隧道台阶法开挖应注意的问题分析
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隧道三台阶开挖工法一、引言隧道是连接两个地区的重要交通通道,其建设对于交通运输的便利性和经济发展具有重要意义。
隧道开挖工法作为隧道施工的重要环节之一,具有直接影响隧道施工进度和质量的作用。
本文将就隧道三台阶开挖工法进行探讨。
二、隧道三台阶开挖工法简介隧道三台阶开挖工法是一种较为常见的隧道开挖方法,也是一种相对比较安全和高效的工法。
该工法主要分为三个步骤,即:一、上半部开挖;二、中半部开挖;三、下半部开挖。
三、上半部开挖上半部开挖是隧道三台阶开挖工法的第一个步骤。
在这一步骤中,首先需要对隧道顶部进行爆破拆除,使其达到设计标高;然后再开始进行上半部的挖掘。
通常情况下,可以采用机械化开挖或人工开挖的方式。
机械化开挖速度较快,但对于隧道地质条件较差的情况下,可能需要采用爆破拆除的方式。
四、中半部开挖中半部开挖是隧道三台阶开挖工法的第二个步骤。
在这个步骤中,需要对隧道的中间部分进行开挖。
与上半部开挖相似,中半部开挖也可以采用机械化开挖或者人工开挖的方式。
但是需要注意的是,在这个步骤中,由于隧道内部空间较大,容易出现坍塌等安全问题,因此需要合理设置支护措施,确保施工人员的安全。
五、下半部开挖下半部开挖是隧道三台阶开挖工法的最后一个步骤。
在这一步骤中,需要对隧道的底部进行开挖。
同样,下半部开挖可以采用机械化开挖或者人工开挖的方式。
但是相比于上半部和中间部分的开挖,下半部开挖更加困难,因为在这个步骤中,有可能需要应对地下水、软土等复杂地质条件,因此需要针对具体情况进行灵活调整。
六、隧道三台阶开挖工法的优点隧道三台阶开挖工法具有如下几个优点:1. 高效快速:采用机械化开挖方式时,开挖速度较快,能够满足较紧迫的施工期限要求;2. 安全可靠:采用上、中、下各个台阶的开挖方式,有利于施工人员的安全,减少事故风险;3. 灵活适应地质条件:对于不同地质条件的隧道,可以灵活调整开挖方案,提高施工的适应性和针对性。
七、隧道三台阶开挖工法的局限性隧道三台阶开挖工法虽然具有一定的优点,但也存在一些局限性:1. 设备要求较高:机械化开挖需要配备相应的机械设备,大型机械设备的购置和维护成本较高;2. 地质条件限制:对于某些特殊地质条件下的隧道,如高地应力、复杂地层等,隧道三台阶开挖工法可能需要进行改进或采取其他工法。
隧道施工中常见问题原因分析及处理预防措施问题一:二衬拱顶、拱腰个别地方存在空洞和不密实㈠原因分析:1、Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆效果差,造成隧道开挖轮廓凹凸不平,有棱角⑴光爆设计不合理〔孔网参数、装药构造、起爆网络等〕。
⑵火工品的性能不稳定〔炸药的爆速、非电毫秒雷管延期时间的准确性、火工品的可靠性〕。
⑶钻爆时施工班组存在偷工行为,未按要求炮眼间距、数量布置炮眼。
⑷在开挖断面的下部位置,由于作业空间的限制和操作人员的操作水平的问题。
在钻眼时,未能较好的控制钻杆的角度和周边眼的间距。
⑸在周边眼施工放样时,放样精度不满足要求。
2、人为原因:⑴Ⅱ、Ⅲ级围岩初期支护砼厚度缺乏,喷射砼时未把凹凸面喷平,平整未到达规*要求。
⑵防水板铺设时未预留好足够的松铺系数,导致砼浇筑完毕后防水板未与初支面密贴。
⑶在砼浇筑到拱顶位置时,未及时的调整砼的坍落度,导致拱顶未被砼充填密实。
⑷在砼浇筑到拱顶位置时出现堵管现象,现场人员在未仔细分析原因的情况下就主观地认为已经管满,停顿砼泵送造成二衬厚度缺乏,出现脱空现象。
⑸在浇筑二衬砼时,施工作业班组主观上存在偷工减料行为,表现为衬砌厚度缺乏,注浆不满、不实等现象;现场管理人员在砼最后补方时,向拌合站提供的补方数量不准确,造成拌合站停顿砼搅拌,实际二衬砼在未注满的情况下停顿,造成二衬脱空。
⑹在二衬砼未初凝前急于拆管,造成未自稳的砼掉在自重的作用下下落形成漏斗,造成二衬脱空。
3、技术原因:⑴砼的收缩徐变,导致空隙。
⑵砼施工配合比水灰比偏大、坍落度大、砼振捣不密实,砼自重下沉。
⑶用输送泵输送砼时,拱顶的砼在输送过程中把局部空气密闲在狭小空间内无法排出,造成空隙。
㈡处理措施1、加强Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆控制,提高光爆效果和基岩面平整度。
⑴针对不同围岩、不同的开挖断面、有无仰拱三种情况重新进展光爆设计,其设计参数见〔表1~表5及附图〕:⑵提高轮廓线放样精度,周边轮廓线的放样允许误差控制为±2cm。
隧道工程进出洞施工方法及要点1.1.1设计优化根据项目进场后对洞口位置复勘的结果,焦树坪隧道出口地形与原设计严重不符,出口左右洞均位于陡峻峭壁位置,悬壁临河,现场地形十分复杂,具备山陡、沟深、谷窄、临路、近水等特点,隧道进洞施工条件极差。
