浅析隧道施工变形原因及控制措施
浅析小断面隧洞施工常见质量问题及关键处理办法
浅析小断面隧洞施工常见质量问题及关键处理办法小断面隧洞是一种特殊的隧洞结构,具有相对较小的断面尺寸,隧道施工过程中容易出现一系列质量问题。
本文将从施工质量问题和解决办法两方面进行浅析。
一、施工质量问题1. 断面几何形状不符合设计要求小断面隧洞的几何形状应符合设计要求,但在施工过程中,由于人工因素或设备原因,断面形状可能存在明显的偏差。
若施工组织不力,可能导致隧洞结构抗震性能下降,危害施工安全。
2. 隧道衬砌质量不符合设计要求隧道衬砌在地下水位高的区域,其质量是防止渗漏和水压力的重要保证。
然而,小断面隧洞施工过程中,可能存在衬砌砖块离缝较大、缝隙不均匀,甚至存在墙体穿透现象。
3. 填充材料质量低小断面隧洞一般会采用填充材料填充空洞,以增强隧道的承载能力。
如果填充材料质量低劣,容易导致隧洞变形或者沉降过大。
小断面隧洞中常常使用钢筋和钢板进行加固,若钢材质量不符合设计要求,容易导致钢筋脆性开裂、钢板锈蚀破坏等问题。
二、关键处理办法1. 加强技术管理科学论证设计方案,落实施工方案,合理组织施工过程,加强技术管理和监理,确保施工过程中的质量控制。
同时,按照要求使用高质量材料,确保材料不会影响隧道的质量。
2. 严格施工质量监督加强对小断面隧洞施工质量的监督,针对施工过程中出现的质量问题及时纠正,以确保隧洞的施工质量符合设计要求。
当发现材料质量问题时,及时停止施工,更换材料。
3. 提高施工人员素质严格选择施工队伍,加强技术培训,提高施工的专业化水平。
针对施工中出现的质量问题进行分析研究,并加强技术交流,提高施工人员的素质水平,保证施工质量。
小结:小断面隧洞施工质量问题的出现与施工管理和人员技术水平有关,有必要严格按照设计方案进行施工,并采取相应的措施加强对施工质量的监督和管理,提高施工人员的素质水平,确保隧道施工质量符合设计要求,保障施工的安全和质量。
盾构掘进地层变形原因分析与施工控制
盾构掘进地层变形原因分析与施工控制关键词: 盾构; 地层变形; 掘进参数北京地铁在5号线施工中首次采用盾构法进行地铁区间隧道的掘进,下穿城市中心区域,在这些区域中有很多是老旧城区和中心商业区,对于地层变形和地面沉降的控制要求极为严格,因此很有必要对盾构掘进过程中地层变形和地面沉降的规律进行细致分析,并采取相应的施工方法与技术措施进行控制,以满足盾构施工过程中的环境要求。
1 地层变形原因分析盾构法隧道施工引起地层变形的基本原因可归纳为以下几个方面。
(1) 开挖面土体的移动: 当隧道掘进时,开挖面土体的水平支护应力可能大于或小于原始侧压力,开挖面前方土体从而会产生下沉或隆起。
(2) 建筑空隙引起的沉降: 土体挤入盾尾空隙,由于向盾尾后面隧道外围建筑空隙中压浆不及时、注浆量不足、压浆压力不适当,使盾尾后坑道周边土体失去原始三维平衡状态,引起地层损失; 盾构在曲线中掘进,或纠偏掘进过程中实际开挖断面不是圆形而是椭圆形,故引起地层损失; 盾构在土体中移动,盾壳表面粘附着一层粘土,推进时盾尾后隧道外围形成的空隙大量增加,如不相应增加注浆量,地层损失将增加。
(3) 衬砌变形和沉降: 在土压力作用下,隧道衬砌产生的变形也会引起少量地层损失,当隧道衬砌沉降较大时会引起不可忽略的地层损失,衬砌渗漏也引起沉降。
(4) 受扰动土体的固结再沉降: 由于盾构掘进过程中的挤压作用和盾尾注浆作用等因素,使周围地层形成超孔隙水压区,需经过一段时间后才能消散复原。
在此过程中因地层发生排水固结变形引起地面沉降。
2 地层沉降控制方法2.1 地层状况及沿线建构筑物调查若要在施工过程中达到有效控制地层沉降的目的,首要的先决条件就是在盾构隧道掘进之前对隧道施工影响范围内的地层状况及沿线建(构)筑物进行调查,在获得相关的原始资料后,对地层条件及沿线建(构)筑物的状态进行评价分级,并结合相关规范要求,进而确定其在施工过程中为确保地层及建(构)筑物的稳定而应达到的控制标准。
不良地质条件下隧道施工变形原因分溅对措施
浆小导管其支护刚度和预支 护效果均 大于超断层破碎带 、软
弱围 岩浅 埋段 等 地 。 22 _管棚 法 是 在恶 劣 条 件 下能 安 全 开挖 ,防 止 地 层 下沉 ,
防护结构物 的有效辅助方法。通 常埋 深较 浅的洞 口段地层往 往 以坡积层等松散堆积物为主 ,采用 常规 方法施工 ,很难保 证施工安全 ,因为被开挖空间的周围地层 ,很快开始松弛 , 并随着 时间的延长 向地层 内部扩展 ,导致围岩强度 降低和地
表下沉 ,甚至可能滑塌。而长管棚就是在设计开挖 断面 的外
围 , 以 一 定 间 距 ,用 钻 孔 方 法 先行 设 置 钢 管 , 进 行 注 浆 加
开挖 ”改善围岩的完整性 ,以避免大量塌方和 松动 圈过 大影
响整 个 坡体 的稳 定 性 。 33 键 施工 流 程 ,关
如 绪 论 所 述 ,由 滑坡 引起 的隧 道 变 形 是 十 分 常 见 且 危 害 巨大 的 。 由于 选 线和 勘 探 中 未认 识 到 线 路 通 过 地 段 古 老 的 滑
坡体 ,或开挖 隧道 导致 滑坡体 向隧道发展 ,许多隧道仍然设 置在滑坡体内或位于滑坡体 的可能发展范 围内。 2控制隧道施工变形的常用工程措施 .
