隧道施工指南十篇

发布时间:2024-04-25 21:53:56

隧道施工指南篇1

关键词:地质勘察,煤层瓦斯基础参数,突出危险性评价

中图分类号:F407.1文献标识码:a文章编号:

1工程概况

南吕梁山隧道位于山西省临汾市境内,隧道线路贯穿南吕梁山山脉以东及临汾盆地边缘丘陵区。隧道通过的吕梁山地区是以吕梁山脉为主干的构造侵蚀剥蚀基岩山区地貌。以侵蚀作用为主,剥蚀作用次之,是构造运动上升区,最高海拔为1946m,一般谷岭高差300~500m。隧道最大埋深约550m。其中隧道正洞在DK300+180~Dk300+900之间为高瓦斯工区,且根据隧区地勘期间实测的煤层瓦斯基础参数,隧区内的煤层具备发生煤与瓦斯突出危险的条件,因此,在隧道设计前对煤与瓦斯的突出危险性作出正确的评价,对保证安全高效施工具有重大现实意义。

2煤系地层的地质勘测

2.1隧道区内主要地层及岩性

南吕梁山隧道区内主要地层有古生界、中生界及新生界均有出露,但是缺失古生界奥陶系上统、志留系、泥盆系、石炭系下统及中生界的侏罗系、白垩系、新生界下第三系中新统,其中新生界分布面积占总面积的三分之一,古生界及中生界为隧道区的主要地层。

隧道通过区域地层岩性主要有砂岩、页岩、泥岩、灰岩、角砾状白云质泥灰岩及白云质泥灰岩、膏溶角砾岩、页岩夹灰岩、页岩夹砂岩、白云岩与泥灰岩互层、含石膏角砾状泥灰岩、煤层等,围岩坚硬程度及完整性变化较大。

2.2隧道区内主要地质构造

(1)断裂

隧址区西侧以吕梁山坡的紫荆山断裂与鄂尔多斯盆地相接,东侧以霍山断裂与太岳山地相接,东北为太原盆地,东南为临汾盆地。区内地质构造复杂,经历过多次构造运动,生成了一系列及其复杂的褶皱和断裂构造。

隧道通过地段受近东西向构造应力影响,褶皱、断层发育,主要为吕梁山复式向斜、紫荆山断裂带、罗云山断裂带及其次生构造。隧址区发育数条大断裂及次生断裂,与隧道相交对隧道有影响的断层主要有F1、F3、F5、F8、F10、F34、F35、F36断层,断层带内岩体破碎,稳定性差。

(2)褶皱

隧道通过的地段褶皱发育,隧道穿越影响较大的褶皱有刘家庄向斜、金山沟向斜、马峪沟向斜、后沟向斜、杨家坡向斜等褶皱构造,褶皱内岩体变形扭曲,次生小构造及节理裂隙、节理密集带发育,隧道围岩整体性较差。

(3)节理

隧址内岩体大部分受挤压影响形成密闭-微张的剪节理,少部分岩体受正断层错动影响形成宽张的不规则节理。

2.3隧址内煤层及瓦斯赋存概况

隧道穿越二叠系下统下石盒子组、山西组、石炭系太原组、本溪组煤系地层。隧址区内煤系地层厚度约236m,含煤13层,煤层总厚9.66m,含煤系数8.4%,主要含煤地层是二叠系下统山西组和石炭系上统太原组,其中二叠系下统山西组含煤4层,从上到下依次为1#、2#、2#下、3#,稳定可采煤层为2#煤层;石炭系上统太原组含煤9层,从上到下依次为4#、5#、6#、7#、7#下、8#、9#、10#和11#,稳定可采煤层为9#、10#和11#。

依据本次勘探的DZK-6、DZK-13、DZK3-2、以及DZK4-2等钻孔资料,预测隧道正洞揭煤里程及煤层情况见表2-1所示。

表2-1预测隧道正洞揭煤里程及煤层情况表

隧区地勘期间对部分钻孔测定煤的坚固性系数和煤层瓦斯压力,测定结果见表2-2。

表2-2隧区内煤的坚固性系数及瓦斯压力测定结果

2.4隧址邻近矿井瓦斯概况

隧址高瓦斯工区邻近的各矿井在整合前后均为低瓦斯矿井,所采各煤层均位于瓦斯风化带内,煤层瓦斯甲烷成分较低,各煤层瓦斯含量较低,但隧址区内各煤层具有较强的生烃能力,易产生CH4、Co2、So2等有害气体。据资料记载,在各矿井开采期间,所采各煤层均未发生过任何煤与瓦斯突出动力现象和突出事故;但据调研在开采初期,由于采用非正规开采方式和通风管理不善等原因,曾导致多起因瓦斯积聚而发生的瓦斯爆炸事故。

3煤与瓦斯突出危险性评价

按照《防治煤与瓦斯突出规定》的相关要求,井巷在揭露厚度在0.3m以上的煤层时必须对煤层的突出危险性进行评估,并将评估结果作为指导揭煤作业时的依据。

南吕梁山隧道正洞方向在DK300+180~Dk300+900之间为高瓦斯工区,在高瓦斯工区内根据地勘资料推测,隧道正洞将分别揭穿1#、2#、8#、9#、11#煤层,5层煤层厚度分别为0.45m、3.80m、1.30m、0.65m、5.60m,因此,根据南吕梁山隧道高瓦斯工区揭露煤层的情况,应对所揭露煤层的突出危险进行评价。

3.1突出危险评价的指标及其临界值

根据煤矿《煤矿安全规程》及《防治煤与瓦斯突出规定》的要求,本次采用综合分析的方法,对南吕梁山隧道高瓦斯工区揭露煤层的突出危险性进行评价。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》的要求,本次对南吕梁山隧道高瓦斯工区揭露煤层突出危险性的评价主要采用单项指标法。预测(评估)煤层突出危险性四个单项指标及其临界值见表3-1所示。

表3-1判定煤层突出危险性单项指标及其临界值

3.2揭露煤层突出危险性评价

根据地质勘探期间测定的煤层瓦斯基础参数,见表2-2、表3-2所示,依据表2-1中的单项指标及其临界值,可以判定隧道揭露的2#、11#煤层具备发生煤与瓦斯突出危险的条件,2#、11#煤层为煤与瓦斯突出煤层。

表3-22#、11#煤层瓦斯基础参数测定分析汇总表

隧道揭露的9#煤层勘探期间随未进行煤层瓦斯压力的测定,但实测煤的坚固性系数在0.41~0.5之间,但由于邻近煤层实测煤层瓦斯压力超过0.74mpa,因此也不排除9#煤层发生煤与瓦斯突出的可能。

隧道揭露的1#、8#煤层勘探期间随未进行煤层瓦斯基础参数的测定,但根据邻近煤层的情况也不排除1#、8#煤层发生煤与瓦斯突出的可能。

4施工验证

依据地勘期间实测的瓦斯基础参数,对南吕梁山隧道进行了煤与瓦斯的突出危险性评价,并以此设计了隧道的揭煤施工方案。全隧按瓦斯隧道处理,实际施工至各煤层之前,按设计要求进行超前地质钻探与施工预测孔,获得了详实准确的煤层瓦斯基础参数,各项指标与地质勘察资料基本相符。根据《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》以及铁路工程相关技术规范的相关要求,施工单位按设计揭煤措施进行了揭煤施工,安全通过了各个煤层。

5结论

(1)南吕梁山隧道依据实测的瓦斯基础参数,作出了准确的煤与瓦斯的突出危险性评价,并以此设计了隧道的揭煤施工方案,保证工程顺利实施,具有现实和借鉴意义。

(2)隧道在高瓦斯工区施工,要结合煤系地层地质勘测及实测数据作出准确的煤与瓦斯突出危险性评价,设计合理的施工措施,保证工程安全高效进行。

参考文献

[1]tB10120-2002.铁路瓦斯隧道技术规范[S].

[2]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[m].北京:煤炭工业出版社,2011.

[3]国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[m].北京:煤炭工业出版社,2010.

隧道施工指南篇2

【关键词】隧道施工匝道桥桩矿山法下穿

1工程概况

1.1工程基本情况

南京至高淳城际快速轨道南京南站至禄口机场段工程南京南站两端区间隧道土建工程,本工程分站前和站后区间隧道,站前5号风井至5a号竖井为两座并行单洞单线隧道,5a号竖井至南京南站为一座单洞双线隧道,长199.53m;站后南京南站至6号竖井为两座并行单洞双线隧道,分别长120m;6号竖井至7号竖井为一座单洞双线隧道,长141m。区间隧道布置示意图见图1所示。

1.2工程匝道桥桩情况

工程双线隧道分别在江南路、六朝路下面侧穿高铁南京南站北联络道匝道桥桩基,其中南京南站至6号竖井区间的两座并行单洞双线隧道均下穿高铁南京南站北联络道匝道桥。工程下穿匝道桥段落情况如图2所示。

江南路匝道桥桩基下面靠近隧道左侧的两个承台下面分别有4根φ1200钻孔灌注桩,桩底标高为-15m;靠近隧道右侧的两个承台下面分别有2根φ1800钻孔灌注桩,桩底标高为-15m。左侧桩身与隧道净距为4.523m,右侧桩身与隧道净距为3.592m,其桩底比隧底低13.047m。

六朝路匝道桥桩基下面靠近机场线隧道左侧的两个承台下面分别有4根φ1200钻孔灌注桩,桩底标高为-6.4m;两线间的匝道桥的两个承台下分别有2根φ1800钻孔灌注桩,桩底标高为-6.6m;s3线隧道南侧匝道桥的两个承台下分别有4根φ1200钻孔灌注桩,桩底标高为-5.4m。机场线隧道与其北侧桩身净距为5.115m,隧底比桩底高4.384m;两线间的桩身与机场线隧道净距为5.32m,桩底比隧底低4.584m;与s3线隧道净距为3.1m,桩底比隧道底低4.575m;s3线隧道与南侧匝道桥桩身净距为7.873m,隧底比桩底高3.437m。

1.3隧道下穿匝道桥桩风险

①区间下穿北联络道匝道桥可能引起周边地层变形明显,引起匝道桥桥墩发生沉降、位移等情况,也会引起桥下市政道路沉降不均,出现裂缝等ⅲ级风险事故。

②暗挖隧道施工。由于施工隧道地层变化大,拱顶部分为粉质粘土、强风化粉细砂。施工中可能由于开挖方法不当、支护不及时、变形超限,仰拱未及时成环,注浆效果差等原因可能引发塌方或结构破坏等ⅲ级风险事故。

