黄土公路隧道施工工法研究
在黄土性质下隧道施工工艺工法
在黄土性质下隧道施工工艺工法(二)5、主要技术对策5.1拱部沉降和拱脚收敛的控制黄土隧道与石质隧道的不同点就是拱部沉降和拱脚收敛较大,针对这种情况我们采取了以下措施。
5.1.1监控量测在隧道施工过程中,从第一组衬砌开始,一个断面内在拱顶和2个拱脚处埋设3个观测点,用收敛计和水平仪分别观测拱脚水平收敛值和拱顶下沉值。
随着隧道施工的前进,每隔10m作一个观测断面,最前端的一个断面紧跟掌子面。
前7d每天观测1次,以后1个月内3d观测1次,之后每月观测1次。
通过观测发现在拱部一次衬砌施工完毕至边墙开挖前,拱顶下沉6-8cm,拱脚收敛1-2cm。
在边墙开挖后拱部发生第二次下沉,下沉量为6-8cm,收敛量基本不变。
根据观测结果及时反馈至施工中去,将原有预留沉降量15cm变为17cm。
有效地保证了二次衬砌的厚度。
5.1.2及时封闭xx据量测,在一次混凝土初期支护完成后,隧道拱顶下沉约12-16cm。
为避免继续变形,应及时封闭仰拱混凝土。
仰拱与马口之间的距离保持20cm为宜,不能偏大。
仰拱采用半幅施工法,保证上下导坑作业的进行。
当半幅施工30cm 左右,再换至另外半幅。
5.1.3及时封闭二次衬砌永久支护一次衬砌封顶时,受工作面的限制,可能造成封顶混凝土不密实。
而两侧拱腰处向内挤的压力很大。
如果不及时施作二次衬砌永久支护,容易在拱顶造成裂缝。
针对以上情况我们在施工中每个洞口配备了1台边顶拱式混凝土衬砌钢模台车,二次衬砌施工与上下洞口同时作业。
5.1.4加设锁脚锚杆在拱脚处每侧加设2根锁脚锚杆,锚杆为φ40钢管,长2m,垂直于拱脚外侧面打入土中1.5m。
剩余0.5m与一次衬砌混凝土浇筑在一起。
5.2预防塌方在开挖过程中,应遵循短开挖、强支护的原则,随时观察土质情况,发现土质疏松、节理发育时,加设调整循环进尺,同时加密管棚钢管数量,及时跟进一次衬砌,缩短开挖与衬砌之间时间间隔。
如发生塌方,必须用同强度等级的混凝土填塞密实。
大断面黄土公路隧道上台阶临时侧壁分部开挖施工工法
大断面黄土公路隧道上台阶临时侧壁分部开挖施工工法大断面黄土公路隧道上台阶临时侧壁分部开挖施工工法一、前言:大断面黄土公路隧道是一种特殊的公路隧道类型,由于黄土地质条件的复杂性和固结指数较高,施工难度较大。
为了解决这一问题,本文介绍了一种适用于大断面黄土公路隧道的上台阶临时侧壁分部开挖施工工法。
二、工法特点:该工法采用临时侧壁分部开挖的方式,可以有效降低开挖难度,减少土方侧移对稳定性的影响。
同时,通过上台阶施工,也可以缩短施工周期。
三、适应范围:该工法适用于大断面黄土公路隧道的施工,特别适用于黄土地质条件较差、固结指数较高的情况。
四、工艺原理:该工法的实施原理是在开挖过程中采用逐段上台阶的方式进行,通过设置临时侧壁来限制土方的侧移,从而保证施工的稳定性。
在实际工程中,工程师根据施工工艺和实际情况,采取相应的技术措施,确保工法的有效实施。
五、施工工艺:施工工艺主要包括以下几个阶段:1. 土方开挖前的准备工作,包括勘察设计、临时施工设施搭建等;2. 土方开挖阶段,根据设计要求,按照上台阶的方式进行开挖,同时设置临时侧壁保证稳定性;3. 边坡处理和支护工作,包括边坡的处理和支护措施的施工;4. 平整处理和辅助施工,包括平整土方和辅助施工设施的拆除。
六、劳动组织:根据施工工法和实际情况进行劳动组织的安排,包括人员的配备、工作任务的分配、协调和指导等,以确保施工进度和质量的控制。
七、机具设备:施工过程中需要使用的机具设备有挖掘机、推土机、装载机等。
这些机具设备具有较强的土方开挖和运输能力,能够满足施工工艺的要求。
八、质量控制:为了保证施工过程中的质量,需要进行相应的质量控制措施,包括施工过程中的监督、检验和验收等。
同时,需要根据实际情况进行问题和缺陷的处理,确保施工质量达到设计要求。
九、安全措施:在施工过程中,需要注意施工工法的安全要求,特别是在黄土地质条件下,可能存在的危险因素。
为了保证施工安全,需要对相关安全措施进行详细介绍,并对施工人员进行培训和指导。
黄土区公路隧道施工技术及安全分析
黄土区公路隧道施工技术及安全分析1 项目背景此公路隧道工程项目的全线长度是0.925km,采用的是双向四车道,隧道的净宽度是9.5m,设计的净高度是6.75m。
其中隧道的内部轮廓面采用的设计类型是三心圆标准断面,选择新奥法设计与施工。
由于公路隧道现场属于黄土地质条件,且地形尤为复杂,易发生湿陷现象。
若是公路隧道顶部或是两侧部位黄土被雨水浸湿后,就可能发生土体不均匀下沉等现象,从而直接影响了隧道围岩稳定性,严重时可能会引发隧道围岩坍塌安全事故。
本文结合黄土区公路隧道工程项目实际情况,综合分析了隧道施工技术及安全控制。
2 施工技术2.1 进洞支护考虑到黄土区公路隧道现场的地质条件,其中洞口施工段必须严格贯彻“早进晚出”的核心原则,从洞口部位设置浅埋V级支护,且施工中需要提前贴壁进洞,针对进洞仰坡失稳现象的有效控制,可以采用下述几项安全技术措施,具体是:①从洞顶部位建立截排水沟。
通过详细调查洞顶水系情况后确定水流量及走向,然后选择合理位置建立截排水沟,以免地表水出现聚集与下渗现象,而山体地表中的冲沟与陷穴等应采用灰土实施回填处理,具体厚度是30cm[1];②洞口防护。
选择新奥法进行施工,其中洞口位置必须提前封闭。
在边仰坡开挖施工结束后,需要选择锚喷进行防护处理,从而增强边仰坡的稳定性。
锚喷施工采用的C15混凝土(厚度是15cm),锚喷次数是3次。
然后采用锚杆(长度是2.5m,直径φ=22mm)以1.0×1.0m的间隔距离呈现梅花桩方式进行布设,采用的钢筋网具体规格是20cm×20cm,钢筋直径φ=8mm,同时相邻钢筋网之间的搭接应保证≥10cm,把钢筋网以焊接的方式固定于锚杆的尾端[2]。
此外,隧道洞口偏压段应采用洞顶切坡与坡脚填土等处理方式,以控制平衡压重;③明挖段施工。
需要提前开挖超前管棚施工面,以控制明洞与洞口开挖施工过程中对管棚造成的影响。
2.2 掘进与支护施工V级围岩上台阶施工。
浅谈黄土隧道施工要点技术控制
浅谈黄土隧道施工要点技术控制黄土地区众所周知是施工难度较高的地区之一。
由于黄土地貌独特,地质条件和地下水状况复杂,建设隧道时必须要有一定的技术掌握和控制。
如何在黄土地貌中顺利建设隧道,避免施工过程中的各种问题和风险,在这里,我们来简单谈一下黄土隧道施工的要点技术控制。
一、黄土的分类和性质黄土是指自然界中的一种土壤类型,它通常是由黏土或细砂粒子、石灰石等颗粒混合而成。
黄土的性质因地域而异,但是一般都具有较大的颗粒度、较高的含水量、相对稳定的结构等特点。
黄土的黏性较高,易与水发生作用,同时黏性较大的黄土还容易引起侵蚀和塌陷等问题。
二、黄土隧道施工的特点黄土隧道施工的特点主要有以下几点:1. 风险高:黄土地貌地区地下水位较高,长时间排水,会对隧道的建设带来许多不利的影响。
2. 透水性大:黄土地貌属于弱透水性地区,地下水位波动较大,要特别注意水分压力对隧道地质构造的影响。
3. 复杂地质情况:建设隧道时需要特别注意黄土地貌的地质构造,重点关注地层、缝隙、强度等问题。
4. 施工难度大:由于黄土的黏性和含水量较大,影响了施工的效率和速度,同时需要特别关注施工队伍的安全和健康问题。