道衬砌强度 ,主要措施有围岩固结注 浆,打设管棚法 ,锚杆
锚 固 ,边 墙 加 固 ,局 部 表 面补 强 ( 喷 混凝 土 )。 如
21 .隧道围岩注浆一般分两种情况
211 前 注 浆 ,即 注浆 后再 开 挖 隧道 。 .. 超 21 隧道 衬 砌 后 变 形 产 生再 注 浆 加 固 。 隧 道 围 岩注 浆 , .2
不良地质条件下隧道施工变形 的大量修建 ,不 良地质条件 ,如滑坡诱发 隧 道变 形破 坏 的地质 灾害 问题 已经得 到人们 越来越 多 的关 注 。对于相 当数量建于滑坡 中的隧道来说 ,施工中通常都 不
浅谈隧道施工中控制变形的工程措施
1 隧 道 施工 中控 制 变 形 的工 程 措 施
隧 道 加 固 措 施 的 目的是 提 高 隧 道 围 岩 自稳 能 力 和 增 强 隧道 衬砌 强度 , 主要 措 施 有 围岩 固 结 注浆 , 设 管 棚 法 , 杆 锚 固 . 墙 加 固 , 打 锚 边 局
久安全。 22 主要 施 工 技 术 . ( ) 工 工 艺 流程 1施 平整 进 场 道 路 及管 棚 台车 工 作 基 地 、 备 进 场一 引水 电 至工 地 一 设
部 表 面 补 强( 喷混 凝 土 )隧道 围岩 注 浆 一 般 分两 种 情 况 : 种 是 超前 设 备 安 装 、 试 、 位 、 角 度 一 钻 孔一 清孔 一 检查 钻 孔 质 量 一 装 入 钢 如 。 一 调 定 定 注浆 , 注浆后再开挖隧道 ; 即 另一 种 是 隧 道 衬 砌 后 变 形 产 生 再 注浆 加 管 、 孔 一 高 压 注 浆一 开挖 进 洞 。 堵 固。 隧道 围岩 注 浆 , 般 在 隧 道 围岩 一 定范 围 内采 用 水 泥浆 f 一 砂浆 1 进行 () 2 主要 施 工 方 法 注 浆 , 过 浆 液 在 破 碎 、 散 岩 土 体 中 的 充 填 , 破 碎 、 散 岩 土体 固 通 松 将 松 设 置 管 棚 钻 孔 作业 平 台 。为 给 管 棚施 工创 造 运碴 、 料 及 设 备 出 运 结 起 来 , 高其 整 体 性 , 强 自稳 能 力 。 提 增 入 的 通道 . 根 据管 棚 每节 钢 管 长 度 为 6 设 置 7 长 的 钻 孔 操 作 平 并 m, m 小 导 管 常 常 是 在 掌 子 面 上 沿 隧 道 纵 向 在 拱 上 部 开 挖 轮 廓 线 外 一 台 , 贝雷 片 和 枕 木 为支 架 , 据 施 工 需要 , 以 根 随时 调 整 钻 机 的 高度 。 定 范 围 内 向前 上 方 倾 斜 一 定 的角 度 , 者 沿 隧 道 横 向 在 拱 脚 附 近 向下 或 管棚 定 位 。 在 明洞 外 轮 廓 线 外 , 置 C 5混 凝 土 套拱 作 长管 棚 固 设 2 方 倾 斜 一 定 的角 度 的 密 排 注浆 花 管 , 浆 花 管 的 外 露 端 通 常 支 于 开挖 定墙 . 注 内设 4榀 I0 2 b工 字 钢 , 2 长 的 中17n 4l n孔 口管 定 位 、 ・ 用 m 2 rmx l l l 面 后 方 的 钢架 上 , 同 组 成 预支 护 系 统 。 注 浆 小 导 管 既 能 加 固 洞 壁一 定 向 。 设 置 一 定 的仰 角 . 格 控 制 其 上 抬量 和 角 度 。 保 证 长管 棚 的 共 并 严 为 定 范 围 内的 围 岩 , 能 支 托 围岩 , 支 护 刚 度 和 预 支 护 效 果 均 大 于超 施 工 质 量 , 拱 脚 部 位 , 钻 了 2个 试 验 孔 , 出 本地 层 特 点 , 又 其 在 试 找 同时 进 前 锚 杆 , 用 于较 干 燥 的 砂 土层 , 卵 ( ) 层 、 层 破 碎带 、 弱 围 岩 行 注浆 和砂 浆 充 填 的试 验 , 过 试 验 孔 进行 施 工 组 织 调 整 。 适 砂 砾 石 断 软 通 浅 埋 段 等 地段 的隧 道 施 工 。 钻 机 的选 择 。 钻机 的选 择 除 钻 机 的 穿 透能 力 外 , 需 考 虑到 钻 机 还 管棚法是在恶劣条件下能安全开挖 , 止地层下沉 , 防 防护 结 构 物 自身要 有 足 够 的 重 量 , 以提 供 施 工 时 的 给进 反 力 和钻 机 的稳 定 性 , 尽 的有 效 辅 助方 法 。 常 埋 深 较浅 的洞 口段 地 层 往往 以坡 积 层 等 松 散 堆 可 能 减少 导 致 钻 孔 弯 曲 的 因素 。 为 减少 岩石 各 向 异性 、 向 和产 状 等 通 走 积 物 为 主 , 用 常 规 方 法 施 工 , 难 保 证 施 工 安 全 , 为 被 开挖 空 间 的 客 观 因 素 引 起 的 钻 机 弯 曲 , 采 很 因 同时 提 高 钻 机 的效 率 , 用 风 动 冲击 回转 拟 周 围 地 层 , 快 开 始 松 弛 , 随着 时 间 的延 长 向 地层 内 部扩 展 , 致 围 和金 刚石 取 芯 2种 方法 钻 进 。 很 并 导 岩 强 度 降 低和 地 表 下 沉 , 至 可 能滑 塌 。 而 长 管棚 就是 在 设 计 开 挖断 甚 钻 孔 及 清 孔 。 用 管 棚 钻 机钻 进 , 到 设 计 深 度 。 工 时 先施 工 有 利 钻 施 面的外 围, 以一 定 间 距 , 钻 孔 方 法 先 行 设 置 钢 管 , 行 注 浆 加 固 , 用 进 形 钢 花 管 的 注 浆孔 。 施 工 只 充 填 砂 浆 的钻 孔 , 时 作 为 注 浆 孔 注 浆 效 后 同 成 钢 管 棚 架 。 当 开 挖 在 超 前 管 棚 下 进 行 时 。 防 止 初 期 松 弛 、 压增 果 的 检查 。利 用 高 压水 或 高压 风 将 孔 内余 碴清 理 干净 , 防顶 管 时 卡 对 地 以 大 、 体坍 落 等 有 明 显 效 果 。 土 管。 锚杆锚固是将水泥砂浆注入锚杆孔 内 , 水泥砂浆硬化后 , 当 锚杆 顶管 。 孔 检查 合 格后 , 钢 管 连 续 接长 装 入 钻 孔 , 钻 将 由管 棚钻 机 旋
隧道穿越第三系砂泥岩施工变形控制措施研究
隧道穿越第三系砂泥岩施工变形控制措施研究隧道穿越第三系砂泥岩施工变形控制措施研究隧道工程是现代城市建设中重要的交通基础设施之一,隧道的施工和变形控制是确保隧道工程安全和高效建设的重要环节。
在隧道穿越第三系砂泥岩的施工过程中,面临着严峻的技术和工程挑战。