2矿山法隧道施工方案

2.1总体方案

①在隧道下穿开挖施工前,在隧道上的地面铺设厚度为30mm的钢板。区间双线隧道下穿北联络道匝道桥期间,采用crd工法、非爆破方法进行开挖。②区间隧道超前支护采用108洞身大管棚+42单层超前小导管,施工时,按照crd工法分部开挖步序进行分部打设。③区间隧道下穿北联络匝道桥期间,采取地面根中注浆措施。④侧穿匝道桥桩基时,在隧道拱腰和边墙位置,增加打设42超前小导管、r25注浆径向锚杆。

3矿山法隧道施工技术

3.1道路地面上铺设厚钢板

①测量放样钢板铺设区域。技术人员采用全占仪把区间隧道下穿北联络道匝道桥段落隧道洞身侧壁边线并外放2m宽度进行放样。②沿着线路方向,在放样区域铺设30mm厚钢板,铺设区域长度为整个道路,横向宽度不少于放样区域宽度。钢板铺设时,每块钢板长边同车轮行走方向一致,相邻钢板点焊在一起,点焊位置间距50cm。

3.2超前支护

3.2.1长管棚施工

①区间双线隧道下穿北联络道匝道桥段落均采用长管棚超前预支护,管棚采用φ108×6的无缝钢管,长度可以根据实际情况确定,每节长4~6m,以丝扣连接而成。钢管与钢花管交叉布置,施工时先打设钢花管并注浆,然后打设钢管,以便检查钢花管的注浆质量。管棚设置在拱部150°范围内,其环向间距40cm。钢花管上钻注浆孔,呈梅花形布置。钢筋笼由四根主筋和固定环组成,主筋直径为φ18,固定环采用φ42短管节,节长3~5cm,将其与主筋焊接,间距按1.5m设置。②钻孔采用宜化双联凿岩机cl-140型干成孔。粘土层采用水成孔方式。③管棚施工工序:施作导向墙、制作钢花管安装钻机钻孔清孔

验孔顶进管棚钢管注浆。④管棚施工工艺:本项目双线隧道下穿北联络道匝道桥和市政道路采用crd工法分部开挖,超前支护为108长管棚。

3.2.2超前小导管施工

超前小导管均采用φ42×3.5无缝钢管,长4.5m,环向间距0.4m,外插角10°设于拱部150°范围,注水泥浆加固。施工工艺流程如下:

施工准备注浆孔位布置钻孔清孔导入小导管安止浆塞浆液配制注浆焊上钢管未端挡圈结束。

为防止注浆漏浆,在小导管的尾部用胶泥麻筋缠箍成楔形,以便钢管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度,并与格栅钢架焊接在一起,但顶入长度不小于钢管长度的90%。

小导管注浆采用活塞式电动注浆机压注浆,注浆压力为0.5~1.0mpa,一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不少于20分钟,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆。

3.3袖阀管注浆施工

袖阀管布置在北联络道匝道桥承台两侧,间距1m,袖阀管直径98。打设时袖阀管与地面夹角为45°,管口与匝道桥承台具有一定距离,管底在承台下。

3.3.1工艺原理 采用袖阀管注浆预防渗漏水和袖阀管注浆处理渗漏水原理,该处理方案实施时,可预先注入水泥浆,待渗漏水处可见水泥浆时,表明浆液已进入渗水路径,即可注入双液浆。尤其需注意合理调整双液浆配合比,使其凝胶固化时间适当,以便能充分堵塞渗水路径。

3.3.2施工工艺特点

①袖阀管是一种只能向管外出浆,不能向管内返浆的单向闭合装置。灌浆时,压力将塑料阀管小孔外的橡皮套冲开,浆液进入地层,如管外压力大于管内时,小孔外的橡皮套自动闭合阻断浆液进入管内。②为防止承台受力不均,采用隔孔注浆、在承台两侧对称注浆。③在被加固的地层中,进行多点、定量、均衡的注浆,使得注浆体在地层中分布较为均匀,大大提高被加固地层段的整体稳定性。

3.3.3质量控制要点

⑴造孔质量控制。注浆孔因为是45°斜向孔,孔与孔之间能否可靠地搭接是质量控制的关键,故造孔轴线形成的注浆斜面控制应严格要求。可采取以下措施保证造孔轴线45°:①钻机底座必须固定牢靠,使钻机在钻进时确保平稳。②每个孔在钻进前用水平尺测量钻机的水平度,利用垂球测量钻杆的倾斜角度,及时进行校正。③加强施工监测,在钻进过程中随时利用锤球对钻杆的倾斜度进行监控和调整。④当钻至设计深度后,必须通过钻杆注入封闭泥浆,直到孔口溢出泥浆时方可提杆。当提杆至中间深度时,应再次注入封闭泥浆,最后完全提出钻杆。封闭泥浆7d无侧限抗压强度宜为0.3~0.5mpa。

⑵注浆压力的控制。注浆压力一般与加固深度的覆盖压力、建筑物的荷载、浆液黏度、灌浆速度和灌浆量等因素有关。注浆过程中压力是变化的,一般情况下初始压力小,最终压力高,注浆压力一般应控制在0.2~0.5mpa之间。

⑶浆液比重控制。每20min测量1次浆液比重指标值,质检员应加大抽检频率。发现浆液比重不符合要求,应立即采取处理措施。

⑷拔管控制。注浆完毕后即拔管,若不及时拔管,浆液会把管子凝固住而增加拔管困难。拔管时宜采用拔管机。用塑料阀管注浆时,注浆芯管每次上拔高度应为330mm。拔出管后,应及时涮洗注浆管等,拔出管后在土中留下的孔洞,应用水泥砂浆予以填塞。

⑸流量控制。灌浆流量一般为20~45l/min。

⑹外加剂控制。为改善浆液性能,在水泥浆液拌制时加入外加剂,掺量通过试验确定。

⑺冒浆处理。土层上部自重压力小,下部自重压力大,注浆过程中浆液有可能在上层自重压力较小部分部位产生上拉现象,出现“冒浆”,此时可采用间歇注浆法。

3.4洞身开挖

3.4.1crd法施工步骤

下穿北联络道匝道桥段落,区间隧道洞身开挖采用crd工法分部开挖。crd法施工时,隧道分成四部分分步开挖,施工步骤如图3所示。

⑴①部支护开挖:先做①部超前管棚,注浆加固地层,开挖洞室①部。然后做初期支护及中隔壁、临时仰拱、临时挂网喷砼,施工径向锚杆和锁脚锚管。

⑵②部支护开挖:先开挖洞室②部(①②部纵向错开20米),施做初期支护及下部中隔壁。

⑶③部支护开挖:先做剩余部位小导管并注浆,开挖洞室③部(③①部掌子面纵向错开20米)。再做初期支护、临时仰拱

、临时挂网喷砼,施工径向锚杆和锁脚锚管;

⑷④部支护开挖:开挖洞室④部(④③部纵向错开20米),架设底部钢格栅并喷混凝土。

3.4.2双线隧道crd工法开挖支护技术措施

⑴快速进行挂网、架立格栅钢架、喷混凝土工艺,及时封闭初期支护,以减少地层松弛,最重要的是及时封闭仰拱。

⑵台阶长度按规范要求设置3~5m,根据实际情况适当缩短开挖台阶和各开挖分部的施工间隔,使初期支护尽快闭合,以控制围岩变形。

⑶严格格栅钢架安设标准。在格栅安装架设其间,钢筋格栅应垂直线路中线,控制标准:允许偏差为横向±30mm,纵向±50mm,高程±30mm,垂直度5‰。

⑷混凝土喷射应分片依次自下而上进行并先喷钢筋格栅与壁面间混凝土,然后再喷两钢筋格栅之间混凝土;每次喷射厚度为:边墙70~100mm;拱顶50~60mm。

⑸喷射混凝土2h后应养护,养护时间不应少于14d。

⑹为拱脚避免积水软化,开挖时,临时排水沟位置离拱脚不少于30cm;立拱架时,拱脚支垫在水泥块上,下台阶支护时及时拆除水泥块并连接下台阶拱架。

⑺初支完成后,背后及时填充注浆。

4施工监测

现场监控量测必须贯穿整个施工过程的始终,下穿匝道桥段落,桥墩位移、地面沉降监测必须落实到位,严格按照审批后的监测方案进行实施,施工过程做到信息化指导施工。

5结语

本工程采用矿山法隧道下穿匝道桥施工技术,由于实施了超前支护、袖阀管注浆、crd分部洞身开挖等施工技术,顺利地下穿了匝道桥桥桩,施工过程中无任何施工安全事故,各项监测指标均满足要求。本次施工积累了地铁隧道下穿桥体的成功经验,对以后类似隧道下穿桥体等构筑物有一定的借鉴价值。

参考文献:

[1]袁竹.矿山法隧道下穿铁路沉降影响分区研究.西南交通大学,2010-05-01.