图4-12 隧道洞口位置三维地形图隧道右洞洞口位于50m高陡峻峭壁位置,下临河道,与河道高差约50m,水平距离约43m,且洞口深入岩体6m,洞口段埋深约20m,隧道不具备直接进洞条件,围岩实际为中风化片麻岩,灰绿色、灰黄色,完整性较好,片麻状构造,节理裂隙较发育。
如按原设计方案施工,存在以下问题:(1)隧道洞口位于山体内,洞口边仰坡爆破开挖方量大,约2400m³,将对山体结构破坏严重,施工耗时较长,对其他工程干扰极大,安全风险极高。
(2)削坡后隧道洞口缺乏作业平台,受洞口场地限制,无法进行大管棚作业、正常进洞施工和二衬台车拼装等。
针对现场问题,通过动态的设计和合理的方案应用,彻底解决陡峻峭壁位置隧道进洞问题。
(1)将洞口大开挖设计优化为“隧道延长+倒削竹洞门”形式,为避免大规模的山体爆破开挖,实现隧道“早进洞”,将隧道暗洞进行3m延长,从而减少开挖方量,同时将洞门形式调整为倒削竹,避免了端墙式洞门墙趾对桥台背墙的影响。
焦树坪隧道右洞1:0.3便道营盘河大桥0#台图4-13 隧道洞口段调整后示意图(2)采用小型钻孔机具进行“分层分段爆破”技术,施作洞口5m 小平台;同时根据洞口围岩较好情况,通过动态设计将超前大管棚变更为双层超前小导管,利用洞口小平台,完成超前作业,保证进洞时间和安全;并采用洞渣进行多级挡墙砌筑和回填,扩宽洞前平台至13m ,解决陡峻峭壁位置进洞难题,实现了资源的合理利用。
(3)在洞前短平台问题(洞前平台仅13m )上采用二衬台车“逐段拼装逐段进洞”技术,降低了交叉作业造成的施工干扰,解决了短平台二衬台车拼装难题。
1.1.2边仰坡施工1.1.2.1 分层分段爆破削坡流程图图4-14 分层分段爆破削坡施工工艺流程图1.1.2.2 测量放样按照变更后图纸中给定的洞口边仰坡坡率、平台宽度、明暗洞交界点、边仰坡起点设计高程、宽度,同时结合实际情况,进行洞口边仰坡开口线测量放样。
台阶法开挖隧道应注意的相关问题分析【摘要】随着我国经济技术的快速发展,高速公路工程增多,目前基于环境保护修建越岭隧道成为高速公路工程的必然选择。
在高地应力区修建隧道工程中最大的难度就是变形的控制问题。
为了解决这一问题,目前各国针对遇到的隧道工程施工问题进行大量的实验研究,并提出多种解决问题的措施,取得了良好的效果,而本文重点进行分析台阶法开挖隧道时应注意的几点问题。
【关键词】隧道施工;台阶法;问题;分析中图分类号:u45 文献标识码:a 文章编号:引言:在隧道及地下工程的施工中,常常会用到台阶法。
台阶法施工需要多步开挖、多次爆破,在作业中上部台阶的钻眼作业和下部台阶的出碴,可以平行进行,不仅可以适应稳定性较差的岩层环境,还可以降低人工作业强度,提高工作效率。
但是,在施工中反复发生应力再分配对围岩造成的扰动破坏,如此,在每步开挖的过程中,隧道周边变形都在发生着,并最终凸显,给工程的进行造成危害,严重的还可以引发严重的地质灾害,针对上述问题,在此,我们以某隧道工程为参照,借鉴其中的施工经验。
1、工程概况本隧道工程,全长4.373km,线路隧道工程设计为分离式双洞单向三车道。
该工程以位于某市商业街下的路段施工难度为最大。
该隧道工程具有浅埋、超大断面、地面高层建筑林立、地下有人防洞室交错、环境要求高、施工难度较大、对施工技术要求高等特点。
为开挖该条隧道,运用了大量的先进技术,最终,不但施工效率高,工程质量优良,工程后期也没有出现沉降的现象,使临近的建筑物也得到了有效的保护。
隧道的施工顺利完成,是我国隧道施工史上的一个重要里程碑,为后来的工程开挖建设提供了大量的借鉴。
1.1 隧道工程难点本隧道该处区域岩层走向平缓,地下岩质坚硬,整体性好,局部见砂质粘土,地下可见少量滞水。
隧道地面沿线大型建筑物多,其中时代广场、世贸大厦、新世纪百货均为高层建筑,距离隧道开挖边界净距少于15m,且其地下层底标高低于隧道拱顶标高。
一、隧道施工中存在的问题和要求:1.洞口边、仰坡、锚喷支护施工不到位,防排水未进行。
4月底仍未完成者,停止洞内施工。
2.喷砼局部强度不足,存在孔洞。
A.原因:①.未按审批配比施工,配料偏差超出规范允许范围。
②.喷手操作不规范。
(保证不了水灰比的稳定、喷射距离、喷射角度、喷射压力)③.速凝剂添加不均匀,喷砼不能保证随拌随用。
④.未分层施喷,单层过厚,由于砼自重下坠,影响砼与围岩的粘结,不能保证喷层致密,从而影响强度。
⑤.提前挂设钢网,砼不是靠喷射压力粘附,而是凭借钢筋网的支托作用成型,造成网后孔洞或砼不致密,从而影响强度。
⑥.个别单位在超挖处填塞片石。
⑦.喷砼外观质量差,不平顺,有干斑毛刺。
厚度不足,钢筋网显隐。
B.要求:①.中心试验室郑主任联合驻地办、施工单位在4月底以前确定喷砼强度不足的范围,施工单位上报并实施处理方案。