本文将对隧道施工变形控制措施进行研究,以确保隧道施工过程中的安全和高效性。
第一部分:引言隧道工程在地下开挖过程中会影响到周围地质体的变形,尤其是在砂泥岩等较软弱地质体中。
这些地质体的不稳定性和易发生的变形给隧道施工带来了很大的挑战。
因此,在隧道施工中,采取科学可靠的变形控制措施是非常重要的。
第二部分:隧道工程变形控制措施2.1 预控与控制在隧道工程中,预控和控制是非常重要的环节。
预控阶段主要通过分析和预测地质条件、地应力、地下水等因素来预测隧道施工过程中的变形情况,并制定相应的措施进行控制。
2.2 地下水控制地下水是隧道施工中常见的影响隧道变形的因素之一。
在穿越第三系砂泥岩的隧道工程中,地下水的控制也是重要的一环。
通过合理的排水设计和施工技术,确保地下水的排泄,减少地下水对隧道变形的影响。
2.3 支护措施隧道工程中采取适当的支护措施是非常必要的。
在穿越第三系砂泥岩的隧道工程中,可以采用刚性支护结构如钢筋混凝土衬砌或钢拱架,来承受地下应力,控制隧道变形。
2.4 地面沉降监测与补偿地面沉降是隧道施工过程中常见的变形现象之一,特别是在穿越砂泥岩中更为突出。
通过地面沉降监测,可以及时了解地表沉降情况,并采取相应的补偿措施,以减小地下施工对地表的影响。
第三部分:案例分析以某市地铁三号线隧道施工为例,该线路穿越了一段第三系砂泥岩地层。
在施工中,针对砂泥岩地层的不稳定性和易变形的特点,采取了一系列的变形控制措施。
在预控阶段,通过对地质条件和地应力的分析,确定了隧道在变形允许范围内的设计施工方案。
在地下水控制方面,通过合理的排水设计和施工,保证了隧道施工过程中地下水的排泄,减少了地下水对隧道变形的影响。
软弱围岩隧道施工初期支护变形处理控制措施
软弱围岩隧道施工初期支护变形处理控制措施摘要:随着我国经济的发展,处于大山地区的经济也需要提高,山区内的物产要运出来,产生流通这就要求对当地交通的建设与完善。
工程遇到山体就会考虑挖隧道,由于不同山体它的岩层不同,每个地方地质环境也有差异,所以一个隧道工程是一套非常复杂缜密的工程。
隧道挖掘过程中又往往遇到这样那样的困难,例如山体滑坡,岩层变化,软弱围岩等等。
由于隧道挖掘工程整体变数很大,软弱围岩又是一种常见现象,解决软弱围岩的支护变形的技术手段就成了解决问题的关键。
本文从概述软弱围岩隧道施工初期起,产生支护变形的特点和应对措施一一做出论述,为日后隧道工程软弱围岩支护变形的问题作出分析,为隧道工程的安全有序完工提供依据。
关键词:隧道;软弱围岩;支护大变形;对策当今时代,我国的经济水平发展极快,对道路桥梁等基础施工建设的需求越来越高,尤其是交通运输方面道路铺设尤为重要,在道路桥隧施工过程中,铁路的铺设会遇到隧道工程,公的建设也会有隧道路段,而软弱围岩隧道施工经常遇到支护变形的安全隐患阻碍工期。
因此做好软弱围岩隧道施工初期支护变形的工程分析和处理预案也就成了隧道围岩建设施工工作的重中之重。
一、隧道软弱围岩变形分析(一)软弱围岩变形的定义软弱围岩变形,实践研究表明,在隧道施工实践中,围岩往往会出现一些问题,如弹性变形、塑性变形,断裂和损伤随之而来。
相较于坚硬围岩,软弱围岩具有差异化的变形特点;首先是具有较大变形量,开挖隧道之后,具有显著的塑性变形;具有较快的变形速度,软弱围岩形变后,变形随之出现;且有较长变形时间,隧道开挖中,软弱围岩除了变化较快之外,持续时间也比较长,且具有明显的蠕变特性;软弱围岩具有更大的扰动范围,扩大了软弱围岩隧道周围塑性区之后,如果不及时的支护,或者结构强度不符合要求,就会进一步扩大扰动范围。
软弱围岩具有更低的强度和较差的自稳能力,隧道开挖过程中破坏到地应力分布,会有一圈松动圈形成于隧道周围。
隧道工程施工变形监测及控制对策
隧道工程施工变形监测及控制对策`【摘要】改革开放35年来,我国交通建设事业取得了长足的进步,我国隧道的里程也不断的增加,无论我国的地形多么复杂,地质条件多么恶劣,均产生了大量的隧道。
隧道工程通常采用的是新奥法施工和设计,新奥法施工和设计的重要组成部分是现场监控量测。
因长度,地质问题,加上支护和井挖交替进行,使得工程的困难度变得更加复杂,但是通过对工程的变形进行检测能够有效的监督、检测、控制、指导工程,确保隧道工程施工的顺利运作。
从隧道工程变形监测及控制网的建立、监测点的布设、位移测量的方法、监测频率等方面进行分析,对隧道工程施工变形监测及控制进行研究,提出了隧道在工程监测的布置方法以及位移的测量方法。
【关键词】隧道工程;施工变形;检测及控制1、前言测量是一切工作的开始,为此在进行隧道工程施工变形测量之前,首先要建立变形检测的控制网,该控制网主要包括高程控制网和平面控制网,隧道工程施工变形控制网具有精度高、独立性强的特点。
它的组成网主要有:第一,变形点又叫观测点,多分布设于建筑物上;第二,基准点通常埋在变形的范围之外,尽可能的保证其位置的长期稳定;第三,工作点是观测点和基准点之间的联系点,工作点与观测点构成变形网,和基准点构成首级网。
变形网的主要特点有:首先,变形网不需要计算数据,且布设自由;其次,变形网的长度较短,但是其精度高;再次,图形复杂,多余观测多;最后,稳定性要求高。
2、隧道工程施工监测控制网的特点隧道工程施工变形监测的内容主要包括地下项目的监测和地面项目的监测,因此与之相对应的隧道工程施工变形监测控制网就分为地下和地面两部分。
然而由于地下空间的有限,所以地下平面监测控制网多为导线形式,因此为自由网,即起算的数据可自由设定,无需从地面传递坐标。
2.1自由设站的站点位置在自由设站体系中,由于每次站点的方位并不是完全相同的,因此测点的精度受到观测元素和测站两方面的影响。
2.2地下导线点位设计站点的精度的确定与设站位置的设定有着至关重要的联系,但是站点位置是对洞内控制点的位置而讲的。
浅谈隧道初支变形的原因及防范措施
浅谈隧道初支变形的原因及防范措施摘要:在开挖隧道的时候,会导致周围的岩应力重新分布,如果初期支护所提供的抗力无法满足围岩的基本需求,就会出现变形的情况,影响到后续的正常施工。
变形率过大的时候,隧道就非常容易出现坍塌的现象,当变形率达到一定数值的时候,就无法正常开展后续的施工。
本文首先介绍了加强隧道初支的重要性,接着分析了隧道初支变形的原因,对于变形问题,最后重点提出了一些防范措施,以期为相关人员提供参考。
