公路2010年4月第4期H IGH WA Y A pr12010N o14文章编号:0451-0712(2010)04-0218-06中图分类号:U45517文献标识码:B
时空效应下隧道的收敛变形预测及
二衬合理支护时机
杨红军1,夏才初2,彭裕闻2,卞跃威2,何坤2
(11广东省广梧高速公路有限公司云浮市52730021同济大学地下建筑与工程系上海市200092)
摘要:利用半解析计算方法,考虑了隧道周边收敛和拱顶下沉随时间和掌子面推进距离的变化情况,建立了相关的收敛模型,并由此给出了硬岩及软岩隧道中二衬的合理支护时机。结合工程实际对ò、ó、?、?级围岩进行了周边收敛结果的最小二乘拟合计算,同时得出了这4个级别围岩相应的合理支护时机。
关键词:时空效应;半解析计算方法;合理支护时机;周边收敛;拱顶下沉
Panet和Gaudin等(1979年)基于收敛限制法的概念分析了弹性介质中隧道周边收敛位移和掌子面推进距离之间的关系[1],并提出了比较实用的经验公式。Panet和Guent(1982年)后来对该公式进行了修正,使其能较为合理地计算弹塑性介质中隧道周边的收敛位移[1]。
Sulem(1987年)根据前人的研究成果,提出了预测隧道周边收敛位移的通用方法。该法充分考虑了围岩的流变属性、掌子面的推进距离、围岩与支护结构相互作用等诸多因素[2],丰富和发展了早期的收敛限制法。
本文所做的主要工作就是以收敛限制法为基础,通过拟合计算得到对应的收敛方程,然后在此方程的基础上得到对应合理支护时机。
1隧道收敛变形的公式
在地下工程中,监控量测是一项不可或缺的安全性和经济性保证措施,而隧道的周边收敛无疑是最容易获得,并且最可靠的数据之一。通过监测隧道中两相对点的距离变化,拟合出隧道周边收敛与时间、监测断面与掌子面间距离的关系,从而对开挖隧道的周边收敛值进行预测,并结合围岩特性和支护结构形变规律,推算衬砌的合理支护时机[3-5]。111硬岩隧道收敛变形经验公式
收稿日期:2009-09-21
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1979年,Panet和Guadin利用收敛限制法分析了隧道周边收敛和掌子面推进距离之间的关系,并通过拟合得出了一个隧道收敛函数的经验计算公式[1]:
D(x)=D]x[1-ex p(-x/X)](1)
式中:D(x)为隧道变形,即隧道拱顶下沉或周边收敛;D]x为因掌子面的推进而产生的隧道收敛或拱顶下沉的极限值;X为掌子面推进的影响距离,与隧道围岩的塑性半径R0有关,可以采用下式计算: X=aR0
式中:a是常数,取0184。
这一公式的计算结果和弹性介质中隧道收敛的三维弹性有限元分析结果契合得很好。但是,当考虑围岩的弹塑性特性时,这一收敛函数的计算结果便不是那么理想。Panet和Guenot(1982)针对该函数的局限性进行了深入的研究,通过对不同情形下弹塑性介质中的毛洞进行数值分析,得出了弹塑性介质中掌子面的推进距离对隧道周边收敛或拱顶下沉的影响,并给出了隧道收敛函数的修正公式: D(x)=D]x{1-[X/(x+X)]2}(2)
式中各符号的意义同前。
112软岩隧道收敛变形经验公式
对于软岩来说,在距离掌子面足够近的监测断面,收敛值应该是掌子面推进距离和岩石流变效应共同作用的结果。当掌子面推进到离研究断面足够远时,掌子面的支撑效应消失,这时围岩的流变效应将是隧道收敛的主要影响因素。基于此,Sulem(1987)提出了能够反映隧道开挖时空效应的经验公式: D(x,t)=D1(x)+D2(t)(3)
式中:D(x,t)为考虑时空效应时隧道变形,即隧道拱顶下沉或周边收敛;D1(x)为只考虑掌子面推进影响时,隧道拱顶下沉或周边收敛;D2(t)为只考虑时间效应,隧道拱顶下沉或周边收敛。
根据式(3)可见,这里的时空效应就是把掌子面的推进距离空间效应和围岩的时效通过简单的求和,然后分别根据实测的收敛)时间曲线和收敛)相对距离曲线(这里的相对距离系指掌子面与监测断面的距离与掌子面推进影响距离之间的比值)的拟合结果,确定函数形式及参数。
Sulem根据panet等人的研究成果将式(3)展开为如下形式:
D1(x)=D]x[1-(X/(x+X))2]
D2(t)=A[1-(T/(t+T))n]
通过研究掌子面推进对于隧道围岩的影响, Sulem[2]认为,参数A实际上对掌子面的推进距离x有着依存关系,并将这一依存关系表达为:
m=A(x)/D1(x)
从而,式(3)就可以统一为下式:
D(x,t)=D]x[1-(X/(x+X))2]{1+m[1-(T/(t+T))n]}(4)式中:X为掌子面推进的影响距离;T为围岩流变特性参数;D]x为不考虑流变特性时,因掌子面的推进而产生的瞬时收敛的极限值;m、n为常数。
式(4)中的5个参数,可以通过实测的收敛值代入求解,然后便可以求得当X和T趋向极限时隧道的最终收敛值。当施工时隧道收敛监测值接近于这一最终值时,便可以施作二次衬砌。
这一方法的明显优点就是,可以利用现场的实测数据。针对具体工程,它具有操作计算简便,适应能力强等优点,因而这一方法在目前的隧道工程中应用比较普遍。但是,该法只是基于数值模拟手段并结合数学拟合方法而获得的经验公式,因而,不可避免地存在不能反映围岩和衬砌的力学形变特性等不足之处。
2工程实例
广梧高速公路隧道双凤至平台段的茶林顶隧道位于郁南县东坝北面约5km位置,左线隧道里程LK71+562~LK74+253,长2691m;右线隧道里程RK71+640~RK74+240,长2600m,设计标高为9012~10515m,隧道埋深最大约289m。
广梧高速公路隧道双凤至平台段的牛车顶隧道位于郁南县宝珠镇西南约1km位置,左线隧道里程LK100+740~LK103+243,长2503m;右线隧道里程RK100+775~RK103+232190,长2457190m,设计标高为651915~841944m,隧道最大埋深约322m。
根据前面叙述的理论结合5公路隧道设计规范6 (JTJ042)94),我们建立了如下确定准则:已产生的各项位移达到各项预计位移总量的80%~90%时构筑二衬。
ò级围岩属于硬岩,所以不考虑时间效应的影响,仅考虑掌子面的推进距离与隧道变形的关系,即采用式(2);ó、?、?级围岩属于软岩,需要考虑时间和距离两种因素,即采用式(4)。对于公式中的参数采用最小二乘法进行拟合,然后再用拟合结果推
)
219
)
2010年第4期杨红军等:时空效应下隧道的收敛变形预测及二衬合理支护时机
算二衬的支护时机。
211 硬岩分析
现场变形监测包括拱顶处3个拱顶下沉测点的下沉量、边墙处的水平收敛量及拱顶与两边墙连线的收敛量,测点布置如图1
所示。
单位:m m
图1 ò级围岩隧道变形监测测点布置
由于属于硬岩,所以采用式(1)。现场的实测数据拟合结果见表1。
表1 各断面测点的拟合参数
项 目
里程桩号D ]x /mm X /m 拱顶下沉
LK102+378 4.8140.2LK102+581 4.7144.1LK102+621
1.1145.7LK102+861 1.6146.1RK100+983 4.6158.2RK101+008 1.3147RK101+058 1.7160.5RK101+118
2.915
3.8周边收敛
LK102+3787.3161.7LK102+5810.4152LK102+621
0.1162.1LK102+8612177.6RK100+983 3.5172.9RK101+0080.5180.1RK101+058 4.2208.7RK101+118
0.6
190.5
根据表1得到拱顶下沉时D ]x 的均值为218mm 、方差为1152,计算中D ]x 取偏于安全的值D ]x =714mm;X 的均值为150m 、方差为10,取值为X =120m 。周边收敛时D ]x 的均值为213m m 、方差为117,取值为D ]x