隧道施工指南篇3

关键词:浅埋暗挖,既有线,隧道,安全控制

中图分类号:U451.3文献标识码:a文章编号:

1工程简介

深圳地铁5号线长深区间暗挖隧道在左DK18+980、左DK18+990处下穿平南铁路和平南铁路下排洪涵,铁路与线路相交里程为ZDK18+994(影响的铁路范围DK16+120~+160)。平南铁路为单行线,平均行车频率约42分钟/列,该段为填方路基,盖板箱涵均为1-5m×5m的排洪涵。平南铁路轨顶距离隧道拱顶约16.65m,隧道在左DK18+980下穿平南铁路盖板箱涵入口翼墙(该箱涵已废弃)处拱部围岩为全风化、强风化花岗岩,拱顶覆土厚度为6.114m(距离涵基础底)。隧道在左DK18+990下穿平南铁路和盖板箱涵处拱部围岩为强风化、中风化花岗岩,拱顶覆土厚度为1.348m(距离涵基础底)。该段隧道底为中风化花岗岩(或微风化花岗岩)。盖板箱涵基础为100号浆砌片石基础。隧道与平南铁路平面、剖面关系情况分别如图1所示。

图1隧道与平南铁路位置关系剖面图

2确定控制标准

我国铁路线路维护标准较为严格,达到作业验收的标准为:

(1)线路轨距:+6mm、-2mm;水平:4mm;高低:4mm:

(2)道岔轨距:+3mm、-2mm;水平:4mm;高低:4mm。

(3)线路轨面变化:±3mm/2h、±10mm/24h;累计隆沉量:±20mm;

(4)地面累计沉降量:30mm,累计隆起:10mm。

石家庄铁道学院的李文江,朱永全等以规范规定的既有构造物允许不均匀沉降值作为控制指标,采用数学力学的基本分析方法,建立相应隧道施工地表沉降控制标准。

《铁路线路维修规则》规定:线路轨道前后高低差用L=10m弦量测的最大矢度值不应超过4mm。根据peck沉降曲线规律,由轨道前后高低不平顺决定的地表允许沉降为:

(1)

其中w为沉降槽的宽度,L为量测弦长,[δ]为铁路轨道允许10m弦量测的最大矢度值。从以上公式可以看出,研究假定开挖产生的沉降曲线即为线路的变形曲线,即线路与土层特性相比,可以视为完全弹性。根据及沉降槽的计算公式可推测地表最大允许沉降量为7.4mm。

3隧道下穿既有铁路施工过程影响预测分析

对隧道穿越既有铁路线路施工的影响预测即是运用一定方法对新建隧道施工对既有铁路的影响进行预测分析,与上述控制标准进行比较,若其承受影响的能力大于所受的影响,则既有铁路结构安全、承受安全风险较小;否则即表示既有铁路处于安全风险较大状态,必须采取特殊措施以控制隧道施工影响,以安全通过既有线。由此还可判定新建隧道施工的影响范围。隧道施工对于既有铁路的影响是通过施工产生地层变形来传递的,是通过改变既有结构的外力条件和支撑状态对其施加影响的。

根据影响预测分析,可以进行隧道施工方案的优化,从技术上讲,选取的施工方案应该对既有铁路影响最小。根据现状评估结果和影响预测分析,综合确定施工过程中既有铁路变形的控制指标及控制标准。

3.1数值计算模型

新建两隧道所处的地质条件由三层不同土层构成,从上至下依次为:素填土、砾质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中等风化花岗岩和微风化花岗岩。隧道在拱部围岩为强风化、中风化花岗岩,隧道底为中风化花岗岩(或微风化花岗岩)。隧道穿过平南铁路,采用留核心土台阶法施工,每循环开挖长度应不大于0.5~1.0m。支护结构喷混凝土采用C20早强混凝土厚220mm;二次衬砌采用C30钢筋混凝土,厚300mm。由于两条分离隧道相离较远,相互间开挖引起的影响较小,计算时只考虑左线单条隧道。计算参数如表1所示。

(2)计算模型

根据圣维南原理和实际需要,整个模型计算范围为80m×50m×36m(宽×高×长),计算模型网格划分如所示,整个模型共12766个单元,14648个节点。

表1材料参数表

3.2不同施工方法计算结果分析

本次计算采取单洞台阶法、CD法及

CRD法的比较,图2为各种工法施工下的地表沉降(模型中间截面)以及隧道轴线上方地表沉降情况。

图2各种工法地表沉降曲线

(1)通过对台阶法、CD法及CRD施工工法的计算表明,CD法、CRD法在控制沉降方面比台阶法要稍好,其中以CRD法最佳。

(2)本次计算中考虑到隧道断面积比较小,如果采用控制沉降效果稍好的CD、CRD施工工法,则在上述的①部、②部、③部及④部中场地狭小,特别是隧道下半部分的开挖,不适宜于用机械设备挖掘,且施工工法比台阶法复杂,工期方面比台阶法要长。根据前面采用的台阶法施工过程中沉降监测情况以及施工速度来看,建议本段采取台阶法施工。

3.3注浆效果模拟

在模拟过程中,施工方法按台阶法,每次开挖9m直至整个模型贯通。模拟过程先考虑土在自重作用下产生的初始应力场,再考虑建筑物施工的影响,然后再考虑隧道施工对建筑物的影响。模拟过程分别对不注浆和注浆进行模拟。

图3不注浆情况下衬砌施工完成后隧道轴线上方与模型中间截面地表沉降曲线

图4注浆情况下衬砌施工完成后隧道轴线上方与模型中间截面地表沉降线

①不考虑注浆分析

通过计算可知,在未采用注浆加固的情况下,隧道上方地表的最大沉降达到16.6mm左右,隧道上方铁路线对应位置的沉降在4.8~18.6mm范围内,铁路位置沿隧道轴向最大不均匀沉降为13.8mm。

②考虑注浆分析

从上述计算可知,采用注浆加固措施后,隧道上方地表的最大沉降和拱顶沉降量均在7.3mm左右,隧道上方铁路线对应位置的沉降在2.0~8.0mm范围内,铁路位置沿隧道轴向最大不均匀沉降为6.0mm。

上文针对新建隧道穿过既有铁路线路的四种位置情况,通过计算分析结果知:

(1)未采取小导管注浆加固措施的情况下,隧道上方地表的最大沉降在16.6mm左右,隧道上方铁路线对应位的沉降在6.3~18.6mm范围内,铁路位置沿隧道轴向最大不均匀沉降为13.8mm。

(2)在采用注浆加固措施之后,隧道上方地表的最大沉降控制在7.3mm左右,隧道上方铁路线对应位置的沉降可控制在2.0~8.0mm范围内,铁路位置沿隧道轴向最大不均匀沉降为6.0mm。

由此可见,采用超前小导管注浆的加固方式有效控制了地表沉降和铁路轨道线路的沉降值,增强了结构的稳定性,提高了施工的安全性。

(3)根据浅埋暗挖隧道施工对既有铁路线的影响预测,根据控制标准,地表沉降控制在7.4mm,可知隧道施工对既有铁路线的运营存在着一定的影响,建议采取其它控制措施,以保证既有线路的正常安全运营。

3.4不同注浆圈厚度比较

图5和图6为不同注浆圈厚度下隧道施工引起的地表沉降曲线,图7为铁路两侧轨道差异沉降曲线。

图5模型中间截面地表沉降曲线

图6隧道轴线上方沉降曲线

图7铁路两侧轨道差异沉降曲线

由上图可知随着注浆圈厚度的增加,注浆控制地表沉降和铁路轨道线路的沉降值作用越大,结构的稳定性越强,但是随注浆圈的加大沉降值的变化率越来越小,说明注浆圈不是越厚越好,注浆圈太厚固然能进一步减小地表沉降但是并不明显,反而会造成

不经济。

3.5管棚效果模拟

图8为采用管棚注浆与未采用管棚注浆情况下隧道施工引起的地表沉降曲线,管棚在数值计算时采用桩单元和1m的注浆圈进行模拟。

图8有无管棚情况下地表沉降曲线

由上图可以看出,在管棚作用下地表最大沉降值减小了近9mm,有效地控制了地表沉降,减小了地表变形曲率,这也说明管棚可以起到阻隔沉降和均匀地层沉降的作用。

4既有铁路线变形过程控制技术

通过将铁路线轨道沉降(或差异沉降)控制标准值以及地面沉降控制标准值在上述台阶法(见图9)、CD法以及CRD(见图10)施工工法中的各个施工步序中具体量化,见表2、表3及表4,这样在施工过程中便于通过采取注浆等控制手段,将各个步序的沉降值控制在规定的范围之内,进而最终实现总的沉降值(或差异沉降值)在规定的范围之内。

图9隧道台阶法施工步序示意图

表2台阶法施工各关键步序地表沉降值(mm)

图10CD及CRD法施工步序示意图

表3CD施工各关键步序地表沉降值(mm)

表4CRD施工各关键步序地表沉降值(mm)

5结论

(1)通过对台阶法、CD法及CRD施工工法的计算表明,CD法、CRD法在控制沉降方面比台阶法要稍好,其中以CRD法最佳。根据工程的实际情况,考虑施工速度及机械设备所需的场地,本段最终采取台阶法施工。

(2)采用超前小导管注浆的加固方式有效控制了地表沉降和铁路轨道线路的沉降值,增强结构的稳定性,提高了施工的安全性。在采用注浆加固措施之后,隧道上方地表的最大沉降控制在7.3mm左右,隧道上方铁路线对应位置的沉降可控制在2.0~8.0mm范围内,铁路位置沿隧道轴向最大不均匀沉降为6.0mm。

(3)通过对大管棚的数值模拟,在管棚作用下地表最大沉降值减小了近9mm,有效地控制了地表沉降,减小了地表变形曲率,这也说明管棚可以起到阻隔沉降和均匀地层沉降的作用。

参考文献

隧道施工指南篇4

关键词:重叠隧道;近接施工;开挖模拟;内力演变

随着对交通设施需求的不断增加,有时需要在既有隧道旁新建隧道或者一次性修建多孔近距离平行或交叉隧道.国外对这类问题研究较多,有的已形成设计、施工指南.如日本对近接既有铁路隧道的施工问题进行了较全面的研究,并形成了指南,但多基于经验[1,2].近年来,随着这类工程实例的增多,国内对近接施工过程、车致振动响应、施工过程的智能预测与控制等方面进行了研究,并取得了一些成功的经验,典型的工程有“深圳地铁一期工程重叠隧道”、“上海明珠线二期近距离交叠隧道”等[3],但研究尚处于从个案上升到理论的阶段.

从已有的研究来看,后施工隧道开挖将使围岩应力场在原来多次演变的基础上再次演变,造成既有隧道的安全性以及相互影响带来的工法、工序和对策优化等问题.由于空间关系、隧道施工顺序、地质条件和施工方法等不同,影响程度也不同,需要进行与施工过程相关的三维数值模拟分析[1].文献[4,5]中对2个重叠隧道工程进行了二维和三维有限元分析,但主要研究地层位移和围岩应力的演变过程及影响,而对近接隧道的内力演变过程缺乏深入研究.鉴于此,本文中采用anSYS软件,通过对深圳地铁一期工程中矿山法施工的重叠隧道的三维弹塑性有限元分析,对先施工隧道结构内力受后施工隧道开挖影响的演变规律进行了研究.