三、黄土隧道施工的基本步骤黄土隧道的施工需要严格按照工艺流程进行,包括以下几个基本步骤:1. 前期准备:包括开展地质勘察、设计隧道方案、进行地质调查等。
同时还需要建立施工队伍,配备先进的施工设备和工具。
2. 隧道开挖:开挖时必须对适当的施工工艺和方法进行选择和掌握,同时要对隧道地质构造进行严格的监测和控制。
3. 衬砌施工:隧道衬砌施工是黄土隧道施工的重点,要注意衬砌的材料选择、施工工艺、施工方式等问题,同时对隧道地质结构进行严格的监测和控制。
4. 施工质量控制:在施工过程中,必须要严格执行施工质量监测和控制程序,以确保施工的效率和质量,减少施工过程中的风险和故障。
四、黄土隧道施工的技术控制方法黄土隧道施工的技术控制方法包括以下几个方面:1. Ground Treatment:通过地面处理技术,对路基地面进行强化加固,以提高隧道的安全性和稳定性。
黄土地区公路隧道施工技术浅析
地形地貌复杂 。主要不 良地质有 滑坡 、 陷性黄 土及 膨胀 土等 。 湿 隧道进出 口围岩 由黄土 和湿陷性 黄土组成 , 口稳定 性较差 , 洞 围
岩级别为 V级 ; 身围岩 由湿 陷性黄 土 、 洞 黄土 、 土等组成 , 黏 围岩
级 别 Ⅳ 级 ~ V级 。
注 :) 道 施 工 采 用 台 阶 分部 开挖 法 ; 1隧
握围岩变形特性和其他力学性质 , 指导洞 口施工 。
2 2 洞 身开挖 .
2 3 初期 支护及 超前 支护施 工 .
程的指 导和依据 , 值得在所有 的隧道施工中大量推广 。
留有缝隙。为保证钢架整体受力 , 钢架之间设置纵向连接钢筋。
[ ] 靳 晓光 , 6 李晓红. 高地应力地 区公路 隧道 不 同围岩类别的 变
2 施 工方 法
2 1 洞 口段 施 工 .
洞 口土石方 采用挖 掘机开挖 , 方采用 非 电控制 爆破 , 载 石 装
机装渣 , 自卸汽车 运输 。明洞拱 墙采 用整体模 板 台车整体 浇筑 ,
钢筋在钢筋加 工场 弯制 , 位绑 扎 。混 凝土 浇筑 采用 泵送 混凝 就
2其具体施工工序如下 :. ) a 上半部开挖 ’. b 拱部进行锚喷支护 .. c 中心核部 开挖 : . d 下部开挖 ;. e 边墙锚 喷支护; 浇筑仰拱;. f . g 模筑二次衬砌 ; 3该开挖法的 台阶长度 一般 为 15 ) . 倍~2 的洞跨 , 倍 在施 工中根据围岩稳定 情况 , 适当调整台阶长度 、 台阶个数 , 同时根据初期 支护施作情况 , 采用长 短马口结合 , 开施工。马口长度 Ⅳ级不宜大于 3 V级不宜大于 2 错 m, m; 4 施工中坚持“ ) 弱爆破 、 短进尺 、 强支护、 勤量测” 的原则 , 合理确定施工开挖 步骤和循环进尺 , 避免放大炮 ; 5 / 强施 工过程 中的量测工作 , )n J 以利设计 和施工密切配合, 及时发现施工 中
软弱黄土隧道施工工法研究
软弱黄土隧道施工工法研究摘要:本文以北京至拉萨高速公路在青海省境内的某隧道为工程依托,结合施工经验,分别对进洞前、进洞、动身开挖等施工方法进行阐述,为黄土隧道的施工提供参考。
关键词:黄土;隧道;施工工法abstract:this paper state the construction methods of entering and constructing the tunnel respectively, relying on the project of a tunnel in beijing to lasa highway in qinghai, combining with construction experience , to provide a reference for loess tunnel construction.keywords : loess ; tunnel ; construction methods中图分类号: u455 文献标识码: a 文章编号:1、引言黄土是第四系堆积的陆相沉积物,其特点是具有大孔隙、有垂直节理和管状孔道,天然含水量时强度较高,能维持很高的垂直边坡,但遇水时土颗粒崩解,表现为较强的湿陷性,黄土在我国有着广泛的分布,分布面积为64万km2,占国土面积的6.3%。
由于黄土分布的广泛性和典型的工程特性,历来受到工程界和学术界的重视。
早期黄土公路隧道的施工方法主要是单侧壁和双侧壁导坑法,进入20世纪90年代后普遍采用环形开挖留核心土法,对于三车道和加宽带一般采用三台阶七步环形开挖法。
2、进洞前处理措施进洞前,对隧道洞身上陷穴、陷坑等应及时回填;对地形偏压、人工回填土层等应谨慎施工,偏压大的进行反压回填。
洞口仰坡支护应根据设计的仰坡边线位置,由上及下逐层开挖隧道洞门的仰坡至拱顶位置,坡度不小于1:1(必须进行护坡),有条件的用1:1.5,刷破后,采用骨架护坡或锚喷护坡,挖砌好排水沟,疏导水流。
黄土地区公路隧道施工技术浅析
黄土地区公路隧道施工技术浅析摘要:本文以XX省XX线内XX隧道工程施工为例,对黄土地区隧道施工进行分析,从施工的全过程进行控制。
提出了一系列黄土隧道施工的有效方法,通过在施工中的反复实践,解决了黄土隧道围岩软弱易坍塌及防排水困难等问题。
关键词:黄土隧道,湿陷性黄土,施工技术1 工程概况1.1 技术标准XX隧道是XX省X线内XX公路的新建隧道,按二级公路标准设计,双向两车道,隧道净空断面按60Km/h设计,隧道平纵面线形受地形限制,采用与主线相同的设计车速40Km/h。
隧道建筑限界:行车道宽度7.0m,左侧向宽度0.5m,右侧向宽度0.5m,人行道宽度各为1.0m,建筑限界净宽为10.00m,净高5.0m。
隧道拱部采用R=522cm单心半圆,侧墙采用R=772cm大半径圆弧,仰拱半径为1500cm,仰拱与侧墙间采用R=100cm小半径圆弧连接。
隧道内路面宽度为7.40m,拱顶高度6.82m。
1.2 隧道位置及设置方案XX隧道全长705m(起讫桩号K41+130~K41+835,其中:进口明洞长6m、出口明洞长6m),隧道采用人字型纵坡:2.767%(1610m)/-2.950%(300m)。
隧道进口位于圆曲线上,圆曲线半径R=1000m,路拱坡度为单向超高横坡2.0%,隧道出口位于直线上。
XX隧道平面布置服从路线走向,隧道洞口内外3s设计速度行程长度范围的平纵面线形一致。
1.3 隧址工程地质概况隧址区位于XX境内黄土梁峁区,Q3eol黄土大面积覆盖,地形起伏大,冲沟、陡坎发育。
微地貌表现为黄土梁峁、黄土冲沟、黄土坡等。
地势中部高,东西低,隧道地表最低海拔高程约为2372米,最高海拔高程约为2486米,相对高差114米。
隧址区属温带半干旱气候,年平均气温为7℃,年极端最高气温36.1℃,年极端最低气温-29.6℃,年平均降水量在300~600毫米之间。
年蒸发量高达1200~1600毫米,为降水量的3倍多。
双层黄土公路隧道各施工方案的模拟与研究
2 1 年 4月 01
Ap . 2 1 r 0 1
双 层 黄 土 公 路 隧道 各 施 工方 案 的模 拟 与研 究
牛 泽 林 。谢 永利 , , 宋战 平
( . 安 大 学 公 路 学 院 , 西 西 安 70 6 ;. 安 建 筑 科 技 大 学 土 木 工 程 学 院 , 西 西 安 7 0 5 ) 1长 陕 1042西 陕 1 0 5
持.