=714m m;X 的均值为176m,方差为17,取值为X =125m 。
将上述参数值代入式(1)分别得到拱顶下沉和周边收敛的表达式为:
(1)拱顶下沉
D (x )=714@[1-exp (-x /120)](5)
(2)周边收敛
D (x )=714@[1-exp (-x /125)](6)由式(5)和式(6)可以得到预计拱顶下沉和周边收敛总量分别为714m m 。根据5公路隧道施工技术规范6(JT J 042)94)的规定:已产生的各项位移达到各项预计位移总量的80%~90%时构筑二衬。则二衬施作时机为拱顶下沉和周边收敛达到519~617m m 。假定ò级围岩中隧道掌子面按9m/d 的
速度向前推进。则可以推算得掌子面距离监测断面为207~279m 时,变形达到要求,见表2。
表2 ò级围岩拟合结果
围岩级别X /m ò级围岩
207~279
212 软岩分析
软岩分析包含ó、?、?级围岩,其中ó级围岩采用全断面开挖,测点布置同ò级围岩(图1)。?、?级围岩为上下台阶开挖,测点布置如图2所示。
单位:mm
图2 ?级围岩隧道变形监测测点布置
因为属于软岩,所以采用式(4)。现场实测数据拟合结果见表3、表4、表5,对应的公式中的参数拟合结果见表6。
根据5公路隧道设计规范6(JT J 042)94),已产生的各项位移达到各项预计位移总量的80%~90%为施作二衬的最佳时机,则对于各级围岩有如下结果:
(1)ó级围岩,选取均值加上3倍方差值作为计算依据,得到相应的拱顶下沉及周边收敛公式为:
)
220) 公 路 2010年 第4期
表3ó级围岩各断面测点的拟合参数
项目里程桩号测点号D]x/m m X/m m T/d n
拱顶下沉LK102+186A0.257.035.316.63 LK102+213A0.353.522.520.42 LK102+781A0.7153.333.628.73 RK100+983A0.150.026.925.72 RK100+927A0.2150.730.631.32 RK102+160A0.3347.528.735.11 RK102+180A0.1345.234.742.11 RK102+206A0.155.930.132.32
周边收敛LK102+186BC0.6259.435.034.63 LK102+213BC0.4558.635.234.51 LK102+781BC0.3753.339.632.73 RK100+983BC0.6646.343.225.32 RK100+927BC 1.149.833.531.11 RK102+160BC0.349.829.943.03 RK102+180BC 2.349.832.641.11 RK102+206BC0.2750.729.933.92
表4?级围岩各断面测点的拟合参数
项目里程桩号测点号D]x/m m X/m m T/d n
拱顶下沉LK71+781A0.835.753.849.110 LK71+818A7.920.39.712.21 LK73+895A 1.341.725.637.55 LK73+908A 1.514.921.020.02 LK73+932A10.726.628.43 LK73+940A0.60.137.632.06 LK74+008A17.840.7 6.9 5.70 RK73+954A9.481.414.8 3.71 RK73+972A 3.526.041.734.57 RK74+06A 1.830.830.578.28
周边收敛LK71+781BC 1.222.435.445.16
LK71+818BC 6.411.310.421.85
LK73+895BC118.637.149.37
LK73+908BC49.69.620.91
LK73+932BC 2.2 5.012.523.41
LK73+940BC 1.221.932.526.73
LK74+008BC0.632.264.489.14
RK73+954BC 1.817.135.255.19
RK73+972BC 2.424.834.022.71
RK74+06BC 2.833.756.697.57
)
221
)
2010年第4期杨红军等:时空效应下隧道的收敛变形预测及二衬合理支护时机
表5 ?级围岩各断面测点的拟合参数
项目里程桩号测点号D ]x /m m X /m m T /d n 拱顶下沉
LK71+856A 1.648.729.273.513LK71+883A 0.8540.345.275.410LK71+892
A 1.337.730.058.013LK71+900A 2.632.714.676.011LK71+918A 4.335.935.665.912LK71+930A 749.233.478.215RK71+907A 4.142.943.671.010RK71+932A 3.441.234.783.112RK71+970A 2.340.644.958.019周边收敛
LK71+856BC 1.1445.952.278.513LK71+883BC 2.333.242.486.514LK71+892
BC 1.9523.062.
774.418LK71+900BC 3.551.758.774.29LK71+918BC 4.240.059.076.410LK71+930BC 5.419.935.864.912RK71+907BC 1.334.256.272.68RK71+932BC 2.6240.046.471.713RK71+970
BC
2.3
40.0
52.5
79.6
11
表6 ó、?、?级围岩中公式参数拟合结果
围岩级别收敛位置D ]x /mm X /m m T /d n ó级围岩
拱顶下沉0.3?0.1851.6?3.7930.3?4.0329?7.612?0.7周边收敛0.76?0.6352.2?4.3134.8?4.334.5?5.192?1.07?级围岩
拱顶下沉 1.4?1.030.7?4.4764.7?9.1296?8.610.7?2.0周边收敛 1.1?0.6831.4?7.3153.4?14.791.9?12.512.2?3.12?级围岩
拱顶下沉 3.05?1.941.0?5.434.5?9.1471?8.2512.7?20.7周边收敛
2.7?1.3
41.2?1.2
51.7?8.24
75.4?5.63
12.0?2.82
拱顶下沉:
D (x ,t)=0184@1-63x +63
2
@
1+42@
1-52
t +52
411
(7)
周边收敛:D (x ,t)=217@1-65x +65
2
@
1+48@
1-50t +50
512
(8)
则由式(7)和式(8)可以得到拱顶下沉和周边收敛总量分别为3611mm 和13213mm 。根据5公路
隧道施工技术规范6(JTJ 042)94)的规定:已产生的各项位移达到各项预计位移总量的80%~90%
时构筑二衬。即二衬施作时机为拱顶下沉达到
2819~3215mm 、周边收敛达到106~119mm 。假定ó级围岩中隧道掌子面按6m/d 的速度向前推进,则可以推算得监测断面开挖后31~38d 且距离掌子面的间距不大于186~228m 时,变形达到规范要求,此时为二衬施作最佳时机。
(2)?级围岩,选取均值加上3倍的方差值作为计算依据,得到相应的拱顶下沉和周边收敛公式为:
拱顶下沉:D (x ,t)=414@1-44x +44
2
@1+92@
1-122t +1221617
(9)
周边收敛:
)
222) 公 路
2010年 第4期
D(x,t)=311@1-53
