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隧道开挖爆破震动对地表建筑物影响

隧道开挖爆破震动对地表建筑物影响
隧道开挖爆破震动对地表建筑物影响

隧道开挖爆破震动对地表建筑物影响

随着我国交通事业的蓬勃发展,穿越闹市区的浅埋隧道工程将会越来越多,由于工程条件的限制,这些隧道有很大一部分需要采用爆破法进行开挖,但爆破产生的震动效应有可能危及到周围建筑物的安全。因此,为保证建筑物的安全和隧道等地下工程的顺利建设,有必要对爆破地震波作用下的震动效应及其对结构的陂坏进行研究。本文首先简单介绍了爆破地震波产生、类型及其传播规律,并探讨研究爆破震动效应对于建筑结构两种震动破坏机制,即直接效应和动态响应效应。然后以重庆新红岩隧道爆破开挖为工程背景,根据监测数据研究浅埋隧道爆破时地表震动特性及其变化规律,并应用matlab信号处理功能,对爆破地震波的主频、能量分布等进行分析,并分析了爆破地震波的反应谱的特征。

最后以普通结构动力学理论为依据,通过ANSYS有限元软件,对某框架结构工程实例在爆破震动作用下的的动力反应进行计算分析,与抗震设防烈度震动作用下的结构动力反应进行比较,对其进行了安全性评估。通过以上,本文得到的结论:1)爆破地震波所含的频率成分较多,频带较宽。然而不同的爆破方法时,爆破震动信号的频谱成分有大差别。采用非电雷管主频的分布范围基本在40~75HZ 之间。

采用不同延期时间的电子雷管爆破时主频值的分布都较非电雷管爆破时的频率大。在近距离范围内,爆破地震波的高频震动成分含量较高,而在远距离区域内,高频振动成分含量减少,地震波的低频成分含量相对增加。2)主振频率较好反映了能量的分布。爆破能量分布很不均匀,在其频域中除了以主振频域外,还存在多个子频带,各频带的能量大小不相同,这样造成爆破中存在多个与频率对应的峰值,由此可见采用单主频的爆破安全判断标准存在偏颇。

非电雷管的震动能量分布范围相对集中在低频范围,而电子雷管分布在高频带的能量要比非电雷管高频带的能量大。3)爆破地震波震动反应谱的峰值区间对应的周期约在0.01~0.05s(对应的频率为20~100HZ)范围内,随后谱峰值迅速衰减。加速度反应谱在短周期内(高频部分)峰点较多而且跳动明显,随着周期变长,峰点变小且趋向平滑衰减。4)通过对结构进行ANSYS反应谱分析和时程分析,在爆破震动作用下该框架结构的位移和内力的分布及变化规律与天然地震作用下相似,虽然爆破震动的加速度值大,但结构的位移、内力等动力反应值比抗震设

防烈度震动作用下小得多,由此,也可以判定该结构在此次爆破震动条件下是安全的。

Peck法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式

8.1.4 地层变形预测与分析 通常设计阶段的地面沉降预测方法可分为两类,一是根据实测数据的统计方法—Peck 公式是其典型代表:二是采用有限元和边界元的数值方法。 采用Peck 法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式如下式;其沉陷槽横向分布见图。 exp(max )(S x S -22 2i x )

? ?? ? ? Φ-?= 2452tg Z i π 式中:V —地层损失(地表沉降容积); i —沉降槽曲线反弯点; z —隧道中心埋深 根据本标段的地质条件和埋深等,得i=6.9m ,由此根据以往的工程实践及经验公式,沉陷槽宽度B ≈5i ,可得单个隧道盾构推进引起的地表横向沉陷槽宽度约为35m ,两座隧道盾构推进引起的地表横向沉陷曲线叠加后其沉陷槽宽度约为50m ,并且沉陷槽的主要围在隧道轴线两侧6m 围,离轴线3m 的沉降量约为最大沉降量的60%~70%,离轴线6m 的沉降量约为最大沉降量的25%。 地层损失V 值主要是由盾尾空隙引起的土体损失量,它与盾构机盾壳厚度、盾构推进时粘附在盾构上的土体厚度及注浆量等有关,即 V=V 尾+V 粘-V 浆 盾构推进时粘附在盾构钢板上的土体厚度约为20~40mm ,盾壳厚度为70mm ,则:V=V 尾+V 粘-V 浆=1.36+0.58α-(1.36+0.58)β α为折减系数, β为同步注浆的充填系数。 取α=0.6 β=0.5 得 V=0.73m2 由此可得地表最大沉陷值:Smax=23.4mm 最大斜率:Qmax=0.0013 以上分析值主要是在以往工程经验基础上结合本地铁盾构标段的实际情况,隧道埋深16m 左右情况下得出的,最大沉降量满足规和标书要求。 虽然地表沉降形态是大体相同或相似的,但其最大沉降量总是随着施工工况和地质条件的改变而千差万别,目前控制沉降的主要手段是同步注浆和二次注浆,而注浆的环节常有各种各样的问题发生,如缺量、过量、滞后、漏浆等等,不同的沉降情况常是施工工况和工作状态的反映,同时不同的地质条件沉降亦有所不同,如粉砂土较粘土隆降起量要少,沉降速率要快,淤泥质粘土后期固结沉降则要大点。以上这些都要求盾构施工时要加强监测工作,以随时了解地面沉降信息,以便及时采取有效措施,以达到控制沉降和减少损失的目的。 8.2 理论分析

隧道光面爆破施工控制要点

隧道光面爆破施工控制要点 光面爆破效果的好坏,直接影响到隧道开挖及后续工序的质量,硬岩炮眼残留率不低于80%.中硬岩不低于70%,软岩不低于50%,而石灰岩硬而脆,力争达到90%-95%. 1 钻爆设计应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出渣能力等因素综合考虑. 钻爆设计的内容应包括:炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序等.设计图应包括:炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表主要技术经济指标及必要的说明. 2 硬岩宜采用光面爆破,软岩宜采用预裂爆破,分部开挖可采用预留光面层光面爆破. 3 采用光面爆破时,应满足以下技术要求: (1)根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抗抵线; (2)严格控制周边眼的装药量,并使药量沿炮眼全长合理分布; (3)周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药.可借助传爆线以实现空气间隔装药; (4)采用毫秒雷管微差顺序起爆,应使周边爆破时产生临空面.周边眼同段的雷管起爆时差应尽可能小; (5)各光面爆破参数如周边眼间距(E)、最小抵抗线(V)、相对距(E/V)和装药集中度(q)等,应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定.