关 键 词 : 塑性 ; 限 元 分 析 ; 弹 有 围岩 ; 砌 衬 中 图 分 类 号 : 5 . U4 5 1 文 献标 志 码 : A 文章 编 号 :0 67 3 ( 0 1 0—1 80 1 0 —90 2 1 )20 9—4
1 工 程 概 述
随 着经 济技 术 的发展 , 道 的断 面形式 越来 越 多 , 隧 功能 也越 来 越 强. 层 隧道 作 为 地 下结 构 的一 种 双
从 应力 图来 看 , 最大 拉应 力最 理想 的曲线 是方 案 2的曲线 ( 即分 部开 挖法 ) 而 方 案一在 开 挖过程 中 , 有一 个 突变 ; 最大 压应 力来 说 , 案 一 的压 应 力 一 直在 1 a上下 浮 动 , 案 二 的压 应 力 在 时 间步 就 方 5 MP 方 为 4( 0 开始 落 底 ) , 时 开始增 大 到 1 a 并 在其 上下 浮动 , 之前 隧道 开挖 过程 中压应 力 是 非 常小 的 , 5MP , 而 从施 工 安全 的角 度 考虑 , 案二更 加 合理 和安 全. 方
Fi g.7 Th h r rn i g s r s f No 1 s c i n, e h d 2 e t id g i d n t e so . e to M t o
图 6 方 案 1( I号截 面) 第三 主应 力
黄土地质的隧道施工技术分析
黄土地质的隧道施工技术分析摘要:隧道是公路工程结构的主要组成部分,而在黄土地质上进行隧道施工难度极大。
本文首先探讨了地质隧道施工的难点问题,然后通过工程案例具体分析了其施工技术:洞口段施工、洞身开挖、开挖支护和洞内路面施工的主要技术和措施。
关键词:黄土地质;隧道;施工中图分类号: u45 文献标识码: a 文章编号:1 黄土地质隧道施工的难点问题黄土地质一般位于我国西北与北部地区,广泛分布与山西、陕西、内蒙古等地区【1】。
这些地区隧道施工中环境条件对工程的影响极大,黄土地区温度变化快、气候环境恶劣给隧道施工造成了很不利的影响【2】。
(1)工作效率低:由于昼夜温度变化大,风沙大,缺少,在黄土地质施工必须坚持按《黄土地质保障指导意见及保障措施》的要求安排工作强度、作息时间、劳动保护以及“机械施工为主”的原则组织施工生产,因此工人劳动效率大大降低【3-4】。
(2)施工技术要求高:黄土隧道施工极易产生垮塌问题,因此必须坚持以保护地质出发、合理安排进度和工序、做好各工序的衔接为原则,综合考虑隧道掘进、防排水、防寒保暖、低温砼施工、施工机械配套、通风、施工人员安全防护、新材料的运用等一系列技术问题【5-6】。
2 黄土地质的隧道施工的案例分析2.1 工程概况某某高速公路是国家规划的西北高速公路的重要一段,途径陕西、山西、甘肃等12个县市区,地质多为黄土台塬、黄土梁峁、黄土沟壑区,某某隧道为上、下行分离式隧道,长度为1385m。
隧址区分布土体主要包括q1del土体、q4pl亚粘土、q3eol黄土、q2eol 黄土,其中q2eol黄土属于老黄土,为低压缩性土,为构成隧道围岩的唯一土体。
隧道地段基岩内发育有三条正断层,但均对隧道基本无影响。
隧道洞口地区地表发育有垂直节理,密度1条/3-5m,2-3mm,有粉土质充填,对洞口浅埋段影响较大。
2.2 施工措施2.2.1 洞口段施工某某隧道上行线分别在进口设8m、出口设20m的明洞,下行线分别在进口设10m、出口设10m的明洞,明洞施工均采用明挖法。
大跨度黄土隧道施工工法
大跨度黄土隧道施工工法工法编号:GZSJGF07-04-07一、前言目前,铁路单线黄土隧道施工已有工法,而公路大跨度黄土隧道在国内外还没有工法。
该工法通过黄延线山神庙隧道的施工,取得了满意的效果。
其工艺合理,经济高效,安全可靠,该工法适用性较强,可推广应用。
二、工法特点1、黄土隧道开挖通过科学的试验、监测、勘探收集数据,对黄土隧道围岩的应力-应变特征及其稳定性进行分析,作到动态施工。
2、正常地段采用台阶法、环行开挖预留核心土,以挖掘机开挖为主,人工配合。
3、应急停车带宽度为15.76米,传统的单侧壁导坑法,工序多且繁杂,本工法予以修正,方案可行。
三、适用范围本工法适用于Ⅰ~Ⅱ类黄土为主的双线铁路隧道工程和大跨度公路隧道工程。
四、工艺原理1、正常地段采用台阶开挖法,即环行开挖预留核心土,人工配合挖掘机开挖,应急停车带变传统的单侧壁导坑法为分部开挖法。
2、以岩体力学理论为基础,充分利用黄土自稳能力强的特性,以监控量测为依据,采用新奥法原理组织施工。
五、施工工艺(一)、开挖施工步骤开挖施工步骤见图一、图二。
图一:Ⅰ、Ⅱ类围岩施工方法示意图①、超前支护;②、上部弧形导坑开挖、初期支护;③、核心土及中槽开挖;④、下部左右两侧交错开挖落底,边墙初期支护,回填至中槽底面;⑤、仰拱及边墙基础开挖,模筑混凝土,仰拱回填;⑥、全断面模筑二次混凝土衬砌。
隧道中线③④⑤①②④⑥①、超前支护;②、左侧及拱部弧形导坑开挖、初期支护;③、核心土及中槽开挖;④、右侧拱腰开挖、初期支护;⑤、下部左右两侧交错开挖落底、初期支护,回填至中槽底面;⑥、仰拱及边墙基础开挖,模筑混凝土,仰拱回填;⑦、全断面模筑二次混凝土衬砌。
图二:应急停车带施工方法示意图(二)、施工工艺流程(参见图三)Array图三施工工艺流程图(三)、施工重点及注意事项1、施工准备作好施工场地的“三通一平”工作,隧道洞门因处于林区,植被茂密,本着“早进晚出”的原则,尽量少破坏植被,减少刷方工程量和护坡工作量。
黄土隧道施工工艺工法
黄土隧道施工工艺工法为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题,采用台阶分布开挖法(又称环形开挖留核心土法),结合喷射砼及时封闭开挖面,用超前管棚支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布,实施短开挖,快循环来减少对土体的扰动,是目前黄土隧道施工的较完整的方法。
1.施工方法及工艺要点1.1根据工地实际情况,设计并施打超前管棚。
钢管真径一般为ф60 mm,长4.5m,间距30cm,外插角20,首尾相接长度不少于1.5m。
钢管内充填20号砼或者水泥砂浆。
1.2上半断面人工用风镐及电铲掏槽。
掏槽宽度约1m,纵向掏槽深度每次约0.8m。
1.3开挖后立即射砼封闭断面。