x+532
@1+9715@
1-
129
t+129
2115
(10)由式(9)和式(10)可以得到预计拱顶下沉和周
边收敛总量分别为409mm和305mm。根据5公路隧道施工技术规范6(JTJ042)94)的规定:已产生的各项位移达到各项预计位移总量的80%~90%时构筑二衬。则二衬施作时机为拱顶下沉达到327 ~368mm、周边收敛达到244~27415mm。假定?级围岩中,掌子面推进速度为2m/d,则可得到施做二衬的时机为监测断面开挖后35~48d且距离掌子面的间距为70~96m。
(3)?级围岩,选取均值加上3倍方差值作为计算依据,得到相应的拱顶下沉及周边收敛公式为:拱顶下沉:
D(x,t)=818@1-57
x+572
@1+62@
1-
96
t+96
2017
(11)周边收敛:
D(x,t)=616@1-(45
x+45
)2@1+76@
1-92
t+922015
(12)
由式(11)和式(12)可以得到预计拱顶下沉和周边收敛总量分别为554m m和508mm。根据5公路隧道施工技术规范6(JTJ042)94)的规定:已产生的各项位移达到各项预计位移总量的80%~90%时构筑二衬。则二衬施作时机为拱顶下沉达到443~498mm、周边收敛达到406~457m。假定?级围岩中,掌子面推进速度为2m/d,则施作二衬的时机为断面开挖后36~48d且距离掌子面的间距为72~96m。
3结语
通过数值拟合计算,同时分析了隧道随着掌子面推进以及开挖时间的变化的周边收敛情况,得到了一个有关拱顶下沉和周边收敛的经验公式,从而得到了隧道趋于稳定的时间。同时结合了提出的相应的一个合理支护判定准则,求得了了二衬的支护时机,见表7。
表7各级围岩下隧道二衬的合理支护时机
围岩级别开挖时间/d与掌子面间距/m
ò级围岩)207~279
ó级围岩31~38186~228
?级围岩35~4870~96
?级围岩36~4872~96
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223
)
2010年第4期杨红军等:时空效应下隧道的收敛变形预测及二衬合理支护时机
目录 1工程概况 (1) 2 执行技术规范和编制依据 (1) 3 资源配置 (1) 3.1 人员配置 (1) 3.2 设备配置 (2) 4 隧洞变形监测技术要求 (2) 5 隧洞变形监测方案 (3) 5.1 监测方案设计原则 (3) 5.2 洞内施工期变形监测 (3) 5.3 变形监测频率 (4) 5.4 变形监测方法及数据处理 (5) 6 隧洞沉降观测 (6) 6.1 沉降变形测量点的布设 (6) 6.2 沉降观测方法及频次 (7) 6.3 沉降观测精度要求 (8) 7 测量记录及资料管理 (8)
1 工程概况 吉林省中部供水辽源干线施工三标段工程项目位于四平市伊通满族自治县、辽源市东辽县。标段桩号33+949～49+657, 线路全长15.708km。主要施工内容包括: 隧洞、PCCP管道、钢管道、附属建筑物、交叉工程、出水闸工程、交通工程及其它临时工程等, 其中, 隧洞长11.347km, 成洞洞径2.6m; PCCP管道直径2.2m, 长3.937km; 钢管道( 包含钢管外包混凝土段) 直径2.2m, 长0.424 km。 本标段线路总体走向由北向南, 地势由高到低再到高, 地貌单元主要有河谷堆积地形(漫滩阶地)、剥蚀堆积地形(波状台地)和构造剥蚀地形(低山丘陵)。沿线山势起伏, 植被较发育, 洞室最大埋深135m。本标段穿越地层岩性主要有新生界第四系全新统冲积堆积层、中更新统冲洪积堆积、始渐新统泥岩和砂岩, 侵入岩为燕山及华力西期花岗岩和花岗闪长岩等。其中2#隧洞根据地质资料划分围岩类别为: Ⅱ类围占42.7%、Ⅲ类围岩占24. 0%、Ⅳ～Ⅴ类占33.3%。3#隧洞根据地质资料划分围岩类别为: Ⅱ类围占20.9%、Ⅲ类围岩占33.9%、Ⅳ～Ⅴ类占45.2% 2 执行技术规范和编制依据 施工测量依据如下: 《工程测量规范》 GB50026- 《水利水电工程施工测量规范》 DL/T5173- 《建筑变形测量规范》 JGJ8- 《铁路隧道监控量测技术规程》 Q/CR9218- 3 资源配置 3.1 人员配置 主要监测人员见表3.1。
隧道周边收敛量测 一、实验目的 1.了解微地震监测技术目的。 2.了解速度传感器及加速度传感器的工作原理。 3.了解数据采集的基本原理。 4.掌握微地震监测软件的使用方法。 二、以煤科学研究总院的数显收敛计为例说明 1．性能 量测基线长度：0. 5 m～ 10 m 及0. 5 m～ 15 m； 最小读数：0.01 mm； 量测精度：0.06 mm； 数显值稳定度：24h不大于0.01 mm。 2．仪器构造及工作原理 2.1主要结构 微地震监测系统主要由（1）三分量加速度传感器、（2）三分量速度传感器、（3）电缆、（4）链接传感器26芯插头线、(5)HZ-MS12通道微地震监测仪、(6)USB2.0电缆、（7）电源转换器、 (8)干电池及电池盒、（9）断线钳、（10）十字螺丝刀、(11)万用表、（12）XP操作系统电脑一台、（13）榔头等组成，见图9.1。
图9.1 收敛计结构与工作示意图 2.2基本工作原理 数据采集是微地震监测的基础，对硬件设备要求较高。由于微地震的特性所致，必须用高采样率、宽频带、连续记录、宽动态范围（96dB ）进行微地震信号采集。应用时，数据采集系统置于被监控的设备处，通过传感器对设备的电压或者电流信号进行采样、保持，并送入检测仪中变成数字信号，然后将该信号送到FIFO 中。 3．使用方法 1)首先在测点处牢固的埋设预埋件;预埋件长度根据需要加工，连接件与预埋件的连接，应使销钉孔方向铅直。 2)检查予埋测点有无损坏、松动并将测点灰尘擦净。 3)打开收敛计钢尺摇把，拉出尺头挂钩放入测点孔内，将收敛计拉至另一测点，并将尺架挂钩挂入测点孔内，选择合适的尺孔，将尺孔销插入与联尺架固定。 4)调整调节螺母，仔细观察，使塑料窗口上的刻线对在张力窗口内标尺上的两条白线之间（每次应一致）。 5)记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数。为提高量测精度，每次基线应重复测三次取平均值。当三次读数极差大于 0.05mm 时，应重新测试。 6)测试过程中，若数显读数已超过 25mm ，则应将钢尺收拢（换尺孔） 25mm 重新测试，两组平均值相减，即为两尺孔的实际间距，以消除钢尺冲孔距离不精确造成的测量误差。 7)记录数据、时间、温度、尺孔位置和测点编号。 8)一条基线测完后，应及时逆时针转动调节螺母，摘下收敛计，打开尺卡收拢钢带尺，为下一次使用作好准备。 4．数据的记录与修正 记录数据有三项内容，包括数显读数；钢卷尺使用长度及测点附近气温。一般情况下读数取三次平均值，三次读数的偏差应小于 0.05mm 。 基线两点间收敛值S 按下式计算： )()(00n n L D L D S +-+= 式中：0D －首次数显读数，（mm ）； －首次钢尺长度，（mm ）； －第n 次数显读数，（mm ）； －第n 次钢尺长度，（mm ）。 如第n 次测量与首次测量的环境温度相差较大时，要进行温度修正。公式如下： n n n n L T T L L )('0--=α 式中：'n L －温度修正后钢尺长度，（mm ）；
