实验结果创建了软岩的非线性蠕变方程,通过理论研究,得出了控制软岩蠕变变形的根本方法;其他学者则通过研究不同类型软岩的物质组成成分及微观结构,得出了软岩具有大变形、膨胀性、崩解性和流变性等特点,使人们深入认识了软岩的形成机理和特性。
在工程应用方面,国内的学者依托诸多工程实例及数值模拟,在软岩的治理上取得了不少成果。
隧道工程喷射混凝土技术研究
隧道工程喷射混凝土技术研究摘要:以实际工程为例,分析了湿喷技术的优势,确定了喷射施工的原材料并设定了合理的配合比,在此基础上对隧道工程施工过程中湿喷混凝土施工技术进行了研究,简要探讨了施工过程中的注意事项,最终取得了良好的施工效果。
关键词:隧道施工;喷射混凝土;湿喷技术1工程概况风屯隧洞2#支洞进口位于牟定县风屯镇,与风屯隧洞主洞交点桩号为6+864、695。
2#支洞布置为斜井,斜井倾角22º,支洞全长554、962m,高差196m,支洞断面尺寸为6。
5m6。
0m(宽高,城门洞型),2#支洞为有轨运输兼做永久检修洞;工程配套建设长3、386km的邓杨村进场道路(其中改扩建1、2km,新建2、186km),路面宽6。
0m,泥结碎石路面,挖土方101157m3,挖石方25289m3,填土方32463m3,填石方111m3;本标段包含进场道路跨越河流、排水处设7处1、0m圆管涵共计72、5m;2处14m盖板涵共计40m;在公路跨越紫甸河处设1处120m简支空心板中桥,桥梁全长23、61m;在牟定县风屯乡邓杨村附近龙潭箐右侧新建堆渣容积为620000m3的龙潭箐渣场。
隧道施工过程中,为充分发挥围岩的自身承载力,在隧洞开挖后,针对不同的围岩类别,及时按设计施做锚喷或锚、网喷及钢拱架初期支护。
喷射混凝土采用湿喷技术,喷射料集中拌制,自动计量。
严禁使用回弹料。
喷射混凝土强度合格,支护厚度符合设计要求。
2湿喷技术的优势湿喷技术的喷射速度相比于干喷技术更加快速,混凝土的质地更加严密,所以,湿喷技术应用更加广泛。
相比于干喷技术制成的混凝土,湿喷技术的混凝具有更严密、耐用性持久特点。
其主要原因包括以下3点:(1)具有合理的水灰比例。
湿喷技术的混凝土用水量主要利用技术工具来进行精确的确定,在操作过程中,水灰比是随时都可以调整的;然而干喷技术的混凝土用水量主要经过人工来调节阀门,这样水灰比就属于不可控的情况或者控制不精确的情况。
山区软弱围岩隧道衬砌施工技术研究
山区软弱围岩隧道衬砌施工技术研究隧道作为连接山区交通和经济的重要工程,其建设质量直接影响着山区地区的发展。
然而,山区围岩软弱、地质条件复杂,加之大量地质灾害的频繁发生,给隧道建设带来了极大的挑战。
因此,如何采用适合的隧道衬砌施工技术,对于保证隧道建设质量和进度显得尤为重要。
一、山区软弱围岩的特点山区隧道穿越地质条件复杂,软弱的围岩容易引起地质灾害,如岩层滑移、崩塌、泥石流等。
在隧道施工过程中,穿越这些地质灾害带,堆积体积大、崩塌不稳定,固土体中含有大量的软弱岩土。
这些围岩导致隧道衬砌的稳定性降低,隧道施工面临较大的困难。
二、软弱围岩的处理方法为了解决隧道穿越软弱围岩带,必须采取适当的处理技术,保证隧道建设安全可靠,如下:1. 地震触发机理的研究地震是山区发生滑坡、崩塌等地质灾害的重要因素。
研究地震引发地质灾害的机理,可以制定精细的安全措施,保证隧道建设的安全。
2. 多级严格监控在隧道主体结构施工前,需要进行多级严格监控,利用各种监测手段,包括壁面径向变形、开挖面水平位移等,及时发现隧道穿越地质灾害的预警信号,采取有效的应急措施。
3. 预处理技术为保证隧道衬砌的稳定性,可以提前对穿越地质灾害带进行预处理。
采用抢险井、桩、坑等技术,将围岩深层加固,提高其稳定性。
此外,钢筋混凝土梁的加固也是一种常用的预处理技术,可避免在施工过程中围岩的垮塌和原始地形的破坏。
1. 全断面衬砌技术全断面衬砌技术是一种有效的软弱围岩隧道衬砌方法。
全断面衬砌技术采用整块预制的外壳,将硬壳与软围岩隔离。
在施工过程中,可以通过设计合理的支撑结构,控制开挖面的稳定性。
全断面衬砌技术既能保证隧道施工的安全性和稳定性,又能提高隧道衬砌施工的进度。
2. 圆弧形衬砌技术针对山区软岩隧道的施工技术,可以采用圆弧形衬砌技术。
圆弧形衬砌技术可以将衬砌轮廓与隧道周边的岩土接触面自然转化和承接,减少衬砌承载压力。
此外,圆弧形衬砌技术还可以减小衬砌的厚度,节约隧道施工的材料成本和施工时间。
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第24卷 增2岩石力学与工程学报 Vol.24 Supp.22005年11月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov .,2005收稿日期:2005–06–26;修回日期:2005–07–01基金项目:河北省科技攻关计划项目(3213810);河北大学人才引进项目(2001Y01);河北省教育厅科研项目(2004308)作者简介:李文秀(1954–),男,1989年于中南工业大学采矿工程专业获硕士学位,现任教授,主要从事岩土力学及岩土工程等方面的教学与研究工作。