1工程背景

隧道施工指南篇5

3月29日,国内最长、直径最大的城市道路隧道――南京长江过江通道正式开工建设,计划4年左右建成。其通道的重要组成部分江底隧道成为人们关注的焦点。

南京过江通道位于南京长江一桥和在建的长江三桥之间,上距长江三桥9公里,下距长江一桥10公里。通道穿越江心梅子洲,全长约6.2公里,左汊江底隧道全长3930米,右汊桥梁全长685米。整个通道为城市快速道路标准,设计时速80公里,设双向六车道。是连接南京市浦口与河西新城区的市内快速通道。过江通道完善了南京主城区“井字加一环”快速路系统,工程总造价约30亿元。

担任南京长江过江通道工程设计工作的铁道第四勘察设计院,在这一长江段选择桥隧结合建设过江通道的设计方案十分科学。一是选择水底隧道,有利于避免因受桥梁通航高度制约,汛期大型船舶航行容易受阻的弊端,提高长江黄金水道通航能力;二是由于梅子洲将长江分为左汊和右汊,大大缩短了水底隧道的长度,使整个工程的投资大幅度减少;三是通道地理位置选择合理,方便了城市交通、同时兼顾了江面通航、贯彻了因地制宜、少花钱办大事的原则。

铁四院城建院隧道所所长、项目总体设计负责人韩向阳高级工程师说,南京长江城市道路隧道采用盾构技术,隧道全长3930米,比正在进行施工建设的武汉长江隧道长300米。隧道主要由江北引道段、江北明挖暗埋段、江北盾构工作井、盾构段、梅子洲盾构工作井、梅子洲明挖暗埋段、梅子洲引道段组成。

盾构段长度2895米,两端为盾构工作井。工作井上方为隧道通风井,分别负责隧道左、右线的通风。工作井行车道上方地下空余空间设置通风机房和变配电房、消防泵房等。工作井行车道下方布置废水泵房。为减少车辆进出洞的“白洞效应”和“黑洞效应”,在隧道引道段分别设置长度90米左右的光过渡段。为排出隧道引道雨水、隧道内冲洗废水、消防废水等的需要,分别在隧道口、工作井内、盾构段最低点处设置雨水和废水泵房。江北洞口附近地面、梅子洲隧道管理中心分别设置隧道及管理中心用变电所、消防泵房。

为保证隧道的正常运营并具有良好的防灾、减灾和抗灾能力,隧道内设置通风、给排水与消防、供电、照明以及防灾报警与监控系统。

在满足车道净空限界(高4.5米,宽3.5+3.5+3.75米)的基础上,隧道结构外径约为14.5米,为直径最大的城市道路盾构法隧道工程。工程盾构掘进所穿越的土层为粉砂、细砂、砾砂、全风化~强风化钙质泥岩,借鉴广州地铁2号线珠江段区间、丹麦斯多贝尔特大海峡隧道、以及英吉利海峡隧道的工程经验,设计方案推荐采用复合式盾构进行隧道掘进施工。

韩向阳用三句话描述了南京长江城市道路隧道的工程特点:(1)广泛采用了高新技术。左汊隧道盾构机直径约15米,处于国际前列,是目前长江最长、直径最大的城市道路隧道;(2)突出了人性化设计。工程设计本着“以人为本”的指导方针,从行驶舒适性、灾害的防治等多角度考虑,有效设置各种交通诱导设施、疏散通道、完善的监控、防灾系统;(3)贯彻了质量第一、百年大计的设计宗旨。工程将专门进行结构耐久性设计,满足设计使用年限100年的要求,同时,运营期间将设置工程健康体系检测系统,随时对结构的健康状况进行检测。

右汊桥梁设计技术创新。桥梁全长685米,设计方案为飞燕式拱桥,拱桥一跨过江(右汊)。主桥桥式布置60+290+60米飞燕拱桥,桥长410米。主桥60+290+60米飞燕拱方案为自锚式结构。拱肋采用桁架式,上、下主桁为横置哑铃型钢管混凝土截面,上、下桁间采用钢管连接。主拱基础采用钻孔桩。

隧道施工指南篇6

关键字:泥水盾构,隧道上浮

中图分类号:U45文献标识码:a

引言

随着城市人口逐年增加,城市规模迅速扩大,空间拥挤、交通阻塞等城市问题严重影响了人民的生活。而地铁、公路隧道等地下交通设施的修建,成为解决这一城市发展问题的有效途径。

盾构法隧道施工对环境影响小,不受地表环境条件的限制,占地面积小,结构抗震性好,是修建地下隧道非常非常经济有效的方法,世界上许多国家和地区的地下隧道多以盾构法修建.然而,尽管施工条件和施工技术得到了不断改善,但盾构法施工难以避免的隧道上浮一直是影响隧道施工的关键技术问题.如何控制好隧道上浮,对确保隧道的质量至关重要.

本文结合翔殷路大型泥水平衡盾构公路隧道工程,对隧道上浮问题进行了详细的分析,并制订了具体的控制措施.从而有效地控制了隧道上浮,确保了隧道的顺利推进,为今后隧道的施工提供了宝贵的经验.

一、工程概况

翔殷路隧道起点与规划的中环线翔殷路军工路立交东侧匝道相连,然后向东延伸穿过虬江码头路,与黄浦江、虬江交汇处的北侧穿越黄浦江,过江后再向东延伸穿过东塘路,终点与规划的中环线五洲大道、浦东北路立交相接.

隧道外径采用Φ11580mm泥水平衡式盾构进行掘进施工,盾构机长度11245mm。出洞段北线隧道的平面曲线半径为2124m的右曲线,出洞坡度为-4.22%,盾构顶覆土约8.3m。隧道衬砌为单层预制钢筋混凝土管片,采用错缝拼装.每环由封顶块F(1块)邻接块L(2块)及标准块B(5块)共8块管片构成.衬砌的设计强度C50,抗渗标号S10.管片外径Φ11360mm,内径Φ10400mm,厚度480mm,环宽1500mm.

二、工程地质

本工程出洞段(0~100m)通过的土层为:②3灰色粘质粉土层③灰色淤泥质粉质粘土层④灰色淤泥质粘土层⑤1灰色粘土层

土层物理性质指标

土层力学性质指标

出洞段隧道穿越土层分析:

(1)③、④层含水量高、孔隙比大、呈流塑~软塑状态,且强度低、压缩性高、渗透性强。

(2)⑤1层为粘土,其力学指标比③、④层好,相对有利于盾构推进。

(3)由于土体加固及先行的南线施工可能对出洞段一定范围内土体造成扰动,土体的原始应力平衡状态遭到破坏。在施工中应特别注意。

三、隧道上浮的原因分析

从翔殷路南线隧道出洞掘进及北线出洞处盾构掘进看,隧道和盾构机均有较大量的上浮,上浮平均值在100mm以上。总结隧道和盾构机上浮的原因,有以下几点:

(1)浮力

在掘进过程中,如果假定隧道洞室是稳定的,由于掘进洞室直径大于盾构及隧道外径,在它们的建筑空隙中,充满泥水、同步注浆浆液,这些浆液产生的浮力大于盾构机和管片的自重,将使盾构机及管片上浮。

在大型泥水盾构隧道施工中,隧道上浮是常见现象。在φ11.22m泥水平衡盾构施工中,管片在出盾尾后,即有上浮,在后10环达到最大值。平均上浮量约80mm,但盾构机未见明显上浮。在翔殷路隧道施工中,发现了盾构机上浮现象。给盾构施工带来很大困难。

北线隧道盾构机自重约1100t,如果用纯清水掘进,在盾构体积范围内产生的浮力为:,如果考虑盾尾内的两环管片,自重略大于浮力。采用比重为1.3g/cm3的泥水掘进,其浮力为:。据此,盾构机及隧道将不可避免的产生上浮。

(2)围岩应力应变状态

由于北线后于南线施工,在南线施工时,使出洞处土体受到了极大扰动,又由于北线出洞处覆土深度仅8.3m,属于浅覆土。北线出洞部位围岩上部应力松弛,难以形成压力拱,在再次掘进时即发生大的形变,从而在隧道竖直方向产生附加应力,使盾构机和隧道上浮。翔殷路隧道在推进了40环后穿越了先前的扰动区,同时盾构覆土变厚,上浮量减小。

(3)同步注浆和浆液硬化滞后

由于盾构在泥水中漂浮,后部隧道由于同步注浆滞后或同步注浆浆液的硬化滞后,使隧道长时间处于不稳定状态,在掘进距离加长后,由盾构机和隧道组成的几何体刚度变小,更容易产生上下摆动。同时,由于注浆体的浮力以及附加应力,使隧道呈上浮状态。另外,出洞段上部为④层淤泥质粘土,下部为⑤1层粘土,④层更易产生流变,使隧道极不稳定,随着④层土减少,盾构机大部分切入⑤1层土时,恢复盾构机外壳上的同步注浆装置,将可以有效解决注浆滞后问题,能有效降低盾构机上浮量。

(4)其他因素

除了以上几个主要因素外,隧道上浮还与上覆土的厚度、土体的特性、土层损失的大小、地面沉降、地下水位的变化、隧道的渗漏等有关。

四、施工参数的控制

通过以上分析,我们知道隧道上浮是一个非常复杂的问题,它涉及到隧道施工的各个方面,因此,我们通过对施工过程中各个施工参数的控制来进行综合控制。

(1)泥水指标的控制

膨润土泥浆配比(1m3)

膨润土:CmC:纯碱水=330kg:2.4kg:13kg:870kg

泥浆质量指标

(2)泥水压力:送泥水压一般大于切口水压0.04g/cm2。

(3)掘进速度和轴线控制:正常条件下,掘进速度设定为1.5~2.5cm/min,如果盾构正面遇障碍物,掘进速度应低于1.0cm/min。

(4)切口水压:能够维持正常泥水循环,初定为0.1~0.35mpa,主要跟据盾构的埋深来设定,波动范围为0.02mpa。

(5)地表沉降控制:加强施工监督,不断完善施工工艺,控制施工后的地表最大变形量(允许变形:隆起10mm,沉降30mm)。

(6)管片姿态控制:管片轴线(±70mm),坡度波动范围0.1%,同时控制横鸭蛋。

(7)管片拼装:提高拼装精度,衬砌成环后(刚出盾尾时)直径允许偏差:33mm(尽量避免横鸭蛋),环缝张开

五、同步注浆控制

(1)同步注浆浆液的材料和配比如下:

a液为:水泥:膨润土:稳定剂:水=310:55:3L:720

B液为:硅酸钠(水玻璃)

a液:B液=10:1(在实际施工中可略加以调整)

同步注浆指标表

(2)二次注浆:

1)当前推进环的后10环开始二次注浆;2)注浆位置:B2、B4管片;3)方量:2方/环;4)每10环注一次环箍.方量1.5方/孔,共12方。

同步注浆就是在盾构机顶进的同时把浆液注入土体,使浆液能及时填充盾构机经过与隧道管片产生的建筑空隙。推进过程中注浆要全线并平均的注入,尽量避免某环或某段的浆液严重超量,通过多次的测量结果发现:注浆量过多,造成大量双液浆流到隧道外侧底部,增加了隧道外底部的浮力。同样,如果注出量过少,侧不能填满隧道外的建筑空隙,泥水仍然在隧道四周,使隧道失去抗浮作用。因此必须严格控制浆液的注出量。