车石隧道洞身衬砌（二次衬砌）施工方案 一、编制依据 1、施工过程中引用或参考的主要设计、规范和施工技术规定： 二、工程概况 1、本项目为车石隧道改建，全长888m，其中隧道长788m，暗洞长773m，明洞15m，暗洞包括：V级围岩39m，IV级围岩（设仰拱）76.2m，IV级围岩（不设仰拱）177.8m，III级围岩480m。隧道位于直线段，隧道纵断面布置情况为：最大纵坡2.016%，最小纵坡0%，最小竖曲线半径10000m（凸），最大竖曲线半径18000m（凸）。 2、当地交通条件 项目所处地经济发达，路网完善，交通运输条件较好。 3、电力、水源供应情况 本工程各村均有供电设施和自来水，施工用电可直接与业主和当地政府部门协商解决落实；在各主要工点安装变压器从既有电网接入供电，并配备发电机以备工程施工急用。施工用水需临时修建水池，接驳自来水或天然山水、雨水使用，生活用水可从附近水厂连接取水。
4、本次施工为隧道洞身衬砌（二次衬砌），围岩衬砌类型采用复合式衬砌，衬砌分类见下表： 车石隧道衬砌类型 三、施工准备工作 1、根据监控量测反映围岩已经稳定，可进行二次衬砌施工。 2、隧道二次衬砌所需原材料已经储备，并经试验检测合格运输采用汽车运输，确保满足隧道二次衬砌需求。 3、机械、二次衬砌班组人员投入30人已就位，具备进行二次衬砌施工条件，具体人员及机械见下表。 施工人员统计表
4、制定了二次衬砌施工工作的安全体系，质量保证措施、环保职业健康保证措施等。 5、测量放线、高程等工作已完成。 6、技术交底已下发。 四、进度计划 预计开工日期2010年11月1日，完成2011年4月30日，计划工期180天。详细进度计划见下表：
XXX省XXXX（XXX界）至XXXX公路XX隧道二次衬砌专项施工方案 编制： 复核： 批准：
XX隧道二次衬砌专项施工方案 一、编制依据及原则 1、编制依据： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx合同《两阶段施工图设计》施工设计图纸； 《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004； 《公路隧道施工技术规范》JTG F60-2009； 《河北省茅荆坝（蒙冀界）至承德公路施工标准化实施细则》；本公司历年来积累的施工经验，施工管理、技术与质量管理水平，技术装备实力和各专业人才技术条件。 2、编制原则： 科学组织施工，满足建设单位对本工程工期、质量、安全等方面要求，合理进行施工组织安排，充分利用各种条件，确保工程顺利施工和保证施工安全。根据本工程施工特点建立适合本工程的管理机构和质量体系，满足于本项目质量、安全目标顺利实现。 二、工程概况 1、本合同系XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX合同段，全长7.113Km。XX隧道为分离式隧道，右线起讫桩号K64+252～K67+162，总长2910m，其中Ⅲ级围岩1670m，Ⅳ级围岩930m，Ⅴ级围岩310m；左线起讫桩号ZK64+248.9～ZK67+194，总长2945.1m，其中Ⅲ级围岩1670m，Ⅳ级围岩950m，Ⅴ级围岩325.1m。洞门形式为端墙式。项目区属亚湿润中温带大陆性季风气候，四季分明，雨热同季，季风显著，水流受季节影响较大。该区域年蒸发量1838.7mm,年平均日照2800-2900h,无霜期150d，气象条件造成每年有效施工期较短。 2、隧道结构设计 隧道按新奥法原理设计，结构采用锚、网、喷、钢拱架组成初期支护与二次模筑砼相结合的复合式衬砌型式；二衬采用C30防水砼，抗渗等级不小于S8。仰拱采用普通C25砼。隧道主洞、紧急停车带内轮廓一般采用三心圆、曲边墙形式；拱墙采用1.5mm厚复合式防水卷材 2.3人员组织概况 管理人员10人、开挖班40人、支护班60人、模板班40人、二次衬砌班40人。 三、总体施工方案 3.1 总体施工安排
一、衬砌结构的计算模型 隧道工程建筑物是埋置于地层中的结构物，它的受力和变形与围岩密切相关，支护结构与围岩作为一个统一的受力体系相互约束，共同工作。这种共同作用正是地下结构与地面结构的主要区别。根据本工程浅埋及松散地层的特点，使用阶段结构安全性检算采用“荷载—结构”模式，即将支护和围岩分开考虑，支护结构是承载主体，围岩作为荷载的来源和支护结构的弹性支承。支护结构与围岩的相互作用是通过弹性支承对支护结构施加约束来实现的。 计算模型中，二衬结构采用弹性平面梁单元模拟，弹性抗力以及隧底地基均采用弹簧单元模拟。组合荷载根据不同作用方向分别转换成等效节点力施加在相应的单元结点上。具体计算模型见图1。 图1 计算模型 二、荷载计算 围岩压力计算参照课本中有关我国铁路隧道推荐的方法进行确定（双线隧道）或参照《铁路隧道设计规范》，深浅埋分别计算。 三、配筋计算 结构强度检算和配筋计算应按照现行《铁路隧道设计规范》的方法进行。 四、ANSYS操作过程 1、更改路径和工作名 2、进入前处理模块（preprocessor）
(1)定义单元类型element type (2)定义实常数real constant (3)定义材料参数material props (4)定义梁的截面特性sections (5)进入modeling进行建模，生成几何模型 (6)进行网格划分meshing a)给几何模型赋属性 meshing>mesh attribute>picked lines (7)施加弹性约束 Model>Creat>piping models>spring support
定义弹性抗力系数K和距离所选结构节点的相对距离DX, DY, DZ。 加弹簧： ！水平,在y轴左侧为-0.3；在y轴右侧为0.3 *do,i,10,31 a=150000000 k=a*abs(ny(i+1)-ny(i-1))/2 psprng,i,tran,k, -0.3, , *enddo ！竖向 *do,i,10,31 a=150000000 k=a*abs(nx(i+1)-nx(i-1))/2 psprng,i,tran,k, , -0.3, *enddo 3、进入求解器solution (1)定义分析类型analysis type>new analysis>static (2)定义荷载define loads (3)设置荷载添加形式setting>replace vs add>force，按如下图示设置
目录 1.编制依据、编制范围及设计概况 (2) 1.1编制依据 (2) 1.2编制范围 (2) 2.工程概况 (2) 2.1工程简介 (2) 2.2.地质情况描述 (3) 2.3设计基本参数 (3) 3．施工概况 (4) 3.1现场施工情况 (4) 3.2山体开裂及初支变形情况 (4) 4.处理方案 (5) (6) (6) (7) (8)
1.编制依据、编制范围及设计概况 1.1编制依据 国家的法律、法规和铁道部、湖南省的相关管理制度规定； 本项目采用的标准、指南、验标、工法、定型图、通用图、标准图等； 沪昆铁路客运专线湖南有限责任公司下发的指导性施工组织设计； 沪昆铁路客运专线湖南有限责任公司关于项目建设管理的规章制度； 新建长沙至昆明铁路客运专线湖南段站前CKTJ-1标段施工承包合同； 客专用材料、机械设备、机具等相关规程、标准、质量文件； 《新建铁路长沙至昆明铁路客运专线（长沙至玉屏段）施工图官家山隧道设计图》，图号：《长昆客专施（长玉段）隧004A-01~06》、《长昆客专施（长玉段）隧004A-07~08》、《长昆客专施（长玉段）隧变004-1-01~02》； 2012年4月7日由娄底建设指挥部组织设计、监理及施工单位的“官家山隧道DK44+065～+150段初支变形及地表开裂处理方案会议纪要”； 现场踏勘调查的相关资料。 1.2编制范围 新建铁路长沙至昆明铁路客运专线官家山隧道（DK44+065～DK44+150）工程。 2.工程概况 2.1工程简介 沪昆客专长昆湖南段官家山隧道进口里程为DK44+065，出口里程为DK44+542，隧道全长477m，其中暗洞长为428m，明挖段长为49米（进口段DK44+065～+072为明挖段）。全隧位于直线上，全隧为3.8‰的单面下坡。本隧围岩级别为IV、V级软弱围岩，进口段为浅埋偏压，裂隙发育且不能确定，岩体较破碎，地下裂隙水较发育，存在微弱发育岩溶。隧道总体风险等级为