在无条件试验时可按下表选用. 光面爆破诸参数 4 周边眼参数的选用应遵守下列原则: (1)当断面较小或围岩软弱、破碎或在曲线、折线处开挖成形要求高时,周边眼间距E应取较小值; (2)抵抗线V应大于周边眼间距.软岩在取较小的周边眼间距的同时,抵抗线应适当增大; (3)对于软岩或破碎性围岩,周边眼的相对距E/V应取较小值. 5 爆破开挖一次进尺应根据围岩条件确定.开挖软弱围岩时,应控制在1~2m之内;开挖坚硬完整的围岩时,应根据周边炮眼的外插角及允许超挖量确定. 硬岩隧道全断面开挖,眼深为3~3.5 m的深眼爆破时,单位体积岩石的耗药量可取0.9~2.0kg/m3;采用半断面或台阶法开挖,眼深为1.0~3.0m的浅眼爆破时,单位耗药量可取0.4~0.8kg/m3. 6 炮眼布置应符合下列要求:

地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量

地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量 【摘要】地表沉降及变形是地铁盾构隧道施工过程中最需要重点关注的问题,其直接影响周围地面建筑和地下设施的正常使用,因此,对地表沉降及变形测量至关重要。论文首先分析了盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因,重点探讨了地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量方法。 【关键词】地铁隧道施工;沉降及变形;测量 盾构法隧道施工技术经过一百多年的发展,已经有了很大的进步,由于盾构施工引起的周围建筑物的损坏也在减轻,但是盾构施工还是会不可避免地引起地层的扰动,引起地层变形以及地面的沉降及变形。地层扰动导致的土体强度和压缩模量的降低将会引起长时间内的固结和次固结沉降及变形。当地层变形超过一定范围时,就会危及到邻近建筑物和地下管网的安全,进而引起一系列的岩土环境问题。由此可见,研究盾构施工产生地表沉降及变形的机理具有重大的意义。 1 盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因 虽然不同学者基于各自的出发点提出了不同的盾构施工引起地表沉降及变形的机理,但是不可否认的一点就是土体位移源于开挖引起的扰动及由此产生的地层损失和扰动土的重新固结。1)地层损失。所谓地层损失是盾构施工中实际开挖土体体积和理论计算的排土体积之差。地层损失率以地层损失体积占盾构理论排土体积的百分比来表示。地层损失一般包括盾构开挖面的地层损失、盾构纠偏产生的地层损失、盾构沿曲线推进时产生的地层损失以及盾壳外径和管片直径之间空隙引起的地层损失。引起地层损失的施工及其他主要因素有:盾构掘进时,开挖面土体受到的水平支护应力小于原始侧向应力,则开挖面土体向盾构内移动,引起地层损失而导致盾构上方地面沉降及变形;当盾构推进时如作用在正面土体的推应力大于原始侧向应力,则正面土体向上向前移动,引起地层损失(欠挖)而导致盾构前上方土体隆起。2)在盾构暂停推进时,由于盾构推进千斤顶漏油回缩,可能引起盾构后退,使开挖面土体塌落或松动,造成地层损失。3)由于向盾尾后面、隧道外围建筑空隙中压浆不及时、压浆量不足或压力不适当,使盾尾后坑道周边土体失去原始三向平衡状态,而向盾尾空隙中移动,引起地层损

隧道光面爆破施工工法

隧道光面爆破施工工法

一、工艺原理 光面爆破是控制开挖轮廓的一种爆破技术,它沿开挖轮廓周边布孔,利用主炮孔爆破后形成的良好临空面,在光爆层中起爆,借以减少光爆孔爆破的夹制作用,降低炸药单耗,减少一次起爆药量,使其获得平滑的开挖廓面,减轻围岩的破坏,减小超欠挖和避免产生冒顶和坍塌。 二、光面爆破技术要点 隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等结合爆破振动要求进行钻爆设计。施工中应根据爆破效果不断调整爆破参数。 2.1爆破参数选定 2.1.1周边眼间距E 周边眼间距直接控制开挖轮廓线平整度的主要因素,一般E=(12~15)d,其中炮眼直径d=35~45cm,对于节理发育,层理明显的围岩地段,周边眼的间距可适当减小,也可在两个炮眼之间 2.1.2最小抵抗线W(光面层厚度) 最小抵抗线W直接影响光面爆破效果和爆碴块度,周边抵抗线应大于周边眼间距E,软岩取较小的E值时,W值应适当增大。 2.2周边眼装药结构 2.2.1软岩周边眼装药结构 一般采用两种形式:一种是较破碎围岩采用空气间隔装药,导爆索传爆。导爆索作为炮眼装药时,按10g/m折算为2号岩石硝铵炸药。另一种是较完整的软弱岩层采用小直径光爆炸药连续装药。

分别如下图所示: 2.2.2硬岩周边眼装药结构 硬岩一般采用导爆索间隔装药,装药结构如下图: 炮泥导爆索 药卷 周边眼间隔装药结构 (单位:cm) 除周边眼、中空眼外,其余掏槽、底眼、掘进眼的装药结构均为连续装药,只是装药长度不同 2.2本隧道钻爆参数 ①循环进尺的确定:根据实际情况,为减少对围岩的扰动,IV、V级围岩根据钢架支护间距确定,本隧道IV级围岩2.0m,V级围岩 1.0m,II、III级围岩不大于3.5m。 ②钻孔直径选择:采用Φ42mm钻眼直径,炸药选择2号岩石乳化炸药。 ③隧道开挖断面的大小:由岩石和开挖方法确定。, 总药量Q=q单×S×L,式中q单是单耗,本隧道初步确定q单=0.9Kg/m3

隧道爆破专项施工方案[001]

1.工程概况 本标段有隧道2座即竹坑山隧道和西洋隧道。两座隧道均为分离式隧道,竹坑山隧道平均长1214米,西洋隧道平均长1553米。 竹坑山隧道洞体围岩以Ⅲ、Ⅳ级为主,近洞口和断裂发育处为Ⅴ级。隧址区围岩为软质岩区,洞身所经围岩埋深较小,应力低,不会发生岩爆。岩层为细砂、粉砂岩、炭质粉砂岩类,岩石颗粒细小易产生粉尘污染,施工中应做好通风等工作。未发现活动性断层,未见滑坡、坍塌和地下采空区等不良地质现象。 西洋隧道洞体围岩以Ⅱ、Ⅲ级为主,近洞口和断裂发育处为Ⅳ、Ⅴ级。隧址区进口段为花岗,出口段围岩为砂岩偶夹炭质砂岩,但未见有煤层,施工中应缩短围岩暴露面积,做好通风。 隧道主要围岩类别列表如下: 隧道主要围岩类别表