在同步注浆的基础上,进行二次注浆能够很好地填充建筑空隙,减少对土层的扰动和地面沉降,有效地控制了隧道的上浮。在翔殷路隧道推进过程中得到很好的应用和检验。

六、隧道防渗

(1)盾尾防渗

采用二道止水钢刷,同时在盾构机尾部外壳注油脂,二道止水钢刷可将油脂封于盾构机与洞口之间,起到止水效果。

(2)管片防渗漏

衬砌接缝设弹性密封垫,弹性密封垫与管片间用胶粘剂黏结,弹性密封垫表层需涂缓膨胀剂。在弹性密封垫角部还需覆贴自粘性橡胶薄板,厚1.5mm、宽50mm、长75mm*2,粘贴时仅覆盖部分弹性密封垫表面。为了较少管片之间的硬性接触,管片凹槽处粘贴缓冲材料丁晴软木橡胶(压缩为1毫米)。同时严格控制管片拼装质量,保证环面的平整度和环缝在设计要求之内。

出洞段隧道上浮量变化图

正常段隧道上浮量变化图

七、结论与控制措施

(1)隧道上浮的规律

1)隧道上浮一般分两个阶段:初次上浮一般在隧道管片脱出盾尾3至4天,其量较大,占总上浮量的90%左右;二次上浮在隧道管片脱出盾尾10天左右,其量较小,一般在1cm以内。

2)泥水比重越大,隧道上浮量就越大,反之亦然。

3)土体扰动比较大的地方,隧道的上浮量很大。

4)地质条件越差,隧道的上浮量越大。

5)在浅覆土段,隧道的上浮量较大,随着土层深度的增加,上浮量也相应的变小。

6)同步注浆效果越好,隧道上浮量越小。

7)隧道渗漏,特别是盾尾漏浆会引起地面沉降和隧道上浮量的剧增。

(2)控制上浮的措施

1)施工期间严格控制隧道轴线,使盾构尽量沿着设计轴线推进,每环均匀纠偏,减少对土体的扰动。

2)采用同步注浆和二次注浆相结合的方法。提高同步注浆质量,要求浆液有较短的初凝时间,使其遇泥水后不产生裂化,并要求浆液具有一定的流动性,能均匀布满隧道一周,及时充填建筑空隙。

3)当发现隧道上浮量较大,且波及范围较远时应立即采取对已建隧道进行补浆措施,以割断泥水继续流失路径。补压浆要求均匀,压浆后浆液成环状。一般补压浆可采用双液浆与聚胺脂相结合的注浆方法,注浆范围5~10环。注浆位置一般选择在B1、B5以上的位置进行压注。

4)适当调整泥水比重和粘度,调低泥水比重1.20kg/cm2左右,并保证泥水粘度,有利于降低隧道上浮量。

5)适当调低隧道轴线进行掘进,尽量采用在轴线以下40mm的位置进行掘进,以确保隧道在上浮后隧道轴线仍能满足设计要求。

6)通过管片的旋转可以降低管片上超量,从而抵消部分管片上浮量。

7)如发现隧道上浮量大,且范围也较大时,可采取上压下放的方法,使隧道拱顶部的压力加大,迫使隧道下沉,从而达到减小上浮量的目的。其次可以通过补压浆来控制,要求补压浆均匀,补入的浆液要成环,使隧道周围形成一个泥浆套,以割断泥水继续后流的路径。

8)采用信息化施工,实时采集施工信息,根据工程条件的变化,动态调整施工参数。

参考文献

[1]叶飞,朱合华,丁文其,曲海锋,;大断面盾构隧道施工抗浮计算研究[J];地下空间与工程学报;2007年05期

[2]洪开荣;广深港大断面特长水下盾构隧道的技术难点分析[J];隧道建设;2007年06期

[3]田华军,刘洪震;武汉长江盾构隧道管片上浮控制技术[J];隧道建设;2009年03期

[4]沈征难;盾构掘进过程中隧道管片上浮原因分析及控制[J];现代隧道技术;2004年06期

隧道施工指南篇7

十年,在漫长的历史长河中,只是短短的一瞬间。然而,对于中国铁道建筑总公司系统唯一以隧道施工为主的十四局集团隧道专业工程公司来说,却是一部充满机遇与挑战、拼搏与奉献的创业史。其间,充满了艰难与曲折,充满了希望与辉煌。

岐岭建团队市场求发展

这是一支英雄的队伍,这是一家具有传奇色彩的现代企业。

中铁十四局集团隧道分公司的前身隶属于铁道兵第四师。当年他们发扬铁道兵逢山凿洞遇水架桥的大无畏精神,先后参与了二十二条铁路干线的建设,修建隧道93座,总长75公里,为新中国的铁道建设做出了不可磨灭的贡献。

二十世纪九十年代,横贯南北的京九铁路举世嘱目。当年的铁道兵,在号称“天字第一号”难点工程岐岭隧道又摆开新的战场。随着岐岭隧道施工接近胜利的尾声,一个年轻的专业化隧道施工企业——铁道部第十四工程局隧道公司诞生了。

经过十年的发展,当年的隧道公司从一个只有几台设备和几十名职工的工程项目部,发展成为如今拥有职工768人,其中高中级技术人员154人;拥有固定资产近亿元,600台(套)先进的现代化隧道施工设备;能够同时承建20条长大隧道的现代化、专业化施工的大型企业。

如今隧道分公司的施工队伍遍及全国16个省市,施工范围涉及铁路、公路、市政、核电、地铁、水电等领域。

十年来,隧道分公司已建成隧道40余条,总长80余公里,相当于每天修建隧道22米,完成桥梁及其他工程20余项。

无论在计划经济时代还是在市场经济时代,隧道分公司始终坚持靠质量求生存,靠市场求发展的战略,使名牌工程遍布于祖国的千山万水之间。十年来,在已竣工的工程中,质量合格率100%,优良率95%以上。其中,3项工程获国家建筑业最高质量奖——鲁班奖,15项获省部级优质工程,5项获国家“青年文明号”。1998年底,公司顺利通过了iSo9001质量体系认证,2003年底顺利通过了“三标一体”认证。2003年被中国施工企业管理协会评为“全国优秀施工企业”,一举成为中铁十四局集团的优良资产和优势产业。

两手抓,两手都要硬。十年来,隧道分公司取得了精神文明和物质文明的双丰收。隧道分公司先后涌现出了局以上先进、模范人物90多名,先进集体30多个,公司及领导班子多次被上级表彰为“双文明建设先进单位”和“四好领导班子”,并连续五年被山东省直机关文明委表彰为“精神文明建设先进单位”。2003年被评为山东省“省级文明单位”。

忆往昔,峥嵘岁月稠。回首十年的光荣历史,隧道分公司现任总经理李茂松、党委书记徐进玮说:隧道分公司今天的成绩,是中铁十四局集团领导关怀支持的结果,是隧道分公司历届领导班子励精图治的结果,亦是隧道分公司全体员工拼搏奉献的结果。

金隧遍神州奖牌亮闪闪

中国运动员长期刻苦训练,终于在雅典奥运会上的凝聚成金光闪闪的32块金牌,举国欢腾,世界瞩目。同理,中铁十四局集团隧道分公司十年卧薪尝胆,发奋图强,终于将一项项金牌优质工程奉献给祖国人民。金牌工程伴随着隧道分公司十年发展的脚步,隧道分公司的十年心血最终凝结成一块块金牌。

隧道分公司是三项中国建筑最高奖——鲁班金像奖的得主,这在中铁十四局集团十几个处级单位中是独此一家,在中国铁道建筑总公司系统也极为罕见。

岐岭隧道是隧道分公司荣获的第一项鲁班奖,也是隧道分公司发展的奠基之作。岐岭隧道位于江西省南康县与信丰县交界处,全长2536米,为双线铁路隧道。该隧道地质复杂,进口段为罕见的特软弱围岩,施工难度极大,被称为京九铁路“天字第一号”工程。建设者们依靠科学,勇攻难关,提前46天贯通了岐岭隧道。在获得鲁班奖之后,该项工程又荣获首届中国土木工程(詹天佑)大奖、铁道部优质工程一等奖、中铁建总公司优质工程奖。

深圳梧桐山隧道二期工程是隧道分公司荣获的第二块鲁班奖,此项工程为“九·七”香港回归的配套工程,具有极其重要的政治意义,在隧道分公司十年发展历史中占有重要地位。

梧桐山下行隧道是深(圳)香(港)公路咽喉工程,全长2439米,宽10.16米,设计为双线隧道。该工程是十四局进军特区建筑市场的第一项工程,1995年11月开工,1997年6月建成通车。该工程先后被深圳团市委授予“青年文明号”,被铁道部评为“优质工程一等奖”,被中国铁道建筑总公司评为“优质样板工程”。

朔黄铁路的东风隧道和马圈特大桥是隧道分司获得的第三块鲁班奖,在隧道分公司技术进步史上具有里程碑意义,中国铁道建筑总公司曾在东风隧道召开隧道光面爆破现场会,推广隧道公司的施工经验。

在隧道分公司职工的心目中,几乎与获得国家大奖位置同等重要的还有南京鼓楼隧道工程,因为它承载了隧道人心中太多的回忆与荣耀,是隧道分公司十年历史中隧道人泰山压顶不弯腰的真实写照。

南京鼓楼隧道为南北双向四车道,单线长750米,双连拱跨度23.18米,最浅埋仅26厘米,属典型的超浅埋、大跨度城市隧道工程。该工程是全国第三届城运会配套工程,也被列为南京市1995年市政一号工程,尽管工程难度大、工期紧,但鼓楼隧道的建设者经过300多个昼夜奋战,于1995年10月按期通车。该工程被江苏省团委、南京市政府、铁道团委、铁道建筑总公司联合授予“青年文明号”。

为中铁十四局集团隧道分公司赢得信誉的还有京珠高速公司靠椅山隧道工程、株六复线新倮纳隧道工程、济南绕城高速公路济南隧道工程、渝怀铁路武隆隧道工程、南京新庄立交桥工程、南京地铁工程、北京地铁五号线工程等等,不胜枚举。