②.Ⅳ、Ⅴ级围岩,须经雷达检测合格后方予计量,孔洞段必须进行压浆处理。
③.喷砼必须分层施喷,钢筋网安设必须在初喷找平后进行(分层施喷并不影响一次性施喷到位。
即便是使用一般的早强剂,30min后也可进行复喷)。
3、系统锚杆、超前小导管施工中存在着“长锚短打”、数量短缺、注浆不充分、锚垫板缺失和有效长度不足(钻孔偏斜角度大)等问题,使锚杆因黏结效果不满足而丧失单点支护与群锚支护效果;超前小导管因注浆不充分,搭接长度不够而失去支护和预加固作用。
4、钢拱架施工未按要求设契块而使拱架与围岩脱离,纵向连接不足,拱架落底不牢固(拱架置于虚渣或支垫不合格),钢拱架垂直度偏差大(2º),钢拱架延时安设(一般开挖初喷后安设,并应在开挖后2h内完成),格栅钢架加工不满足设计要求。
5、对Ⅲ级围岩中的局部钢筋网理解有误,该局部钢筋网应为拱顶一定角度范围内的系统布设,而不是按需随机布设。
6、洞身开挖中存在的问题:①.开挖方法选用不当:对于Ⅳ~Ⅴ级围岩,宜优先选用环形开挖预留核心土法。
在围岩整体性、稳定性或预加固措施到位的情况下,也可采用台阶法。
隧道台阶法施工详解The document was prepared on January 2, 2021隧道台阶法施工详解1、长台阶法台阶长度L≥5B,B为洞室的宽度.甚至可以上台阶先贯通,即为“半断面法”.特点:进度快,仅次于全断面法.适用于:Ⅲ~Ⅰ级围岩.上台阶先贯通在现实中存在风险尤其是山体呈现偏压状态时尤其小心,做好两侧洞口以避免洞内变形量过大.2、短台阶法台阶缩短: 1~B≤ L<5B,特点:①支护闭合时间加快,围岩稳定性增加;②台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰.适用于:Ⅳ、Ⅴ级围岩当长台阶法出现支护变形量过大的时候,应该停止掌子面施工,下台阶跟进落底形成短台阶模式.只要设计支护强度没问题,下台阶落底之后能十分有效的控制围岩的变形.它掘进慢的原因就在于仰拱紧跟其后.围岩等级为4级的时候单次开挖进尺不宜大于2m,当围岩为5级的时候一次进尺不得大于两品拱架具体情况视围岩而定.3、超短台阶法上台阶长度仅为3-5m特点:更有利于控制围岩变形,但上下台阶相隔太近,施工干扰大.适用于:Ⅳ、Ⅴ级围岩此方法因为上台阶只有三至五米无法采用大型机械施工,至适合小型机具配合人工开挖.当短台阶法出现支护变形量过大的时候,应该停止掌子面施工,下台阶跟进落底形成超短台阶模式.只要设计支护强度没问题,下台阶落底之后能十分有效的控制围岩的变形.它掘进慢的原因就在于仰拱紧跟其后及人机械配合人工开挖.一般适合铁路隧道小断面且洞身不高的情况下.围岩等级为4级的时候单次开挖进尺不宜大于2m,当围岩为5级的时候一次进尺不得大于两品拱架具体情况视围岩而定.4、三台阶法施工上台阶长度仅为3-5m特点:更有利于控制围岩变形,但上中下台阶相隔太近,施工干扰大.适用于:Ⅳ、Ⅴ级围岩的大断面施工.1上台阶在上一循环的超前支护防护下,弱爆破开挖①部,施作台阶周边的初期支护:初喷混凝土,铺设钢筋网,架立钢架,钻设径向锚杆、锁脚锚管,复喷混凝土至设计厚度.2中台阶弱爆破开挖②部,施作台阶周边的初期支护:初喷混凝土,铺设钢筋网,架立钢架,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度.施做临时仰拱:架设临时横撑A,铺设钢筋网,并喷混凝土封闭临时仰拱.3下台阶弱爆破开挖③部,施作台阶周边的初期支护:初喷混凝土,铺设钢筋网,架立钢架,钻设径向锚杆、锁脚锚管,复喷混凝土至设计厚度.根据实际情况,必要时可架设临时横撑B.4隧底弱爆破开挖④部,施作台阶周边的初期支护:初喷混凝土,架立钢架,复喷混凝土至设计厚度.5灌筑V部仰拱,待仰拱混凝土初凝后,灌筑仰拱填充VI部至设计高度.6根据监控量测分析,确定二次衬砌时机,利用衬砌模板台车一次性灌注拱墙衬砌.三台阶法施工要求:1隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则.2如有超前支护等辅助施工措施,应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕,再开挖下一台阶.3开挖方式采用弱爆破,爆破时严格控制炮眼深度及装药量.4各步台阶一次开挖长度宜控制在~1m之间,第 3 部台阶开挖后仰拱应紧跟.5施工中,V级围岩地段开展洞内外观察及拱顶下沉、净空变化监控量测,量测断面间距不大于5m,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据.6围岩段封闭位置距离掌子面不得大于35m.7V级围岩上台阶每循环开挖进尺不应大于1榀钢架;边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀钢架间距,仰拱开挖前必须完成钢架锁脚.8对于不良地质地段二次衬砌应及时施作,二次衬砌距离掌子面V级围岩不得大于70m.9临时支护,施工中尽量倒换使用5、4-5级围岩短台阶开挖、超短台阶开挖与三部法开挖各种断面形式均适合铁路或公路单线隧道超短台阶开挖与三部法开挖,大断面深埋段围岩较好污水的情况下三台阶开挖.。
