大断面粉砂土隧道出洞施工技术冯晓东
隧道硬岩掘进机TBM半洞施工技术分析
隧道硬岩掘进机TBM半洞施工技术分析发布时间:2021-12-30T08:44:40.323Z 来源:《中国科技人才》2021年第24期作者:谢春苇[导读] 当下在大断面的隧道施工阶段,技术人员的首选通常是使用TBM掘进设备施工作出导洞之后再进行扩挖。
但这种施工方式目前的使用案例并不多,仍旧处于技术探索阶段,因此使用需要保持谨慎。
本文对隧道硬岩掘进机TBM半洞施工技术的可行性以及设备损害和施工强度的关系等方面都进行了分析,为保障研究价值还结合了实际案例研究,希望能够为该技术的后续应用提供合理参考。
谢春苇安能西藏建设发展有限公司西藏拉萨 850000摘要:当下在大断面的隧道施工阶段,技术人员的首选通常是使用TBM掘进设备施工作出导洞之后再进行扩挖。
但这种施工方式目前的使用案例并不多,仍旧处于技术探索阶段,因此使用需要保持谨慎。
本文对隧道硬岩掘进机TBM半洞施工技术的可行性以及设备损害和施工强度的关系等方面都进行了分析,为保障研究价值还结合了实际案例研究,希望能够为该技术的后续应用提供合理参考。
关键词:隧道硬岩;掘进机;半洞施工随着我国工程落实技术的升级,行业内对各项工程的质量要求也有了明显提高,尤其是隧道工程,不论是从安全还是工程质量的方向分析,都需要技术人员深入理解和掌握相应施工技术。
一、工程概况某水电站水工隧洞的施工位置处于高山峡谷位置,且属于岩溶地区,地质条件十分复杂[1]。
技术人员经过检测发现,当地埋深大、洞线长,需要技术人员面临的关键工程地质问题,就是施工过程的高应力条件下,有可能产生的岩爆以及地下突涌水的问题。
且该工程本身的工期比较紧张,需要技术人员在保障施工安全的同时,注意满足快速施工要求,因此隧洞施工选择的设备就是直径为12.4m的隧道硬岩掘进机TBM开挖施工[2]。
二、试验目的在该工程的隧洞位置开挖进行到高埋深以及高地应力的阶段,技术人员为降低岩爆等情况产生的概率,有必要结合实际情况制定相应施工方案保障TBM能够安全顺利地通过该路段施工。
大断面及浅埋隧道洞口施工技术分析
doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2023.S1.019大断面及浅埋隧道洞口施工技术分析董仕奎,潘登,刘英杰(山东东方路桥建设有限公司,山东临沂276000)摘要:本文通过研究隧道工程相关文献和案例,对大断面及浅埋隧道洞口施工技术进行分析,提出了在施工时需要考虑的技术保证条件,以及制定合理的施工计划、施工原则等一系列相关措施。
文章结合临临高速公路建设中的隧道工程项目,选取了合适的施工方法,结果对提高隧道工程施工效率和质量提供了有力支持,并减少了隧道施工对周围环境的不利影响。
关键词:隧道工程;大断面;浅埋施工;施工方案中图分类号:U455.4 文献标识码:A 文章编号:1673-6478(2023)S1-0067-050引言在当前,国家高速公路网的建设四通八达,众多的工程项目在线路规划中由于需要考虑生态环保、合理距离等因素,有些项目不得不以架桥、开隧的型式进行线路的连接。
其中,在隧道工程的建设过程中,大断面及浅埋隧道洞口施工技术作为其中关键的一环,对于确保隧道的稳定性、施工效率和安全性至关重要。
本文旨在对大断面及浅埋隧道洞口施工技术进行分析,包括施工前的技术保证条件及具体施工方案。
通过选择使用合理施工方法、充分考虑地下结构和施工过程中的安全管理,可以有效地解决大断面隧道洞口施工中的难题,确保工程质量和安全性。
1项目概况车场隧道是临临高速公路建设项目中的其中一个隧道工程,该隧道项目地位于沂源县车场村东800m处,为双向六车道分离式中隧道。
采用“新奥法”设计原理,项目以锚喷混凝土作为初期支护,以模筑防水混凝土作为二次衬砌的复合式衬砌结构。
具体工程量如表1所示。
收稿日期:2023-05-17作者简介:董仕奎,男,中级工程师,从事高速公路工程建设相关工作.表1 车场隧道主要材料工程数量表材料名称单位数量钢筋HPB300 kg 1 079 528.2HRB400 kg 5 854 793.6 工字钢kg 4 514 773.3混凝土C40 m3 3 995.9C35 m339 214.3C30 m37 720.8C25 m334 627.3C20 m311 217.4C15 m335 451.3 土工布m2122 458.1 防水板m289 097.42技术保证措施分析2.1 超前地质预报技术的应用为保障施工的顺利进行和安全性,车场隧道的大断面及浅埋隧道洞口施工主要采用了超前地质预报技术。
超大断面隧道十字岩体法施工技术-城市轨道交通-地铁-微创新-创新技术
2.1超大断面隧道十字岩体法施工技术2.7.1技术产生背景为了减少城市轨道交通施工对城市交通、周边环境的影响,我国越来越多城市采用矿山法的方法对超大断面的地铁车站及区间进行施工,超大断面隧道暗挖施工常采用CRD 或双侧壁导坑法,其思路是将整个大断面分为多个小断面多部开挖,以钢结构、混凝土结构作为临时支撑承受荷载,分段施作结构,最后形成完整的隧道结构。
采用上述方法修建该类超大断面隧道(以地铁车站为主),存在着开挖步序多、临时支撑量大且拆除困难、受力转换关系复杂等难题,变形不易控制,工期及安全难以保障,本工法主要解决了岩石大跨度浅埋条件下的施工难题。