关键词:隧道;初支变形;防范措施随着我国经济的发展,大量交通基础工程建设工作的数量逐渐增加,隧道开挖支护技术也日渐成熟,但是在施工过程中,仍旧存在着部分问题。
针对隧道初支变形问题,相关人员应该根据现场的实际情况,总结出一些综合性的处理技术,适当的调整支护的参数,加强监控测量工作,以此来确保施工的顺利进行。
一、加强隧道初支的重要性在工程建设的过程中,对于隧道初支的认知已经从原本的临时支护,转变成了开挖时的安全支护,这是永久支护中非常重要的组成部分。
隧道初支的作用在于可以支撑要塌落的岩石重量,避免围岩出现变形的情况。
由于隧道初支同地层围绕之间有着非常紧密的联系,局部出现了破裂的情况,是不会导致整体的支护体系失效的。
但是随着时间的流逝,支护体系的位移也会增加,达到一定临界点的时候,就不在有支护的作用,进而致使隧道坍塌。
因此,相关人员应该意识到加强隧道初支的重要性,使得隧道周围可以处于一个稳定的状态,确保工程的顺利进行。
二、隧道初支变形的原因(一)人为原因施工初期,由于施工人员的疏忽,导致爆破参数设计同岩石的类别不相适应,让隧道的承载力超重,进而让隧道的表面变得非常的不平整,当应力值超出了控制的范围内时,就会造成隧道初支被破坏。
同时,勘测人员初期设计的过程中,对于地质勘测不够详细,没有预估到之后会发生的地质问题,一般采用的是类比法来进行设计,这就导致这部分的隧道初支缺乏针对性。
当支护参数同部分段落的围岩不相符合时,隧道初支就会出现变形。
公路隧道施工过程变形监测及控制
公路隧道施工过程变形监测及控制经济的发展,城镇化进程的加快,促进公路建设项目的增多。
面对不断增加的隧道施工数量,社会各界人士对其施工质量又提出了更高的标准。
但是通过实际调查发现,在实际公路隧道施工过程中极易出现变形问题,一方面影响正常施工进度的基础上,另一方面不利于项目质量水平的提升。
本文就公路隧道施工过程变形监测及控制展开探讨。
标签:公路隧道;施工变形;监测引言在我国,国土面积非常广阔,而且拥有各种各样的地形地貌,具体建设公路期间,常常需要贯穿山区、丘陵等,这时就必须挖掘隧道。
想要将隧道的施工效果有效的提升,途径之一就是不断优化施工技术,除此之外,还需要不断对施工控制有效的增强。
1公路隧道施工特点公路的隧道施工中,很容易受到自然因素和周围环境的影响。
隧道工程本身非常复杂,施工时可能会发生不少无法预测的情况,比如遇到瓦斯或者溶洞等,使整个隧道工程难度加大,并且隧道工程还很容易受到不同工程作业间的影响。
由于隧道工程内部的空间有很大的局限性,因此整个工程施工的工序会存在交叉的现象,在这样狭小的内部空间范围内施工,增加了施工难度。
隧道工程还容易受到地质影响,隧道所在地的地质一般都很复杂,很容易出现塌方等状况,这也为工程施工带来很大威胁。
2高速公路隧道施工技术2.1隧道洞口施工技术对于隧道洞口的施工来说,展开施工前,一定要综合考量施工现场的实际情况,涵盖有水文情况、地质情况等,特别要注意的是勘测仰坡情况,之后通过得到的各项数据对其施工期间也许会出现的问题进行有效的预判,同时设计好相应的预防方案。
如果施工处在雨季,则要将有关的防护方案制定好,规避隧道周边的山坡由于雨水的侵蚀出现塌方的情况,还有,隧道洞口的周围必须科学的设置一些排水道。
展开隧道外墙作业时,一定要合理的选择挖掘方式,明挖法是最经常用到的,在内部展开作业,就需要运用暗挖法。
当隧道洞口施工完成后,想要将洞口的张力和韧性有效的提升,就必须将洞口利用钢筋进行绑扎,然后利用全断面形式进行混凝土浇筑作业。
公路隧道施工过程变形监测及控制
公路隧道施工过程变形监测及控制摘要:基于提高公路隧道施工安全水平的目的,围绕隧道施工过程的变形监测问题,做简单的论述,提出监测与控制的方法,共享给相关人员参考借鉴。
根据课题研究提出,采用现代化监测装置,构建动态实时化监测系统,掌握隧道施工变形情况,采取针对性控制措施,保障作业的安全。
关键词:公路工程;隧道施工;变形监测;控制方法近年来,建造高速路成为公路建设的重要目标。
隧道的建设可达到缩短距离的效果,因此被广泛建设。
从建设实际分析,隧道施工潜在很多风险,尤其是变形风险,增加了安全危险系数,因此要做好全面严格的把控,保障作业的安全。
1公路隧道施工过程变形监测的目的根据隧道工程施工实践总结,做好监控量测,能够起到保障施工作业安全和质量以及地面车辆正常运行等的作用。
监测实施的目的如下:1)通过工程监测掌握施工对周围环境造成的影响,例如地表沉降以及地上建筑物沉陷等。
2)通过动态监测掌握施工动态变化,实现对围岩变形的有效控制,指导隧道施工作业。
3)采取变形监测手段,分析支护参数以及施工方法的合理性、准确性,为后续的支护与衬砌施工作业提供依据,保障支护结构的效果。
除此之外,方便及时确定隧道施工对策与措施,保障作业的安全。
2公路隧道施工过程变形监测与控制的实例分析2.1 案例概述以A项目为例,属于双洞双向隧道,选择右线施工变形监测进行研究。
工程施工长度大约为1456m,最大开挖跨度参数为14.173m,开挖高度参数为10.8m。
V级围岩段的开挖作业宽度参数为12.16m,开挖总高度参数为9.923m。
按照施工设计,预留变形量初定为12cm,后期结合围岩变化加以调整。
经过综合分析,采用了三台阶施工方案。
2.2 隧道施工变形风险分析根据隧道施工经验分析,开展各项操作,将会给地层结构的完整性带来影响,造成一定的损坏。
土体受损之后,增加了沉降的风险。
隧道情况不同,例如围岩或埋深差异等,组织开展开挖作业,造成的地形变形范围也有着很大不同。
茜阳隧道变形原因分析及施工方案探讨
使 围 岩软 化 ,降低 了软 弱面 的强 度 。
固 福 交 科 21第 期 建 通 技 0 年 6 1
( ) 施 工 原 因 4
备 ,模 拟 时不 予考 虑 。
①在坡积粉质粘土围岩基础上施工单位擅 自采用上
下 台阶 法 开挖 ;
④ 初 期 支 护 中 考 虑 喷 混 凝 土 、锚 杆 和 钢 拱 架 的 作 用 ,将 初 期支 护 为梁单 元 。
12 工程 地 质 . 场 区 上覆 坡 残 积 土 ( l r), 伏 基 岩 为震 旦 系 Qd + 1 下
楼 子 坝 组 变 质粉 砂 岩 ( z), 产 状 为 1 0_4 。出 口段 其 8/ 0 地 表 上 覆残 坡 积 土层 较 薄 ,但 强 风化 变 质 砂 岩厚 度 大 ,
40 5m;地 层以 变 质砂 岩为 主 ,构 造相 对较 稳 定 。
11 地形 地貌 .