2.爆破设计原则 爆破开挖设计依据施工规范、招标文件范本、设计文件与《爆破安全规程》(GB6722)的有关要求,遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的隧道施工原则,并在确保施工安全的前题下,充分兼顾本标段工程的施工工期要求。钻孔采用手风钻,炸药使用具有防水性能的2#岩石乳化炸药,起爆采用非电毫秒雷管,周边眼采用光面或预裂爆破。喷射混凝土、锚杆与钢架支护施工与爆破开挖密切配合。根据监测结果,及时进行二次衬砌。 Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面开挖,Ⅱ级围每循环进尺控制为3.5m,Ⅲ级围岩每循环进尺控制为3m,周边眼采用光面爆破爆破。 Ⅳ级围岩根据围岩条件分别采用上下台阶开挖,上下台阶采用微台阶,间距5m。台阶高度考虑便于操作确定在拱顶下4.5m左右。围岩条件较差时,采用上下台阶开挖,上台阶采用手风钻钻孔爆破,上下台阶一

次爆破,初期支护紧跟,每循环进尺2.5m 。周边眼采用光面爆破。 Ⅴ级围岩采用中隔壁法开挖、微震爆破。V级土质宜采用人工或机械开挖,必要时采用小炮微振爆破。严禁大开挖,防止滑坡及坍塌。浅埋地段每循环进尺1.0m,深埋地段每循环进尺1.5m。 3.爆破设计方案 3.1. 洞口路堑开挖爆破设计方案 洞口路堑岩石开挖采用减弱松动爆破,爆破时预留50cm 厚的边坡保护层,利用挖掘机进行刷坡。路堑减弱松动爆破的主要技术参数为:爆破单耗0.3kg/m3,孔径42mm,梅花形布孔,孔间距1~1.5m,孔排距1~1.5m,堵塞长度不小于1.2m 或2/3 倍孔深,多排爆破时采用微差爆破。 3.2. 主洞爆破设计方案 3.2.1.Ⅱ级围岩爆破设计 ⑴开挖方式:采用全断面爆破开挖,爆破循环进尺3.5m,周边眼采用光面爆破。预留变形量不计,施工中根据实际情况进行调整。 ⑵掏槽方式:掏槽采用掏槽爆破时振动较小且比较方便于手风钻操作控制的的楔形掏槽方式。 ⑶周边眼爆破:采用光面爆破,炮眼间距0.45m。 ⑷起爆方式:采用非电导爆管雷管毫秒微差起爆,掏槽眼与扩槽眼的起爆时差不小于100ms,周边眼同段起爆,底板眼最后起爆。

铁路隧道地表沉降监测及数据分析

铁路隧道地表沉降监测及数据分析 [摘要]:隧道监控量测在整个铁路隧道施工具有重要作用。文章以新歌乐山隧道地表沉降监测项目为例,阐述了测桩点的布设、现场监测方法、数据获取与处理,并对数据做出合理判断分析和有益探讨,对实际生产工作具有一定指导意义。 [关键词]:铁路隧道施工监控量测地表沉降数据分析 0引言 隧道监控量测贯穿于整个隧道施工过程中,是一项非常重要的工作。监测的目的主要包括:保证施工安全;预测施工引起的地表变形;验证支护结构设计,指导施工;总结工程经验,提高设计、施工技术水平。 隧道地表沉降是隧道工程应进行的日常监控量测的必测项目。本文以新歌乐山隧道地表沉降为例,阐述了监测项目现场操作具体过程、数据获取及处理方法。 1新歌乐山隧道工程概况 新歌乐山隧道属新建兰渝铁路引入重庆枢纽工程,位于既有渝怀线歌乐山隧道左侧约25~50m,设计时速120km/h。隧道进口里程K1106+280,出口里程K1108+547,全长2267m。隧道进出口为浅埋段,洞顶覆盖层仅4~8m,出口洞顶及周边有大量民房,且下穿公路,出口段约300m采用非爆破法开挖。不良地质有岩溶、煤窑采空区、富水软弱围岩,特殊岩土为盐溶角砾岩及石膏。施工难度极大,安全风险高,为极高风险隧道,如图1所示。 图1 新歌乐山隧道现场图图2新歌乐山隧道地表下沉测点布设示意图 2. 地表沉降 隧道洞口浅埋层覆盖薄,堆积松散、自身稳定性差。在施工过程中易受自重、雨水和施工爆破的影响,极易发生坍塌,沉降等大变形事故,威胁隧道的整体稳定。隧道开挖后,洞口浅埋段地层中的应力扰动区延伸至地表,围岩力学形态的变化在很大程度上反映于地表沉降,且地表沉降可以反映隧道开挖过程中围岩变形的全过程。因此,必须对地表沉降情况进行严格的监测和控制,保证施工安全。 3. 监控量测方案设计