2.7.2技术内容针对隧道围岩的概念,提出了超大断面隧道“内岩支护”的理念,内岩是指地下工程修建过程中需要挖除的那部分岩体,如双侧壁导坑的核心土就是内岩的一种。
“内岩支护”理念是一种利用内岩替代临时支撑,发挥内岩自承能力支护围岩,改善掌子面受力状态,将新奥法“围岩-支护”体系发展为“内岩-围岩-支护”体系的全新理念,见图2.7-1。
图2.7-1 “内岩支护”理念示意图此理念强调发挥内岩承载能力,通过科学划分开挖分部方式,恰当控制“开挖-支护-永久结构”间的步序关系,将整个地铁车站断面划分成上下、左右多个导洞,形成类似于“○十”、“○井”、“○丰”、“○卅”型等形态的隧道内岩临时支护结构,采用“主动式”内岩支护结构替代传统的“被动式”钢拱架支撑结构,改善了“围岩-支护”体系受力状态,减少了围岩变形,提高了施工过程结构整体稳定性。
超大断面隧道“十字岩体法”施工技术是利用十字形内岩支撑,将大断面隧洞划分为上下左右四个导洞进行分步开挖与支护,然后限长分段解除内岩,最后施作永久结构的一种暗挖施工方法。
如图2.7-2所示,首先顺序完成4个导洞开挖与支护作业,保留4个导洞间的内岩作为主动临时支撑结构,然后按照限长分段原则解除部分内岩,形成永久结构作业空间,利用内岩作为模板台车支撑的一部分(见图2.7-3),开展永久结构施作,最后挖除剩余内岩,施作底部永久结构。
浅谈富水、黄土状粉质壤土隧洞大断面开挖施工技术
验。
关键 词 : 富水 ; 井真 空降 水 ; 型 井点 降水 ; 时仰拱 ;R 深 轻 临 C D法
中 图 分 类 号 :U7 文 献 标 识 码 : T 4 B
兰
: C ia N w e h oo isa d P o u t h n e T c n l ge n r d cs
工 程 技 术 工 技 术
翟 斌 刘 万 荣
( 中国水 电第十一工程局有限公 司, 河南 郑 州 4 0 1 ) 50 6
每层 c 喷层 总厚度 7m, 于洞底 板 2m, 降水 井均为 真空 降 射砼 分层进 行 , 厚度 5 m左右 , 7 低 5 所有 水井 ,L 60 m, 中井底 ( 程 : ~ 2 为 要求 达到 2c 。 孑径 0m 其 高 7 8m) 7 0m —.......... N ...。。,.,. .[ n ..n.... ... .... . — ... n .∞ . 0n . .. n 0 n m 2 12 ② 上导洞侧墙 开挖支 护。开挖 高度 3 采 m, 穿黄 隧 洞进 口段 位 于 隧洞 进 口建 筑物 以 5 沉 淀 管 ,高 程 8 ~ 1m 为 无 砂 管 段 , 1m 16 16 为砼 实管 段 , 之上 安 装 钢 用 小 型反 铲 (2 0 m) n —. 开挖 , 型 自卸汽 车 运 5 小 北 , 所处位 置分 A、 根据 B两洞 ( 左侧为 A洞 , 右 l2 ~ 2m(3m) 输 。 侧交 错开挖支护 , 双 先侧墙 , 中隔墙 。 再 每次 侧为 B ) 洞 , 两洞结 构形式相 同。隧洞分两期成 管 。 型 ,一期结 构尺寸按满 足盾构完成亡 山隧洞 掘 () 2水平井 。沿隧洞下半洞 开挖线外侧 布置 开挖进尺原则 为 1 榀型钢间距 , 免拱架 同时 避 尽 拱脚 进后 出邙山要求设 计 ,二期结构 尺寸按隧洞 过 水 平 降水 井 , 井深 5m, LL 14 m, 悬 空。每侧开挖 完成后 , 决接 长钢拱架 , 水平 0 成孑 孑径 m 1 流要 求设计 。本方 案主要叙述 穿黄隧洞进 口 段 孔 内安装软式 透水管及钢花 管 ,孔 口密封后 使 部位仍然垫预 制砼块及 安装锁脚锚杆 ,然后挂 用 真空抽水 , 以降低地下水位 。 A洞布置 1 孔 , 网喷射砼 。 8 期施 工的方法与措施 。 2 ③临时仰拱 封闭 。每榀钢拱 架接长 至隧洞 穿黄 隧洞 进 口段长 3m, 5 纵坡为 4 1 . %。隧 .B 布置 l 孔 。 9 洞 洞衬 砌后断面 为圆形 , 口渐 变段长 1m, 直 进 5 洞 (j型井点 :残余 底下水位在 洞 内采 用轻 腰线后 , 3圣 ) 底部及 时做临时仰拱 封闭 , 仰拱 采用 I 2a 0 工字钢 , 间距与 洞身拱 架一致 , 洞身拱 并与 径 由 1m 渐变 至 9 m,洞 身段 长 2m,直 径 型井点辅助降水 。 l . 4 0 3C . RD法 2 架焊接为—个整体 。仰 拱间使用 I 6 工字钢连 1 9 m, 砼衬砌厚 度均为 0 m, . 两段 4 . 洞身段末端 另 8 接, 间距 3 仰拱 之间喷 1c m, 0m厚 C 0 。为改 2砼 设l m厚 砼堵 头。 善支护结构受力 , 上导洞底部两 侧做 I 6 倒角 。 1 1 2 地质 睛况 —、 ④ 轻型井 点降水 。 在上导洞底板实 施降水 , 穿黄 隧洞进 口段 位于 黄河南 岸邙 山岭 , 原 始地表高程 为 15 10 , 6~ 7 m 经开挖后 形成 10 、 5 m 采用轻型井点 , 根据开挖进 尺向前推进 。 导洞 左 卫 、 井 点布 置左右 两排 ,距 边墙 3c 0m,纵 向 间距 10 10 10 四级 马道 , 坡坡 比分 为 1 4m、3m、2m 边 : 1m . 。