隧道工程施工常见问题一、地质条件问题1、地质勘察不足:地质条件对隧道工程施工影响很大,如果地质勘察不足,容易导致施工过程中遇到不可预测的地质问题,给施工带来困难。
解决方案:在隧道工程前期,需要加强地质勘察工作,全面了解地质情况,制定合理的施工方案。
2、地质灾害:地质灾害如地层突水、地层崩塌等情况常常会影响隧道工程施工,给施工带来安全隐患。
解决方案:在施工过程中,需要加强地质监测和预警,及时采取应对措施,保障施工人员的安全。
3、地下水位高:地下水位高会导致隧道工程施工中遇到地下水涌入的问题,加大隧道支护难度。
解决方案:采取合理的排水方案,降低地下水位,减少地下水对隧道工程的影响。
二、施工工艺问题1、隧道开挖技术:隧道开挖是隧道工程的重要环节,开挖技术的选择直接影响到施工效率和安全。
解决方案:采用合理的隧道开挖技术,结合地质条件和隧道设计要求,制定详细的开挖方案,保证隧道开挖的安全和高效进行。
2、支护方案选择:隧道开挖后,需要进行支护工程,不同地质条件和隧道设计要求需要选择不同的支护方案。
解决方案:根据地质条件和隧道设计要求,选择合适的支护方案,保证隧道支护的稳定和安全。
3、隧道衬砌施工:隧道衬砌是隧道工程的重要环节,影响隧道的使用寿命和安全性。
解决方案:采用合适的衬砌材料和施工工艺,保证隧道衬砌的质量和稳定性。
三、安全管理问题1、施工人员安全:隧道工程施工过程中,施工人员面临着各种安全风险,需要加强安全管理。
解决方案:加强对施工人员的安全培训和教育,严格执行安全操作规程,提高施工人员的安全意识。
2、隧道安全监测:隧道工程施工后,需要对隧道结构和周边环境进行安全监测,及时发现隧道安全隐患。
解决方案:建立完善的安全监测系统,对隧道结构、地质条件和周边环境进行定期监测,及时发现并处理隧道安全问题。
本文从地质条件、施工工艺、安全管理等方面分析了隧道工程施工常见问题,并提出相应的解决方案。
隧道工程施工是一项复杂的工程,需要全面考虑各种因素,合理规划和科学施工,方能保证隧道工程的顺利进行。
隧道台阶法施工要点
(1)台阶不宜多分层,上下台阶之间的距离尽可能满足机具正常作业,并减少翻渣工作量;当顶部围岩破碎,需支护紧跟时,可适当延长台阶长度。
(2)施工亦应先护后挖,宜采用超前锚杆或超前小钢管辅助施工措施。
开挖应尽量采用微震光面爆破技术。
(3)初期支护应紧跟开挖面;上台阶施工时,钢架底脚宜设锁脚锚杆和纵向槽钢托梁以利下台阶开挖安全。
下台阶在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70%后开挖。
(4)隧道两侧的沟槽及铺底部分应和下台阶一次开挖成型。
(5)台阶分界线不得超过起拱线,上台阶长度不得大于30m,下台阶马口落底长度不大于2榀钢拱架的长度,应一次落底,并尽快封闭成环。
(6)台阶长度不宜过长,应尽快安排仰拱封闭间,改善初期支护受力条件。
1。
隧道施工易发生的质量安全问题及处理方法一、洞口及洞门1.边仰坡防护施做不及时,造成坍滑、落石。
处理:洞口工程施工前,首先做好洞口范围内地表防排水工作,填平洼地和积水坑,防止地面水渗透;及时施做洞口工程系统截水沟、排水沟,尽可能与洞口路基排水系统形成整体。
宜在雨季前及边、仰坡开挖前完成;隧道边、仰坡土石方开挖作业尽可能采用非爆破或弱爆破方法自上而下分部进行,减少对洞口围岩的扰动;开挖后对边、仰坡及时进行防护;隧道门端墙处土石方开挖施工完成后及时施作洞门端墙及挡护工程;洞门施作尽量避开雨季进行,尽早施作洞门和洞口段衬砌,保证洞门边坡稳定;施工期间,保持对边仰坡及洞顶山坡体进行监测和观察,及时掌握洞口的安全状况,以便迅速采取有效的安全对策。
2、不进行地基承载力检测,或地基承载力不满足设计要求。
处理:不进行地基承载力检测不得进行下道工序施工,承载力不满足设计要求时,应采取加固或换填处理措施,确保承载力满足设计要求。
3、不按设计方案进洞,随意变更洞口位置。
处理:发现后应当立即进行制止,必要时下发监理工程师通知单,责令按设计方案进洞;对随意变更洞口位置的,应及时向上级领导部门反映,并要求施工方及时联系设计部门,协商处理方案,必要时采用变更形式进行更改洞口位置。
二、开挖4、随意改变开挖方法,不按设计及施组施工。