改革添活力管理强内功

正如邓小平所说:“改革就是解放和发展生产力。”中铁十四局集团隧道分公司十年发展壮大的历史,也是十年不断深化改革的历史,十年不断完善企业管理的历史。

隧道分公司成立之初,他们将铁道兵的优良传统作风与科学创新精神有机结合,确立了建设“三高四优五化”的机制灵活、精干高效、反应快捷、充满活力的现代建筑施工企业的发展规划。所谓“三高四优五化”就是在同行业竞争中取得“社会效益高、企业信誉高、经济效益高”;在建筑市场竞争中形成技术优势、设备优势、人才优势、管理优势;在企业管理中做到经营决策科学化,机关工作制度化,项目管理规范化,施工现场多元化,企业行为长期化。坚持“一业为主,多元发展,外争市场,内练强兵”的经营战略,在经营布局上坚持“区域经营,滚动发展”的原则;在经营思想上坚持科技兴业、质量兴业、名牌兴业,走质量效益型的道路;在经营方针上,坚持以主业为依托,横向拓展,纵向延伸,内引外联,扩大市场占有率;在管理体制上,以项目经济责任制和资产经营责任制为主要形式,以班组核算为基础,挖掘潜能,建立责权利明确统一的长效机制,使企业走上了全面发展的良性轨道。

2004年5月17日,以北京地铁四号线、十号线黄庄车站2号竖井工区为标的,隧道分公司首次内部劳务承包招标工作圆满结束。

中铁十四局集团领导认为,隧道分公司的“工序内部招标”和“以项目经理、书记、总工为核心的项目班子竞聘上岗”的做法,是一次具有实质意义的改革创新和突破。这些做法严格遵循了市场经济规律,较好地解决了职工上岗再就业问题,避免了工程外包中的效益流失,能够更好地发挥项目班子的整体功能和团队力量,真正做到党政共同负责。这项改革后来又在宜万铁路工地第二次推广试行,取得良好效果。

其实,这只是隧道分公司十年改革的一个小小缩影。

隧道分公司成立之初,沿用的是工程处、工程项目部、工程队三级管理。随着市场经济的不断发展和日益加剧的行业竞争,改革旧的管理体制、建立完善科学的管理体制,是企业发展的必然。在广泛调研、认真学习的基础上,隧道分公司大胆探索改革制度。他们打破传统的项目管理模式,实行指挥部和工程队联合办公。指队联合办公首先简化了管理层次,做到组织机构扁平化。撤销队一级管理机构,压缩一级管理层,将工程队业务人员归口到指挥部各职能部门统一管理,实行“指挥部——班组”扁平组织机构。其次,职能结构得到优化。将指挥部、队两级管理费用压减为一级管理费用,实行一支笔审批制度,大大节约了管理成本;以班组为成本中心,推行班组责任成本核算;管理重心下移,项目部管理层直接面向基层,为施工生产服务,为现场服务,现场管理职能得到加强。

隧道分公司将这一管理制度在一个项目进行了试点,结果,项目部的非生产性人员减少了20%;管理费用开支下降了16%;施工现场的管理和控制得到加强,现场的技术力量得到充实,项目部取得了多项科技成果;基层建设得到加强,基层业务人员的素质通过学习得到提高,施工班组的成本意识增强,管理和核算能力逐步提高;工程成本得到有效控制和降低,经济效益显著提高;通过班组核算,增加了工人的个人收入。试点工作取得了成功,隧道分公司随之在所属各项目进行了普及。

后来,此项改革与集团公司的“两个直管”、“五大市场”成功对接,隧道分公司真正实现了企业直管项目部,项目部直管施工作业层。形成了企业内部人才交流、劳动力调配、资金调度、机械设备租赁、物资材料采购“五大市场”。1998年,隧道分公司在施工一线全面推行队级核算工作,以工程队为内部核算单位,按照内部责任预算进行承包,一次包死,自负盈亏,工程队只承担预算内的管理风险、管理责任,不承担经营风险,此项改革使工程项目部降低了施工成本。同时也使分配制度趋于合理,工人实现多劳多得。之后,他们又变自上而下的成本核算为自下而上的定额管理,使责任成本目标更加合理。

内部施工定额管理,为隧道分公司在市场竞争中提供了底线参考,避免了在过度竞争中使企业亏本投标和亏本经营。有了内部施工定额,各项目部在制定责任目标时有效地避免了盲目现象,运用“跳一跳摘到桃子”的原理,制定切实合理的责任核算目标。既实现了项目部施工成本最小化,又激励职工通过努力增加了个人收入。达到了壮大企业造福职工的双重目的。

项目部是企业效益的源泉,项目经理素质的高低将决定项目部的经营管理水平,直接影响到企业整体的效益。2002年,隧道分公司一改过去的“项目经理行政任命制”,制定推行项目经理竞争上岗制度。办法中具体规定了参与竞争项目经理人员的基本条件,投标书中应明确标明工程项目的工期、成本、质量、安全、文明施工、队伍建设、效益等指标,经过制定方案、公告、公开报名、资格审查、召开标前会、评标、公开演讲、答辩、民主测评、综合计算分数、组织考察等11道程序,最后确定应聘的项目经理。竞争上岗制度为项目经理岗位选拔出了优秀人才,通过签订“工程经营承包合同”确保了项目的利益。

此项改革随着项目法的逐步实施,在隧道分公司得到了进一步的深化。2004年,隧道分公司又出台了《工程项目机构与核算组织管理办法》,该办法突出了“项目经理班子竞聘”、“项目管理目标责任制”、“劳务承包招标”、“设备租赁招标”、“项目全面预算管理”等新思路。“”版权所有

分配制度的改革是企业兴衰的基础条件之一,也是调动员工积极性的重要手段。隧道分公司十年来坚持进行分配制度改革,充分调动了员工的生产积极性,使企业人气旺盛,充满生机活力。

初期,他们取消“大锅饭”,在收入分配上拉开档次,调动了职工奋发向上的积极性。干多干少一个样,责任大小一个样的弊端,逐步得到革除。后来,随着企业的发展,他们在全集团公司内部率先打破传统的分配方式,实行岗薪制,以岗定薪,按责计酬,按劳分配,实现了责、权、劳、利的科学统一,既提高了工作效率,又降低了企业管理成本。

为了建立对项目经理班子更有效的激励与约束机制,2004年又出台了项目经理班子薪金制度。项目薪金由基本薪酬、科技薪酬、效益薪酬、安全薪酬、质量薪酬和政治薪酬六部分组成。基本薪酬由合同工期和工程规模系数决定;科技薪酬由技术难度工程比率和技术难度系数共同制约;效益薪酬为项目经理班子承包合同中竞标报价利润的10%;质量薪酬为基本薪酬的30%,另外获得质量荣誉的,公司按照级别给予一定奖励;安全薪酬为基本薪酬的30%,获得安全荣誉的,公司给予一定奖励;政治薪酬为基本薪酬的20%;项目薪金待工程结束后全部兑现。项目薪金制度将项目的综合效益与项目经理班子的个人所得紧密联系在一起,实现了多劳多得、责任与收益的统一,大大调动了项目经理班子工作的主动性和积极性,使项目管理又迈上了一个台阶。

目前,隧道分公司正按照集团公司的统一部署,向规范的股份制企业扎实推进,力争早日实现企业上市的目标。

科技兴企业人才挑大梁“”版权所有

回顾中铁十四局集团隧道分公司十年发展的历史,可以看到一条清晰的主线。这就是,在经营思想上坚持科技兴企,在企业竞争中坚持以人为本,实施人才战略。

作为中国铁道建筑总公司系统唯一的以隧道施工为主的专业工程公司,中铁十四局集团隧道分公司在十年的发展中,积累了在特软弱围岩、超浅埋、大跨度、富含水及岩溶、瓦斯、暗河、断层、软流塑等复杂地质条件下进行隧道施工的经验,在超前支护、光面爆破、监控量测、防排水等方面形成了比较完善的施工方法。

在朔黄铁路东风隧道施工中,隧道分公司针对施工中遇到的重点、难点问题进行科技攻关。经过集思广益和反复试验,取得重大科技收获。他们采用双线铁路隧道大型机械中洞超前、预留光面层分布开挖技术,使得超挖量控制在7厘米以内(规范要求控制在15厘米以内),创出较好的光爆效果。

东风隧道的光面爆破技术被专家们誉为“国内领先、行业一流”,“代表着90年代光面爆破新水平”;隧道软弱围岩施工,被中国铁道建筑总公司总经理王振侯称作“国内隧道新奥法施工的典范”、“标志着总公司系统隧道软弱围岩施工技术上了一个大台阶”。中国铁道建筑总公司专门在东风隧道召开现场交流会,总结推广了他们的经验。

株六铁路复线上的重点工程新倮纳隧道,因地处险要地段,地质状况及其复杂而成为科技攻关的焦点,备受各级领导和专家们的关注。项目部科技攻关组人员通过分别应用地质前兆参数定量和先进的tSp-202超前预报系统进行预测和探测,先后发出了一系列关于新倮纳隧道长、短期超前预报通知书,对下一步前方隧道施工中不良地质所处的位置、水文及工程地质特征、岩体结构、围岩类别进行明确的超前预报,并对施工中应采取的防范措施提出具体建议,从而避免和减少了施工的失误以及由此而带来的重大经济损失,保证了快速安全施工。实践表明,该超前预报的精度达到90%以上。攻关组发出的第一号《新倮纳隧道长期预报通知书》中预报:“F5-1断层破碎带厚度约5米,影响隧道长度约10米,即Da174+562∽572为Ⅱ类围岩,少量淋水,建议加强其预支护,有效地防止了塌方。”隧道分公司职工在施工中采纳了攻关组的建议,加强了预支护,有效地防止了塌方。

南京地铁南北线一期工程为南京市的重点工程。中铁十四局集团隧道分公司承建的ta10标段场地狭小、地质复杂、技术要求高。尤其在软流塑施工中,由于该地层具有高压缩性、高灵敏度、强度低等特点,易产生蠕动现象,开挖后围岩自稳能力差、含水量大、易引起坍塌、涌泥现象,并极易引起地表沉降。

隧道分公司技术人员根据区间隧道的埋深、断面、地质条件、施工方法和地面房屋现状等,确定了楼房地基地表的参考沉降标准;确定了大管棚辅以小导管注浆及掌子面超前深孔注浆为软流塑状淤泥质地层隧道的超前预支护方案;选择了高强、早凝、超细水泥作为主要注浆材料,高压劈裂分段后退式注浆方式,达到了良好的地层加固与止水效果,为软流塑状淤泥质地层掌子面前方深孔注浆加固创造了新的注浆方式和工艺。