E-mail :leewenxiu@ 。
软岩地层隧道喷射混凝土衬砌研究李文秀,梁旭黎,赵胜涛,王 晶(河北大学 岩土工程研究所,河北 保定 071002)摘要:通过试验和数值模拟分析,研究了隧道喷射活性粉末混凝土单层衬砌支护技术。
并对所采用的混凝土配合比设计以及喷射混凝土单层衬砌的抗渗性和耐久性进行了分析。
结果表明,采用喷射活性粉末混凝土单层衬砌取代复合式衬砌,可提高软岩地层隧道的承载和防水能力,改善隧道环境。
研究结果可为进一步提高隧道施工和支护技术提供参考。
关键词:隧道工程;软岩;衬砌;活性粉末混凝土中图分类号:U 455 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2005)增2–5505–04STUDY ON TUNNEL LINING WITH REACTIVE POWDERSHOTCRETE IN SOFT ROCK STRATALI Wen-xiu ,LIANG Xu-li ,ZHAO Sheng-tao ,WANG Jing(Institute of Geotechnical Engineering ,Hebei University ,Baoding 071002,China )Abstract :In the light of the drawbacks met in the double-layer lining in soft rock strata ,permanent tunnel lining by single-layer reactive powder shotcrete is studied by using numerical simulation and test. The support mechanism of the different kinds of shotcrete lining over the surface of surrounding rock in soft rock tunnel and the influence of the advance rate on the early strength of the shotcrete material are analyzed by means of numerical modeling and the test of reactive powder concrete. Reactive powder concrete (RPC) is a new kind of concrete which has ultra-high strength ,high ductility and low permeability. The results of numerical simulation and the test show that the method is satisfactory and the results obtained are valid and thus can be effectively used for design of tunnel lining by reactive powder shotcrete in soft rock strata. The double-layer lining of the tunnel can be substituted by single-layer reactive powder shotcrete lining.Key words :tunneling engineering ;soft rock ;tunnel lining ;reactive powder concrete1 引 言关于软质围岩等各类隧道工程,学者们进行了大量的研究[1~10]。
由于软质围岩的物理力学性质复杂,岩石遇水膨胀,岩石抗压强度较低,单轴抗压强度一般在30 MPa 以下,节理裂隙发育,并含有一定的裂隙水,除受自身岩层内水的浸湿膨胀外,在重力、地形和地质构造运动等作用下还往往形成较高的地应力,一旦隧道开挖后应力释放,将出现围岩膨胀,给隧道工程造成危害。
根据软质围岩这一固有特性,如何选取合理的设计方案和施工技术,是本领域应进一步结合工程进行研究的重大课题。
近年来,喷射混凝土已成为隧道、井巷、地铁、• 5506 • 岩石力学与工程学报 2005年边坡等领域中常见的一种经济而工期短的支护形式。
这种方法同其他支护手段,如锚杆、金属网或钢拱架等联合使用获得了较好的效果[1]。
随着喷射混凝土在地下工程中应用的日愈增多,对喷射混凝土技术,如材料、试验、支护机理、早期强度、应用与设计等方面的研究显得愈加重要。
本文针对复合式衬砌支护在软岩地层隧道中存在的承载及防水等问题,通过试验和数值模拟,对隧道喷射活性粉末混凝土支护技术进行了研究探讨。
2 喷射混凝土支护结构分析2.1锚杆参数的确定众所周知,锚杆是组成支承结构的核心部分。