隧 道 区属 构 造 一 蚀低 山地 貌 ,地 形起 伏 较 大 ,山 剥 坡 较 陡 , 自然 坡度 3 。 5 。 5 ̄ 0 ,山 脊 ( )陡 峭 。进 口处 顶 地 面 高 程 40 50 8  ̄ 1 m,出 口处 地 面 高 程 4 0 4 7 7  ̄ 9 m,隧 道 轴 线 最 大 海 拨 标 高 为5 2 9 m,植 被 较 发 育 , 多 为 杂 木 。 进 口段 自然坡 度3  ̄ 5 。 0 ̄ 0 ,出 口段 自然坡 度2 。3 o 0 ̄ 5 。
为 V级 围岩 。 13 水 文地 质 .
2 变 形 原 因 分 析
21 变 形 原 因论 述 .
引起茜 阳 隧道 出 口段隧 道 支护 下沉 并干 裂原 因大致
有 以下 四 种 。 ( )地形 因素 1
隧道施工常见问题原因分析及处理措施
隧道施工中常见问题原因分析及处理预防措施问题一:二衬拱顶、拱腰个别地方存在空洞和不密实㈠原因分析:1、Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆效果差,造成隧道开挖轮廓凹凸不平,有棱角⑴光爆设计不合理(孔网参数、装药结构、起爆网络等)。
⑵火工品的性能不稳定(炸药的爆速、非电毫秒雷管延期时间的精确性、火工品的可靠性)。
⑶钻爆时施工班组存在偷工行为,未按要求炮眼间距、数量布置炮眼。
⑷在开挖断面的下部位置,由于作业空间的限制和操作人员的操作水平的问题。
在钻眼时,未能较好的控制钻杆的角度和周边眼的间距。
⑸在周边眼施工放样时,放样精度不满足要求。
2、人为原因:⑴Ⅱ、Ⅲ级围岩初期支护砼厚度不足,喷射砼时未把凹凸面喷平,平整未达到规范要求。
⑵防水板铺设时未预留好足够的松铺系数,导致砼浇筑完毕后防水板未与初支面密贴。
⑶在砼浇筑到拱顶位置时,未及时的调整砼的坍落度,导致拱顶未被砼充填密实。
⑷在砼浇筑到拱顶位置时出现堵管现象,现场人员在未仔细分析原因的情况下就主观地认为已经管满,停止砼泵送造成二衬厚度不足,出现脱空现象。
⑸在浇筑二衬砼时,施工作业班组主观上存在偷工减料行为,表现为衬砌厚度不足,注浆不满、不实等现象;现场管理人员在砼最后补方时,向拌合站提供的补方数量不准确,造成拌合站停止砼搅拌,实际二衬砼在未注满的情况下停止,造成二衬脱空。
⑹在二衬砼未初凝前急于拆管,造成未自稳的砼掉在自重的作用下下落形成漏斗,造成二衬脱空。
3、技术原因:⑴砼的收缩徐变,导致空隙。
⑵砼施工配合比水灰比偏大、坍落度大、砼振捣不密实,砼自重下沉。
⑶用输送泵输送砼时,拱顶的砼在输送过程中把部分空气密闲在狭小空间内无法排出,造成空隙。
㈡处理措施1、加强Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆控制,提高光爆效果和基岩面平整度。
⑴针对不同围岩、不同的开挖断面、有无仰拱三种情况重新进行光爆设计,其设计参数见(表1~表5及附图):⑵提高轮廓线放样精度,周边轮廓线的放样允许误差控制为±2cm。
隧道塌方的原因及处理方法
隧道塌方的原因及处理方法隧道塌方是指隧道内部结构或土石体发生变形或崩塌的现象。
这种事故可能导致严重的人员伤亡和财产损失。
隧道塌方的原因可以是多方面的,以下是一些常见的原因及相应的处理方法。
1. 地质问题:地质构造异常、地震、岩层松散等因素都可能导致隧道塌方。
在设计和建设隧道时,需要进行详细的地质勘察和工程地质评价,采取相应的支护措施,如加固岩体、安装钢支撑等。
2. 水问题:地下水渗漏和涌水是导致隧道塌方的重要原因之一。
在施工过程中,需要进行有效的排水措施,如设置排水管道、加固涵洞等。
此外,定期检查和维修隧道内的排水设施也是必要的。
3. 施工质量问题:不合理的施工方法、材料质量问题、施工操作不当等都可能导致隧道结构失稳。
因此,建设者需要按照相关规范和标准进行施工,并进行质量监控和验收。
4. 自然灾害:如洪水、地震、泥石流等自然灾害的发生也可能引发隧道塌方。
建设者应该在设计和施工过程中充分考虑这些灾害的影响,并采取相应的防护措施,如设置防洪闸门、加固洞口等。
处理隧道塌方的方法主要包括以下几个方面:1. 应急处置:一旦发生隧道塌方,需要立即采取应急措施,确保人员的安全撤离,并通知相关部门进行抢险救援工作。
2. 修复和加固:在处理隧道塌方后,需要对受损的结构进行修复和加固工作。
这包括清理堆积物、修复支撑结构、加固岩体等。
3. 安全检测:隧道塌方后,需要进行全面的安全检测,确保其余部分的结构安全稳定。
这包括使用仪器设备进行地质勘察、结构测试等。
4. 预防措施:为了避免隧道塌方事故的发生,建设者应在设计和施工阶段采取预防措施。
这包括进行充分的地质勘察、合理的设计、严格的施工管理等。
综上所述,隧道塌方是一种严重的事故,可能导致严重的后果。
因此,在设计、建设和运行阶段都需要采取相应的措施来预防和处理隧道塌方的可能性,以确保隧道的安全稳定运行。
隧道初支变形的成因分析及应对策略探讨
隧道初支变形的成因分析及应对策略探讨刘昌相中铁三局集团广东建设工程有限公司 广东 广州 510080摘 要 研究表明,隧道支护参数一旦选定不当,极易导致初支变形继而引发砼开裂、渗漏水以及起皮、掉块等质量问题,严重影响隧道的建设质量与使用寿命。
对此,本文围绕隧道初支变形的诸多成因与相应应对策略展开细致探讨,以供借鉴参考。
关键词 隧道初支变形;成因分析;应对策略1 隧道初支变形的成因分析1.1 地质水文方面(1)当待建隧道通过断层破碎带和压碎岩的应力集中区域时,在进行隧道开挖的过程中会导致应力释放而对初支造成影响,如若围岩应力超过初支阻力就会造成初支变形。
(2)地层堆积体因其质地疏松,当隧道洞口穿过时,开挖施工将会大概率导致结构主体发生松动移位,从而影响隧道初支的稳定性,严重的还会造成支护结构变形及拱顶下沉等。
(3)由于破碎带区域有较多的软硬夹层,所以经常会有泥质物填充,该地段在遇到地下水时,便会造成软硬夹层相交处硬度快速下降,导致节理面位移使得隧道初支发生变形。
(4)隧道开挖施工方向如遇地下水,则在开挖施工时极易出现涌水问题。
且富水地质条件下,软岩软化概率大大增加,从而造成施工作业面出现整体失稳,影响隧道初支结构的稳定性。