市政隧道二次衬砌施工工艺及方法 二次衬砌采用全液压自行式衬砌钢模台车作为二衬模板，左右洞各一台，采用工厂定型加工，现场拼装。衬砌混凝土采用自拌罐体运输混凝土，泵送入模。 1）、施工流程 测量定位→推入工作平台→清理喷锚基面及锚杆头→防水层施工→钢筋绑扎→台车送入安装、定位→浇筑混凝土→混凝土养护→收缩台车液压泵脱模 2）施工方法 （1）测量定位 测量放出隧道中心线，悬挂于拱点的中线。 （2）推入工作平台 工作平台采用型钢制作，长约4米，宽度与隧道截面小，高度至拱顶，上面成台阶状，四个支点，支点装有轮子。示意图如下： （3）清理喷锚基面及锚杆头
利用工作平台人工对基面及锚杆头进行清理，使面层平整。对凹处采用喷射混凝土进行修补，对突出部分进行凿打。 （4）防水层施工 防水层350g／m2无纺土工布+1.2mmEVA组成，防水板采用无钉无孔铺设工艺，拱、墙全包，接缝采用双面焊缝。 ①无纺土工布铺设 在喷射混凝土隧道拱顶部正确标出隧道纵向的中线，再使裁剪好的无纺土工布中心线与喷射混凝土上的这一标志 相重合，从拱顶部开始向两侧下垂铺设。用射钉固定垫片，将无纺土工布固定在喷射混凝土上。 固定无纺土工布布的垫片是隧道复合衬砌防水层施工的必要零部件，先覆盖在无纺土工布层上，用水泥钉将它钉入喷射混凝土里，水泥钉长度不小于50mm，这样土工布就固定在砼基面上。固定点之间成梅花形布设，固定点之间的间距按设计图进行布置（分区进行）。土工布之间的搭接宽度为120mm。铺设土工布时沿洞室环向进行铺设，不得拉得过紧，以免影响防水卷材的铺设，同时在分段铺设的土工布连接部位预留不小于120mm的搭接余量。 ②防水卷材铺设 先在隧道拱顶部的无纺布上正确标出隧道纵向中心线，再使防水卷材的横向中心线与这一标志相重合，将拱顶部与圆垫片热熔焊接，与无纺布垫层一样从拱顶开始向两侧下垂
表格编号技术交底书 项目名称中铁四局集团有限公司黔张常七标段二分部第 1 页 共 5 页 交底编号JJYSDJKAQ-3 工程名称军家垭隧道进口 设计文件图号黔张常施隧参202 施工部位军家垭隧道进口二衬 交底日期2015年09月10日 技术交底内容： 一、隧道作业一般安全技术要求 1、所有作业人员必须正确佩戴安全帽、防护口罩、雨鞋等安全防护用品； 2、所有进洞作业人员必须经过体检，确保身体健康方可进洞作业； 3、所有进洞作业人员须经安全培训并考试合格方可上岗作业； 4、特殊工种必须持证上岗作业； 5、隧道内需进行有毒气体检测，确保隧道照明、通风等工作条件满足文明施工要求方可进洞作业； 6、所有作业人员进出隧道必须进行实名登记，无关人员不得随意进入隧道。 二、隧道二衬排水板作业安全技术要求 隧道洞身防排水工程主要包括环纵向排水盲管安装、土工布挂设、防水板安装、止水带安装等工序。 1、纵、环向排水盲管 1)必须由专人操作安装纵、环向排水盲管的射钉枪，禁止枪口对人，防止走火伤人，作业完成 及时将射钉枪放到指定的位置，由专人保管，不得随意丢弃； 2)盲管固定点扎丝绑扎丝头不易过长，防止损伤防水板、土工布。安装环向排水盲管超过2m时， 作业人员应以正确的姿势站立在平稳、牢固的脚手架或台车上并佩戴安全带，克服麻痹思想，防止发生人员坠落事故； 3)在安装环向排水盲管须从一侧向另一侧密贴固定悬挂锚钉上，锚钉锚于喷射混凝土表面要牢 固，防止环向排水盲管掉下砸伤人。 2、透水管 1)透水管与纵、环向盲管连接处用无纺布包裹紧密，固定牢固防止移位； 2)透水管出口侧（贴紧模板处）应采用编织袋、棉纱、防水布等进行封堵密实，防止水泥砂浆 进行堵塞透水管、盲管； 3)用钢筋加固透水管时注意安全用电，在使用电焊机前应检查线路是否正常、有无破损、接地 是否规范，电焊工必须持证上岗，防止触电伤人，在焊接加固过程中对透水管应进行必要的防护，防止在施工过程烫伤透水管。 3、防水板铺设 1)防水板施工中应对火源及可燃物进行严格管理，杜绝火源进入作业面，严禁在隧道内存放防 水材料，应随运随用。 2)铺设防水板施工作业范围应禁止吸烟并设有明显标志，防水板台车应配置灭火器，并明确防 火责任人。
隧道二次衬砌背后脱空、不密实整改处理方案 一、工程概述 青荣城际铁路QRZH-V标段第二项目部北山隧道全长1880米，占线路长度的12.1%，目前隧道已进行了二次衬砌施工。在检查中发现部分隧道二次衬砌背后局部出现脱空、不密实现象，为了保证隧道二次衬砌质量符合验标规范要求，现对隧道二衬背后脱空现象进行分析处理。 二、二衬背后脱空原因分析 隧道二衬背后脱空主要集中在拱顶和侧壁拱腰等部位。从二衬背后脱空部位分析，总结得出大致有以下几个原因： 2.1、光面爆破效果不好，造成隧道开挖轮廓凹凸不平，有棱角；初期支护，喷射混凝土没有把凹凸面补平，平整度达不到规范要求；防水板安装未预留足够的松散系数；二衬混凝土被防水板挡住未与初期支护表面密贴，导致二衬背后出现脱空现象。 2.2、施工班组在施工过程中操作及检查不认真，导致注浆不满。混凝土在浇筑的过程中时间间隔过长，达不到连续性，加之工人责任心不强，手持振捣棒振捣混凝土不足，高频振捣器开启次数有限，造成局部位置混凝土初凝，后续混凝土无法正常填充形成脱空现象，在混凝土未初凝前急于拆管，造成未自稳的混凝土掉落下来形成漏斗，造成衬砌脱空。在拱顶混凝土施工出现堵管，现场人员在未仔细分析的情况下即认为已经泵满，停止混凝土泵送造成二衬厚度不足，出现脱空
现象。 2.3、技术原因：砼施工配合比水灰比偏大、混合料坍落度大、砼振捣不密实，砼自重下沉；砼收缩徐变，造成留有空隙。用输送泵送砼时，拱顶面的砼在输送过程中把部分空气密闲在狭小的空间内无法排出，造成留有空隙； 三、二衬背后脱空处理措施 对拱顶部位二衬背后脱空采用拱顶预留注浆孔进行注浆回填；对拱腰及边墙处二衬背后脱空采用钻孔后注浆回填。 3.1二次衬砌后回填注浆 首先以雷达检测数据为依据，明确需注浆加固的范围和数量。3.1.1施工工艺： 钻孔——埋管——制浆——注浆——检测——清理 3.1.2施工要点 （1）钻孔：根据雷达探测结果，找出空洞位置并进行标记，注浆孔利用原有衬砌施工的预留注浆孔，当预留注浆孔堵塞时，在空洞部位重新采用电钻打孔，孔径25mm，孔深确保进入空洞区域并不得超过结构厚度钻破防水板，并可以用灌浆来填塞修复。 （2）埋管：打孔完成之后埋设Φ32镀锌钢管，注浆钢管与孔洞周围缝隙用水泥砂浆等相应材料封堵，待封堵材料达到强度后注水泥浆。（3）制浆：采用高强无收缩灌浆料，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，浆液水灰比1:1.2～1:1.5，用发电机带动高速制浆机，制好所需比例的浆液。
隧道二次衬砌施工控制要点 1施工工艺 二次衬砌根据量测情况在围岩及初期支护变形基本稳定后进行，适度紧跟开挖面满足开挖与 衬砌安全距离要求。二次衬砌采用12m模板台车，混凝土采用混凝土运输车运输至施工现场，泵送入模。混凝土采取附着式振捣器为主插入式振捣器为辅的振捣方式。钢筋混凝土衬砌地段，钢筋在洞外下料加工成型，洞内利用多功能作业台架安装。 施工工艺流程 图1-1 二次衬砌施工工艺流程图 1.1钢筋制作安装