因此,锚杆参数的选定对围岩稳定起着决定性作用。
对于稳定围岩常使用长锚杆,使其通过块体硬岩的传递,使作用范围扩大,充分发挥其悬吊和支承拱作用。
而在软弱破碎围岩中,锚杆的作用范围仅存在于杆体周围有限半径内,岩性越软,其作用半径越小。
而且在软岩中,围岩的弹性区不明显。
因此,锚杆的悬吊作用显然不存在,即使增加锚杆长度,也不可能扩大锚杆对杆体周边的作用半径。
要发挥锚杆的支承拱作用,只能加密锚杆,其设计参数为短而密,不是长而稀。
只要其支承拱有足够的厚度,使锚杆长度略超过所假设的支承拱厚度,则能稳定围岩。
而锚杆的密度,必须考虑锚杆对其周围岩石作用范围能影响其相邻锚杆的作用范围。
工程实践表明,一般情况下,对于粉砂岩、泥灰岩类围岩,锚杆设计排间距不能大于1.5 m×1.5 m;对于高塑性岩体,排间距应取得更小一些,其效果较为理想。
锚杆宜采用全长粘结型锚杆,加大对围岩的约束,如果围岩较好,但膨胀力又很大时,可采用预应力锚杆形成承载环结构,改善初期支护受力条件。
膨胀性围岩隧道锚杆长度应超出塑性区范围,否则起不到加固围岩的作用。
2.2混凝土材料从国内外大量的试验研究和工程经验来看,各种原材料的配合比不同,对混凝土受力性能及耐久性有很大的影响。
而这一点对喷射混凝土支护结构的强度和耐久性是极为重要的。
因此,选择合适的混凝土材料极为关键。
近年来发展起来的活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC),与目前采用的混凝土相比,具有更高的强度和更好的耐久性。
试验研究表明,硅粉掺量越多,水胶比越低,混凝土的早期强度发展就越迅速,开裂和强度倒缩现象也就越显著。
制备RPC的主要措施为:去除颗料以提高均质;优化颗料级配,以提高拌和物的密实度;掺入细而短的钢纤维,以提高韧性,提高混凝土的抗弯折强度。
根据组分和制备条件的不同,RPC分为RPC200和RPC800两个强度等级,其中RPC200的抗压强度可达170~230 MPa,而RPC800的抗压强度更是高达490~705 MPa,与钢材强度相近,其力学性能及耐久性比高性能混凝土(HPC)和普通混凝土(OC)有较大的提高。
为了比较RPC,HPC和OC的主要力学性能和耐久性指标,将有关试验资料列入表1。
由表1可知,RPC不仅具有较高的抗压强度,而且由于混凝土内部孔隙率很小,所以有着优良的抗氯离子渗透、抗碳化、抗腐蚀、抗渗、抗冻及耐磨等耐久性。
更为重要的是,掺加微细的钢纤维后能显著提高RPC的抗折强度和吸收能量的能力,RPC200的抗折强度达30~60 MPa,是HPC的6倍左右,其断裂能平均达30 kJ/m2,而HPC的断裂能只有0.14 kJ/m2,这就表明RPC具有很好的抗震耗能能力。
为了对比,将以干质量计的材料配合比列入表2;含钢纤维RPC抗压强度、弹性模量、泊松比等物理力学性能指标列入表3。
由试验得到的不同混凝土典型应力–应变曲线示于图1。
表1 RPC,HPC和OC的物理力学性试验结果Table 1 Test results of physico-mechanical properties for RPC,HPC and OC类别抗压强度/MPa抗折强度/MPa弹性模量/GPa断裂能/(kJ·m-2)氯离子扩散系数/(m2·g-1)碳化深度/mm冻融剥落/(g·m-2)吸水特性/(kg·m-3)磨耗系数RPC200170~23030~6050~6215~400.02×10-1207.0900.0>1 000 HPC60~1006~1030~400.140.60×10-1220.20.4 2.7 OC20~502~530~400.12 1.10×10-1210 1.3 2.8 4.0第24卷 增2 李文秀等. 软岩地层隧道喷射混凝土衬砌研究 • 5507 •表2 混凝土材料的配合比Table 2 Mix proportion of concrete materials组成材料 配合比I 配合比II 水泥 1.000 0 1.000 0 硅粉 0.325 0 0.325 0 砂 1.432 0 1.430 0 石英粉 0.300 0 0.300 0 超级塑化剂 0.027 0 0.027 0 钢钎维 0.200 0 0.200 0 水0.280 00.260 0表3 混凝土材料的力学性能Table 3 Mechanical properties of concrete materials材料抗压强度/MPa变异系数/% 弹性模量/GPa 泊松比无钢纤维 1634.0046 0.19 配合比I有钢纤维 217 11.0049 0.19 配合比II 有钢纤维 1979.00490.19应变ε / (mm ·m -1)图1 不同混凝土的应力–应变曲线Fig. 1 Relation curves between stress and stain for differentconcretes由图1可知,将RPC 与无钢纤维的普通混凝土与高性能混凝土的应力–应变曲线进行比较,可分析不同混凝土所具有的不同强度和耐久性。