盾构隧道开挖引起的地表沉降规律

摘要:地表沉降值是衡量开挖方式是否合适的关键指标,因此监测和预测地表沉降有重要的实际意义。在文中,根据对盾构法开挖隧道引起的地表沉降监测资料,做出了观测断面中心点的速度直方图和观测断面中心点位移随盾构机推进的位移变化图。通过分析 ,发现当盾构机到达测量断面前5m~8m后,地表测点的变形达到最大隆起值,然后测点的变形速度为负值,开始向下运动;在盾构机通过测量断面大约25m后,测点位移几乎不再增加,变形速度也变得很小。 关键词:地表沉降;盾构机;测量断面 由于盾构法具有不影响地面交通、对周围建(构)筑物影响较小、适应软弱地质条件、施工速度快等优点,在地铁工程中得到广泛应用。地下施工不可避免地会对周围土层产生扰动,从而引起地面沉降(或隆起),这将使邻近建筑物受到不同程度的影响,并可能危及地下电缆、水管、煤气管道等设施的正常使用。因此,究竟会发生多大的沉降或隆起,会不会影响相邻建筑物的安全,是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。所以,在施工中对隧道沿线进行地表沉陷监测是必不可少。它能使现场施工人员及时了解由盾构推进所引起的地面沉陷及附近建筑物或地下管线因此受到的危害程度,以便拟定有效保护措施,并对其实施效果进行跟踪监督[1]~[3]。本文以某地铁盾构隧道的地面沉降观测为基础,详细分析了开挖过程中和完成后的沉降规律 ,这对评价开挖对地面建筑及地下管线的影响有一定的指导意义。1 地表沉降的影响因素及其发展过程影响盾构隧道地表沉降因素有渣土仓压力、地层性质、盾尾注桨开始时刻、注浆量和注浆压力、出土量及盾构推进速度等,而地表沉降是这些因素综合影响的结果。地层沉降主要取决于地层类型、盾构机类型及施工状况。沉降历时曲线可分为5个阶段,如图1所示[4]:(1) 先行沉降:指自隧道开挖面距地面观测点还有相当距离(数十米)开始,直到开挖面到达观测点之前所产生的沉降。(2) 开挖面前的沉降和隆起:指自开挖面距观测点极近(约几米)时直至开挖面位于观测点正下方之间所产生的沉降或隆起现象。(3) 盾尾沉降。指从开挖面到达观测点的正下方之后直到盾构机尾部通过观测点为止这一期间所产生的沉降,主要是土的扰动所致。(4) 盾尾空隙沉降。指盾构机的尾部通过观测点的正下方之后所产生的沉降,是盾尾空隙的土体应力释放所引起的弹塑性变形。(5) 后续沉降。指固结和蠕变残余变形沉降,主要是地基扰动所致。这些沉降多非同时发生,地基条件和施工状况不同,沉降的类型也有所不同。 2 地质概况该隧道位于新华夏系第二沉降带的区域构造背脊之上,在勘探深度范围内未见断层活动迹象。其埋深为15m左右;开挖直径为5.7m。从上往下,土层依次为人工填土层、粘质粉土砂质粉土、粉细砂和中粗砂、圆砾和卵石、粘质粉土砂质粉土。 3 观测数据分析在隧道沿线地表共连续布置了17个断面,每个断面布置了7个测点。在测量断面上测点分布形式,如图2所示。测量断面上的中心点位于隧道中心线上。随着盾构机推进,测量各个测量断面上各测点的高程变化,得到各点的沉降值。 3.1 观测断面沉降曲线分析根据观测到的每个断面上各个测点的沉降值,画出测量断面沉降曲线。通过做出的各个断面的沉降曲线,得出如下规律:(1) 当盾构机工作面在测量断面前大约3m之前,各个测点的沉降值基本相等,即发生整体隆起或下沉,如图3a所示。(2) 当盾构机通过测量断面后9~27m之间位移增加值变小,这说明从这以后盾构的推进对该断面的影响不大。(3) 位移增加最快的点一般位于盾构机通过测量断面0~12m。在这段距离内,产生的沉降值在4~5mm之间。因此,在该区间要加强观测,以防发生大的沉降。(4) 沉降标准正态分布曲线不是在沉降最初阶段就出现,而是在沉降发生的图1所示的第2、3、4阶段出现,如图3b所示;而且其出现点也没有规律。这说明地层沉降的变化过程无法用正态分布曲线(即peck公式)描述,只能用它来描述在该点以后的沉降发展。(5) 在有些断面,沉降标准

隧道爆破施工方案 爆破施工方案

隧道爆破施工方案爆破施工方案 爆破施工方案对于岩石开挖,我部拟采用小型松动爆破和挖掘机联合施工作业,避免破坏环境。本合同段爆破区域K422+000— K426+000,爆破石方28万立方,主要工程量集中在k423+000- k424+000段。 对于爆破工程施工,我部曾在**国道星哈公路、天山公路均采用过不同型式的爆破方法,积累了丰富的石方爆破经验,去年我部承建的合徐高速路北段17标共有坚石挖方127万方,最大挖深24米,全部采用深孔松动爆破法施工,取得了明显的效果。 本合同段钻爆施工由路基队下设的两个爆破作业队平行作业,各作业队配备主要钻爆施工设备如下:柴油空压机4台,潜孔钻机3台,风动凿岩机4台,推土机1台、装载机1台。计划利用5个月完成石方开挖,月平均进度6万M3。 两个爆破作业组分别负责在k422+000-k423+700及423+700- k426+000段进行施工,每作业队一般设2-3个工作面同时组织钻爆,各工作面在爆破时间、安全警戒上统一指挥、调度.爆破作业队与路基填筑队对石方调配运输进行配合,保障运输道路的畅通,合理进行绕行便道的修筑,保证爆破工作面。

5.1.3.2.1爆破方法选择由于标段内地形变化较大,考虑不同挖深和可能遇到的不同岩性,综合考虑各种基础条件和实际情况,拟定:对挖深在4.0m以下的地段,采用小直径的浅孔爆破或药壶爆破法进行开挖。对挖深在4.0- 6.0m的地段,采用深孔松动爆破法开挖。对于挖深在8.0m以上的区段,采用分层台阶梯段爆破法开挖,台阶高度为8.0m左右。路堑边坡采用控制爆破法,即对于岩石较为破碎的地段或台阶的上分层,采用预留光面层,实施光面爆破;对于岩石较为完整的地段采用预裂爆破法控制边坡。以期获得较为光洁平整的开挖面,保护围岩及边坡的稳定性。 5.1.3.2.2 炮孔布置形式对于半壁路堑开挖时,采用多排倾斜的布孔方式,炮孔沿路堑边缘线平行于线路方向钻孔,临近边坡的钻孔采用密集小钻孔的光面爆破法。对于全路堑开挖时,采用纵向分层台阶爆破法进行。上层顺边坡沿倾斜孔进行预裂爆破,首先在边坡面按照光面爆破炮孔设置,采用空气缓冲装药结构,首先引爆使岩体预先形成一破裂面以期达到光面效果。中及下分层靠近边坡的垂直孔深度控制在边坡线以内,或实现预留光面层,最后用光面爆破法整修边坡。路线方向,爆破作业为从坡脚至坡顶分层分段先后进行,如图7,主要目的为尽量创造较多的临空面,利于出渣,提高爆破效率. ⅣⅢⅤⅡ施工顺序:Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ- Ⅳ-Ⅴ-ⅣⅣⅠ图7 石方爆破作业纵向施工顺序示意图 5.1.3.2.3 爆破参数设计钻孔孔径:采用国产潜孔钻机,孔径90mm和120mm;钻孔深度:钻