处理:开挖方法是经审核批复的,不得随意改变,发现施工方私自改变开挖方法后应立即制止,要求严格按设计的开挖方法施工,认为有必要改变开挖方法的,可以采取变更设计形式进行开挖方法的改变,未进行变更批复的,仍应按原设计施工。
5、不做钻爆设计,不按爆破设计施工,爆破效果差,甚至坍塌。
处理:施工前应要求施工单位做钻爆设计,监理进行审查后方可进行爆破作业,施工中应严格执行钻爆设计要求,爆破人员需持证上岗,并严格控制钻孔数量、间距、深度及装药量,未做爆破设计的,不得进行爆破作业。
6、欠挖不处理;超挖不按标准要求回填,留有空洞或回填杂物。
隧道施工安全应注意的几个问题公路隧道为地下线性工程建筑,隧道施工属于地下作业,隧道施工安全是一个复杂的系统工程,存在很多不安全的因素,哪一个方面、哪一个阶段、哪一个环节的工作没有做好都可能酿成事故.一、开挖是关键。
开挖工作是隧道施工的第一道工序,也是隧道施工安全的关键。
开挖效果的好坏直接影响隧道施工的安全、质量和效益。
采用光面爆破,可以减少对围岩的扰动,减少应力集中,有利于自然拱的形成,便于施作初期支护。
良好的光面爆破可以减少超欠挖,这样就减少了欠挖处理工作量和衬砌时砼的回填量,同时也减少了因喷射砼表面凹凸不平对防水板造成的损坏的现象。
所以开挖也是影响隧道衬砌工作的关键。
二、防塌最重要.开挖中最重要的一点就是防塌.山岭隧道施工绝大部分采用传统的施工方法—钻爆法施工。
钻爆法施工的山岭隧道由于受炸药爆破震动的影响,破坏了原有岩体内部受力平衡,当施工方法不当、支护不及时或不力时,围岩就会因失稳而发生坍塌。
因此,采用钻爆法施工的山岭隧道如何防止塌方是确保隧道施工安全和工程质量的关键。
1、易发生塌方的地形和部位在山区修建隧道,由于隧道穿越地区工程地质和水文地质的复杂多变,决定了山岭隧道的施工难度。
以下是容易发生塌方的地段和部位,需要大家在施工过程中高度重视。
(1)容易发生塌方的地段:埋深较浅地段;断层破碎带及断层影响带;岩层接触带;高应力地段;高水位富水地段(2)容易发生塌方的部位:隧道洞口,隧道拱脚,隧道墙脚,隧道拱部,隧道与隧道的交叉部位(如人行横洞、车行通道),水平岩层或近似水平岩层的拱部;2、常见的预防措施在山岭隧道施工中,如果施工方法及支护手段使用不当,不仅不能加快施工进度,而且也不能保证工程质量和施工安全,易造成塌方。
因此必须对以下几点加以重视:⑴选取适当的进洞方法:进洞施工方法要根据洞口段地形、地貌和围岩条件而定。
洞口段为整体性好的Ⅰ、Ⅱ级硬岩时,路堑成型后,即可按全断面法直接进洞.洞口段为浅埋、坡积、软弱的Ⅳ、Ⅴ级围岩时,宜采用台阶法进洞.一般应结合洞口路堑施工分层开挖,到达暗洞进口里程前2m左右,沿设计开挖廓线外施作管棚(常用¢42mm小钢管,有条件的也可用¢89mm、108钢管mm)超前支护,而后按台阶法施工。
台阶法隧道施工合理开挖高度及步距分析摘要:在社会发展下,我国的城市化进程加快,交通工程的快速发展,新建地铁隧道下穿既有轨道车站工程的案例越来越多。
由于地下工程的复杂性,新建地铁隧道下穿既有轨道工程与地面建筑设施面临着巨大的挑战。
在下穿既有轨道车站工程中既要保证既有轨道车站的安全运营,又要保证地面建筑设施安全稳固,通过数值模拟对开挖地长度高度进行精确计算分析很有必要。
关键词:隧道施工;台阶法;数值模拟;合理开挖步距;合理开挖高度引言近年来,随着公路交通量的增长,大跨度隧道的数量也不断增加。
由于跨度和高度的增大,尤其是矢跨比的缩小,隧道修建的难度明显增大。
为了保证围岩稳定和结构安全,大跨度隧道大多采用分部开挖,常用的方法有单侧壁导洞法、双侧壁导洞法和环形微台阶法等。
其中环形微台阶法由于开挖扰动小、支护结构顺畅、有利于掌子面稳定等原因,在土质和土夹石地层广泛使用。
在环形微台阶开挖中,一种普遍的观点是台阶高度越小,开挖断面积越小,越有利于围岩和结构的稳定。
因此,在确定上台阶高度时,往往采用满足施工要求的最小值,通常采用1.5~2.0m。
尽可能缩小上台阶高度的做法,是否对保证围岩和结构稳定最有利,本文将对此进行分析和探讨。
1工程概况某隧道位于某市站街镇韩门村,某隧道整体快速路工程项目包括公路、隧道和桥梁,是某市中原路西延线快速路工程。
隧道设计车速80km/h。
隧道为分离式双向6车道隧道,单洞净跨15m,净高9.4m,单洞开挖断面在150m2左右,属于超大断面山岭隧道。
左洞隧道长1370m,设计纵坡1%,起始里程为ZK16+145;右洞隧道长1175m,设计纵坡0.712%,起始里程为YK16+270。
2台阶法施工特点及注意事项台阶开挖法的优点是可以有足够的工作空间和相当的施工速度,但上、下部作业有干扰;台阶开挖虽增加了对围岩的扰动次数,但台阶有利于开挖面的稳定,尤其是上部开挖支护后,下部作业就较为安全,但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。