喷射4cm厚的20号砼,封闭开挖断面,以免孔隙水从断面处渗出,而使土体失稳。
1.4架钢拱及挂网。
钢拱规格为Ⅰ20a,按设计断面计算用量。
拱架之间的间距依每次开挖长度约为0.8m,每榀钢拱纵向用ф20钢筋连接,钢筋间距1.2m。
管棚尾端焊接于拱架腹部,以增强共同支护作用。
ф8钢筋网格间距为20cm×20cm。
1.5喷射砼填充钢拱间空隙。
拱架与开挖轮廓之间的所有间隙用20号砼喷射充填密实,先喷拱架与轮廓之间空隙,再喷拱架,然后再喷拱架之间,直至喷到规定的厚度。
1.6按上述1-5的方式开挖5m左右后,开挖支撑掌子面的核心土支持部分。
1.7在上半断面初期支护稳定的条件下,开始开挖下半断面:首先通过在上半断面的钢拱的拱脚打注浆锚杆,以防止拱架及围岩变形与下沉。
钻进后进行注浆,两侧以等间距各打5根锚杆。
经过做试验,这样的锚杆与黄土结合后,抗拨力可达8t以上。
1.8开挖出碴完成后立即喷射砼封闭围岩,然后架钢拱支撑和挂网,经分层喷射砼直到设计厚度。
再铺设土工布防水板,做二次衬砌。
2.施工工艺流程图3.劳动力组织及进度指标管棚及锚杆安装 3-5人开挖工 8-12人喷砼 13人架钢拱及挂网 8人出碴 10人砼衬砌 16人管棚、锚杆、钢拱制作 4人在砂粘土层无渗水时,采用每循环1.0m 进尺,月进度可达成洞36m 以上。
黄土隧道施工技术探讨
黄土隧道施工技术探讨随着各种基础建设不断增加,各种隧道施工是越来越多。
在各种隧道施工中,相比难度较大的是大断面黄土的隧道施工,如果施工不严格按照方案实施,就可能给隧道工程留下安全隐患。
随着我围高速铁路线的迅速发展,在黄土地区修建的大断面黄土隧道的工程实例也较多。
在黄土地区采用何种开挖方式,何种支护形式来保证施工的安全进行,地表沉降在控制范围内以及施工风险小和施工进度快,是目前迫切需要解决的问题。
一、工程简述某黄土隧道净空跨度13.5m,高度9.1m,纵向坡度13.2‰,设计时速300KM/h。
黄土隧道的整个长度为8645m,其中黄土段长3200m,黄土段的隧道施工是整个工程难度系数最大的,所以,我们目前首要任务就是加强大断面黄土隧道施工技术,保证整个工程的顺利进行。
二、黄土隧道开挖施工工艺1、施做超前支护首先施做拱部超前小导管,范围为拱部120。
范围,环向间距不大于30cm,每根长度2.5m,外插角3~5°。
纵向间距按设计钢架间距每2榀施工一环,保证两环小导管搭接至少1米以上,完全起到超前支护的效果。
2、开挖上导坑土体及钢架施工上导坑开挖高度包括预留变形量一般不得大于 3.6m,开挖时采用开挖周边预留核心土的方法。
环形开挖尺寸只要能保证架立钢架人员施工即可,即拱顶开挖控制在1.8米高,预留心土的高度控制在1.8米左右。
开挖长度根据设计钢架间距确定以一榀为宜,核心土预留面积不得小于开挖上导断面1/3。
核心土纵向长度以3-5m 为宜,起到抵抗掌子面围岩的推力及周边围岩土压力作用,确保掌子面稳定,开挖完成后初喷3-5cm 混凝土后按设计要求施作上导初期支护。
3、开挖中导坑土体及钢架施工上台阶进洞5-8m 后开挖中导土体,开挖时采取两侧土体错位开挖,预留中心土体,左右侧错位2米。
开挖时可视现场条件将部分上导核心土取掉。
中导开挖高度宜控制在3.7米以内。
开挖后初喷3-5cm 混凝土后按设计要求施作中导初期支护。
黄土地区隧道施工工法
黄土地区的隧道施工工法【摘要】隧道的施工办法有常见的 CD 法、CRD 法、双侧壁法、台阶法和全断面法等。
但是在黄土地区进行隧道施工就要充足考虑黄土特殊地区特性对施工办法的影响,拟定最有利的利于施工又高效的施工办法对于整个工程的实用性、经济性、环保性等都含有重要意义。
文章通过黄土地形土质对隧道施工法的影响,列举出几个惯用的施工办法并对多个工法的具体环节及其优缺点进行叙述。
核心词:黄土地区隧道 CRD 法双侧壁导坑法弧形导坑法引言要在黄土中优质、快速的修建隧道,必须理解黄土地层对隧道施工的影响,从而对症下药,采用对应的技术方法。
首先,含有柱状节理和垂直节理,直立性强,土体易顺着节理张松或剪断。
另首先,黄土的冲沟地段,由于有偏压现象存在,容易发生较大的坍塌或滑坡。
再次,因黄土含有湿陷性,水对黄土隧道施工成败起到决定性作用。
黄土隧道因特殊的工程性质,研究和总结其施工办法含有十分重要的意义,我们既要解决好黄土的湿陷性,还要优质、快速的施工,因此必须采用科学合理的施工办法,有效的技术方法。
才干确保在湿陷性黄土段隧道的施工安全和施工进度,避免隧道的坍塌,控制拱顶及地表下沉,控制边墙收敛等。
正文一.黄土地区隧道施工的不利因素在黄土地层中进行隧道施工,重要影响以下:1.黄土地层洞穴不同生成时代的地层,其工程性质有很大差别,成洞条件也大不相似。
黄土洞穴与陷穴是黄土地区经常出现的不良地质现象。
当隧道位于其上方时,可能出现基础下沉的危害;当隧道位于其下方时,可能会出现冒顶的危险;当隧道位于其邻侧较近时,则可能因承受较大偏压而出现坍塌。
2.黄土节理与构造黄土常含有各方向的构造节理,有的原生节理呈 X 型,成对出现,且有一定的持续性。
在隧道开挖时,土体容易顺着节理张松或剪断。
如果此种地层位于隧道顶部,则极易产生“塌顶”;如果位于侧壁,则易出现侧壁掉块,若施工中解决不当,可能会引发较大的塌方。
黄土地层中的节理与工程关系亲密,它含有双面性。
黄土公路隧道修建技术分析
工程技术研究2021年第6期112黄土公路隧道修建技术分析景国旭甘肃省公路建设管理集团有限公司,甘肃 兰州 730000摘 要:黄土广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区,多具湿陷性,因此对黄土公路隧道水的处理贯穿于设计、施工、运营等各个阶段,对隧道的质量和安全具有重要的意义。
文章从陇东地区黄土公路隧道修建实际出发,对黄土公路隧道技术进行了分析和探讨,旨在为相关工作人员提供参考。
关键词:黄土;隧道;渗水;防排水;支护中图分类号:U455 文献标志码:A文章编号:2096-2789(2021)06-0112-021 黄土的特性黄土是工程建设过程中经常遇到的一种特殊岩土。
根据黄土的形成年代,一般将黄土分为老黄土(Q1、Q2)和新黄土(Q3、Q4)两种。
新黄土具有浸水湿陷性,对工程极为不利。
中更新统(Q2)黄土一般无湿陷性,但在高压下仍具有一定湿陷性;下更新统(Q1)黄土质地密实,强度较大,防渗功能相对较好,无湿陷性,对工程比较有利。