衬砌主筋、箍筋由钢筋加工厂加工，钢筋的加工、制作工艺应符合设计及规范要 求。为确保二衬钢筋定位准确，钢筋保护层厚度符合要求。具体做法： ①先由测量人员用坐标放样在调平层及拱顶防水布上定出自制台车范围内前后两根钢筋的 中心点，确定好法线方向，确保定位钢筋的垂直度及与仰拱预留钢筋连接的准确度。钢筋绑扎的 垂直度采用三点吊垂球的方法确定。 ②用水准仪测量仰拱填充面上定位钢筋中心点标高，推算出该里程处圆心与仰拱填充上中心 点的高差，采用自制三角架定出圆心位置。 ③圆心确定后，采用尺量的方法检验定位钢筋的尺寸是否满足设计要求，对不满足要求位置 重新进行调整，全部符合要求后固定钢筋。钢筋固定采用自制台车上由钢管焊接的可调整的支撑 杆控制。 ④定位钢筋固定好后，根据设计钢筋间距在支撑杆上用粉笔标出环向主筋布设位置，在定位 钢筋上标出纵向分布筋安装位置，然后开始绑扎此段范围内钢筋。各钢筋交叉处均应绑扎。 1.2二衬台车就位 台车轨道采用重型钢轨，底面直接置于已施工仰拱填充的砼表面上，保证台车平稳。轨道 布设控制标准一是轨道中心距6m，允许误差±25px；二是轨面标高为隧道填充面中心以上375px，允许误差±25px。要调整模板中心线尽量同台车大梁中心重合，使台车在砼灌注过程中处于良好 的受力状态。 曲线段落台车定位要考虑内外弧长差引起的左右侧搭接长度的变化，以使弧线圆顺，减少接 缝错台。 台车走行至立模位置，用侧向千斤顶调整至准确位置，并进行定位复测，直至调整到准确 位置为止。台车撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固，有无错动移位情况。采用五点定位 法检查模板是否翘曲或扭动，位置是否准确，保证衬砌净空，同时也易于克服衬砌环接缝处的错 台。为避免在浇注边墙砼时台车上浮，还须在台车顶部加设木撑或千斤顶。同时检查工作窗状 况是否良好。测量放线时要考虑设计预留沉落量。
文章编号:1009 6825(2007)07 0266 02 隧道二次衬砌变形及开裂原因分析与处理 收稿日期:2006 09 26 作者简介:祝和意(1979 ),男,助教,陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南 714000 蔡 昱(1981 ),女,助理工程师,陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南 714000 祝和意 蔡 昱 摘 要:以某隧道为例,简要阐述了隧道二次衬砌混凝土产生变形、开裂的原因,同时提出变形、开裂的处理原则、预防措 施,并根据混凝土产生的各种变形、开裂实际情况提出相应的处理方案,为类似隧道工程相关问题的处理提供了参考。关键词:隧道,衬砌变形,裂缝,初期支护中图分类号:U 455.4 文献标识码:A 1 工程概况 某山岭隧道上、下行线全长2642m,隧道设计净跨10.90m,有效净高为7.20m 的半圆拱形曲墙断面。隧道二次衬砌根据围岩类别、地形、埋深、成洞条件等进行设计,与其所处围岩相对应设计为S4,S5,S6,S7等不同类型复合式衬砌,在施工过程中因地质围岩的变化,衬砌类型变更设计为S6型。初期支护以锚杆、钢筋网、 18工字钢、喷射混凝土以及超前小导管组成联合支护体系,二次衬砌采用钢筋混凝土结构,初期支护与二次衬砌之间设土工布及防水板夹层,二次衬砌采用先拱后墙泵送混凝土法进行施工。 2 衬砌变形与开裂现状2.1 衬砌变形现状 隧道二次衬砌变形主要表现为:1)拱顶上拱、下沉;2)内轮廓高度增大、净宽度减小;3)两侧拱角混凝土产生错位、错台;4)左、右边墙内鼓等四种基本形态。在衬砌变形严重的区段还有可能四种形态同时并存,部分区段因围岩强度左右两侧有差异,变形可能只发生在一侧,如左墙腰或左拱腰出现局部变形,而在隧道右墙腰或右拱腰没有出现变形。 2.2 衬砌开裂现状 隧道二次衬砌裂缝开裂宽度在缝口处沿垂直裂面方向量取,和剪应力的验算。剪应力包括水平剪应力和斜剪应力两种,重力式挡土墙只验算水平剪应力,而衡重式挡土墙还需进行斜截面剪应力的验算。 5 基础加固措施 为减少基底压应力,增加抗倾覆的稳定性,在墙趾处伸出一 台阶,以拓宽基底。墙趾台阶的宽度不小于20cm,台阶高宽比可采用3 2或2 1;地基为软弱土层时,可用砂砾、碎石、矿渣或灰土等质量较好的材料换填,以扩散基底压应力,满足设计要求。 6 排水措施 对于浆砌石挡土墙,应在墙前地面以上设置一排泄水孔。墙较高时,可在墙上部加设泄水孔。泄水孔采用10cm !10cm 的方孔或圆孔,孔眼间距2m~3m,上下排泄水孔错开设置。泄水孔进水口应设置反滤材料。 7 结语 1)因用于计算主动土压力的库仑理论较适用于砂性土,而对于粘性土的压力计算会存在一定的误差,所以对于以粘性土做填料的挡土墙计算,设计参数如填料的内摩擦角等的取值应相对保守。由于库仑理论是一种简化的土压力计算方法,所以对于以砂性土做填料的挡土墙,设计参数也应根据实际情况取相对保守值。2)对墙高不小于6m 的挡土墙,实际设计时建议将安全系数 提高20%,以保证其安全性。3)出于美观和施工方便的考虑,一段挡土墙通常都采用一个墙面坡。对于山区公路挡土墙,采用较陡的墙面坡,可有效减小墙高,节省材料。一般情况下,重力式挡土墙(俯倾式)、衡重式挡土墙墙面坡取1 0.05,仰斜式挡土墙的墙面坡取1 0.25,均能满足设计要求。4)仰斜式挡土墙的墙背坡一般不超过1 0.3,具体结合开挖的临时边坡选取;俯斜式挡土墙的墙背坡一般取1 0.2,随着墙高增加,墙顶宽度相应增大;对于衡重式路肩挡土墙,当墙高不大于8m 时,上墙背坡取1 0.25,墙高在8m~10m 之间时,上墙背坡取1 0.3;下墙背坡取1 0.25。若为路堤墙,则上墙背坡应相应加大。5)对于俯斜式挡土墙,由于所受土压力较大,所以设计时应注意其稳定和抗倾覆的验算。对于衡重式挡土墙,一般较容易满足稳定要求,墙身断面的强度成为挡土墙设计中主要的控制指标,所以一定要采用高强度的材料砌筑。参考文献: [1]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2003.47 48.[2]俞高明.公路工程[M ].北京:人民交通出版社,2005.88 89.[3]孟祥波.土质土力学[M ].北京:人民交通出版社,2005.27 28.[4]顾慰兹.挡土墙土压力计算手册[M ].北京:中国建筑工业出 版社,2005.60 61. The design of road retaining wall ZHANG Yi he Abstract:I t intro duces the basi s and design par ameter that must have in the desig n of retaining w all,analyses and calculates the molding of r e taining wall,the calculation of soil pressure and its check computat ions of stabilizat ion and str ength,and simply represents the basis str ength steps and drain steps of retaining wall,sums up some desig n adv ices,thi s will give the project desig ner a reference.Key words:r etaining wall,soil pressure,base pressure,section streng th ? 266?第33卷第7期2007年3月 山西建筑SHANXI ARCH IT ECTURE Vol.33No.7M ar. 2007
二衬质量控制要点 一、防水 1、防水板铺设前基面处理: 边墙及拱顶应提前处理好外露得锚杆头,不能有凹凸面,可在潮湿面上施工,但表面若有积水,则需清除干净,以免影响搭接边得粘结。 钢筋网等凸出部分,先切断后用锤柳平摸砂浆素灰,如下图 有锚杆凸出部位时,螺头顶预留5mm切断后,用塑料帽处理,如下图 初期支护应无空鼓、裂缝松酥,表面应平顺,凹凸量不得超过±5cm,如下图