(5)在软岩区域含有较多的地下水,该区域隧道初支结构的拱脚长期处于潮湿地段,使得拱脚支撑力大幅度减小,久而久之就会引发初支结构变形。
1.2 勘察设计方面(1)施工前的地质勘查不到位、不严谨,就会造成后续的支护参数和措施的制定与真实变形围岩状态不相符,进而造成支护结构不牢固或产生较大变形。
(2)隧道开挖过程中的勘察缺失,而围岩应力一直处于变化阶段,且局部位置围岩应力还会出现大幅上升或下降的状态,以致原始初支参数不能满足应力变化的要求,尽管前期支护较为牢固但随着应力变化后期会慢慢失稳变形。
(3)开挖时爆破参数设计欠妥,以致开挖时出现欠挖或超挖,且因欠挖或超挖造成围岩应力集中而超出安全值,并于个别凹凸区域因应力集中而产生薄弱环节,从而引发隧道初支变形。
隧道高地应力变形原因及控制策略
隧道高地应力变形原因及控制策略1、引言隧道施工中会发生大变形,导至支护系统开裂、发生塌方、结构破坏等情况,严重影响施工进度与安全,增加施工成本。
兰渝铁路隧道施工过程中,受高地应力影响,多座隧道围岩和初期支护喷射砼片状错裂、崩块掉落、钢架扭曲、仰拱填充砼隆起等破坏现象,严重影响施工。
本文以四方山隧道施工过程中对地应力变形原因进行了深入分析,结合现场实际地质情况制定有效控制变形的技术措施,通过现场施工实践对控制地应力变形的难题得出了一些结论,可为同类隧道工程设计与施工控制提供理论依据,并有待继续研究和完善。
2、工程概况兰渝铁路四方山双线隧道全长7668m,为高瓦斯隧道。
位于构造侵蚀低山区,单面山跌岭山貌;洞身地形起伏较大,坡面覆盖2~10m 坡崩积粉质粘土;地面坡度19°~37°,局部呈陡崖状,地面标高560m~967m,相对高差407m。
隧道区覆盖层主要为第四系全新统坡洪积层、残破积层、崩坡积层,下覆基岩为白垩系剑閣组、剑门关组砂岩、泥岩,呈中厚层状。
在施工过程中许多隧道出现掌子面及上台阶围岩开裂、初期支护喷射砼开裂崩块掉落、型钢扭曲变形、仰拱填充砼隆起等破坏现象。
3、施工过程围岩变形情况施工中,喷射砼后约24h开裂,1-2d三肢格栅开始变形,2d后钢格栅扭曲变形,大多呈麻花状,初支砼开裂掉块。
仰拱填充隆起1-445mm,中心水沟挤压严重,局部位置中心水沟侧壁开裂。
经量测数据分析:开挖后8d内围岩收敛速率较大,最大水平收敛速率达191mm/d,最大拱顶下沉速率达103mm/d;最大水平累计收敛值为673mm,最大拱顶累计下沉值为462mm。
结构破坏图片如下:4、变形原因调查与分析四方山隧道围岩变形严重影响施工进度、危及施工安全,个别地段导致了二衬结构破坏。
虽多次采取加强初支措施,但未能有效阻止四方山隧道强烈变形与严重破坏,甚至愈演愈烈。
其根本原因是对围岩变形破坏机制的认识不够、原因分析不彻底、针对性控制变形措施不强,必须认真分析变形破坏根本原因,正确制定各项措施指导开挖、支护和返修等工作,方可保证工程顺利推进。
浅析大变形隧道施工防治措施
浅析大变形隧道施工防治措施大变形隧道工程是一项复杂的工程项目,涉及到地质、施工、安全等多个方面。
隧道施工中常常会遇到大变形隧道,因此需要采取一系列的防治措施来保障施工安全。
本文将就大变形隧道施工防治措施进行浅析。
一、对大变形隧道的认识大变形隧道指的是在施工过程中,由于地质条件、隧道形状等因素导致隧道产生较大的变形,严重影响了隧道的安全性和稳定性。
大变形隧道的存在会增加施工风险,使得施工难度大大增加。
在隧道施工中必须对大变形隧道有深刻的认识,并采取有效的防治措施。
二、大变形隧道施工防治措施1. 地质勘察在进行大变形隧道施工前,必须对隧道所在地的地质情况进行详细的勘察分析。
通过地质勘察,可以了解到地质构造、岩石性质、地下水情况等信息,为后续的施工工作提供重要的参考。
地质勘察的结果将直接影响到后续的隧道设计、支护方案等工作。
2. 合理设计在进行大变形隧道的施工前,需要根据地质勘察的结果制定合理的隧道设计方案。
合理的设计方案能够有效降低隧道的变形风险,保障隧道的安全性和稳定性。
设计人员必须考虑地质情况、隧道形状、支护措施等多个方面因素,综合考虑,确保设计方案的科学性和可行性。
3. 合理施工在进行大变形隧道施工时,必须遵循合理的施工流程和规范,严格按照设计方案进行施工。
施工过程中必须加强监测和检查,及时发现隧道变形情况,确保隧道施工的安全性和质量。
4. 持续监测在隧道施工过程中,需要进行持续的监测工作,监测隧道的变形、位移等情况。
通过监测工作,可以及时了解到隧道变形情况,采取相应的措施进行处理,避免隧道变形带来的安全隐患。
5. 合理支护在大变形隧道施工中,支护工作是非常重要的一环。
需要根据地质情况、隧道形状等因素,制定合理的支护方案,选择适合的支护材料和方法,确保隧道的安全性和稳定性。
支护工作需要与施工同步进行,保障支护工作的质量和效果。
6. 安全预案在大变形隧道施工中,必须制定完善的安全预案,明确施工过程中可能出现的各种安全风险,提前做好各种防范措施。
顺层偏压隧道变形特征及控制措施研究
顺层偏压隧道变形特征及控制措施研究顺层偏压隧道变形特征及控制措施研究随着城市建设的不断发展和人口的增加,地下空间的利用日益重要。
隧道作为地下工程的重要组成部分,在城市交通和基础设施建设中发挥着重要作用。
然而,隧道在施工和运营过程中往往会遭受到多种力学加载的影响,从而引起各种变形和破坏。
本文旨在研究顺层偏压隧道的变形特征以及相应的控制措施。
首先,介绍了顺层偏压隧道的定义、特点和施工过程。
顺层偏压隧道是指隧道周围地层存在顺层和偏压效应。
隧道施工的同时,顺层和偏压效应会引起地层的重新分布和变形。
接下来,本文将分别对顺层和偏压引起的各种变形进行研究。
顺层效应是指地层中存在的层间滑动和位移,其主要原因是强度不一致的分层结构。
当施工隧道时,周围地层受到应力分布的改变,从而导致层间滑动和位移的发生。
隧道周围地层的变形主要表现为沉降和位移。
沉降是指地层在隧道施工过程中下沉的现象,它会导致地面沉降和地下结构的沉降。
位移是指地层在隧道施工过程中的横向位移现象,它会导致地下管线和建筑物的位移。
为了控制顺层效应引起的变形,可以采取加固地层、控制注浆压力和施工方法优化等措施。