井管 采用 中3. m钢管 , 度 5 6 外 0 2r 5 a 深 - m, 0 和 11 . 7 :两种 , 马道宽度 2 2 m不等 。根据招 -3 倾 1。 , 5 底部 3 m钻花 管 , 管孔 径 8 m, 孑 花 a r 开 L 标文件提供 的地质资料 ,结合我部在 隧洞 进 口 率不低 于 1%, 5 外包 10目 网。 型井 点采用 0 滤 轻 区开挖情况 , 隧洞进 口区地 质情况如下 : 地层结 构上部 为 a 3 土( l 黄 Q ⑥层 、 层 ) 2. m 浅 ⑦ , 55 , 厚 6 JJ 6 型真空泵抽水 。右侧 导洞仅布置外 侧墙 S一 0 排轻型井点 。 层黄土具 有弱湿 陷性 , 随深度的增大 , 陷性 降 湿 CRD 法施 工顺 序 图 3 2 2.下导洞施工 工艺 低 , 中等压 缩 , 剪强度 较 高 , 具 抗 发育 有垂 直节 施 工顺序说 明 : 上导洞 12 左右 、 部开挖 , 再 0 T半洞侧墙 开挖支护 。下 导洞施工 实际 ) 理 。中下 部为 a 3 l 黄土状 粉质壤 土 ( Q ⑨上 、 ⑨ 进 行下导洞 34 、 部开挖 , 成后开 挖仰拱 , 完 完成 为台阶开挖。 开挖 高度 3 m, 5 舡 工艺 同上 。 采 1⑨夹 、 一 、 下层 ) 厚 2. m, 中⑨ 仰拱 后 , 、 ⑨ 2⑨ , 层 53 其 2 暂停开挖 , 子面进行封 堵加 固。然 对掌 0 ~. 2 5 开 小 l 一 两层 为饱 和软 黄土 状粉 质 壤土 , 、 2 ⑨ 抗剪 后 进行砼 内衬 , 前一段砼衬 砌至上半洞 后 , 用小 型反 铲 (. 0 m ) 挖 , 型 自卸 汽 车运 完成 双侧交错开挖 支护 , 先侧墙 , 中隔墙 。 再 每次 强度低 。隧洞 围土 由 O 黄 土状 粉质壤土 组成 , 恢 复开挖施工 , 复上述步骤 。整体推进 至终 输。 3 重 榀型钢 间距 ,避免拱架 同时 夹有⑨一 黄土状粉质壤 土软层 , 2 强度较 低 ; 隧洞 点 ,对掌子面进 行钢筋砼 衬砌 ( 度 l 封 开挖进尺原则 为 1 砼厚 m) 悬空 。每侧开 挖完成后 , 陕接 长钢拱架 , 尽 拱脚 底部 为 a 2 质壤 土 , l 粉 Q 土体致 密 , 承载力较 高 , 堵 。 部位仍然 垫预制砼块 及安 装锁脚锚杆 ,然后挂 耐水 性较好 。隧洞进 口区地下 水位约 10 高 4m, 3 1 2.上导洞施工工艺 为确保 台阶以上洞体稳定 , 每榀钢拱 出 隧洞 底 板 约 3m,围 土 渗 透 系 数 为 1 7 .x 0 ①左 ( ) 右 拱部开挖 及支护 。在支护范 围拱 网喷射砼 。 1— c /~ .X 0 4ms具弱透水 性。 0 5m s 1 1— c /, 0 架接长至 下导洞底板后 , 部及时做 临时仰拱 底 部 15 3o范 围 ,采用 K Y 15 B型 电动变速 H D 5A 仰 a 2 仰 1 13施工特点 —、 岩石钻机 干法钻孔 , 欠『导向跟管钻 进 , 一7 生 管棚 封 闭 , 拱采用 I 0 工 字钢 , 拱 间使 用 I 6 () 1隧洞开挖 断面超过 10 , AB洞 净 钻进到位 后注浆 。注浆浆 液采用水泥一 水玻璃 工字钢 连接 , 2m2且 、 间距 3 仰拱之 间喷 1c m, 0m厚 C 0 2 砼 。同时 , 据地下水位 情况和开挖 进尺 , 根 确定 间距 仅约 1m, 6 施工难度大 。 双液浆 , 管棚支护范 围以外的洞周拱 部及洞 在 () 2渐变段顶 部覆 盖层薄 , 属浅埋 黄土隧洞 , 内临时导坑拱 墙布置超 前锚杆 , 杆采用 2 在下导洞底板 两侧布置轻型井点 。 锚 5 ②仰拱 开挖支护 。仰拱 分左右 两侧分别 开 对洞身变形控制要求高 ; 钢筋 , 长度 2 m, . 间距 2c 拱部开挖断面 为半 5 0m。 先 逐榀进行 。采用小 型反铲结合 人 () 身低 于原始地下水位 近 4m,受地下 环形 , 心土 , 工开挖 , 分发挥 掌子 面 的 挖 , 左后 右 , 3洞 0 留核 人 充 工 快速开挖 , 完成后立 即施作钢拱 架 、 隔墙 立 中 水影响 ; 约束作用 , 增强开挖 后的土体 自稳能力 。 拱部 台 柱 、 杆 、 等支护 , 右形成 封闭后 , 除下 锚 喷砼 左 拆 2施工方案 、 阶超前上 导洞 下部 2 3 。 - m 并且每次开挖进 尺与 根据 以上施 工特点 , 结合 本工程实 际情况 钢拱架 间距 相匹配。 每次进尺开 挖完 毕后 , 即刻 导 洞临时仰拱 。中隔墙及上 导洞仰拱在开 挖完 待砼 目的一是 以及借鉴 类似本工程 的成功经验 ( 西客运专 快 速进 行钢拱架 及中隔墙立 柱支立 ,钢拱架 采 成 后不予拆 除 , 衬砌完成后 拆除 , 郑 二是作为砼衬砌施工平 台。 线等大 断面黄土 隧道施 工 ) 定穿黄 隧洞方案 用 I 0 工字钢 弯制 , 段加工 , , 确 a 2 分 拱架采 用螺栓 稳定洞室 , 4隧洞砼衬砌 。 、 隧洞衬砌分段进行 , 在设计 为 : 降水 ( 井真空 降水 , 施工 深 轻型井 点降水 ) 结 连 接或钢板焊接 。 拱脚部 位矧 则 两根 2 锁脚 5 两段基础上分 段 , 口渐变段 分两段 , 段长度 进 每 合 C D法开挖 。 R 锚 杆 , 外露部 位与钢拱架焊接 。 锚杆 钢拱 架