隧道开挖方法及注意事项洞身开挖1一般要求1.1洞身开挖应根据隧道长度、断面大小、结构形式、工期要求、机械设备、地质条件等,选择适宜的开挖方案(包括开挖顺序、爆破、施工照明、通风、排水、支护、出渣等)。
为了最大限度地利用围岩自承能力,必须采用有利于减少超挖、减少围岩扰动的开挖方法进行洞身开挖。
1.2开挖作业应符合下列规定(1)确定合理的开挖步骤和循环进尺,保持各开挖工序相互衔接,均衡施工。
(2)开挖断面尺寸应满足设计要求,应采用有效的测量手段控制开挖轮廓线。
边沟、电缆沟及边墙基础应同时开挖,所有开挖应按图纸标明的开挖线并加入预留沉降量后的尺寸进行施工,开挖质量应符合设计及规范要求,严禁二次爆破开挖。
在开挖过程中,承包人应随时测定隧道轴线位置和高程。
(3)开挖后应做好地质构造的核对,及时做好监控量测工作,地质变化处和重要地段,应有相应照片或文字描述记载;(4)开挖作业必须保证安全,不得危及初期支护、二次衬砌和设备的安全并应保护好量测用的测点,宜减少对围岩的扰动。
(5)开挖爆破作业应在上一循环喷射混凝土终凝不少于4h后进行。
1.3隧道爆破应采用光面爆破,必要时采用预裂爆破技术;爆破作业及爆破物品管理必须符合现行《爆破安全规程》(GB6722-2003)的有关规定;施工中应优化钻爆设计、提高钻眼效率和爆破效果,降低工料消耗。
开挖爆破应采用合理的起爆方式、选用适当的炸药品种和型号(宜选用直径150mm或200mm的小药卷),在漏水和涌水地段应采用非电导爆管起爆。
1.4隧道双向开挖的贯通应选择在Ⅳ级以上围岩地段,双向开挖距离25m时,两端施工应加强联系、统一指挥,并采取浅眼低药量,控制爆破震动。
当两开挖面间的距离为15m时,应改为单向开挖,一端必须停挖、将人员机具撤走,并在安全距离处设立警告标志;开挖侧每次爆破作业时应提前30min通知停挖侧,停挖侧施工人员及机械设备应撤至安全距离以外。
单向开挖时应反打不少于30m且不小于洞口超前管棚长度,严禁在隧道洞口处贯通。
分析公路隧道施工存在问题摘要:目前,随着经济建设的发展,交通项目越来越多,公路隧道建设是交通项目建设的重要组成部分,但公路隧道建设仍然不同于传统公路建设,主要是因为公路隧道建设的复杂性和高风险性。
因此,公路隧道施工的质量受到了极大的关注,需要采取有针对性的措施来确保公路隧道施工质量,本文在此基础上分析了公路隧道施工问题和对策。
关键词:公路隧道;施工问题;对策在道路施工过程中,由于地形地貌不同,隧道工程施工时,可以有效利用地形地貌提高施工效率,解决施工过程中出现的问题,但由于拱顶过度下垂、拱脚部分开裂等问题,导致隧道施工的质量和安全受到严重影响。
这些影响是当前隧道施工中迫切需要解决的一个主要难题,本文章研究的重点是分析这些问题并采取有效措施解决这些问题。
一、公路隧道工程施工的主要特点由于公路隧道施工在一般公路结构施工中具有特殊性,所以公路隧道施工具有以下特点:首先,隧道是在隧道结构施工过程中无法确定的重载作用下施工的结构。
因此,隧道开挖时支撑结构的强度和时间长度是影响隧道施工质量的主要因素。
第二,设计并非完全独立,需要确定与类似项目相关的设计选项。
因此,公路隧道设计存在一些不确定因素,给隧道的设计和施工带来了一定的困难。
第三,工程通常高度保密。
只有在绘制图纸工作结束后才能看到效果。
本项目中使用的混凝土质量是确定的,很难通过简单的表面观察准确评估和识别。
因此技术风险具有一定的保密性,换句话说,即使在施工过程中出现问题,也很难确定问题的原因。
二、隧道施工中存在的问题1.隧道的开挖施工质量问题在公路隧道施工过程中,由于初期支护喷射混凝土浇筑的频繁延迟,导致初始混凝土浇筑的延迟,进而使得隧道壁的质量下降,尤其是运用台阶法开挖公路和桥梁隧道时,初始支护初始浇筑的延迟更为频繁。
挖掘程序疏浚或欠缺通常是由于开挖范围控制极不合理。
在这种情况下,特别是对于相对良好的围栏,很可能严重影响工程的质量,同时往往会出现开挖成型不良,导致初期支护喷射混凝土密度和饱和度不足,严重影响屏障与初始支护的有效组合,随后导致空腔问题的发生[1]。
浅谈地铁隧道台阶法下台阶开挖爆破控制摘要:本文主要对青岛地铁8号线B1包中建段06工区大涧站~红岛火车站新增3号竖井地铁隧道台阶法开挖爆破控制的简要分析,对开挖过程中如何控制进尺进行了现场试验以及数据分析。
关键词:爆破;进尺;控制;矿山法;下台阶1引言如今我国城市地铁建设正在快步进行,因城市地质不同,修建地铁的施工工法也多种多样,矿山法作为其中一种施工方法,其爆破控制尤为重要,本文主要浅谈本工程中如何控制地铁隧道施工中台阶法下台阶开挖进尺爆破。
2 工程概况青岛地铁8号线B1包中建段,由中国建筑第八工程局轨道公司承建大涧站~红岛火车站区间,全长3050m,覆土8~30m,大涧站~红岛火车站3号竖井及施工场地位于赵家岭村与孟家村中间空地中,新增3号竖井中心里程为YSK:23+476.069;正线4个洞室均为矿山法爆破施工。