2、防水层搭接要求 防水层搭接宽度≥10cm,分段铺设得卷材边缘部位预留至少50cm 得搭接余量,无纺布则多于卷材层至少20cm,(钢筋预留最长筋不多于防水卷材层)并对预留部分边缘部位进行有效得保护措施,防止损伤。如有损伤应及时修补。环向铺设防水板时,下部防水板应压在上部防水板之上。无纺布及防水层预留高度及长度相邻结构段应保持在同一位置(高度)。如下图: 3 补贴防水层,所有修补用得防水板加工成椭圆形,不能采用长方形。 4、施工缝防水: 施工缝中部设置中置钢边橡胶止水带。施工缝外侧加设60cm宽防水加强层。止水带安装必须固定牢靠,钢边橡胶止水带得转角半径不应小于20cm。止水带接缝不得设置在结构转角处。止水带接头采用热压焊接,止水带相互交叉时,交叉部位宜采用十字配件,如无必须采用固定措施,保证相交止水带得橡胶部分密贴。
5、变形缝防水: 变形缝处除辅助防水层外设置三道各自成环得止水线: 变形缝处设置外贴式止水带; 变形缝中部设置带注浆管得橡胶止水带(中心带气孔型),形成一道封闭得防水线。
6、注浆管安装: 拱墙部位得防水层与二衬之间预埋Φ42注浆管,注浆嘴间距为4～6米。管口外露长度应统一(5cm),注浆管开口于模版台车上,接缝位置做封堵处理,预防露浆。能有效避免二衬拱顶浇筑砼得密实度不足得现象。
、成套图纸、毕业设计、考试培训、工程技术、施工测 一、隧道二衬施工工艺流程图 二、二衬施工工艺过程控制： （一）、断面测量： 在二衬模板安装前应组织相关技术人员对准备施工段落进行断面测量，确保衬砌厚度、隧道净空满足设计要求，如发现超欠挖现象，
、成套图纸、毕业设计、考试培训、工程技术、施工测 1、超挖断面应通过补喷砼或在二衬施工时一次完成超挖断面处理； 2、欠挖断面应详细测量，对欠挖位置应有详细记录，按照规范要求，对超出规范的位置应及时进行处理，主要通过风镐处理多余部分，如超挖较大应采取明炮的方法进行处理。 （二）、防水层施工： 1、二衬防水层施工以可靠便利为原则，采用洞内单幅铺挂，铺挂采用吊带铺挂，不允许用钉子将卷材钉在喷砼层表面上，铺挂点壁面1㎡不少于四个，采用羊角钉或自制的U型钉（以无尖角为原则）。防水层铺装原则上只允许环向接缝，不允许存在纵向接缝，极个别环向长度不够需接长，接头处必须采用防水板和专用胶粘接牢固。防水层施工铺装应超前隧道二次衬砌30~50m，防水层施工质量应经监理工程师验收合格后才能浇筑二次衬砌。 2、搭接要求 环向长度以隧道喷砼层内壁周长决定，如以设计理论值应考虑超挖影响，一般取1.1~1.3倍系数。Ⅱ类围岩段长27.0m，Ⅲ、Ⅳ类围岩段长26.5m（有扩大洞室段特制）。 3、洞内挂设 隧道内复合防水卷材的挂设在专用的作业平台上进行，作业平台长6m，分三层作业，挂设时，采用装载机或其它起吊方式将成捆复
、成套图纸、毕业设计、考试培训、工程技术、施工测 合防水卷材送到作业平台顶层，从作业平台顶部向两侧将一捆防水卷材展开，全断面敷设在隧道内喷砼面上。挂设防水卷材时应满足下列要求： ① 水层铺设前，喷砼层表面不得有锚杆头或钢筋断头外露， 对凹凸不平部位应修凿、喷补，使喷砼表面平顺。喷层表面漏水时，应及时引排； ② 水层的接头处应擦净，防水层的接头处不得有气泡、折皱及 空隙，接头处应牢固，强度应不小于同质材料； ③ 铺挂点1m2不少于四个，点间防水层不得绷紧，以保证灌筑 砼时板面与喷砼面能密贴； ④ 其它施工作业不得损坏防水层，若发现层面有损坏时应及时 修补； ⑤ 防水层纵横向一次铺设长度应根据开挖方法和设计断面确 定，铺设前，宜先试铺，并加以调整。防水层在下一个阶段 施工前的边接部分，应保护不得弄脏和破损； ⑥ 防水板材粘接时，搭接宽度不少于10cm ，两侧焊缝宽度不小 于2.5cm,同时焊接所用焊条应与防水板材为相同材质; ⑦ 防水板材一般采用垫圈和绳扣来固定,其固定点的间距,拱部 应为0.5-0.7m,侧墙为1.0-1.2m,同时应在凹凸处适当增加固定 点,但点间防水层不得绷紧; ⑧ 施工过程中,应及时整理施工质检资料,确保资料整理与施工
隧道二次衬砌施工工法 The manuscript was revised on the evening of 2021
隧道二次衬砌施工工法 一、工法特点 施工工艺完善、简便，可操作性强。 采用此技术施工质量能够得到很好的控制，满足设计及验收标准的要求。 二、适用范围 本工法适用于三淅高速LXTJ-10标隧道二次衬砌施工 三、机械设备及人员配备 1劳动力安排 每个隧道施工队伍管理人员1人，负责全队的现场管理、技术管理及日常事务，下设4个工班，施工高峰期可适当增加劳动力。 2机械设备配置 机械设备配套从隧道工程特点出发，本着既要与施工方法相匹配，又能满足施工需要的原则，结合质量工期要求，做到既先进，又经济，合理配备。同时，还充分考虑设备的完好率和出勤率，拟投入本标段每座隧道二衬施工的主要机械设备见下表。
四、施工工艺 1衬砌施工工艺 隧道衬砌施工工艺详见图“衬砌施工工艺流程图”。 衬砌施工工艺流程图 2 3) 混凝土浇筑时的自由倾落高度不宜超过，当超过时，采用滑槽、串筒等器具， 或通过模板上预留的孔口浇筑。 4) 为保证混凝土的密实性，采用高频振捣器振捣，辅以附着式震动器。
5) 初期支护变形稳定前施工的二次衬砌，拆模时的混凝土强度应达到设计强度的 100%；初期支护变形稳定后施工的二次衬砌，拆模时的混凝土强度应达到，当湿度不够时，脱模后喷雾洒水养护，养护期14天。 6) 为保证衬砌混凝土与防水板及初支之间相互密贴，衬砌背后预埋注浆管，待混 凝土达到强度后进行衬砌背后回填注浆。 3拱顶衬砌混凝土施工 1) 混凝土泵送软管从模板台车的进料窗口(从最低一级窗口逐渐上移)处注入混凝 土。当混凝土浇筑面接近顶部(以高于模板台车顶部为界限)，进入封顶阶段，为了保证空气能够顺利排除，在堵头的最上端预留两个圆孔，安装排气管，其大小以φ50mm 为宜。排气管采用轻质胶管或塑料管，以免沉入混凝土之中。将排气管一端伸入仓 内，且尽量靠前，以免被泵管中流出来的混凝土压住堵死，另一端即露出端不宜过 长，以便于观察。随着浇筑继续进行，当发现有水(实为混凝土表层的离析水、稀浆)自排气管中流出时(以泵压≤为宜)，即说明仓内已完全充满了混凝土，立即停止浇筑混凝土，撤出排气管和泵送软管，并将挡板的圆孔堵死。 2) 封顶混凝土按规范严格操作，尽量从内向端模方向灌注，排除空气，保证拱顶 灌注厚度和密实。要落实三级检查签认制度，并配备相应的无损检测仪器(地质雷达)进行检测。 五、质量检验 1主控项目 1) 混凝土强度等级必须符合设计要求，混凝土强度试件应在混凝土的浇筑地点随 机抽样制作。 试件的取样与留置必须符合下列规定： （1）每拌制100盘且不超过100 m3的同一配合比混凝土，取样不得少于一次； （2）每工作班拌制的同一配合比混凝土不足100盘时，取样不得少于一次； （3）每次取样应至少留置一组标准养护试件，同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。 检验数量：施工单位全部检查。监理单位见证取样检测或平行检验的次数分别为施工单位检查次数的20%和10%，但至少一次。 检验方法：施工单位进行混凝土抗压强度试验。监理单位检查混凝土强度试验报告，见证取样检测或平行检验。 2) 隧道衬砌的厚度必须符合设计要求。 检验数量：施工单位、监理单位每一灌筑段检查一个断面。 检验方法：施工单位测量净断面并与开挖轮廓比较，必要时可采用钻孔抽样或无损检测方法检查衬砌厚度，钻空检查每个断面应从拱顶沿两侧不少于5点，监理单位见证检查。 3) 隧道超挖回填必须符合设计要求。边墙基底应无虚碴杂物及淤泥，边墙基础的 扩大部分及仰拱的拱座应结合边墙同时灌筑。