隧道开挖爆破施工方案

4.1洞身开挖 4.1.1隧道洞身开挖工艺 首先必须根据围岩类型选择合适的断面开挖方法,Ⅰ~Ⅲ级围岩可采用全断面法开挖;对于Ⅳ、Ⅴ级围岩可采用台阶法、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法等进行全断面开挖或采用半断面开挖的方法。对于Ⅳ、Ⅴ级围岩采用全断面开挖时,各种方法均存在开挖与支护互相干扰的情况,要注意完善施工组织和管理,严格遵循“短进尺,弱爆破”的原则,减少对围岩及已施工的支护的扰动。当采用半断面开挖方法时,下半断面开挖厚度及用药量要严格控制,减小扰动,防止拱部围岩失稳。同时按设计及施工规范要求对水平收敛值、拱顶下沉值进行严格监控量测,并将量测结果及时反馈、指导施工。尤其对于不良地质地段,在开挖前必须用地质雷达、超前小导坑等方法做好超前地质预报工作,同时做好预加固、预支护等辅助施工措施。 其次,隧道开挖一般采用钻爆法施工,应根据围岩类型选择合适的施工工艺。对于硬岩应采用光面爆破,注意以下几点:①放样准确,②打眼准确,③周边眼采用小直径或间隔装药,④全断面施工的微差控制爆破技术,⑤定期和及时检查断面,以便及时反馈、调整;对于软岩应采用预裂爆破,注意以下两个方面:(1)根据现场爆破成缝试验确定预裂孔间距﹑孔径和线装药密度(即单位长度钻孔的装药量),及药卷直径小于孔径的不偶合装药方式的装药不耦合系数;(2)确定预裂爆破各参数后,要严格控制预裂孔的成孔质量①预裂孔的角度不能超过允许范围,否则需废孔移位重新开孔;②预裂孔的孔间距要满足爆破设计要求,若孔间距过大,则进行插孔处理;③预裂孔的孔深要满足爆破设计要求,末达规定深度须进行补钻。 4.1.2爆破参数计算 钻爆作业必须按照钻爆设计时行钻、装药、接线和引爆,同时应满足钻眼爆破施工开挖的质量要求。在施工作业中要充分考虑岩石的抗爆性,炸药品种及用量计算,炮眼

隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究

隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究 发表时间:2018-10-01T19:32:49.427Z 来源:《基层建设》2018年第27期作者:杨辉彪[导读] 摘要:在隧道施工容易引起地面沉降等问题,这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。 身份证号码:51130319861226xxxx 四川省南充市 637000 摘要:在隧道施工容易引起地面沉降等问题,这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。本文首先探究隧道地面沉降机理,分析沉降的主要原因,进而提相应的控制措施,旨在保障隧道施工安全性。 关键词:隧道施工;地面沉降;原因;控制措施隧道工程作为完善交通网络的重要一环,让人们的出行、商品运输更加方便、快捷。在实际施工过程中,往往会产生隧道地面沉降问题,会对周围结构和地下设施造成严重的破坏。虽然很多仪器都能够测试隧道的沉降量,也有很多文献阐述了隧道沉降机理,但是却没有考虑到隧道沉降会随着时间变化而变化。这就需要工作人员对隧道地面进行实时检测和观察,分析隧道地面沉降的是否均匀、动态,这样 才能够针对性找出控制方法,保证隧道工程保质保量的按期完工。 1地铁隧道施工引起的地面沉降机理当今隧道施工都是采用盾构施工法,在实际施工过程中的开挖面会释放应力、附加应力,从而导致地面出现弹塑变形等问题,也就是引发地面沉降问题。沉降通常是在开挖卸载时开挖周围土体向隧道内涌入从而造成地面下沉;支护结构空隙闭合导致地面下沉;管片衬砌结构自身变形造成地面下沉;隧道结构整体地面下沉。这些下沉问题可以统称为开挖地面下沉问题。盾构法在实际应用中主要包括开挖沉降、固结沉降、次固结沉降,其中次固结沉降是一个长期控制的过程,特别是在隧道运营期间,需要考虑沉降的动态变化。盾构施工会造成地层损失和隧道周围受到扰动或剪切力破坏出现土体再次固结,这也是导致隧道沉降的根本原因。 2导致隧道施工引发沉降的因素第一,在隧道施工过程中可能遇到软弱围岩、富水砂层等问题,如果对此类问题没有进行及时处理,拱顶塌方等问题就会导致地面沉降。通常情况下,隧道软弱围岩都是Ⅴ级、Ⅵ级,如果所应用的施工方法不够合理、支护不够及时、前期支护无法快速闭环,就会产生掉块、塌方、冒顶等问题。同时,在隧道开挖过程中遭遇了富水砂层没有提前进行加固处理,同样会造成沉降,沉降程度与含水量有直接关系。第二,扰动土固结问题。如果开挖面涌水或衬砌出现漏水问题时,会导致地下水位下降,因此导致土体下降(地基下降),造成这一问题主要是因为地基有效应力增加,从而导致固结沉降问题。第三,地面损失。在盾构施工中会出现地层损失,并且收到了剪切力影响出现固结沉降问题。地层损失会导致土体开挖到竣工阶段产生的体积差,因此周围土体在弥补地层损失中产生了地层位移问题。导致地层损失的主要因素为:①开挖土体移动。在盾构掘进过程中,由于土体水受到水平支护应力较小的情况(小于原始测量力),土体就会朝向盾构内侧移动,从而导致地层损失问题,导致地面下降;在盾构突进时,如果正面土体侧压力在原始侧向力之上,会让土体产生上、前移动,同样会造成土层损失,导致都够前上方的土体隆起。②盾构后退。盾构施工过程中往往会出现暂停推进的情况,如果此时盾构千斤顶出现漏油回缩就会导致后退问题,导致土层面坍落、松动问题,出现地面损失问题。③土体进入到盾尾空隙。在施工中如果盾尾后隧道外部空隙中压浆不够及时,会导致压浆压力或压浆量不足等问题,这时的盾尾周边土体会打破原始三维平衡状态,土体朝向盾尾空隙当中移动,造成地层损失问题。④推进方向改变。盾构施工当中会产生曲线推进、抬头等情况,理论上开挖面是圆形,但实际上缺失椭圆,从而引发地层损失。 3隧道施工引起的地面沉降控制方法 3.1加强开挖面控制工作 在隧道开挖过程中如果遇到软弱围岩情况,需要保证施工的稳定性,进尺要短、控制爆破力度、快速封闭、定时测量,特别是针对Ⅴ级、Ⅵ级围岩,需要采用双侧壁导坑法、CD施工法、CRD施工法进行,加强循环进尺的控制工作,严格控制每一个开挖循环、支护循环,避免因提高施工效率而贸然挖进。在应用土压平衡掘进过程中,需要保证开挖面呈现出流塑状态,加强开挖面的控制工作,采用输送机并调整复数装置平整,保持碴仓土一定的压力,这样即可抵抗开挖面的土压和水压。如果出现水体,可以应用螺旋输送机和碴仓土进行止水,配合同步注浆系统和二次注浆操作进行控制。这样即可保障盾构开挖面的稳定性,避免地下水流出问题,从而实现地面沉降控制的目的。在应用土压平衡掘进过程中,碴土需要保持良好的流塑形态、稠度适中、摩擦角要低、渗透性要低,如果无法满足这些要求,可以对混合仓、螺旋输送机、开挖面中加入外加剂,实现软塑化处理,提高挖图器械性能,保证流动性。对于一些黏土地面(渗透小、易流动、摩擦力小),可以采用刀盘切下或螺旋输送机搅拌后提高流塑性。同时,针对砂性土止水性差的问题,如果开挖掘进水压较高,会产生地面涌水问题,这就需要注入一定量的添加剂,提高止水性,保证开挖面水压和土压,维持表面的稳定性。在实际应用中,将膨润土和泡沫注入到输送机口中,必要情况可以向盾壳上注入,这样可以填补盾壳空隙,从而起到控制沉降的目的。 3.2控制注浆量 注浆加固能够有效应对砂层、富水砂层问题,从而填补土体缝隙,减少沉降量问题。在隧道施工中,注浆防沉控制已经成为应用最为广泛的技术,如果不填充浆液,会导致沉降体积等于地面损失。理论上注浆率(填充率)达到100%即可控制地面沉降,但由于实际影响因素较多,通常注浆率要高于100%,甚至达到了200%以上(效果不够明显,因此不需要盲目注浆导致材料浪费)。在淤泥类黏土注浆中,每立方米采用2.3-2.7L浆液即可,浆液稠度控制在10左右;如果是粉质砂土层,每立方米注入0.1L浆液即可;针对不同深埋地区浆液量需要所有增加。浆液压入时间需要和管片脱开同步进行,否则只能控制上部沉降,无法控制下部土层沉降问题。在实际操作过程中,可以根据每环注浆量计算出手按次数;根据掘进速度计算出手按间隔时间,这样即可保证掘进工作和注浆工作同时结束。 3.3地层失水控制 由于地下水流动会产生砂土位移问题,导致砂土间隙缩小、水位下降,从而提高了土体内部应力,出现固结问题,表面沉降。由于砂土渗透性强,仅凭借土仓和络酸输送机压缩不能起到良好的效果,这就需要结合实际情况进行施工。在掘进过程中需要关注开挖面出水情况,如果碴土稀、水量大问题时,需要关闭螺栓输送机舱门,加入泡沫或膨润土外加剂,从而补充空隙,提高土层的止水性。在注浆过程中,需要保证管片壁注入量充足,对周围土体加固,从而起到止水目的,避免管片背后漏水。在通过富含地下水的地层时,需要让盾构机快速通过,并且在刀盘前方注入泥浆,在管片背后注入玻璃双浆液,这样可以封堵地下水,避免因为水量过多产生沉降问题。 4结束语