黄土的工程特性相对于石质围岩一般表现为空隙大、质地疏松、节理发育、自稳能力差、变形大等特点,尤其湿陷性黄土受水浸湿后,黄土的结构易受到破坏而发生显著下沉。
2 黄土公路隧道勘察设计注意事项目前黄土隧道工程的设计基本以新奥法原理为主导,采用超前大管棚或小导管进行超前支护,采用工字钢拱架、钢筋网及喷射混凝土进行初期支护,采用模筑混凝土进行二次衬砌,共同组成永久性承载结构。
2.1 地质勘察中的注意事项(1)做好外业调查工作,尤其要详细调查清楚隧道所处山体一定范围内地表裂缝发育情况及黄土陷穴分布情况。
(2)做细地质勘探工作,对于隧道洞身钻孔,要将钻孔至少钻至黄土与基岩交界面以下,摸清黄土以下基岩岩性及界限分布情况。
(3)预判地下水分布情况,建议对洞身钻孔进行长时间地下水监测,同时根据钻孔的季节等因素判断隧道开挖后是否会因“负压效应”产生地下水汇集情况。
(4)准确判定隧道围岩类型,建议对隧道围岩级别及地基承载力情况进行动态评估,可分为开挖前自然工况、施工开挖工况、运营工况等各种情况。
黄土公路隧道施工研究
黄土公路隧道施工研究摘要:本文简要介绍如何搞好黄土隧道施工中的初期支护、防排水控制的几点体会。
1、概述黄土在我国分布较广,黄土面积约占我国陆地面积的6.6%,华北、西北地区的黄土地层分布连续,厚度较大,发育较典型。
在黄土地区开挖隧道成型好,易于施工。
只要断面形式及设计参数合理,施工方法得当,支护及时就能充分发挥黄土的自身承载能力的作用。
某黄土高速公路隧道为分离式隧道,上行线隧道长1501m,其中Ⅰ类黄土段537m,纵坡0.52~1.45%;下行线隧道长1310m.Ⅰ类黄土段394m,纵坡1.13~2.54%,隧道中心间距113.4m,隧道中间设三处人行横洞,一处行车横洞。
该隧道采用新奥法(NATM)设计和施工,现已建成通车。
说明新奥法适用于黄土介质,且效果良好,值得推广。
2、水文、地形地貌及工程地质条件隧道区域内有一条主要河流和三个支流通过。
支流分别从西侧和南侧汇入主河,向东流去。
河流为季节性河流,流量受季节影响。
隧道位于黄土梁峁区,黄土披覆在起伏不平的基岩顶面之上,并承袭了下伏基岩的古地形。
在稳定提升的新构造运动下,黄土经流水长期侵蚀,形成现今梁峁起伏,河谷深切的地势。
总的地形是南部和西部地势相对较高,北部和东部相对较低,高差为305m.梁峁上天然植被很少,因梁峁至沟底的各种流水侵蚀活跃,谷坡的崩塌、滑坡、泄溜很普遍,水土流失严重。
在主河及支流河谷中,均可见河漫滩口及一、二级阶地,此种地形分布面积大而且连续。
阶地类型主要为堆积阶地,但冲蚀层厚度较薄,一般为10m左右。
在较大的冲沟口处,多分布有冲洪积或坡洪积堆。
黄土隧道顶部覆盖着新第三系上新统三趾马红土层(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。
天然含水量较低,一般在10%左右,无胀缩性,垂直节理发育,堆积厚度变化较大,2-40m 不等。
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,天然含水量很低,垂直节理发育,厚度10m—100m.隧道地区地层中主要发育两级节理,一组近南北向,一组近东西向,节理密度大多为2~3m一条,局部地段0.5~1.0m一条。
路桥过渡段黄土地区隧道施工技术研究[全面]
路桥过渡段黄土地区隧道施工技术研究1 项目背景由于隧道能缩短线路,改善线形,保护环境和根除病害,在我国高等级公路建设中,采用越岭长隧道方案 ,将愈来愈成为现实,几十年来,我国在隧道工程方面积累了丰富的经验,在勘测设计、施工方法、防水排水和运营防灾等技术方面有了很大进展.作为隧道建设经验的总结和进一步推动隧道建设的发展,交通部相继编写了《公路隧道设计规范》、《公路隧道施工技术规范》、《公路隧道通风照明设计规范》和《公路隧道勘测规程》.西部大开发战略决策的实施,促进了西部地区高等级公路的发展,穿越黄土地区的公路隧道将越来越多.黄土是第四系堆积的陆相沉积物,在我国分布面积为64万千米2,占国土面积的 6.3%,其特点是具有大孔隙、有垂直节理和管状孔道,天然含水量时强度较高,能维持很高的垂直边坡,但遇水时土颗粒崩解,表现为较强的湿陷性.由于黄土分布的广泛性和典型的工程特性,历来受到工程界和学术界的重视.黄土公路隧道的修建起步较晚,基本借鉴了铁路隧道在此方面已有的科研成果,《铁路工程设计手册》规定对黄土地区浅埋隧道围岩压力采用谢家亻杰公式进行计算,而深埋隧道采用修正卡柯公式进行计算,并指出对黄土地区隧道不宜按计算摩擦角或围岩类别确定隧道围岩压力,应根据实测的黄土物理力学指标进行设计.这些建设经验的总结,基本体现了我国对黄土隧道的认识水平.公路隧道由于大跨径、大断面和扁坦状以及防水等级较高,加之黄土强度较低,开挖扰动后变形大等特点以及由此引起的设计施工方法的特殊性,铁路隧道业已达成广泛共识的优秀成果对于公路隧道是否依然适用?黄土公路隧道较多采用的两层模筑混凝土衬砌形式中每个组成部分的荷载特性如何?黄土公路隧道防排水设计是否得当?黄土公路隧道的结构型式和参数选取是否合理?现有设计及施工方法的合理性及经济性如何?黄土公路隧道存在那些病害及处治技术是否合理有效?一系列的问题都值得工程技术人员研究与思考.针对黄土公路隧道亟待解决的以上问题,交通部西部交通建设科技项目领导小组于2001年10月决定开展《黄土地区隧道的修筑技术研究》科研项目.2 课题研究内容和关键技术2.1 研究内容本课题针对目前黄土公路隧道修筑技术中存在的问题,结合大量已建和在建实体工程,通过大规模的现场实测、有限元仿真计算、室内试验及大量现场调查,对黄土公路隧道的围岩压力特性、防排水技术、结构型式、设计参数、施工及病害处治技术等分五个子课题进行了深入系统的研究,主要研究内容包括:(1)黄土隧道围岩压力特征研究主要通过现场实测对黄土公路隧道一次衬砌和仰拱围岩压力、格栅拱钢筋轴力、一衬和二衬接触应力以及二衬混凝土应变时间变化规律及其分布特性进行了研究;通过数值仿真对影响围岩及衬砌结构的各种因素进行研究,通过理论研究给出黄土隧道的深浅埋界定标准及围岩压力计算公式.(2)黄土隧道防排水技术研究通过对大量已建工程的调查及在建实体工程的分析,对黄土隧道漏水原因及防排水对策、黄土隧道防排水构造的基本型式、黄土隧道的防排水设计方案和施工工艺等进行研究.