地铁大断面隧道砂卵石地层深孔注浆施工技术
1工程概况北京地铁昌平线二期08标段盾构井(K5+657.500)—水库路站区间位于昌平区府学路主干路正下方,采用暗挖法施工,地表管网密集,周边建(构)筑物众多,交通繁忙。
区间右线大断面隧道起止里程为K6+378—K6+593.254,长215.254m 。
1.1工程地质情况大断面隧道拱部主要位于砂卵石⑤层,局部位于粉质黏土层。
卵石⑤层呈杂色,中密~密实,湿~饱和,最大粒径500mm ,一般粒径30~50mm ,粒径大于20mm 颗粒含量占60%左右,亚圆形,母岩成分主要为石英砂岩、灰岩及安山岩,细中砂充填。
1.2水文地质情况在勘察深度范围内,该段线路赋存4层地下水,分别为上层滞水(一)、潜水(二)、承压水或层间潜水(三)和承压水(四)。
开挖范围内主要涉及潜水和层间水。
根据现场实地踏勘结果,在拱部深孔注浆标高部位没有明流水,潜水(二)和层间水(三)对该工程深孔注浆没有实质性影响,但应注意排查雨污水管线有可能发生的滴冒跑漏现象及季节降水补给对深孔注浆的影响。
2深孔注浆加固原理注浆施工中,浆液在地层中的作用方式主要表现为4种:渗透扩散、劈裂扩散、裂隙填充和挤压填充。
渗透扩散是指浆液在压力作用下,在不改变土体结构和颗粒排列的情况下,挤走颗粒间的游离水和空气,达到填充土体孔隙的目的,浆液凝结后,达到加固土体与堵水作用。
通过增大注浆压力,浆液向地层孔隙的更远处渗透。
劈裂扩散是当注浆压力超过劈裂压力时,土体产生水力劈裂,也就是土体内突然出现裂缝,于是地层吸浆量突然增加,浆液呈脉状进行渗透。
劈裂扩散时,浆液在注浆压力作用下先后克服地层的切应力和抗拉强度,使其在垂直于最小主应力的平面上发生劈裂,浆液便沿此劈裂面深入和挤密土体,并在其中产生化学加固和形成作为骨架的浆脉。
劈裂扩散通过形成网状劈裂脉,使土体的力学性质及透水性得以改善,从而达到注浆加固和堵水的目的。
在以砂卵石和中粗砂为主的地层中,浆液的作用方式主要是渗透扩散和劈裂扩散。
复杂周边环境下浅埋超大断面隧道施工技术
复杂周边环境下浅埋超大断面隧道施工技术李沛东【摘要】结合工程实例,简单介绍了工程的水文地质条件及周边环境,阐述了如何应用隧道开挖支护技术、微震爆破技术、防空洞处理技术、全面衬砌技术及相关监测技术,解决浅埋超大断面隧道的施工难题,保障工程质量.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2019(045)012【总页数】2页(P142-143)【关键词】隧道;施工技术;微震爆破技术【作者】李沛东【作者单位】山西路桥第一工程有限责任公司,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】U455对于复杂周边环境下的浅埋超大断面隧道工程施工,施工单位不仅要考虑复杂环境给工程施工带来的各种影响,还要考虑如何应用有效的施工技术保证施工质量,确保隧道工程的顺利施工,并提高隧道工程施工效率。
尤其是大多数隧道工程基本是在城市范围内,只有采用合理的隧道施工技术才能保护周边建筑物,减少施工给周边环境带来的影响。
1 工程介绍在具体应用隧道施工技术时,一定要了解工程概况、水文地质、周边环境。
这样才能科学设计隧道,合理选择施工技术,从而保证隧道设计质量。
1.1 概况其中包括隧道全长、地层厚度、隧道断面等。
需要注意的是应完全掌握隧道断面的开挖宽度、开挖高度、开挖面积等数据资料。
本文主要以某城市轻轨工程中的某一站隧道建设为例。
其中隧道全长为190 m,隧道横跨四个高度的断面。
另外,其开挖宽度约(22±0.3)m,开挖高度约(20.3±0.4)m。
隧道结构为直墙拱形断面、复合式衬砌结构。
1.2 水文地质更好地了解水文地质条件,有利于科学选择支护技术,且更能保证地表不会塌陷,影响到工程施工质量。
该工程的地质环境比较复杂。
其中地层最上层主要是夹杂砂质粘土的普通土,下层为基岩,呈厚层状,且质地非常坚硬。
另外,隧道范围内的地下水量较少,且只有上层含有少量滞水。
1.3 周边环境该车站隧道建设部分原为步行街。
其沿线两侧有酒店、电影院、百货大楼等多个高层建筑。
大断面隧道在软弱不均匀地层中出洞施工技术
construction,fo 】软 弱不均 匀地层 :数值模型建立 :隧道支护
[keywords]wea kinhomogeneousstrata;numericalmodeling;roadwaysupport
【中图 分 类 号1U455.4
【文 献 标 志码 IB
2.4 施工 过程 模拟
一 一*
由十 不同隧道在进行不 同工 序施 工时存在 不同的应力 , 此 ,在对隧 道进 行模 拟施 工时 ,需采用分段开挖的方式来进 行操作 。小导洞在进行出洞施工时 ,主要 分为以下 儿个 步骤 :
(The7thEngineeringCo.Ltd.ofChinaRailway12thBureauGroup,Changsha 410004,China)