隧道控制爆破技术与应用

隧道控制爆破技术与应用 隧道控制爆破技术与应用 摘要:本文通过隧道爆破在围岩中产生的破坏和扰动,以及爆破地震动效应的分析指出,通常用控制爆破时隧道围岩或构造物的振动峰值,能实现控制爆破破坏的目的,详细列举了隧道微振动爆破技术在应用过程中爆破参数的选定、布孔图形及装药量的计算方法。 关键词:隧道工程控制爆破微振动爆破 近年来,随着国民经济的快速发展,各种建设的规模日益扩大,在全国各地,都在积极发展的高速铁路、公路、水工建设及城市地铁轻轨项目中,都有很多地下工程和隧道施工。在这些工程中,有些隧道在开挖时,必须采用减轻爆破强度、减小爆破扰动的爆破技术,方能保证隧道施工安全,这时,通常采用以下三种情况: 1、软弱围岩为避免塌方和能安全进行大断面开挖,常使用大型施工机械或微振动的隧道控制爆破。 2、城市隧道地面地下环境复杂,人口密集,房屋林立,地下管线密布,经常使用微振动控制爆破施工。 3、临近既有线施工或两相邻隧道同时施工,采用爆破施工时宜采用微振动控制爆破。 隧道爆破施工时,不对隧道围岩及隧道周围环境,特别是地表建筑物造成破坏,或过大扰动,是我们在爆破施工中追求的一个目标。 1、隧道爆破产生的破坏和扰动 隧道施工爆破对隧道围岩的稳定性有显而易见的影响;当隧道埋深较浅时,常常对地面的建筑物造成扰动和破坏,开挖爆破对隧道围岩破坏和扰动大致有以下几个方面 (1)接近爆破一定距离内,爆破能力对介质的作用为非弹性,围岩在这个区域内,在冲击波和高温高压的爆炸气体共同作用下,出现破碎圈; (2)稍远处伴随着冲击波在介质中产生的应力波和地震波,对围岩产生扰动和破坏。

但是,目前对岩石的爆破机理,特别是隧道爆破过程本身对围岩的作用机理的研究还很不充分,隧道工程爆破的设计和实践目前仍以工程类比法或经验为主完成,在一些隧道施工工地的现场观测资料表明,施工爆破对围岩的扰动和破坏是十分明显的。 2. 工程爆破的地震效应 在岩土中爆炸时,炸药爆破能量的2%到6%将转变为地震波。隧道工程的爆源,同时也是地震源。它会产生在围岩一定范围内传播的,由随时间而变化的应力构成的力系引起的爆破地震动效应。其主要研究内容是爆破地震波的传播规律及其对传播介质和围岩,以及建筑结构的影响。 如前所述,在距爆源一定距离内,爆炸能量对介质的作用为非弹性作用,该范围内出现岩体因爆破作用形成的破碎带,在某一定距离以远,这种非弹性作用终止,而开始出现弹性效应。这种弹性扰动在岩体介质中以地震波的形式由爆炸区向外传播。这种爆破地震动实际上是震源发出的行进的波动扰动,这种行进的波动扰动会引起围岩介质质点的振动。质点的振动强度超过某一限度时,就会造成隧道围岩,衬砌,及某些情况下地表建筑物的开裂,破坏,甚至坍塌。观测资料表明,二次爆破造成的扰动破坏更大。重复爆破作用的扰动,会导致岩石或结构物中已有的裂隙累积性扩展。 3. 控制爆破振动的隧道爆破技术 减轻,控制爆破振动的爆破技术,常常也称为微振动爆破技术。 如前所述,在控制爆破振动的爆破技术中,人们经过大量工程实践,已经充分认识到必须采用综合技术措施,才能得到较理想的效果。其中大多数工程都会首先考虑的,如:合理的开挖分部,掏槽技术,使用低爆速炸药,毫秒雷管微差爆破,改善装药结构,及最重要的一点控制爆破规模,每循环的进尺等。 这里,仍需强调说明的是,隧道微振动爆破时通常不对一次爆破的总药量进行控制,而是对同时起爆的同段药量加以控制。这一点对于软弱围岩毫无疑问是正确的。但对坚硬完整的岩层,则常是掏槽炮眼的爆破产生一次爆破中强度最大的振动。尽管它不是同时起爆最大一段药量。这时经常是周边眼为最大一响药量。振动速度的全程监测