(3)黄土隧道合理衬砌结构型式与设计参数研究通过模型试验和仿真分析,考虑影响黄土公路隧道衬砌断面型式的因素,对黄土公路隧道不同衬砌断面型式进行比较分析.(4)黄土隧道施工技术研究通过依托工程,对黄土公路隧道开挖方法、施工过程及工艺、质量评定标准等进行研究.(5)黄土隧道病害处治技术研究采用现场调查、文献收集及室内分析的方法,对黄土隧道病害类型、病害成因与机制及病害处置方案进行研究.2.2 关键技术(1)如何保证现场测试真实反映实际工程性状,测试元件的精度和长期使用性能可否满足现场测试的工作环境.(2)如何在数值仿真分析中有效地模拟黄土公路隧道一衬和二衬之间的荷载作用性状及隧道开挖中的空间效应.(3)如何合理界定深浅埋黄土公路隧道的划分标准,有效地确定黄土公路隧道的围岩压力计算方法及衬砌结构型式.(4)如何确保黄土隧道防排水技术的适用性及结构型式的合理性.(5)如何选用合适的软件模拟不同条件下隧道开挖后地下水的迁移特性.3 主要研究进展本课题通过对以上研究内容的研究,主要在9个方面取得进展.这些成果不仅是对黄土公路隧道理论研究的重大贡献,而且对黄土公路隧道的设计、施工及病害处治等方面具有重要价值.简述如下:(1)研编了数值仿真有限元程序针对现有通用商业有限元软件在隧道结构数值仿真中存在种种缺陷状况,首先根据隧道工程施工的具体特点,研编了数值仿真有限元程序,该程序较客观的反映了隧道施工中的开挖效应以及一次衬砌和二次衬之间的接触特性等.(2)系统研究了土体参数、衬砌参数、开挖进尺以及埋置深度对围岩和衬砌结构受力与变形性状影响利用研编程序,研究了土体参数、衬砌参数、开挖进尺以及埋置深度对围岩和衬砌结构受力与变形性状影响.分析了各参数的影响规律和敏感性,其中土体粘聚力、内摩擦角、刚度参数k和初始切线泊松比为计算敏感参数;混凝土强度提高对围岩和衬砌结构影响不大;存在一个“合理经济”的衬砌厚度;考虑混凝土龄期与否对衬砌轴力影响较大.从地面沉降角度说明双洞间距的确定,不仅要考虑围岩类别因素,而且还应考虑埋置深度的影响;土体的位移和竖向应力结果均表明了土体变形的楔形几何特性,也反映了变形较大土体重量向两侧土体转嫁作用特性;拱部开挖阶段土体位移比例较大,且随着埋深而增大.(3)分析了隧道结构受力性状及浸水对结构的影响黄土公路隧道数值仿真表明:衬砌竖向压力呈两侧大中间小的分布形式,但其阶段之间变化规律随埋深而有所不同,最大侧向压力发生位置不同,现行规范中侧向荷载系数值偏低;在浅埋隧道中,一次衬砌拱部弯矩中间大两侧小,边墙弯矩相对较小,仰拱压力呈现两侧大中间小的分布规律,其弯矩为负弯矩,拱腰处轴力较大;在深埋隧道中,一次衬砌拱部弯矩呈拱顶处小两侧大分布性态,墙脚处弯矩值较大,仰拱压力和弯矩相对较大,拱腰处轴力较大;二次衬砌拱部弯矩值较小,轴力几乎处于均布状态,可按轴对称圆筒理论进行拱部衬砌设计和强度验算.浅埋黄土公路隧道施工完成后地面大量浸水,会使得拱上土体呈整体下沉趋势,衬砌竖向压力增大.开挖后浸水,一次衬砌拱顶处轴力减小,墙部衬砌和仰拱轴力增大.浸水和开挖发生次序不同,拱部衬砌弯矩变化较大.浸水使得二衬轴力增大,但分布形式未发生变化,二次衬砌弯矩分布形式及大小变化不大.(4)开展了大规模、系统全面的现场测试立足于黄土公路隧道衬砌结构受力特性,首次开展了大规模、系统全面的现场测试,着重研究了一次衬砌和仰拱围岩压力、格栅拱钢筋轴力、一衬和二衬接触应力以及二衬混凝土应变时间变化规律及其分布特性.测试结果表明,黄土公路隧道施工中土体有局部坍塌的可能,随着时间的推移,围岩压力趋向于均匀分布,衬砌结构偏压状态将得到改善.浅埋隧道围岩压力属松动压力,深埋隧道围岩压力属形变压力,浅埋隧道围岩压力“猫耳朵”分布形状较为明显.应用太沙基公式计算浅埋隧道衬砌竖向压力时,埋深较浅时计算值偏大,埋深较大时计算值偏小,深埋隧道按实测值推算竖向压力结果与修正卡柯公式较为一致.仰拱在深埋和浅埋隧道中的作用不尽相同,在浅埋隧道中仰拱受力相对较小,但对维护隧道结构长期稳定作用不可替代,深埋隧道中仰拱受力相对要大,和拱圈、边墙共同组成封闭的承载结构.新庄岭隧道二衬垂直荷载分担比例为10.5%,白虎山隧道二衬垂直荷载分担比例为8.9%,说明在现有黄土公路隧道两层模筑混凝土设计施工中,二次衬砌承受荷载相对较小,其设计计算方法与“新奥法”二衬设计有较大区别.格栅拱钢筋轴力在初期变化较大,其轴力值很快趋于稳定,由于柔性较大,只能承受部分荷载,其它荷载由混凝土承担,格栅拱钢筋以受压为主.(5)提出了深浅埋界定的新思路、推导了浅埋土质隧道围岩压力公式结合现场测试结果和数值仿真结果,明确了应从围岩压力性质角度进行深浅埋界定,首次提出了以拱上中心线土体侧压力系数变化规律进行深浅埋界定的思路,并用两个工程实例进行验证.针对现有浅埋隧道围岩压力公式的缺点,推导了浅埋土质隧道围岩压力公式,其计算结果与实测值推算结果较为吻合.(6)总结出了黄土隧道防排水结构的设计原则通过黄土地区隧道调查分析,提出了黄土区隧道涌水类型划分表,将隧道涌水类型划分为四类,并提出了对涌水类型校核与细分的三种方法.引进非饱和黄土基质吸力的概念,建立各向同性对称平面问题的弹塑性解,解释了非饱和黄土隧道结构出现病害的原因是土体的含水量增加,进而指出非饱和黄土隧道应以排水为主,注意保护土体的基质吸力,结构设计时应以土体饱和状态力学参数作为计算指标.通过实地工程实验和室内试验,证实中心排水沟、复合衬砌、排水半管、集水管等组合构成的防排水型式对黄土隧道是适用的 .总结出了黄土隧道防排水结构的设计原则,其中须特别注意的是路基排水构造应能防止隧底软化、水沟冻结,且为有限排水,防止造成生态环境失衡,故应对涌水量特大的地段采用帷幕注浆,降低地下水渗透系数、减少隧道涌水量.(7)提出了黄土公路隧道的衬砌断面型式针对黄土公路隧道大跨、扁平、几何形状呈多样化的特点,通过对三种不同的隧道衬砌断面型式(单心圆、尖三心圆、坦三心圆)的室内试验与有限元仿真分析,得出了如下结论:就整体衬砌结构的受力状态来讲尖三心圆断面型式与单心圆断面型式没有太大的差别,而坦三心圆断面型式与其它两种断面型式相比劣势比较明显.在满足建筑限界、通风等相同条件下,单心圆断面型式几何尺寸简单、内轮廓净面积较小,且受力较好,施工放线方便,因此,在黄土公路隧道设计中首选单心圆断面型式.