司空山隧道洞身衬砌首件工程总结报告 为了加强岳西至武汉高速公路工程质量管理，确保工程质量优质，质量目标明确，减少盲目施工，施工前确定标准的施工工艺，施工工艺通过首件试验确定。为了确保我合同段内的洞身衬砌工程质量符合设计要求及技术标准，我标段选定司空山隧道K31+690.5～K31+702.4为我标段洞身衬砌首件工程。 一、首件工程概况 司空山隧道右线K31+666.6～K31+678.6为V（小净距）浅埋段属偏压段，本次施工长度为12m，二次衬砌采用C30钢筋混凝土，其中拱墙厚度为50～80cm，变截面一侧位于压力小、埋深浅一侧，仰拱厚度为50cm，环向主筋为Φ22螺纹钢，纵向间距为20cm；纵向分布筋采用Φ12螺纹钢，环向间距为25cm，箍筋采用φ8钢筋。首件二次衬砌设计C30混凝土量为157m3. 二、首件工程目的 通过首件工程的技术经验，全面、客观的分析影响工程质量的各种因素，对各项工艺、技术和质量指标进行综合评价，从而得到更加科学、合理的施工工艺，为后续的批量生产建立质量控制目标和措施，避免技术、工艺等各种原因造成的各种隐患。 三、资源配置 1、人员安排 具体安排四个作业工班负责施工，其工作内容如下：
钢筋班：负责钢筋加工安装。 混凝土班：负责混凝土灌注、振捣、养护、拆模。 机械班：负责施工机械正常工作、维修及保养。 杂工班：负责配合其它班组现场施工及水电维修。 2、机械安排 机械设备仪器一览表 四、施工时间 2013年4月15日贴土工布及防水板，2013年4月15日～2013年4月16日钢筋绑扎，2013年4月17日台车就位及挡头模板安装，2013年4月17日～2013年4月18日混凝土浇筑。 五、施工工艺及控制参数 1、混凝土原材料的质量控制 对砂、碎石原材料进行严格挑选，砂、碎石的各项指标均符合相关规范要求。 2、混凝土拌合物的质量控制 （1）严格按照混凝土设计配合比施工
隧道二次衬砌施工工艺及施工方法 采用衬砌台架，隧道全断面整体衬砌。混凝土采用混凝土拌合站拌制，砼输送车运输，砼输送泵泵送入模内。 1、隧道衬砌施工工艺流程 详见《隧道二次衬砌施工工艺流程图》。 隧道二次衬砌施工工艺流程图 2、洞身二次衬砌混凝土浇筑 （1）二次衬砌混凝土浇筑时间选择 隧道二次衬砌必须在围岩和初期支护结构基本稳定并符合下列条件后进行混凝土浇筑施工： ①各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定； ②已产生的各项位移已达预计总位移量的80％～90%； ③周边位移速率小于0.10～0.2mm/d,或拱部下沉速率小于0.07～ 0.15mm/d。 （2）立模质量控制 ①拱部模板应预留沉落量10～30mm，其高程允许偏差为设计高程加预留沉落量（+10mm,0mm）； ②变形缝及垂直施工缝端头模板应支立垂直、牢固，变形缝必须在同法向断面。 ③边墙与拱部模板应预留混凝土灌注及振捣孔口。 （3）衬砌混凝土质量控制 ①衬砌混凝土在运送过程中，采用砼运输车、轨行式砼输送车进行运输，以防止漏浆和发生离析。 ②衬砌混凝土自出拌合机后任何时刻都必须进行监督，不准向拌合物中
擅自任意加水。混凝土自拌合机出料后，运至浇筑地点至浇筑完毕的允许最长时间应符合规范要求。 ③衬砌混凝土浇筑前清除模板内泥土、混凝土残碴等杂物，并对预埋件、预留洞和模板支设情况进行检查，符合要求后方可进行施工。 ④衬砌混凝土浇筑时，自由倾落高度不得超过2米，超过2米时必须在模板上开设工作窗口，由工作窗口浇筑混凝土。 ⑤衬砌混凝土应连续进行浇筑，因故必须间歇时，其允许间歇时间不应超过规范规定。 ⑥衬砌混凝土采用砼输送泵进行输送，两侧分层、水平对称进行，振捣时不得危及防水层和模板。 ⑦混凝土拆模时，其强度应达到设计和规范规定要求，并在拆模后连续养护7天。 （4）洞身混凝土衬砌 ①隧道洞身二次衬砌砼采用模板衬砌台架施工，模板为大块钢模，其表面作到平整、光洁；模板台架两端挡头模板采用木模，木模上钻孔穿设衬砌纵向连接钢筋，以利于下一循环相连接；衬砌台架端头的挡头模板必须与模板台架、外侧拱壁嵌塞紧密，其间空隙必须采取封堵措施，防止衬砌混凝土浇筑时漏浆，以影响衬砌混凝土的质量。 ②混凝土浇筑前，应根据设计要求布臵预埋件、预留孔洞，并复核其位臵。隧道衬砌施工前，必须复核隧道断面尺寸，保证衬砌厚度；同时检验防水层铺设是否符合设计和施工规范要求，有无破损。衬砌模筑砼的施作时间，应根据围岩稳定情况和支护情况确定，应紧跟开挖灌筑，但开挖爆破不得危害已成衬砌。 ③采用混凝土泵连续浇筑时，一次浇筑段长度不应超过10m，并应防止混凝土离析。当混凝土面超过拱顶时，泵管出口应埋设在混凝土面以下，保证拱顶所有空间能填满、填实；衬砌砼采用砼输送泵泵送入模，两侧边墙采用插入式振捣器振捣，拱部混凝土采用模板台架顶部的附着式振动器振捣。 ④浇筑顺序从两侧拱脚向拱顶对称进行，间歇及封顶的层面成辐射状；衬砌混凝土浇筑应连续进行，不得出现水平和倾斜接缝，如混凝土浇筑因固中断，则在继续浇筑施工前，必须凿除已硬化的前层混凝土表面松软层及水泥砂浆薄膜，并将表面凿毛，采用高压水冲洗干净。 ⑤混凝土拆模时其强度必须达到规范规定的强度后方可进行，拆除模板后应立即连续养护，养护时间不得少于7天。 ⑥防止二次衬砌混凝土开裂措施 a、采用较大的骨灰比，降低水灰比，合理选用外加剂。 b、合理确定分段浇筑长度及浇筑速度。
隧道二次衬砌缺陷整治技术 摘要：为保障我国经济稳定发展，铁路基础建设如火如荼的进行着，在铁路建 设过程中，因为各种原因，导致实体工程存在质量缺陷，目前我国已建成隧道二 次衬砌存在不密实、空洞、裂纹、露筋等缺陷，影响铁路运营安全。 关键词：隧道二次衬砌缺陷整治 一、原因分析 导致隧道二次衬砌不密实、空洞、裂纹、露筋等缺陷的因素主要有以下几点： 1、混凝土收缩造成 2、泵送压力不足或混凝土流动性不足 3、泵送角度不合理 4、防水层松铺不足 5、台车泵送车封口不当 二、隧道二次衬砌缺陷整治总体措施 隧道内衬砌病害整治在保证满足设计要求和经济、合理、安全可行的基础上，采取以下整治措施： 1.针对二次衬砌不密实缺陷，进行注浆处理。 2.二次衬砌混凝土实测厚度≮20cm时，对有空洞的部位进行打孔回填注浆。 3.二次衬砌的混凝土厚度在15cm到20cm之间的，针对衬砌厚度不足的地方、范围、混凝土实测强度及钻孔验证情况等综合因素，采用回填注浆或混凝土局部 凿除措施。 4.二次衬砌混凝土实测厚度小于15cm的衬砌背后空洞地段，对实测二次衬 砌厚度不足20cm的部位进行凿除。 三、整治技术 （一）二衬不密实处理技术 1.对缺陷部位打设注浆孔，为确保防水板完整性，打设孔深要按照检测提供 的衬砌厚度采取限深措施，而后注浆处理。 2.注浆孔按梅花形布设，间距0.6m，每个缺陷整治点不少于3处注浆孔； 3.在这里需要安装直径为42mm的马牙扣形钢花管，并且要保证钢花顶端到 空腔顶面之间的距离在2cm以内； 4.在管口设置灌浆嘴，从低到高灌注浆液； 5.注浆材料采用1:1水泥浆液； （二）衬砌后空洞注浆处理技术 1.采用细石混凝土填筑，填筑完成后再压注水泥浆液（水灰比1:1）。 2.注浆孔梅花形布置，间距0.6m，每个缺陷整治点不少于3处注浆孔。 3.在这里需要安装直径为42mm的马牙扣形钢花管，并且要保证钢花顶端到 空腔顶面之间的距离在2cm以内。 4.在管口设置灌浆嘴，从低到高灌注水泥浆液。 5.注浆前应进行水泥浆液工艺性试验，确定注浆参数，对设备和管路状况进 行详细检查，压力表读数0.15MPa。 6.浆液的胶凝时间为2-5分钟。如果在此期间不能满足胶凝需求，可以添加适量的速凝剂来加快胶凝的时间。 （三）衬砌后空洞混凝土凿除处理技术 1.素混凝土地段