【摘 要 】通过对 大断面隧道在软弱 不均 匀的地 层中的 出洞施工技术进 行分 析和研究,重点 对小导洞 出洞 方案的实 用性 进 行分析 和探讨 。通过分析后 发现 .小导洞 出洞方案能有效地控制 围岩 变形情况的发生,保证 了施工顺利进行 ,可供 参考 。 [Abstract]Based on the large section tunnel in weak inhomogeneous formation in a tunnel construction technology analysis and
工研究 。
施 工时 ,处于 雨季 ,降水量较大 ,容易发生坍塌等地质灾害 .存 在较大 的风险 。因此 ,根据施 工环境选择何种类型的 出动方式 保证施 工的安全和边坡的稳定是现阶段施工 中需迫 切解决的 问题 。
2 出洞施 工方案的 比选
高速公路在进行大断面隧道施 工过程 中,主 要采用二台 阶 的方式来进行操作 ,并在穿高压输 电铁塔施工时 也采用此 方法进行操作 ,获取 _,一定的效果 。在邓家湾左线进 口进行施 工时 ,旨先对地层进行加阎处理 .再采用三台阶 法来 进行操 作 ,确保顺利完成出洞操作 。由于 出洞地段存在一定程度的偏 压 ,且 围岩稳定性较 差 ,并 未对 其进 行加固 处理 ,通 过对 3台 阶 法直接 出洞方案 和小导洞出洞方案进行对比后 .制定 出最 合适的施工方案 .确 保隧道施工的顺利 。
风积粉、细砂隧道安全快速施工工法(2)
风积粉、细砂隧道安全快速施工工法一、前言随着城市建设的不断推进,地下空间利用越来越广泛,地下工程的快速施工工法成为了当前工程建设领域的热门话题。
本文将详细介绍一种名为“风积粉、细砂隧道安全快速施工工法”的施工方法,该方法以其独特的特点和优势,在实际工程中得到了广泛应用。
二、工法特点“风积粉、细砂隧道安全快速施工工法”是一种利用风力将湿粉体颗粒通过风管送至砂箱,完成隧道施工的工法。
其主要特点如下:1.快速施工:该工法利用风力将粉体颗粒输送至砂箱,克服了传统施工方法中挖进工序的繁琐和耗时问题。
从而大大提高了施工效率,缩短了施工周期。
2.安全可靠:采用风力输送的方式,避免了传统施工中需进入风险区域操作的隐患,保证了施工人员的安全。
3.环保节能:该工法使用风力作为主要动力源,不需要额外的能源输入,减少了能源消耗和环境污染。
三、适应范围“风积粉、细砂隧道安全快速施工工法”适用于各种地质条件下的隧道施工,尤其适用于岩层薄、稳定性差、含水量高等复杂地质条件下的隧道施工。
同时,该工法还适用于长距离和大断面隧道的施工。
四、工艺原理该工法的核心在于利用风力将粉体颗粒从颗粒产生区通过风管送至砂箱,完成隧道挖进工序。
具体而言,施工工艺分为以下几个步骤:1. 设计风力系统:根据实际地质条件和施工要求,设计风力系统,包括风机、风管等。
2. 准备风积粉和细砂:根据工程需求,选择合适的风积粉和细砂,并进行配比。
3. 送风管安装和调试:将风管安装在挖进工点位置,通过风机提供足够的风压,使粉体颗粒通过风管输送至砂箱。
4. 砂箱收集和处理:将输送至砂箱的颗粒材料进行收集和处理,然后重新投入到风积粉和细砂的生产中。
五、施工工艺施工工艺主要分为以下几个阶段:1. 预备工作:包括地下空间的准备、风力系统的安装和调试等。
2. 砂箱施工:根据设计要求,进行砂箱的制作和安装。
3. 风管布置:根据隧道所在位置和施工要求,进行风管的布置和固定。
4. 风力系统操作:根据地下空间的尺寸和复杂程度,进行风力系统的操作和调整。
大断面矩形管廊顶管法施工土体改良技术在粉砂土层中的应用
270信息技术与机电化工一、管节涂蜡根据类似矩形顶管顶进施工经验,在管节下井前在管节四周外壁进行涂蜡、烘烤处理,减小管壁与土体的摩擦系数,从而有效减小顶进过程的摩擦阻力。
二、触变泥浆对于矩形顶管工程,减阻泥浆要具有良好的触变性,泥浆注入管道与隧洞的间隙后,由于无需循节流动,只需使其长时间的保持在节空间隙内,形成凝胶体填充管节与地层间隙,维持良好的润滑减阻作用。
因此,触变泥浆设计时,主要考虑以下点:(1)足够的粘度和小的滤失量,足够的粘度,较小管壁周围土体扰动,较小的滤失量使泥浆在高渗透性砂层能保持长时间不漏失;(2)良好的触变性,使泥浆注入后能迅速变成凝胶状,支撑地层;顶管顶进时,泥浆与管节发生相互运动,泥浆切力减小,为管节润滑减阻。
(3)泥浆要具有优良稳定性,泥浆不因地下水侵入、随时间增长而失去稳定性。
顶管始发前我单位根据以往施工经验及粉砂层土层物理性质确定触变泥浆配合比。
顶管顶进过程中对3组触变泥浆配合比进行配制,根据实际顶进过程中主顶顶力数值变化来通过改变触变泥浆后千斤顶顶力变化来确定在粉砂层中矩形顶管顶进最佳触变泥浆配合比。
顶进前根据初始配合比进行触变泥浆制作,触变泥浆制作完成后经过24小时发酵后进行触变泥浆注入。
顶管机出加固区进入原状土后触变泥浆未能达到预期的润滑效果,千斤顶顶力基本高于理论顶力50%以上,根据千斤顶顶力变化反映出初始触变泥浆配合比稳定性差,容易离析,且润滑效果不佳。
项目及时对初始触变泥浆配合比进行改进,根据触变泥浆稳定性差,易离析现象,将普通膨润土改为高粘性膨润土,同时加入泡沫剂对高粘性膨润土加速发酵,保证高粘性膨润土充分发酵。
第一次改进后配合比:采用改良后的触变泥浆,主顶顶力明显下降,下方为采用改良后摘要:我单位承建的广济路矩形顶管工程作为国内跨越地铁段管廊领域断面最大的矩形顶管工程,于2017年10月12日顺利始发,截至日前累计顶进31.4m。