就综合考虑来说,优化断面形状比增加衬砌厚度更为有效.(8)提出了适合黄土隧道的施工方法通过对各种开挖方法的缺点比较及大量的实体工程经验总结,提出了适合黄土隧道的开挖方法:对含水量不高的一般黄土宜采用双侧壁导坑先拱后墙正台阶法施工;对于软弱的饱和黄土、风化软弱的泥岩段及浅埋段宜采用双侧壁导坑先墙后拱反台阶法.改进了黄土隧道防排水技术:墙脚纵向排水系统由原来布设于墙脚外侧改为布设于边墙与仰拱圆顺过渡外侧,这样施工方便,且安全性好.防水层将沿二次衬砌外侧全断面铺设封闭成环.杜绝以往以往由于施工排水不畅而引起的路面跑水及路面破坏现象.且防水层施作方便,与二次衬砌施工干扰少.(9)提出了黄土公路隧道的病害类型及各种类型的处治方法通过调查甘肃省、陕西省和山西省境内8座典型黄土隧道(新庄岭隧道、土家湾隧道、祁家大山隧道、七楞山隧道、楼子沟隧道、燕家岭隧道、翅膀沟隧道、羊马河隧道),提出了黄土隧道病害的基本类型,研究了黄土隧道不同类型病害的成因与机制,并对不同的病害类型提出了具体的处治方案 .黄土隧道的病害类型主要有以下几种:衬砌开裂、洞顶掉块、塌方、渗水漏水、地表变形(裂缝、陷穴、溶洞)及拱顶下沉.相应的处治措施为:渗水漏水病害处治措施的原则是:“以排为主、防截排堵相结合、因地制宜综合治理”;洞顶掉块、塌方病害的处治措施,应具体结合病害发生的原因、机制、部位进行;衬砌开裂病害的处治应提高围岩自身的力学性能,增强自承能力,减小围岩压力,增加支护体的刚度和强度,若存在地下水时,应注意地下水的处治;地表变形(裂缝、陷穴、溶洞)病害处治时,首先应处理地表已有的裂缝、陷穴、溶洞,同时应注意完善防排水系统,避免地表水入渗.4 进一步工作建议由于地下结构的复杂性及黄土公路隧道工程的特殊性,课题完成之时仍感到有许多方面未能触及或深入,希望以后在以下方面进行进一步研究:(1)隧道工程施工属三维空间问题,黄土也表现出较强的结构性和流变性,开展这方面数值仿真工作实属必要.(2)数值仿真和现场测试较多的述及竖向围岩压力,而对于侧向围岩压力仍不容忽视,结合竖向围岩压力和侧向围岩压力两方面的研究,分别考虑对隧道衬砌结构影响的不同因素,有针对性地进行室内模型试验.进一步优化出黄土公路隧道的合理衬砌截面型式.(3)本课题给出了隧道深浅埋界定的新思路和方法,针对黄土地区常见典型公路隧道工程,可进一步利用数值仿真技术确定和完善隧道深浅埋界定标准.(4)本课题公式中土体侧压力系数取值,仍需进一步研究.(5)继续跟踪观测,积累现场量测的数据并对其进行分析.(6)进一步对实体工程进行调查研究,分析总结黄土隧道防排水技术及病害处治技术.。
黄土地区隧道施工技术综述
黄土地区隧道施工技术综述黄土地区施工是相对复杂的工程,因为黄土的物性很不稳定,施工过程中存在很大的不确定性。
如果在隧道施工过程中不考虑黄土地区的特殊性,可能会对施工质量和工期造成不良的影响。
因此,本文将从黄土地区隧道施工方面进行深入综述。
1. 黄土地区的特殊性黄土地区主要分布于中国中西部地区,其土质特点是性质不稳定、易液化、容易塌陷、易风化等。
因此,常用的隧道施工技术和方法可能并不能适用于黄土地区的施工。
在施工前必须对黄土地区的地质特征进行认真的分析,以便选择出适合当地地质特征的施工方案。
2. 施工技术2.1 预处理技术黄土地区施工前,必须进行土体的预处理。
预处理技术旨在处理黄土土体的物理特性、力学特性和水环境特性。
黄土地区的土体往往处于半干旱状态,随着地下水位的升高,土体会发生液化现象、增大渗透系数,因此,预处理的目标就是通过提高土体的含水量,增加土体的黏结力,避免液化现象的发生。
黄土地区常用的预处理技术包括水压护壁、固结灌浆等。
2.2 盲洞钻井技术由于黄土地区施工不能采用传统的开挖方式,常采用盲洞钻井技术。
这种技术能够保证施工现场的安全,并且可以控制地下水位,使施工能够顺利进行。
盲洞钻井的原理是在地下钻开一条产生抵消沉降效应的空间,随后采用钢管套筒塑料隧道现浇的方式进行连续墙施工。
2.3 桁架支护技术由于黄土地区的土体稳定性不如其他地区,隧道施工过程中常会出现塌方等意外情况。
为了解决这些问题,桁架支护技术应运而生。
桁架支护技术主要将桁架支架嵌入黄土土体中,桁架支架设置后,土体的粘导性增加,土体的强度得到提升,可以有效地增强黄土地区隧道的稳定性。
2.4 随时监测在黄土地区的隧道施工中,随时监测是必要的环节。
随时监测可通过使用温度传感器、变形仪器等设备,实时监测截面形状、位移量等数据,并结合实际情况,对施工方案进行调整,以保证施工质量并避免意外事故的发生。
3. 总结随着科技的发展,传统的隧道施工技术在黄土地区已经不能适用。
公路黄土隧道的设计与施工技术研究的开题报告
公路黄土隧道的设计与施工技术研究的开题报告一、选题背景黄土隧道作为公路建设中的一种特殊形式,其设计和施工技术一直受到人们的关注。
黄土隧道具有土质松散、边坡易塌、隧道面沉降大等特点,而且在施工过程中还面临着严重的工程困难,如黄土塌陷、地下水涌流等,因此需要进行深入的研究和分析,以确保隧道的安全、稳定和经济。
二、选题意义黄土隧道的设计和施工技术是保证公路畅通和安全的重要环节。
黄土隧道的特殊性质使其在设计和施工上与其他类型的隧道有很大的差异。
因此,进行黄土隧道的设计和施工技术研究,能够为公路建设提供更加有效和经济的保障。
此外,黄土隧道的设计和施工技术研究也对促进我国黄土地区的经济发展和环境保护具有一定的意义。
三、研究内容本论文主要围绕公路黄土隧道的设计和施工技术展开研究,主要包括以下内容:1、黄土隧道的地质特征及工程地质勘察方法研究;2、黄土隧道的设计参数分析与确定;3、黄土隧道的结构设计原则和方法研究;4、黄土隧道的施工技术及安全措施研究;5、黄土隧道施工监理及质量控制研究。
四、研究方法本论文研究采用文献资料法、现场调查法、理论分析法和数值模拟法等多种研究方法。
五、研究计划第一阶段:完成文献调查和现场调查,收集相关背景资料,明确研究思路和方法;第二阶段:对黄土隧道的设计参数进行分析和确定,包括地质特征、设计标准、结构形式等;第三阶段:对黄土隧道的施工技术及安全措施进行研究,包括黄土塌陷控制、地下水涌流控制、隧道支护等;第四阶段:进行黄土隧道施工监理及质量控制研究,提出完善的质量控制和施工监理体系;第五阶段:撰写论文、答辩和出版。