偏压效应是指地层中存在的主应力差异引起的变形。
当施工隧道时,周围地层会存在边坡压力、支护结构、地表荷载等差异,从而导致地层的偏压。
偏压效应引起的变形主要表现为边坡失稳和隧道变形。
边坡失稳是指周围边坡因差异的主应力分布而导致的滑坡和崩塌。
隧道变形是指地层中的裂隙和位移变形,会导致隧道的变形和破坏。
为了控制偏压效应引起的变形,可以采取加固边坡、改变边坡坡角和施工支护等措施。
在隧道施工和运营过程中,为了保证隧道的安全和稳定性,需要采取相应的控制措施。
首先,需要对隧道周围地层进行详细的地质勘察和分析,以确定地层的层位、强度和应力分布等情况。
其次,可以采用加固地层的方法,如注浆加固和加固支护结构。
此外,还可以通过合理的施工方法和操作,减小地层变形和破坏的可能性。
隧道施工质量通病及防治措施
为了保证隧道施工质量能符合相关标准,对盾构法施工的每道施工工序的质量均应严格控制,保证各关键技术参数达到能控制工程质量标准的范围。
盾构进出洞是盾构法隧道施工中的一道关键工序。
在进、出洞过程中,施工环节多,工作量集中,各工种交叉施工频繁,设备、人员众多,工作零乱,因此,加强质量管理和控制尤其重要。
1、现象在盾构进出洞过程中,盾构基座发生变形,使盾构掘进轴线偏离设计轴线。
2、原因分析⑴盾构基座的中心夹角轴线与隧道设计轴线不平行,盾构在基座上纠偏产生了过大的侧向力;⑵盾构基座的整体刚度、稳定性不够,或者局部构件的强度不足;⑶盾构姿态控制不好,盾构推进轴线与基座轴线产生较大夹角,导致盾构基座受力不均匀;⑷对盾构基座的固定方式考虑不周,固定不牢靠。
3、预防措施⑴盾构基座形成时中心夹角轴线应与隧道设计轴线方向一致,当洞口段隧道设计轴线处于曲线状态时,可考虑盾构基座沿隧道设计曲线的切线方向放置,切点必须取洞口内侧面处;⑵基座框架结构的强度和刚度能克服出洞段穿越加固土体所产生的推力;⑶合理控制盾构姿态,尽量使盾构轴线与盾构基座中心夹角轴线保持一致;⑷盾构基座的底面与始发井的底板之间要垫平垫实,保证接触面积满足要求。
4、管理方法⑴先住手推进,对已发生变形破坏的构件分析破坏原因,进行相应的加固。
对需要调换的部件,先将盾构支撑加固牢靠,再调换被破坏构件;⑵盾构基座的变形确实严重,盾构在其上又无法修复和加固时,只能采取措施使盾构脱离基座,创造工作条件后对基座作修复加固。
1、现象在盾构出洞过程中,盾构后靠支撑体系在受盾构推进顶力的作用后发生支撑体系的局部变形或者位移。
2、原因分析⑴盾构推力过大,或者受出洞千斤顶编组影响,造成后靠受力不均匀、不对称,产生应、力集中;⑵盾构后靠混凝土充填不密实或者填充的混凝土强度不够;⑶组成后靠体系的部份构件的强度、刚度不够,各构件间的焊接强度不够;⑷后靠与负环管片间的结合面不平整。
3、预防措施⑴在推进过程中合理控制盾构的总推力,且尽量使千斤顶合理编组,使之均匀受力;⑵采用素混凝土或者水泥砂浆填充各构件连接处的缝隙,除充填密实外,还必须确保填充材料强度,使推力能均匀地传递至工作井后井壁。
浅埋暗挖隧道施工中沉降变形原因分析及控制措施论文
浅埋暗挖隧道施工中沉降变形原因分析及控制措施摘要:众所周知,地下工程的施工中,不可避免会对岩体土体产生扰动,引起的变形可能会对周围建筑物或地下管线正常使用产生影响,因此施工风险大,尤其是对地面沉降变形的控制相当严格,以免出现严重工程事故。
本文结合北京地铁7号线03标珠市口站的施工方法,详细介绍浅埋暗挖工程中产生沉降原因及控制措施。
关键词:浅埋暗挖施工;地表沉降;沉降分析;沉降控制中图分类号:tf351文献标识码:a 文章编号:1 工程概况1.1 工程概况珠市口站位于珠市口大街与前门大街的交叉路口处,是北京地铁7号线工程第7座车站(含西客站),为北京地铁7号线与规划北京地铁8号线的换乘车站[1]主体结构采用8导洞的pba工法施工.车站主体结构标准段覆土约15.7m,二衬结构总宽度22.9m、总高度16.21m,小导洞标准段除柱下两个净跨度4m外,其余6个导洞净跨度3.5m,净高4.5m,主体初支扣拱厚度0.35m,边桩直径1m,二衬顶拱厚度0.6m~1.12m,边墙厚度0.7m,中板厚度0.4m,底板厚度1.1m,结构跨度7.25-7-7.25m,钢管柱直径0.8m,柱距6m(局部7m)。
车站主体8导洞“pba”工法施工,上、下层各4导洞,分别为a、b、c、d四轴;共8个断面。
1.2 工程水文地质概况根据《珠市口站岩土工程勘察报告》,本段地形由西向东逐渐下降,自然地面标高在42~43 m之间,本段基岩埋置深度相对较大,一般大于50m。
表层以厚度不均的人工堆积的杂填土、素填土为主,人工堆积层以下为新近沉积地层,再往下为第四纪沉积层,据勘察报告,本站场区内赋存三层地下水,分别为潜水(二)、层间潜水(三)、承压水(四)潜水(二);含水层岩性粉细砂⑤2层,水位标高26.7m(借用ⅶ-c4#孔水位)。
层间潜水(三):含水层岩性卵石⑦层,水位标高21.56m(借用c57#孔水位)。
承压水(四):含水层岩性卵石⑨层,水位标高13.26m(借用c57#孔水位)。
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浅析隧道施工变形原因及控制措施
摘要:文章以浅埋暗挖施工隧道为例,介绍了该种施工方式诱发变形的原因,根据相关施工经验,提出了相应的控制预防措施,可供同类施工工程参考。
关键词:隧道;浅埋暗挖法;变形;控制措施
Abstract: the article with shallow depth excavation tunnel construction as an example, this paper introduces the construction method of the deformation of the induced reasons, according to relevant construction experience, and put forward the corresponding control precautionary measures for other similar construction projects.