2003年11月16日,在山东济南召开的“软流塑状淤泥质地层建筑物下地铁隧道综合施工技术”成果鉴定会上,中国科学院院士宋振琪等专家对该项成果进行了鉴定,一致认为:该项技术首次成功地在软流塑状淤泥质地层条件下实现了安全、快速、经济的施工目标,确保了南京地铁珠~鼓区间地表沉降值基本控制在20毫米左右,保证了施工安全、地表建筑物及地下管线的安全,各种经营场所正常营业,经济和社会效益显著。软流塑状淤泥质地层穿越地面既有建筑楼房的隧道综合施工技术,在地下铁道、市政隧道和地下工程建设中,具有广泛的应用推广价值,研究成果达到了国际先进水平。

中铁十四局集团隧道分公司的技术优势是以较强的人才优势为基础的,人是生产力中最活跃的因素。公司现有职工768人,中专以上学历的约占54.7%,其中本科学历的194人,高中级技术人员154人,今年新进硕士生本科生35人。

应当说,隧道分公司从诞生之初就具有一定的人才优势,当时,全公司90多名干部中,大中专以上学历的占80%以上,工人有三分之一以上具备1~2项专业特长和技能。

十年来,隧道分公司党政领导将“育人工程”与创建优质工程统一起来,在用人机制上大胆进行改革,不拘一格选人才。公司采取“走出去,请进来”的办法,先后将几十名大中专毕业生培养成隧道施工方面的专门人才,其中一大批专门人才陆续走上了行政和技术领导岗位,使隧道分公司的投标与现场施工管理都达到了相当高的专业水平,也使隧道分公司具备了可持续发展的人才基础。

隧道分公司在人才培养上,还特别注重培养高技能型操作人才,使分公司的高级技工人才达到了相当高的比例。与全国普遍存在的高级技工荒现象相反,隧道分公司的高级技工有效挑起了建设施工的大梁。

隧道分公司的大中专毕业生曾一度超出基层管理定员,造成相对的人才闲置。而另一方面,由于公司专业性强,机械化程度高,一些技术含量较高的特殊工种,因现有工人素质较低而无法满足岗位需求。为解决这一矛盾,隧道分公司大胆打破干部与工人的界限,在管理上分干部、工人,在工作岗位上不分干部、工人。现在进口设备的操纵、维修及隧道内的风、水、电、管等技术含量较高、而过去被认为是工人岗位的工种,绝大多数是由近几年来分配来的学员担任。过去为培训一个进口设备的操纵工,需要送出去培训,少则几个月,多则一年,还不能完全掌握机械的性能,现在上岗的大学生能直接看懂外文说明书,很快就能熟悉机械的性能,并且操纵自如。这些高素质、高技能型职工充实到一线,为工程创优提供了坚实的保证。

目前,隧道分公司已经形成了人才结构合理、素质过硬、使用得当、具有较强发展后劲的一支专业化人才队伍。

思想工作细企业文化新

经过十年的不懈探索,隧道分公司党委已形成了一套制度健全、手段创新、形式多样、独具特色的党建和思想政治工作新机制

隧道分公司党委注重发挥思想政治工作的生命线作用,既继承了铁道兵时期的优良传统,同时又紧随时代的发展不断创新,在坚持中发展,在发展中坚持,结合企业的实际情况,紧紧围绕企业的中心任务开展工作,为企业的改革和发展提供了强有力的精神动力和思想组织保证。

近年来,隧道分公司党委为切实发挥党委的政治核心作用,又对原有制度进行了健全和完善,对实施手段进行了创新。公司党委下发了《项目治理结构三个层面议事规则及工作制度》、《隧道分公司议事会议制度》等,完善了思想政治工作体系。同时进一步健全了组织,以人力资源市场管理中心的党员为主要对象成立了党支部,负责处理中心事务,开展党员教育活动。对息工待岗的党员,公司党委专门派出有关人员前往驻地指导成立临时党小组,开展宣传教育活动,使共产党员在政治上永远不下岗。

隧道分公司党委坚持与时俱进,创新政治工作载体,先后与各项目部签订了政治目标责任书,实现了基层政治工作目标有形化管理。把基层党建和思想政治工作分解为八个方面,制定量化的考核标准,明确了考评计分办法,化无形为有形,增强了可操作性。

2004年,隧道分公司党委郑重转发《集团公司党委关于加强领导班子思想政治建设的决定》,为分公司各级领导班子进一步加强自身建设,真正成为带领广大员工努力建设强优企业的“龙头”指明了方向。

建设独具特色的企业文化,是凝聚企业力量,展现企业风貌,提升企业形象,推动企业现代化进程的重要内容。十年来,中铁十四局集团隧道分公司已经形成了“诚信、合作、创新、卓越”的企业精神,树立起了“经营求精、管理求严、用人求贤、交往求俭、为政求廉、领导求真”的企业风气,展现了公司作为现代企业的良好形象。

隧道施工指南篇8

【关键词】无尺测量;隧道;围岩量测

一、工程概况

沪昆客专杭长湖南段HCtJ-i标段第三项目分部承建工程项目起讫里程为DK846+028.00(茶坡里隧道中心里程)~DK874+693.28(平达大桥起点),线路穿越醴陵市黄獭嘴镇、枫林市乡以及浏阳市官桥乡、镇头镇四个乡镇。管辖范围内隧道7.5座,长7.845km。

二、隧道围岩量测目的

1.确保安全:根据量测信息,预见事故和险情,防患于未然。

2.指导施工:分析处理量测数据,预测和确认隧道围岩最终稳定时间,指导施工顺序和施作二次衬砌时间。

3.修正设计:根据隧道开挖后所获得的量测信息,进行综合分析,修正支护参数和检验施工与设计措施的可靠性。

三、有尺围岩量测技术

1.有尺围岩量测技术

传统隧道围岩量测采用有尺挂钩量测,在隧道开挖完成后,根据设计文件及规范文件要求施工里程埋设量测三角挂钩,按照《铁路隧道监控量测技术规程》要求频次,采用精密水准仪、收敛仪进行隧道围岩量测。

隧道量测三角挂钩隧道水平收敛量测

隧道拱顶下沉测量

2、有尺围岩量测弊端

在施工过程中放炮或机械碰撞等因素容易使三角挂钩损坏,量测过程中需要机械配合,使成本增加,隧道施工至下台阶时挂尺困难。不能连续及时连续、准确的采集实时数据。无法判断围岩和衬砌是否稳定,保证施工安全,指导施工顺序,进行施工管理。

四、无尺围岩量测技术

1.量测点布设

(1)量测断面间距

根据设计文件、业主规定及《铁路隧道监控量测技术规程》要求,量测断面间距见表-1所示:

(2)量测点布置

根据《铁路隧道监控量测技术规程》及建设单位的要求,量测点布置见图-1、所示:

(3)量测观测标埋设

①制作量测观测标

采用φ22螺纹钢筋,600mm长,在螺纹钢筋的一端将其切割成竹削式的斜面,将20mm*20mm的反射片贴在斜面上。

②预埋量测观测标

在初期支护砼喷射前,用冲击钻或锚杆风枪钻凿φ40mm、300mm的孔(钢筋需嵌入岩体不小于300mm,喷射砼后外露不小于50mm),用1:1水泥砂浆或锚固剂进行锚固,所有贴有反射片一面均朝洞口方向,以便于观测。使同一基线量测点的固定方向在同一断面及水平线上。观测点周围用红油漆喷涂,观测点同时悬挂标识牌。如图-2所示。

2.无尺量测

(1)量测频率

围岩监控量测频率根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表-3和表-4确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中,原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时,增大监控量测频率。

(2)量测

全站仪无尺量测:将精度为1秒的全站仪架设在便于观测及不受施工影响的位置,即可进行数据采集。现场数据采集可分为两种形式进行,一种是采集绝对坐标、高程;另一种是只采集相对坐标,绝对高程,后一种在现场实际操作中比较方便、快捷,不需要后视坐标点,可以根据现场需要任意架设全站仪。数据采集主要采集拱顶量测点a高程及水平收敛点B、C水平距离。拱顶高程测量是用全站仪照准拱顶观测点a的反射片十字中心,直接可以测得绝对高程;水平收敛是用全站仪照准水平收敛量测点B、C,测量两点相对坐标,即可用两点相对坐标计算得出水平距离。

图-3全站仪无尺量测

3.量测数据分析

(1)根据量测值绘制时态曲线,选择回归曲线,预测最终值,并与控制基准进行比较,对支护及围岩状态、工法、工序进行评价,及时反馈评价结论,并提出相应工程对策建议。

(2)位移变化速度判别

净空变化速度持续大于5.0mm/d时,围岩处于急剧变形状态,加强初期支护。

水平收敛(拱脚附近)速度小于0.2mm/d,拱顶下沉速度小于0.15mm/d,围岩基本达到稳定。

五、结束语

通过沪昆客专杭长湖南段HCtJ-i标段第三项目分部7.5座隧道无尺围岩监控量测的应用实践,无尺测量技术在不影响隧道施工的情况下,不需要其他机械设备配合,能够快速进行隧道围岩量测,保证及时连续、准确的采集实时数据,判断围岩和衬砌的稳定性,确保施工安全,指导施工管理,为今后相关工程提供经验。

隧道施工指南篇9

关键词:浅埋、富水、软塑围岩;隧道施工;变形处理;改变开挖工法;地表预注浆文献标识码:a

中图分类号:U455文章编号:1009-2374(2016)35-0149-02Doi:10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.072

1工程概况

坪下隧道位于福建省永安市西洋镇境内,设计为单洞双线隧道,隧道起讫里程为DK136+161.3~DK139+903,全长3741.7m,最大埋深624.8m;隧道出口浅埋段DK139+570~DK139+590,最小埋深9m,岩性为全风化粉砂岩,含水量大,遇水成泥,呈软塑状,手捏成砂,属软岩段。

2软塑围岩变形表现及特征

软塑围岩变形表现:隧道正前方掌子面的水平位移,表现为掌子面的水平鼓出,掌子面前方围岩下沉,浅埋隧道表现为地表下沉,形成沉降槽,刚开挖的隧道初期支护出现收敛变形,地应力重新分布,使隧道周边产生松动圈,表现为拱顶下沉和边墙内移,软塑围岩变形特征:围岩变形量大,变形集中发生在工序转换期,一旦大变形形成,就难以控制。