隧道爆破施工安全技术交底(标准版)

Companies want to improve production, safety is the top priority. The occurrence of unsafe accidents must be stifled in the cradle. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 隧道爆破施工安全技术交底(标 准版)

隧道爆破施工安全技术交底(标准版)导语:企业想要提高生产,安全问题就是重中之重。如果不具备安全管理条件,企业生产就不能顺利进行。想要企业顺利生产,就要不断更新安全技术,把不安全事故的发生扼杀在摇篮中。 安全技术交底内容: 一般性技术交底: 1、进入施工现场,必须正确佩戴安全帽,登高作业必须系安全带;进入隧道内施工作业必须穿反光衣;进入施工现场首先检查作业环境是否安全; 2、作业人员必须服从现场管理人员的统一安排和指挥,各施工班组长在施工作业前应对作业人员进行安全技术交底及坚持班前安全讲话制度。 3、严禁打膊赤裸、穿拖鞋上班,作业时根据本工种作业要求正确佩戴安全防护用品。 4、施工作业必须按本工种施工工序进行施工作业,发现隐患应及时上报班组长及现场管理人员。 5、施工所用的各种机具设备和劳保用品应定期进行检查和必要的验收,保证其处于良好状态,不合格的机具设备和劳保用品应及时更

换,禁止使用。 6、配合现场安全管理人员的安全检查工作,对施工现场施工状况应密切关注,如有异常应在安全管理人员及技术员的统一组织指挥下撤离。 针对性技术交底: 1、洞内爆破作业必须统一指挥。并有经过专业培训持有爆破操作合格证的专职爆破工担任,进行爆破时,所有人应撤到不受气体、震动和飞石损伤的地点,安全距离为:①独头巷道不少于200m;②相邻的上下坑道内不少于100m;③全断面开挖进行深孔爆破(孔深3~5m)时,不少于500m。 2、在两个开挖面相距200m内时,爆破必须提前一个小时通报,以变另一头作业人员撤离险区。 3、爆破炸材临时存放室,应设在洞口50m以外的安全地点,并由专职爆破员负责看守;严禁非爆破人员领用或盗取炸材。 4、洞内每天爆破次数应有明确的规定,装药离爆破时间不得过久。装药与钻孔不宜平行作业,爆破作业期间(包括领取、临时看守)严禁穿戴纤化衣物及容易摩擦带电衣物。 5、装药前应检查爆破工作面附近的支护是否牢固;炮眼内的泥浆,

隧道开挖爆破方案

国家高速公路网G85渝昆高速 待补至功山段高速公路土建第二合同段 隧道开挖施工方案 中铁一局集团第五工程有限公司 云南待功高速公路土建第二合同段项目经理部 二〇一三年六月十三日

目录 1、工程概况 (1) 1.1中梁子隧道工程概况 (1) 1.2 跑马坪隧道工程概况 (1) 2、编制依据 (2) 3、施工计划 (2) 3.1进度计划 (2) 3.2设备计划 (2) 4、隧道开挖施工方案 (2) 4.1洞口浅埋段及V级围岩开挖 (3) 4.2 IV级围岩开挖 (5) 4.3 III级围岩开挖 (6) 4.4 S4jt级围岩开挖 (8) 4.5 S3jt级围岩开挖 (10) 4.6 横通道围岩开挖 (10) 4.7爆破施工 (10) 4.7.1爆破设计 (10) 4.7.2超欠挖测定方法 (14) 4.7.3爆破监测 (14) 4.7.4 钻爆作业流程及质量控制 (14) 4.8工序检查及验收标准 (15) 4.8.1验收标准 (15) 4.8.2开挖主控项目 (16) 4.8.3 一般项目 (17) 5、隧道开挖施工安全保证措施 (17) 5.1组织保证 (18) 5.2安全技术措施 (18) 5.2.1 高处作业安全技术措施 (18) 5.2.2 临时用电安全技术措施 (19) 5.2.3爆破作业安全技术措施 (20) 5.2.4开挖作业安全技术措施 (22) 5.3作业人员安全技术交底 (23) 5.3.1开挖工技术交底 (23) 5.3.2装载机操作工技术交底 (23) 5.3.3挖掘机操作工技术交底 (25) 6、劳动力计划 (26)

隧道开挖施工方案 1、工程概况 1.1中梁子隧道工程概况 中梁子隧道布设与待补镇庄稼村和上村乡大丫口村之间,隧道进口位于待补镇庄稼村,出口位于上村乡大丫口村,位于河岸斜坡上。 中梁子隧道为分离式隧道,右洞全长4509m,起止里程为K3+276~K7+785,左洞全长4587m,起止里程为ZK3+208~ZK7+795。隧道进口左右幅洞门均为削竹式洞门,洞门长8m,明洞均为对称式明洞(SFma)。出口洞门均为端墙式洞门,明洞为偏压式洞门(SFmb)。 隧道围岩主要为硅质岩、白云岩、灰岩、玄武岩,中风化~强风化,节理较发育~发育,岩体较破碎~破碎,结合面结合一般,结合力差,拱部易失稳,侧壁容易掉块。地下水以基岩裂隙水为主,开挖时以出现淋雨状或涌水状出水。 1.2 跑马坪隧道工程概况 跑马坪隧道布设于待补镇东南约8.5km处。隧道为分离式隧道,左线全长2684m,起止里程为ZK8+796~ZK11+480。右线全长2720m,起止桩号为K8+825~K11+545.隧道进口左右幅均为端墙式洞门,出口左幅为端墙式洞门,右幅为削竹式洞门。 隧道围岩主要为玄武岩,强~中风化,碎裂状结构,软硬相间,差异风化强烈,结合力较差,拱部无自稳能力。地下水以基岩裂隙水为主,开挖易出现淋雨状或涌流状出水。