Keywords: tunnel; WaFa shallow depth; Deformation; Control measures 隧道由于受到所处周围环境的限制,对施工要求较高,浅埋暗挖法具有
诸多优点。
例如经济效益好、适用能力强和扰动环境小等,因此越来越被广泛的应用于隧道施工中。
虽然有许多优点,但隧道采用暗挖法施工也将必然地对周围土体产生或大或小扰动,从而引起土体移动变形,最后导致一系列病害,例如会使地表结构物倾斜、开裂甚至坍塌,道路路面发生破损、既有隧道或地下管线断裂、破损等环境岩土问题。
因此针对隧道施工引起的施工变形问题,需仔细分析其产生的原因,根据相关研究理论与施工经验制定可靠的控制预防措施。
1、浅埋暗挖法施工过程中土体变形规律
根据浅埋暗挖隧道施工流程以及隧道施工引起的土体扰动机理可以得到,对于暗挖法隧道来说,可以总结出在施工过程中的土体变形规律可大致分为三个阶段:
1.1、土体开挖和初期支护
土体开挖,作初期支护是第一阶段的主要内容。
在此阶段内,隧道本身处在一种临空的状态下。
特别是在土体开挖后和初期支护强度达到要求前的这段时间内,临空状态尤为明显。
我们可以假定土体在此阶段的移动是向内均匀收敛的。
而且此阶段会产生土体损失,这是因为在开挖时,土体会释放积攒的应力,此时隧道所承受的支撑力较小,处在其周围一定范围内的土体会移动引起地层整体变形。
1.2、初期支护后和二次衬砌前
初期支护以后至二次衬砌强度满足要求前的期间是第二阶段。
在此阶段,初期支护会逐渐由圆形变为椭圆形,这是由于在初期支护强度较低的情况下,其又受到周围土压力和水压力的作用,会在水平方向上推挤周围土体和在竖直方向上产生变形。
此阶段也会引起土体损失,这主要是因为断面收缩变形。
但这种横向和竖向的变形会引起断面面积的减小,也会引起土体损失,只是这种土体损失通常情况下要远小于由于断面收缩变形引起的,而且和断面收缩变形相比一般要滞后,所以可忽略不计。
1.3、二次衬砌后
当二次衬砌的强度满足要求以后的期间是第三阶段。
在此阶段二次衬砌同样也会由圆形变为椭圆形,究其原因,也是由于其周围的土压力和水压力的作用,此时土体变形基本上处于稳定状态。
此阶段引起的土体损失较小,所以整个施工过程中的土体变形主要由前两阶段引起,其原因有两方面:一是二次衬砌强度要远高于初期支护,因此其由圆形变为椭圆形的变化程度较小;二是由于第一阶段土体应力的释放,到此阶段时,作用在其四周的土压力和水压力已有很大程度的减小。
2、施工引起的土体变形模式
地表沉降根据地层条件和沉降过程的特点,可分为拱式沉降和整体沉降两种主要形式。
2.1、拱式沉降
拱式沉降易发生在砂性土地层中。
对于松散地层特别是富含砂性土的地层,当开挖隧道后,会在其上方形成冒落拱或松动拱,而后随着开挖面不断加大,冒落拱或松动拱继续发展,直至形成相对稳定的拱结构。
但拱结构可能会由于施工过程中的多种原因遭到破坏,当拱结构一直发展到与地表连通时就会造成地表的小范围塌陷。
这种破坏通常具有隐蔽性和突发性。
2.2、整体沉降
整体沉降易发生在粘性土地层中。
对于具有一定强度且呈层状结构的地层,随着隧道断面的不断开挖,上覆地层依次发生运动和变形。
各地层的运动和变形在时间和空间上均具有一定的差异性,而且会有明显的成组运动特性,这是由于地层的强度、分层的厚度以及完整性的不同。
所以可以将理论分析和监测结果相结合对此类沉降的发展趋势进行预测。
隧道在施工过程中,在其影响范围内通常会遇到桥的桩基、深埋在地下的管线以及建筑物的基础等地下建造物,在地层变形和传递过程中不可避免的会
与这些地下建造物产生相互作用。
地层的变形传递给结构物后,势必会引起结构物的内力发生变化,当其内力超过极限强度时就会引起结构物的失稳或者破坏。
3、对土体变形的控制预防措施
浅埋暗挖施工工法沿用了新奥法的基本原理,它的特色是建立了信息化量测反馈设计和施工的新理念;支护采用先柔后刚的复合式衬砌结构,初期支护承担全部荷载作用,二次模筑衬砌仅作为保持美观和安全储备的作用;特殊荷载由初期支护和二次衬砌共同承担。
针对土体变形问题,在具体施工中可采取如下措施控制预防。
3.1、“十八字”原则
在施工实践中,我国总结了一套浅埋暗挖法的工艺技术要求:“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。
这“十八字”原则充分体现了浅理暗挖隧道施工的精髓, 不同地质的实际情况应据此进行灵活调整应用。
利用小导管超前注浆,超前预注浆加固围岩,使小导管与围岩形成一个整体,超前构成一个能承受相当围岩压力的管棚结构。
注浆效果应得到保证,必要时可采用小导管注浆和深孔注浆联合进行。
对于注浆量、顺序、材料及配合比等都要结合实际情况严格控制。
3.2、选择合理衬砌支护形式
对于软弱破碎岩层和松散不稳定、上覆土厚度较薄的土层采用浅埋暗挖法施工时,除在开挖施工前预支护和预加固地层外,开挖后还应及时施工隧道初期支护并保证该支护结构能提供足够抗力,这对开挖后隧道的稳定性、地表的移动及变形,都起到决定性的作用。
浅埋暗挖法一般采用先柔后刚的复合式衬砌形式,在设计支护结构时有下面三种情况:初期支护承担全部基本设计荷载,二次衬砌仅起到保持美观的作用;全部设计荷载由初期支护与二次衬砌共同承担;初期支护只是施工期间的临时支护,而将二次支护作为主要承载结构。
在具体工程施工设计时应将支护方式及支护措施、结构设计、施工方法及辅助施工方法等进行综合考虑,并经试验段量测数据进行验证。
3.3、及时监控量测
及时监控量测,数据结果要反馈到设计施工中,以便更好的采取修订处理措施。
在地下工程浅埋暗挖法施工中,监控量测是检验设计参数地面稳定性,评价施工方法的主要依据,它已作为工序要求编入工程预算和施工组织设计中。
目前地下工程施工,尤其是浅埋地下工程,除了在施工前的预设计阶段必须进行地质勘测和试验外,还应在施工全过程中进行监控量测,即用人工观察和各种仪器测试围岩、地面的变化,支护的外观和力学变化,并将实测资料和数据加工处理成为可靠信息,及时反馈到设计和施工中去,以评估围岩的稳定程度和支护结构的可靠度,以便调整施工方法和支护参数。
3.4、富水地层的结构防水
实际施工实践表明,地下工程浅埋暗挖法施工的结构防水问题,应根据其施工环境和条件采取以下改进措施:①加强初期支护的防水能力。
倡导喷射防水混凝土,通过改善喷射混凝土配比、添加外加剂和改进喷射工艺等措施,提高初期喷射混凝土的防水能力;也可在围岩间与初期支护间进行填充注浆,把地下水阻挡于初期支护之外。
②在初期支护表面布设一定数量的引水盲管,将少量初期支护渗漏水引排出去。
防水板铺设到墙角(仰拱不铺设防水层),配合二次衬砌防水混凝土防水。
对于进入初期支护结构和二次衬砌之间的渗漏水,应按照以排为主的原则处理。
4、结语
浅埋暗挖隧道一般都处于松散、软弱土层中,处在这些土层中的软粘土往往都具有流变性。
因此,应根据其施工的地质条件,分析其土地变形沉降的机理,采取合理经济的控制防护措施将土体变形沉降量控制在规范限值范围之内,有效保证隧道浅埋暗挖施工的安全进行。
参考文献:
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[2] 周德培,朱本珍.土质隧道施工变形分析及控制措施[J].广东公路交通,1998(81).。