本文主要讲述Ⅳ级围岩台阶法下台阶施工。
3.场地地质情况开挖深度范围地层从上至下为:第①层素填土,?9层中风化安山岩,第?9层微风化安山岩,第?9-3层微风化安山岩(碎裂状)。
地下水主要为裂隙水,水量较小。
4.隧道台阶法下台阶控制爆破进尺浅谈4.1 控制爆破参数4.1.1炮孔布置周边眼间距不能过大,相同排列的两个炮孔沿炮孔连心线方爆破时产生的应力波需要形成相互叠加的作用,进而达到岩石的抗拉强度将岩石予以破坏形成贯通裂缝。
其次,周边孔起爆次序需要恰当,要有充足的自由面。
对以上参数进行制定方案:(1)周边孔间距 0.7m;(2)周边孔采用同一段别雷管且滞后于辅助孔爆破降低比钻孔。
上自由面距离第一排辅助孔间距为1.5m,炮孔间距为1.03~1.11m,炮孔排距为0.6~0.75m,周边孔间距为0.77~0.90m。
4.1.2装药量控制根据下台阶拟合回归的场地系数和衰减系数,根据炮孔之间相互距离。
[4]下台阶单孔装药量为0.6~0.7KG,单段最大起爆药量定为1.4KG。
5.结论通过聘请技术方面专家与现场技术人员试验联合制定完整的爆破方案来控制爆破参数实现控制进尺,对地铁隧道台阶法下台阶控制爆破进尺提供了参考数据。
隧道工程施工:台阶法开挖注意要点
1、采用台阶法开挖隧道时,应根据围岩条件,合理确定台阶长度和高度。
围岩稳定性较差时,台阶长度应控制在一倍洞径。
2、当围岩地质较差、开挖工作面不稳定时,应采用短进尺或上下台阶错开开挖或预留核心土措施,必要时采用喷射混凝土或玻璃纤维锚杆对开挖工作面进行加固。
3、台阶上部开挖循环进尺应根据围岩地质条件和初期支护钢架间距合理确定,并不得超过1.5m。
4、当围岩地质较差、变形较大时,上部断面开挖后应立即施作锁脚锚管(杆)、扩大拱脚、临时仰拱等措施,控制围岩及初期支护变形量。
5、台阶下部断面一次开挖长度应与上部断面相同,不得超过1.5m。
6、台阶下部开挖后,必须及时喷射混凝土进行封闭。
当设有钢架时,必须及时安装下部钢架并喷射混凝土,严禁拱脚长时间悬空。
7、仰拱开挖应控制一次开挖长度,开挖后应立即施作初期支护,封闭成环。
8、台阶法开挖作业进行安全检查,并认真填写检查记录表。
对检查中发现的不符合规定的情况,应签发整改通知单,限期整改,并跟踪验证。
隧道台阶法开挖应注意的问题分析
作者:方烨
来源:《城市建设理论研究》2013年第10期
【摘要】:重庆双碑隧道是穿越歌乐山镇复杂的地面和地下环境下进行的,该工程为今后类似的隧道台阶法开挖实践提供了很多借鉴之处。
本文就双碑隧道的工程概况出发,叙述了该工程一些在施工过程中抑制围岩变形,保护地面上下建筑的一些措施。
由此,对隧道台阶法开挖应注意的一些问题给予了分析并提出了一些对策。
【关键字】:台阶法;隧道;开挖;变形;分析
中图分类号: U45 文献标识码: A 文章编号:
在隧道及地下工程的施工中,常常会用到台阶法。
台阶法施工需要多步开挖、多次爆破,在作业中上部台阶的钻眼作业和下部台阶的出碴,可以平行进行,不仅可以适应稳定性较差的岩层环境,还可以降低人工作业强度,提高工作效率。
但是,在施工中反复发生应力再分配对围岩造成的扰动破坏,如此,在每步开挖的过程中,隧道周边变形都在发生着,并最终凸显,给工程的进行造成危害,严重的还可以引发严重的地质灾害。
工程安全问题不容忽视,有必要探讨一下台阶法在隧道开挖应用中需要注意的问题。
在此,我们以重庆市双碑隧道工程为参照,借鉴其中的施工经验。
一.工程概况
重庆双碑隧道隶属于重庆市沙坪坝区,经过歌乐山镇,全长4.373km,线路隧道工程设计为分离式双洞单向三车道。
该工程以位于重庆市沙坪坝区,由于所处地段复杂,给施工带来了诸多不便。
该隧道工程具有浅埋、超大断面、地面建筑林立、环境要求高、施工难度较大、对施工技术要求高等特点。
为开挖该条隧道,运用了大量的先进技术,既提高了施工效率,也较好地保障了工程质量,在工程后期没有出现沉降现象,使临近的建筑物也得到了有效的保护。
1.1双碑工程难点
双碑隧道所处区域岩层走向平缓,地下岩质坚硬,整体性好,局部见砂质粘土,地下可见少量滞水。
隧道地面沿线建筑物多,并且以住宅建筑为主,距离双碑隧道开挖边界净距少于15m,地面最低处距离隧道开挖顶面只有19米,对施工造成很大的干扰。
1.2初期支护体系
双碑隧道工程地质围岩条件较好,方便进行大断面开挖作业。
但是,这种大断面和浅埋的状况,也给开挖时围岩的稳定工作和降低施工对环境不利影响的要求造成了挑战。
为此,双碑工程在初期的支护体系中采用了网格栅支撑结构,这种支撑结构对围岩的稳定性较强,而且能够方便快速施工。
除此之外,还对隧道侧壁的导坑用型钢进行临时支撑。
1.3微震爆破技术与综合减震