广济路9.1×5.5m 综合管廊矩形顶管顶进长度达73.6m,为大断面顶管,穿越土层为粉质粘土夹粉土及粉砂夹粉土,顶管穿越该类土层施工时阻力较大,同时顶管断面较大且外表面的转角不利于减阻泥浆的均匀分布,往往造成管顶背土,引起顶进困难,为保证顶进施工顺利,我单位主要采取以下几方面措施以控制顶进施工顺利,,下面就施工过程中针对大断面顶管施工措施控制情况汇报如下:关键词:顶管法施工;土体改良;沉降措施触变泥浆顶进施工的顶力曲线图:根据改良后的触变泥浆配合比顶进顶力曲线对比:改良后的触变泥浆明显优于初始触变泥浆配合比,主顶顶力有明显下降趋势,但主顶顶力仍然高出理论顶力20%左右,触变泥浆润滑效果仍然无法达到理想值,且顶力仍存在较大变化,变化幅度根据根据触变泥浆注入置换速度有关,在初期更换触变泥浆时顶力润滑效果明显,但后期触变泥浆需持续压注,触变泥浆仍有离析现象。
浅谈富水黄土状粉质壤土隧洞大断面开挖施工技术
浅谈富水\黄土状粉质壤土隧洞大断面开挖施工技术作者:翟斌刘万荣来源:《中国新技术新产品》2011年第02期摘要:通过对南水北调中线穿黄I标穿黄隧洞的施工,总结了深井真空降水和洞内轻型井点降水结合CRD法开挖的施工经验。
关键词:富水;深井真空降水;轻型井点降水;临时仰拱;CRD法中图分类号:TU74文献标识码:B1、概述1-1、工程概况穿黄隧洞进口段位于隧洞进口建筑物以北,根据所处位置分A、B两洞(左侧为A洞,右侧为B洞),两洞结构形式相同。
隧洞分两期成型,一期结构尺寸按满足盾构完成邙山隧洞掘进后出邙山要求设计,二期结构尺寸按隧洞过流要求设计。
本方案主要叙述穿黄隧洞进口段一期施工的方法与措施。
穿黄隧洞进口段长35m,纵坡为4.91%。
隧洞衬砌后断面为圆形,进口渐变段长15m,洞直径由11m渐变至9.4m,洞身段长20m,直径9.4m,两段砼衬砌厚度均为0.8m,洞身段末端另设1m厚砼堵头。
1-2、地质情况穿黄隧洞进口段位于黄河南岸邙山岭,原始地表高程为165-170m,经开挖后形成150m、140m、130m、120m四级马道,边坡坡比分为1:0.7和1:1两种,马道宽度2-23m不等。
根据招标文件提供的地质资料,结合我部在隧洞进口区开挖情况,隧洞进口区地质情况如下:地层结构上部为alQ3黄土(⑥层、⑦层),厚25.65m,浅层黄土具有弱湿陷性,随深度的增大,湿陷性降低,具中等压缩,抗剪强度较高,发育有垂直节理。
中下部为alQ3黄土状粉质壤土(⑨上、⑨-1、⑨夹、⑨-2、⑨下层),层厚25.23m,其中⑨-1、⑨-2两层为饱和软黄土状粉质壤土,抗剪强度低。
隧洞围土由Q3黄土状粉质壤土组成,夹有⑨-2黄土状粉质壤土软层,强度较低;隧洞底部为alQ2粉质壤土,土体致密,承载力较高,耐水性较好。
隧洞进口区地下水位约140m,高出隧洞底板约37m,围土渗透系数为1.0×10-5cm/s~1.0×10-4cm/s,具弱透水性。
软弱围岩地层隧道大断面机械化施工工法的应用
软弱围岩地层隧道大断面机械化施工工法的应用摘要:为了切实而又有效地达到将软弱围岩地层隧道大断面工程整体施工质量提升的目的,施工作业人员在工作过程中需要针对性地对先进且高效的机械化施工方法加以采用,在降低作业强度的同时,让作业人员对施工流程有一个更加全面与清晰的了解,为原有施工作业空间能够得到相应的优化提供可靠保证。
本文结合工程实例展开具体的施工工法应用研究。
关键词:软弱围岩地层隧道,大断面施工,机械化施工工法在软弱围岩地层隧道大断面工程施工作业的开展过程中,若是一味地对传统施工工艺加以采用,无疑会在较大程度上将工程的施工周期延长。
通常情况下,软弱围岩地层隧道大断面工程都表现出较为明显的隐蔽性以及危险性特点,受到施工空间较小且施工环境较为恶劣等相关因素的影响,隧道工程的施工往往有较大的难度。
1工程概况与施工设备此项目隧道属于软弱围岩地层隧道,施工线路长达5.5km。
勘测结果显示,此项目整段施工线路中达到III级、IV级、V级围岩的线路长度分别为1.49km、1.05km与0.72km,地质深埋情况相对较好,最大的埋深距离大约为0.32km。
施工作业按照顺坡的方向来进行,最初设计的纵坡规格为23‰。
隧道岩层主要包括页岩和灰岩,其中岩体表现出较为突出的碎裂情况,由于有岩溶和瓦斯等的存在,施工效率以及施工质量均在一定程度上受到影响。
从整体层面上看,此项目的施工环境并不理想,表现出施工长度比较长以及施工难度比较大的特点,测定结果显示,该隧道的风险等级为II级。
工程起始与结束里程规划为DK449+034~DK452+300,最初,计划项目在4年之内完工,实际此项工程在计划时间内提前完成。
在针对此项目开展隧道大断面施工作业之时,为了确保施工作业的进行足够顺利,同时,将施工环节各项风险因素降到最低水平,对成本支出进行合理控制,最为重要的,确保施工质量与效率,拟对机械化施工工法加以运用,同时,科学而又合理地规划所需工装和设备。
干燥粉细砂上覆新黄土大断面隧道施工技术
干燥粉细砂上覆新黄土大断面隧道施工技术
李建军
【期刊名称】《公路交通技术》
【年(卷),期】2012(000)005
【摘要】介绍大西铁路客运专线上白隧道超前密排斜向咬合旋喷桩、多台阶留核心土分部开挖、控制支护脚部下沉、控制掌子面挤出位移及掌子面后方位移等综合技术,论述成功解决下半断面为干燥粉细砂地层隧道的施工技术方法.