隧道爆破方法

隧道爆破方法 隧道爆破通常采用掏槽爆破,即将开挖断面上的炮眼分区布置和分区顺序起爆,逐步扩大完成一次开挖,分区是按照炮眼的位置、作用的不同有三种炮眼:即掏槽眼、辅助眼、周边眼。这三种炮眼除共同完成一个循环进尺的爆破掘进外,分别各有其作用,因此各有不同的位置、长度、方向、间距的要求。 (1)掏槽眼 ①掏槽眼的布置,合理布置掏槽眼应掌握好炮眼的三度:深度、密度和斜度,并通过计算确定用药量及放炮顺序等 ②掏槽炮的作用,是将开挖面上适当部位先掏出一个小型槽口,以形成新的临空面,为后爆的辅助炮开创更有利的临空面,达到提高爆破效率的作用 ③掏槽眼本身只有一个临空面,且受周围岩石的挤压作用,故常需要采用较大的爆药单位消耗K值和较大的装药系数A值,以增大爆破粉碎区,并利用爆炸冲击波及爆炸产物作功,将岩石抛掷出槽口。为保证掏槽炮能有效地将石渣抛出槽口常将掏槽眼比设计掘进进尺加深10—20cm,并采用反向边疆装药和用双雷起爆; ④槽口尺寸常在1.0~2.5m2之间,要与循环进尺,断面大小和掏槽眼方式相协调。要求掏槽眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5m; ⑤掏槽方式一般可分为斜眼掏槽和直眼掏槽两大类,斜眼掏槽的优点:可按岩层实际情况选择掏槽方式和掏槽角度,容易把石渣抛出槽口,

且掏槽眼数目较小。其缺点是眼浓度受坑道断面尺寸的限制,不便于多台钻机同时钻眼,钻眼方向难掌握准确。 ⑥直眼掏槽的优点:便于多机同时钻眼和不受断面尺寸对爆破进尺的限制,适用于深孔爆破,从而为加快掘进速度提拱了有利条件,且掏槽石渣抛掷距离较短。目前现场多采用直眼掏槽。但缺点是其炮眼数目较多,炸药单耗量K值也要加大,炮眼位置和垂直方向要求具有较高的精度,才能保证良好的爆破效果。因地质多变,几种掏槽方式可混合使用。

浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律分析

浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律分析

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摘要:为了研究大连地铁202标段促进路站-春光街站暗挖区间人工素填土地段单双线隧道施工地表沉降规律,通过现场实测和数据分析整理的方法,在地铁隧道开挖期间建立了地表沉降监控量测测站,运用精密水准仪进行3个月的监测,监测结果表明浅埋暗挖隧道在开挖期间地表沉降最大位置处于隧道中心线的正上方,沉降量约为25.66~31.82mm.提出了距跨比β的概念,距跨比β的有效工程取值范围-4<β<4,地表沉降与距跨比β密切相关,其中-2<β<2地表沉降剧烈阶段,约占整体变形的67.5~77.6%,沉降速率约达0.84~0.93mm/d.建议应加强监测频率,增加现场巡视.现场测试结果与文克尔地表沉降计算模型相吻合,监测成果对大连地铁及类似的浅埋暗挖隧道建设有借鉴作用. 关键词:地铁隧道;人工素填土;地表沉降;文克尔沉降模型 0引言 随着社会经济的迅速发展和城市化步伐的加快,我国的地铁建设进入高速发展时期.在地铁隧道施工过程中不可避免地扰动隧道周围的地层,产生地表沉降,严重时将影响到周边建筑物和地下管线的安全[1-3].国内外学者展开了许多地铁隧道施工引起地表沉降变形方面的研究[4-5],对指导工程建设具有重要的理论与实际意义.由于大连地铁202标段促春区间是在人工素填土层中的地铁隧道施工,地层含水量大,地层软弱,底下管线密布,因此,对人工素填土地层中隧道施工引起的地表沉降规律进行总结研究,有着非常重要的理论和现实意义. 1工程背景 大连地铁202标段促进路站至春光街站区间设计范围为里程DK11+365.945~DK12+013.350,区间地貌为剥蚀低丘陵、冲洪积沟谷,地形起伏较大,整体上看中央高,两侧低,地面高程7.69~22.78m.沿线穿越街道、工厂、居民住宅区,建筑物密集,管线、管道众多.本文以暗挖区间为主要研究对象,右线先于左线开挖.左、右线隧道长分别为732.127m和734.273m.隧道主体横断面为单拱圆形断面,断面尺寸为6.3×6.5m.隧道范围内上覆第四系人工堆积层(人工堆积素填土、杂填土层),第四系全新统冲洪积层(卵石层),第四系上更新统坡洪积层(粉质粘土),下伏震旦系五行山群长岭子组强(全风化岩、强风化岩、中风化岩).隧道断面范围上方自上而下分别为:素填土(0.50~11.00m)和杂填土层(1.40~8.50m),卵石层(0.70~13.30m),粉质粘土(1.10~11.00m),全风化岩(2.20~29.60m).采用新奥法台阶法施工,上、中、下三个台阶依次进行施工,每次进尺1m.暗挖结构超前支护采用超前小导管注浆对地层进行预注浆加固.施工后,及时进行隧道初期支护,支护方式采用立钢拱架和挂钢筋网喷混凝土方法,初期支护贯通后即采用二次衬砌. 2地表沉降监测方案 在隧道地表上方每隔30m布置一个观测断面,每个断面布置12个点,沿着隧道轴线垂直方向地表均匀布置,间距为1.5m,采用莱卡DNA03电子水准仪按照二级水准要求进行地表沉降观测,自从2011年11月1日到2012月1月31日,共计90天的观测,为了便于分析,选取DB03、DB04、DB05个断面数据进行分析. 3监测结果分析 3.1右线隧道开挖沿着隧道方向地表沉降分析 为了便于分析总结规律,以监测断面为基准,当掌子面通过监测断面后,掌子面与监测断面的距离为正值;当掌子面未通过监测断面时,掌子面与监测断面的距离为负值.设掌子面与监测断面间的距离为L,隧道拱径为D,即为拱跨,定义L/D比值为距跨比β,即 β=L/D(1)

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