现场实际情况描述:2014年9月7日当隧道正洞以三台阶临时仰拱法开挖至DK136+584上台阶掌子面处,掌子面埋深为24.7m;掌子面有明显水平位移;DK136+584~136+609拱部初支有环向裂缝出现,DK136+584~+587段左右侧边墙初支往隧道净空方向位移,见图1;DK136+578~DK136+598段线路右侧距线路中线18m处,地表出现一条长20m、宽3~5cm纵向裂缝,隧道正洞与穿越山体的关系,见图2所示。

原因分析:该地段埋深较浅,处偏压地段;地质为全风化土质围岩,呈软塑状,地下水较发育,自稳较差;预留变形量为50cm,累计沉降达32cm,沉降速率达2cm/d,造成隧道开挖轮廓线周围围岩大面积松动,形成沉降凹槽,地应力增加,严重影响围岩自稳;连日来持续降雨,地表雨水下渗,导致围岩含水量增大,围岩压力骤增。

3变形段处理

第一,各台阶掌子面采用锚喷进行封闭稳固;20*20cm的Φ6钢筋网片满铺各台阶掌子面,喷射10cm厚的C25混凝土,打设间距2m×2m,长5m的砂浆锚杆,以稳固掌子面。

第二,DK136+587~136+609段采用H175型钢设置临时竖向支撑,型钢落至槽钢上,纵向间距0.6m,钢架间采用Φ22纵向钢筋焊接成整体,钢筋间距1m,如图3所示:

第三,DK136+587~136+609变形段锁脚处增设Φ89锁脚钢管,并采用16mm厚钢板将钢架及锁脚钢管焊接成整体。

第四,地表裂缝段,采用Φ50钢花管(间距1m),1∶0.5水泥浆进行压浆封闭,表面采用水泥粉灌缝进行夯实,上盖彩条布,防止雨水下渗。

第五,DK136+587~136+609段全断面径向注浆加固围岩,如图4;注浆前进行工艺试验,取得相关技术参数;小导管采用直径Φ50mm,壁厚3.5mm的无缝钢管,钢管长5m,前端做成尖锥形,尾部焊接Φ8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔15cm梅花型钻眼,眼孔直径为10mm,尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段;注浆管间距1.5×1.5m,浆液水灰比为0.5∶1;小导管尾部与钢架焊接(同锁脚钢管),有良好的止浆措施;注浆完成后,在注浆范围内打设检查孔,检测注浆效果;注浆检查孔在注浆效果检查完之后,及时用m10水泥砂浆进行封堵。

第六,K136+587~136+609段拱腰采用Φ32的自进式锚杆分散地应力,如图5;锚杆长15m,每延米每侧各4根,锚杆不与初支钢架焊接,尾部设置垫板。

第七,监控量测数据稳定后,用Hw175型钢对DK136+584~136+587变形段i20钢架进行更换,每次只能更换一榀钢架。其余未侵入限界段每两榀钢架间增设一榀H175型钢,打设Φ89锁脚钢管,安装临时仰拱。

第八,考虑衬砌结构的质量及安全,该变形地段二次衬砌主筋按双筋进行配置。

4浅埋、富水、软塑围岩开挖

4.1超前支护(管超前)

DK136+544~136+584段拱部调整Φ89洞身长管棚+Ⅲ型超前小导管预支护;管棚长10m,间距7m一环,搭接长度不小于3m,环向间距40cm,钢管钻孔梅花形布置,孔径16mm,单号钢花管,双号钢管,注浆前进行工艺试验取得实际操作参数,如图8;Ⅲ型超前小导管Φ50钢管长5m,搭接长度不小于1.5m,钢管钻孔梅花形布置,孔径10mm,间距3m一环,尾部有良好止浆措施,注浆前进行工艺试验。

4.2四部临时仰拱法超短台阶开挖(小断面开挖)

DK136+564~136+584段施工工法由原三台阶临时仰拱法调整为三台阶临时仰拱上台阶加设中隔壁分左右侧开挖,超短台阶施工,如图8;上台阶左右小导洞采用人工开挖,台阶长度不超过5m,左右错开阶不大于5m,人工配合机械开挖,下台阶长度不超过5m,机械开挖,开挖下台阶时,上、阶两个工作面停止掘进。仰拱3m一模,二衬6m一模,及时紧跟,上台阶掘进时,仰拱端头到掌子面的距离不超过20m,二衬端头距掌子面的距离不超过30m。

4.3初支加强(强支护)

DK136+564~136+584初支i20钢架更换为Hw175钢架,阶锁脚处采用6m长直径Φ89mm钢管注浆代替原Φ42钢管,并设置钢板将锁脚与拱架连接。

4.4二次衬砌适时施作

根据监控量测数据保证二次衬砌紧跟掌子面施工,杜绝外在因素影响衬砌的施作时间;掌子面距二衬保持在30m以内,软岩段双主筋加强衬砌强度。

5结语

实践证明,在土质浅埋偏压、富水、软塑围岩隧道变形处理及施工中,通过采取地表注浆、洞内初支增设钢拱架、加强锁脚锚杆、洞内全断面径向注浆等综合措施,严格遵循“管超前,少扰动,强支护、短成环,二次衬砌适时施作”的施工原则,其初支变形量由原来2cm/d控制在了0.8mm/d以内,正洞施工进度也由原来的20m/月提升到38m/月;此处理措施及技术方案在保证安全和质量的同时也保证了工期,为后续类似特殊围岩隧道施工提供了可借鉴的实际施工经验。

参考文献

[1]高速铁路隧道施工施工验收标准(tB10753-2010)[S].

[2]高速铁路隧道工程施工技术指南(铁建设[2010]241号)[S].

[3]南平至龙岩铁路扩能改造工程《坪下隧道设计图》图号:南龙施(隧)37[S].

[4]南平至龙岩铁路扩能改造工程《双线隧道施工方法、辅助施工措施及防排水参考图》图号:南龙隧参04-21[S].

[5]南平至龙岩铁路扩能改造工程《双线隧道施工方法、辅助施工措施及防排水参考图》图号:南龙隧参04-13[S].

隧道施工指南篇10

abstract:inordertoensuretheconstructionsafety,constructionqualityandlong-termstabilityofstructureofthetunnelproject,combinedwiththeconstructionconditionofatunnelconstructionofXiangtang-putianRailway,thispaperexpoundsthemonitoringandmeasurementofV-typesurroundingrockbythree-stepandseven-stepexcavationmethodinconstructionphasetoprovideimportantscientificbasisforthesecondliningconstruction.

关键词:隧道工程;监控量测;数据分析、处理、反馈;预警值

Keywords:tunnelproject;monitoringandmeasurement;dataanalysis,processingandfeedback;warningvalue

1监控量测目的

把量测结果反映到设计施工中的目的,首先是确认施工的安全性,其次是提高工程的经济性。现场监控量测是新奥法施工的三大要素之一,是复合式衬砌设计、施工的核心技术。通过施工现场监控量测监视围岩变化,掌握支护结构在施工过程的力学状态和稳定程度,确保施工安全。为确定二次衬砌和仰拱施作时机,了解和掌握围岩变化规律,评价和修改支护参数及施工方法。为最终稳定时间等提供信息依据,并为以后设计、施工积累资料。因本隧道开挖断面大,必须加强围岩及支护的施工监控量测工作,并贯穿于施工全过程。其目的是:

1.1提供监控设计的依据和信息。掌握围岩力学形态的变化和规律,掌握支护的工作状态。

1.2指导施工,预报险情。作出工程预报,确立施工对策,做到监视险情、安全施工。

1.3通过回归分析,确定围岩变形收敛的准确时间和最大变形量,为隧道二次衬砌的施工时间提供一个科学依据。

2监控量测人员及设备配备

根据股司工(2011)103号《关于加强隧道工程监控量测管理工作的通知》及股司工(2011)110号《关于隧道施工组织管理的强制性规定》相关规定配备人员及设备。

2.1由向莆铁路项目经理部组建专门监控量测队,负责洋门隧道、梨壁山隧道、南洋隧道及南洋二号隧道施工的监控量测。

2.2监控量测队在项目总工程师的领导下开展工作,不得从事与监控量测无关的其它工作。

2.3根据项目规模,设置监控量测队长1名,下设2个监测小组(洋门隧道和梨壁山隧道为第1小组,人员配置3人;南洋隧道和南洋二号隧道为第2小组,人员配置3人),每个监测小组至少一名具有测量工证书的专业量测人员。

2.4监控量测小组配备精密水准仪、全站仪、收敛计、高空作业车等监控量测作业所需设备。

3监控量测工作内容及量测方法

3.1监控量测的工作内容

①监控量测项目包括必测项目与选测项目。必测项目有:拱顶下沉、净空变化、地表沉降(隧道浅埋段);选测项目为:围岩压力、围岩位移、钢架内力、锚杆轴力等,本标段。

②拱顶下沉、净空变化测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设,并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。拱顶下沉测点与净空变化测点应布置在同一断面,净空变化测点每个断面至少布置2对。量测断面间距iii级围岩为30-50m、iV级围岩不得大于10m、V级围岩不得大于5m。

③隧道浅埋段地表沉降测点应在隧道开挖前布设,地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。地表沉降测点纵向间距为5-50m,根据隧道埋深与开挖宽度进行确定;地表沉降测点横向间距为2-5m,在隧道中线附近测点应适当加密,隧道中线两侧量测范围不应小于隧道埋深与隧道开挖宽度之和。

④对于选测项目,监控量测断面与测点按照设计与业主要求进行布置。

⑤监控量测测点的测试频率应根据围岩和支护的位移速率及测点距开挖面的距离确定,并应符合《铁路隧道监控量测技术规程》(tB10121―2007)的要求。

⑥洞内监控量测点测点的加工与埋设。

洞内观测点,统一采用40cm长Φ22螺纹钢,在端头处焊接三角形挂钩,便于准确测量。样式如图1。

拱顶下沉量测及净空变化量测的测线布置示意图(全断面开挖、上下台阶开挖、三台阶七步开挖及双侧壁开挖)如图2。

3.2监控量测方法重点阐述拱顶下沉和净空变化的量测方法:

3.2.1水准仪测拱顶下沉。在地表稳定处设一固定点并引入高程,即采用可水准仪(挂钢尺)或全站仪进行拱顶下沉的观测,本隧道采用水准仪(挂钢尺)进行拱顶下沉观测。