【总页数】3页(P119-121)
【作者】李建军
【作者单位】中铁十二局集团第三工程有限公司,太原030024
【正文语种】中文
【中图分类】U455.4
【相关文献】
1.浅析隧道穿越干燥密实粉细砂层施工技术方案 [J], 曾青
2.富水浅覆不均匀地层大断面隧道快速施工技术研究 [J], 苏立华
3.干燥粉细砂地层大断面隧道施工力学行为分析 [J], 包烨明
4.干燥粉细砂地层大断面隧道全断面开挖施工工法 [J], 李建军;
5.第三系弱胶结富水粉细砂岩地层双线铁路大断面隧道施工技术∗ [J], 张文新因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
粉砂大断面暗挖隧道拆撑技术
粉砂大断面暗挖隧道拆撑技术孙彦辉【摘要】以石家庄地铁留村站—火炬广场站粉砂大断面区间为例,介绍了粉砂大断面拆除钢支撑的施工条件与试验段选取方法,并阐述了临时支撑拆除的步骤及注意事项,旨在确保隧道和周边环境的安全.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2017(043)007【总页数】2页(P169-170)【关键词】大断面隧道;临时支撑;地表沉降;监测指标【作者】孙彦辉【作者单位】石家庄市轨道交通有限责任公司,河北石家庄050000【正文语种】中文【中图分类】U455随着城市轨道交通建设的快速发展,风险高的大断面隧道数量不断增加,科学合理的控制大断面隧道拆除支撑这一环节十分重要[1]。
雷震宇等[2]、张建国等[3]对拆除支撑后隧道的安全性进行数值模拟分析。
本文以石家庄地铁留村站—火炬广场站暗挖区间为研究背景,对粉砂大断面安全拆除钢支撑施工技术进行总结。
留村站—火炬广场站区间沿长江大道敷设,基本位于长江大道绿化隔离带下方,区间由留村站开始,向东下穿昆仑大街后至火炬广场站,暗挖段采用双侧壁导坑法施工,开挖宽度12 m,高度9.735 m,初期支护为喷射混凝土加格栅拱架,临时支护厚度30 cm。
双侧壁导坑法横断面图见图1。
本区间主要穿越地层为粉细砂④1、中粗砂④2、粉质粘土⑤1、中粗砂⑥2,拱顶主要土层为粉细砂④1及黄土状粉质粘土③1。
地下水位埋深在40 m~45 m,但不排除大气降水等原因造成局部存在上层滞水的可能性。
3.1 临时支撑拆除的施工条件1)首先对支撑拆除段地表沉降以及洞内监控量测的数据进行分析,拆除支撑前,必须确认监测数据已经趋于稳定。
2)为确保安全,临时支撑的拆除安排在隧道底板施工完毕后进行。
3)临时支撑拆除过程中,必须保证测量人员全程监控,及时有效的分析数据,确保施工安全。
3.2 选取试验段将里程K21+449~K21+437共计12 m范围设置为临时支撑拆除试验段。
试验段选取主要从以下方面考虑:1)由施工监测方数据得知,此段地表沉降累计值为19.37 mm~22.31 mm,洞内拱顶沉降累计值为12.3 mm,水平收敛累计值为11.52 mm。
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大断面粉砂土隧道出洞施工技术冯晓东(中铁十二局集团第三工程有限公司,太原030024)对于单口掘进的中、短隧道,安全出洞是实现整座隧道顺利贯通的关键工序。
大西客运专线下白隧道、朱摘要家山隧道洞口端河沟深切、地质条件差,如采用单侧掘进贯通的施工方法,易引发边坡失稳及工程性滑塌、坍塌,同时可能产生冒顶,安全风险大;从出口端开辟工作面,需另外增加空压机发电机等大型设备,投入较高,耗时长。
施工中通过采用上台阶超前导洞出洞从出口端反掘贯通的施工方案,成功解决了隧道出洞难题,取得了显著的经济效益和社会效益,颇值类似工程借鉴。
大断面;隧道;超前导洞;三台阶开挖法关键词Abstract Safe digging out is the key process to run through the tunnel smoothly in aperture heading formiddle,short tunnel. Because geology is poor and Rain-fed stream is deep at xiabai and zhujiashan tunnelof DaXi passenger rail line, and if single-sided driving is processed , engineering sliding, collapse and slopeinstability is easier to be triggered, and may have a roof, security risks; if construction is benginned fromthe outlet port open face, additional equipment such as air compressors-generators is needed,which meansmore input and longer time.Through the use of higher level in advance of construction hole out from theoutlet port programmer against driving through construction, successfully solved out the problems. key point to technical control and precautions during the construction is introduced based on engineering practice.Keyword Large section tunnel; Advanced drift; Three-step excavation method;1工程概况新建铁路大同至西安客运专线8标段朱家山隧道740m/1座,下白隧道632m/1座,均属于中隧道,施工中采用单口掘进,因此,安全出洞成为整座隧道顺利贯通的关键。
隧道地质情况较复杂,2最大开挖断面达162m,黄土台塬地貌,冲沟发育,边坡陡直。
粉砂土的不良地质及偏压对洞身结构有一定影响,洞口段施工难度大。
2施工方案2.1施工方案的优化原设计隧道出口段采用长大管棚超前支护,从出口端开辟工作面双侧壁法暗挖施工,基于以下[1]原因对施工方案进行优化。
(1)双侧壁法开挖分部较多,每部开挖需距离3~5m,因此纵向距离较长,导致仰拱、衬砌与开挖面距离过长,不能及时封闭。