双碑隧道周边地表临近有较多的建筑物,是人员密集区。
在施工中,需要认真考虑这些大型建筑和施工隧道之间的影响,严防坍塌现象,减少对民众的日常工作造成的不必要影响。
为此,双碑隧道在施工中采用了微震防爆破技术。
该技术爆破规模小,震动强度低,开挖成形质量易于控制,且爆破效果容易满足规范的要求。
在双碑隧道复杂的施工环境下,最为适宜。
根据设计要求,爆破振动波速需要控制在1.5~2.0/s的范围内,这样,方便将爆破公害控制在安全规程要求之内。
施工中具体采用的是基于光面爆破技术基础之上的微震爆破技术。
在施工中,又采用了空孔减震技术,将之与松动爆破技术灵活结合,并控制相邻起爆时间,进一步减小爆破产生的振动,将双碑爆破产生的爆破危害降到最低。
1.4地下既有人防洞穴的开挖技术(没有人防洞穴)
双碑隧道的工程路线,需要经过一个既有的人防洞穴群。
洞穴的存在,对隧道工程的支护结构产生了很大的影响,也是地下隧道施工中经常遇到的问题。
而双碑隧道对于这种地下环境的巧妙处理,给以后的隧道施工作业提供了有益的借鉴。
在开挖之前,双碑隧道工程即对人防洞进行了处理。
对于未能与隧道洞室贯通的人防洞,用锚喷支护加固后做混凝土回填,使之与周边围岩一起形成一个支护结构。
对于与隧道洞室贯穿的人防旧洞,先勘测出人防洞与隧道的相交处并进行锚喷支护,将人防洞内的锚杆支护和隧道的初期支护体系联结为一体后,找出隧道初期支护体系外的人防空洞部分,将之用混凝土进行回填。
二.施工中遇到的可借鉴问题及分析
1.隧道初期支护体系位移
根据双碑隧道布置的26个监测断面的实测结果显示,隧道变形受到开挖过程进展的明显影响。
在各开挖部中表现为,撑子面通过后10~20天左右,变形趋于稳定;在下一开挖部接近时,又产生明显变化;直到期初支护体系形成后渐趋稳定。
另外,根据实测结果来看,在隧道洞段发现了水平收敛和拱顶下沉的最大值,即高层建筑容易对隧道产生影响,可能导致变形问题。
2.地表沉降
对隧道进行开挖,可能会造成地表的横向沉降。
双碑隧道在开挖过程中以隧道中轴线为准,纵向每隔10m布置一排观测点,以5m为测点间距,对地表的沉降情况进行了监测。
最终测量出的地表沉降值为0,也就是说双碑隧道的开挖并没有引起地表及建筑物的沉降。
.3围岩变形的抑制
在双碑隧道的挖掘中,对格栅拱应力选取个点进行测量后显示,格栅拱应力基本呈现出一个对称的分布,且所受应力均比较小,如图5所示。
格栅拱应力随开挖部的展开而呈现出变化。
在二次衬砌的完成后,应力显著减小,并渐趋稳定。
这说明了二次衬砌可以对格栅拱上的围岩压力起到分压的作用,从而对围岩变形起到抑制作用。
图1 格栅拱应力分布图
同样,在锚杆轴力监测中,实测结果反映锚杆轴力较小,基本为受拉的状态。
这说明锚杆在抑制围岩变形上起到一定的作用。
临时钢是隧道闭合支护结构体系的一个组成部分,承担了部分格栅拱应力,从而起到一定的支撑作用,达到稳定围岩、控制沉降、保证洞室内安全的作用。
在双碑隧道实测中显示,临时钢的最大内应力竟然达到了98MPa,这个数据接近了期初支护格栅拱的最大应力。
反映了临时钢的良好支撑效果。
三.台阶法开挖应注意到的问题及其对策
1. 在隧道的开挖过程中,需要保护各种临近的地面建筑物安全,做到少扰民并严防洞室坍塌。
因此最好选择利于快速施工的好期初支护体系,必要时按照规范要求施做二次衬砌。
2. 在数据监测和风险预防工作方面,应做信息的反馈及时、准确,严格监控,不断跟进了解围岩应力变化情况,根据详实的监测数据反馈来指导施工。
同时,做好事故风险应急预案,增强地下隧道开采过程中的突发事件应对能力,保证隧道施工安全、有序地进行下去。
3. 隧道开挖尽可能地减少对围岩的扰动,对于环境复杂的地区,可以采用微震爆破技术,做好减震辅助,必要时采取一定的加固措施,以保证岩层稳定和支护结构的安全,使隧道工程作业安全高效。
4. 上台阶开挖引起的拱顶变形是主要的变形方式,在施工中可以采用二次衬砌、锚杆轴力、临时钢支撑等来适度抑制拱顶围岩变形。
5. 在地质条件较差的土层中施工的时候,需及时运用注浆加固技术对地质进行保护,对于孔洞部分可以参照双碑隧道施工过程中的使用的锚喷支护技术,对隧道期初支护外的既有孔洞进行混凝土回填。
6. 还需注意地下水文情况,以防止给工程的施工和今后使用造成不便。
台阶法是双碑隧道工程中所使用到的一个重要的方法之一。
它给我们今后的类似工程施工提供了一个良好的借鉴实例。
在施工过程中,做好信息化实时监控反馈及综合减震措施,采用振动强度小的爆破技术,通过精确控制和有效管理,可以有效地保证工程作业安全、质量良好,还可以有效提高施工效率。
【参考文献】
[1] 周素亮; 李厚友台阶法在地铁暗挖隧道试验段中的应用 [J] 路桥科技 2012.6
[2] 马显红杉树坳隧道台阶法开挖初期支护变形规律分析 [J] 铁道建筑 2012.1。