六、预期成果本论文的研究成果将有助于促进公路黄土隧道的设计和施工技术的发展,提高黄土地区的公路建设水平和工程质量,为黄土地区的经济发展和环境保护作出贡献。
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黄土公路隧道施工工法研究
摘要:研究针对黄土公路隧道的特殊性,对黄土公路隧道的施工工法进行了详细的分析,提出了黄土公路隧道施工的注意事项,并主要针对黄土公路隧道的开挖方法及隧道支护方法提出了相应的
施工工法改善措施。
关键词:黄土隧道;施工工法;改善措施
中图分类号:u455文献标识码: a 文章编号:
0引言
黄土是在干旱气候条件下形成的特种土,一般为浅黄、灰黄或黄褐色,具有目视可见的大孔和垂直节理。
在中国,黄土主要分布在北纬30°~48°间自西而东的条形地带上,面积约64万平方公里。
其中山西、陕西、甘肃等省,是典型的黄土分布区,分布面积广,厚度大,各个地质时期形成的黄土地层俱全。
黄土的厚度各地不一,从数米至数十米,甚至一、二百米。
由于黄土的特性,对公路隧道的施工影响巨大,处理不当就会引起巨大的灾难
1黄土底层对公路隧道施工的影响
黄土的原生节理呈x型,成对出现,具有一定的延续性,在公路隧道的开挖进程中,黄土容易沿着节理张松或间断,比如“塌顶”就是这种底层位于坑道顶部造成的,又如这种土层位于公路隧道的侧壁上,常会引起较大的坍塌。
此外黄土冲沟地段也是严重影响公路隧道是施工安全的重要因素,常常在较长范围内沿着冲沟或塬边平行走向,同事覆盖较薄或偏压很大的情况下发生坍塌或滑坡现
象。
黄土溶洞和暗穴常会造成公路隧道施工过程中基础下沉、隧道冒顶或侧壁承受偏压等。
在含有地下水的黄土层中修建公路隧道时,由于黄土不同程度的湿陷性,常会造成下沉现象,这会造成公路隧道开挖后围岩迅速丧失自稳能力,极易造成坍塌。
2黄土公路隧道施工注意事项
黄土公路隧道由于黄土围岩的特殊性质,所以在施工过程中需要主要以下问题:做好洞口、洞门、及洞顶的防排水系统,妥善处理裂缝、陷穴等;干燥的黄土层中施工需要严格控制施工用水;在开挖与灌筑仰拱前,加设横梁顶紧,防止边墙向内位移;在含有地下水的黄土层中进行公路隧道施工时,洞内排水沟进行铺砌,配合井点降水等方法降低地下水位于隧道衬砌底部以下;若有工作面失稳,应迅速喷混凝土封闭、架立钢支撑、加设锚杆等加强支护;钻锚杆孔时,适宜采用干钻,锚杆适宜采用早强砂浆式或药包式;若拱部位于砂层,可用4mm的密钢丝网紧贴开挖作为固定预喷混凝土用,以此防止喷混凝土层塌落;喷射机压力一般不超过0.2mpa;施工中有不安因素应暂停开挖,加强临时支护,以便采取适应性的工序安排。
3黄土公路隧道施工工法
3.1黄土公路隧道的开挖方法
黄土公路隧道开挖方法主要有三种,一是双侧壁导坑先拱后墙法,二是双侧壁大导坑全断面开挖法,三是双侧壁导坑先墙后拱反台阶法。
三种开挖方法均在完成后紧跟核心土部分解除,完成仰模
和填充混凝土的浇筑,全断面铺设防水板之后,利用衬砌台车进行二次衬砌。
上述三种方法各有优缺点,方法1施工进度快、二次衬砌发挥作用早,但一次衬砌下沉量大、拱面结合处混凝土质量不容易保证、仰拱封闭速度慢;方法2一次衬砌整体受力好、仰模封闭速度快,但进度慢、混凝土浇筑速度慢、一次衬砌混凝土发挥作用滞后、安全性相对差;方法3隧道下车变形小,但各施工工序干扰大、进度慢、不能形成流水作业,施工安全性相对较差。
文章仅针对双侧壁导坑先拱后墙法提出三点改进措施,一是预留沉降量由15cm增加至20cm;二是缩短上台阶长度,以利下半断面和后期工序能够及时的操作;三是在拱脚处增设锁脚锚管,在上半断面拱架下部每侧增设二根2.5m长42锁脚锚管,减少拱脚下沉。
3.2黄土公路隧道支护方法改进
黄土隧道不同于岩石隧道之处在于岩石隧道伴随着开挖过程,围岩的收敛变形应力重新分布,最终达到平衡状态,但黄土隧道则随着变形破坏并且不断的加剧,引发衬砌混凝土的变形,所以选择能够有效的控制变形的支护形式,从某种意义上决定了隧道成功与否。
笔者通过研究提出了黄土公路隧道支护方法的七点改进措施:(1)制变形措施,加大仰拱的整体性和刚度,在饱和黄土段和洞口浅埋段采用大管棚配合刚架支撑提高初期支护变形;(2)构整体优化,加密加大浅埋段钢拱梁支撑提高支护刚度,在拱脚处增设2
根锁脚锚管以减少初期支护的下沉量;(3)加强衬砌薄弱环节措施,在初次衬砌拆模之后,马上在拱部4m的范围之内压注高标号水泥砂浆填充空隙;(4)减少支撑构件对混凝土质量的影响,支撑构件用钢拱格栅代替工字钢支撑,减少支撑构件背侧死角留空隙的现象;(5)黄土公路隧道排水设计优化;(6)衬砌台车机械选型优化;(7)二次衬砌质量存在的问题解决方法,北邮混凝土输送泵,加大拌合楼的生产能力,向混凝土中掺假3%-5%的粉煤灰增加混凝土的和易性,从而较小混凝土水化热的产生,在模板台车设置附着式振捣器,增加插入式震捣器作业。
3.3黄土公路隧道施工组织设计
合理的施工组织是保证施工质量、工程进度、工程预算顺利完成的保障,贯穿于施工的准备、施工、竣工验收各个阶段。
施工准备工作内容包括:设计文件的研究和进一步了解,施工现场补充调查和复合,接桩、复测及洞门投点,根据自身及现场条件提出建议措施,修订或重新编写施工祖师设计。
施工组织设计是根据施工文件,现场条件、工程性质、施工力量、技术装备等编制而成,目的是使施工有序的顺利的进行。
施工进度计划主要包括科学的组织施工和施工计划于进度的表现形成,是控制施工进度、工程鞠躬期限的各种施工活动的直接依据。
计划管理师根据合同要求,将施工组织设计的内容通过计划具体化,使施工过程衔接配套、综合平衡,从而保证施工目标的实现。
技术管理则是对施工技术进行一些列组织、调节、指挥、控制等行为的总称,其主要任务在于科学组织各技术
工作,充分发挥装备和技术力量的作用,建立正常的施工技术秩序,提高机械化施工水平,降低成本,保证施工质量,保证工期。
参考文献:
[1] 长安大学.西部交通建设科技项目-黄土的浸水特性研究报
告[r],2004.
[2]loret, benjamin, khalili, nasser. three-phase model for unsaturated soils[j].international journal for numerical and analytical methods in geomechanics,2000,24(11):893~927.。