临时支撑较多,黄土隧道洞口段施工不宜爆破扰动,人工拆除困难。
(2)洞口端地形复杂,从出口端开辟工作面难度大,耗时长,需增加大型设备,经济代价高;如采用单侧掘进贯通的施工方法,易引发边坡失稳及工程性滑塌、坍塌,同时可能产生冒顶,安全风险大。
根据实际施工情况综合比较,提出了采用小导洞提前出洞从出口端反掘的施工方案,洞身开挖采用三台阶预留核心土弧形开挖法。
2.2优化后的施工方方案所示。
1优化后的施工断面示意图,如图 2.2.1.横断面纵断面图1 优化后施工工法横、纵断面图2.2.2施工关键技术及控制要点[2]1)洞内三台阶施工000(1)采用密排超前小导管进行超前支护,导管长度4.0m,外插脚10~15,拱部140 范围内设置,根据地质进行加密,局部环向间距调整至10cm。
(2)快速支护技术:针对粉砂土不稳定性,开挖以人工为主,单工序分区段作业,及时喷砼封闭。
由于采用I25钢架且单元长,重量过重,安设时工人劳动强度大,耗时较长,针对这一现象,采用自制的钢架安装辅助工具,是一种钢拱架安装时抬升、固定的辅助工具,制作简单,耗材少,通过转动焊接在螺帽上的扳手,使螺杆支撑钢架升高到设计高度,由于有上端卡口与钢架连接牢固,所示。
2少数工人通过该装置即可将钢架固定牢固,大大缩短了工序作业时间,如图钢架安装辅助装置2 图(3)严格控制台阶长度,不得超过5m,仰拱、衬砌及时跟紧,仰拱距开挖面不超过15m,二衬距开挖面不超过30m。
(4)鉴于洞口段浅埋覆盖层较薄,且地质条件复杂。
初期支护刚度必须保证,应采用强支护,确保施工安全。
采用I25a工字钢钢架,间距60cm,喷射混凝土厚度35cm,打设3.5m长φ22砂浆锚杆作为系统加固锚杆,间距100cm×120cm,台阶拱脚处均安设4根φ42锁脚锚管(L=4米)将钢架与岩体紧密连接,底角置于基岩上,不能有悬空现象,φ8钢筋网(20cm×20cm),初期支护全断面封闭成。
(5)当中、下台阶地质为粉砂土地层时,针对该地质开挖时自稳差的特点,为了缩短封闭时间,我们对三台阶开挖法进行了一定的调整,上台阶分区段开挖支护,中、下台阶进一步各划分为两个台阶,形成四台阶或五台阶开挖法,这样就可在支护施工中快挖、快支、快封闭,如图3所示。
五台阶开挖示意图图32)超前导洞施工混凝土封闭,粉砂C25厚的5cm处,停止正洞开挖掘进,喷射15m当掘进至距离出洞位置剩余.土地质挂设钢筋网片,开始超前小导洞掘进施工。
小导洞采用较小的半椭圆断面结构,施工中采用3.0m(宽)×2.0m(高),位于正洞上台阶断面线路一侧,利用洞身本身结构钢架和临时支撑构成导洞支护,减少临时支撑,耗材少且拆除方便。
导洞开挖施工过程中可探明洞口段地质情况,起到超前预报的作用,对后续开挖施工具有指导意义,如图4所示。
超前导洞贯通图4[3])反掘进洞3待小导洞开挖支护完成后,所有的施工管线与材料均从此通过。
(1)出口端刷坡减载反压回填:出口端地形偏压较为严重时,必须提前对偏压进行处理,在尽量少扰动地表植被的情况下,将地形较高一侧土体刷坡反压至另一侧,坡比为1:0.3,为了确保反压土密实稳定,每40cm填筑一层用挖掘机反复碾压,人工辅助夯实,并由实验室跟踪检测密实度达到85%后再进行下一层回填。
为了避免雨水冲刷造成洞口施工不便,回填表层采用三七灰土回填夯实,并形成自然坡将雨水引入旁边的自然沟中。
(2)按照设计文件施作洞顶截水天沟和边仰坡防护。
为了确保洞口的稳定与安全,边仰坡均不宜开挖过高,尽量少破坏原有地形和围岩的稳定状态。
(3)洞口大管棚施工:洞口段浅埋且地质条件复杂,为了保证洞口段施工安全,控制隧道下沉,采用大管棚支护,利用大管棚提供的梁式结构为后序开挖施工预支护。
然后按照进洞的施工步骤,采用三台阶预留核心土环向开挖法施工,完成最后15m暗洞段落的[4]开挖掘进施工任务,及时施工洞口仰拱。
4)监控量测洞口段围岩稳定性差,洞内监控量测点加密,布置断面间距为5m一个断面,每个断面埋设7个点;地表沉降桩埋设12个断面,每个断面间距5m,横向间距为隧道中线开始每2m布设一个点,超过洞身最大跨度后5m布置一个点。
地表沉降观测桩和洞内围岩量测点布置在同一横断面上,量测频率应和洞内围岩量测观测频率相同。
量测方法:观测点采用莱卡反光片,通过全站仪行无接触测量。
监测结果分析:洞口段共测设10个断面,累计拱顶沉降最大值为48mm,最小值为17mm,平均值为25mm;水平收敛累计最大值为28mm,最小值为11mm。
从监测结果知,该施工方法对洞口段施工变形控制良好,安全系数高,证明该施工方案是可行的。
3施工注意事项1)在黄土质砂粘土及新黄土浅埋地层,如洞口段、河谷段、偏压段,应采用超短台阶开挖,随挖随支,衬砌紧跟,尽量缩短衬砌和开挖距离,减少围岩暴露时间,按设计做好超前支护;2)洞口浅埋地层段施工时根据变形情况(围岩量测数据分析)加大预留变形量20cm~40cm;3)黄土隧道洞外施工时,对线路有影响的陷穴等要及时回填;对地形偏压的地段谨慎施工,最好先对偏压地形进行处理,洞内施工时应加强施工支护;4)加强洞内施工用水管理,排水应畅通,严防软化地基出现坍塌;5)位于软塑层上或砂土类地质的隧道应及时施作仰拱和封闭钢架,变形量偏大时加设横撑,特别是隧底部分,防止钢架内移失稳;6)黄土隧道在上半断面施工支护完成并进行下部开挖时,拱脚位置应预先采取加固措施,按设计打设锁脚锚管,并采用扩大拱脚的形式增加拱脚喷层厚度以扩大拱脚受力面积,提高钢架基底承载能力,防止下部开挖拱脚失稳造成钢架下沉;4结束语大西客运专线下白隧道、朱家山隧道出洞段施工时,将三台阶开挖法和超前导洞法相结合,通过超前导洞提前贯通从出口端反掘至贯通的施工方法,成功解决了复杂地形和地质条件下大断面黄土隧道出洞施工难题。
规避了单侧掘进贯通易引发洞口滑塌等安全风险,简化了施工程序,减少了临时支撑,节约了施工成本,有效提高了施工进度,得到业主、监理和同行的高度好评,取得了良好的社会效益和经济效益,颇值类似工程借鉴。
参考文献[1]韩莉.复杂地形条件下山岭隧道单口出洞施工技术.公路工程[J],2011,3:115-124.王红雨.Ⅴ级浅埋偏压隧道出洞方案.山西建筑[J].2008年12期.2008[2],4:311-312.[3]赵振华,杨杰.古斗隧道出洞施工技术.山西建筑[J].2010,15:353-354.[4]方丽华. 甬台温铁路隧道出洞施工技术.铁道建设[J], 2009, 96 :20 - 24.47-52.:84,2006,[J]铁道建设.大跨短隧道出洞施工技术.陈平[5]。