铁路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术
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公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术柳力摘要:近年来,我国步入了高速发展的阶段,各项基础建设也在不断的发展完善,公路交通建设作为我国经济建设当中最为重要的组成部分,影响着国家的经济发展以及人们的日常出行安全,且由于我国地形因素较为复杂,在实际的公路建设过程中,往往会遇到贯穿型溶洞,假设采用灌注法进行施工,会造成大量的人力财力浪费,在施工过程中,运用跨越式桥梁施工技术能够有效保障施工人员的人身安全,加快了工程建设进度,极大的提升了隧道施工的效率以及质量。
关键词:贯穿隧道;公路建设;溶洞;跨越式桥梁前言:众所周知,我国幅员辽阔,地形因素较为复杂,且西北地区,分布着许多的高山,喀斯特地貌较为常见。
所以,在实际的公路建设过程中,无形之中,为施工建设带来了许多困难,多数的路段需要经过复杂的地理环境,其中较为特殊的便是溶洞地形贯穿,也是施工当中的难点。
通常,该种地貌主要是由石灰岩组成,石灰岩质量较低,使得岩石在形成过程中,稳定性差,因此,溶洞贯穿施工是目前公路隧道工程施工过程中最主要的问题。
1、岩溶溶洞隧道施工的概念通常,在施工过程中,施工人员在遇到大面积溶洞地形的时候,要对溶洞周围环境进行勘察,确定溶洞在形成过程中是否被切断,且溶洞的底部是无法进行探寻的,因此,不能完整的进行测量,从而使得工程建设不能够在大型溶洞中进行施工。
当在工程施工过程中遇到溶洞地形使,要结合实际情况中溶洞的具体大小以及尺寸进行处理方案的规划,当溶洞的面积过大时,不能对其进行浇灌处理,此时,便需要采用跨越式桥梁施工技术[1]。
2、岩溶溶洞跨越式桥梁施工技术规划通常,在道路建设施工过程中,在确定施工方案中使用跨越式桥梁技术时,施工部门要结合实际情况,对该技术进行分段规划进行,在施工前期,要对溶洞进行全面的调查工作,对区域范围内的部分工程进行浇筑,如,侧墙以及底板,在前期还应当借助施工辅助工具,进行平台的搭建,如工字钢架。
在确定需要施工的溶洞位置之后,应当对溶洞的中轴线进行测量,将其中一部分打开,在开挖口上方建立施工平台,通过爆破技术对溶洞侧壁进行爆破,并合理使用爆破空间,合理建立作业平台,结合公路安全施工标准制定锚喷支护。
贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术分析发布时间:2021-04-12T12:58:28.057Z 来源:《中国建设信息化》2020年24期作者:鄢士超[导读] 区域内经济高速发展需依附于交通路网,我国交通基础设施不断完善,鄢士超中交二航局第二工程有限公司重庆市摘要:区域内经济高速发展需依附于交通路网,我国交通基础设施不断完善,实际建设过程中由于地质条件限制,导致需在贯穿型溶洞地区内开展隧道施工,外界影响施工质量因素较多,增加隧道工程建设难度。
传统施工中此类问题多选用灌注技术为主,但其施工效率较低,且需耗损大量的资源,增加施工成本支出,应用跨越式桥梁施工技术,可消除上述瓶颈,在隧道贯穿型溶洞施工中普遍应用。
基于此,本文就贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术展开分析。
关键词:隧道工程;贯穿型溶洞;跨越式桥梁作为一个多山的国家,其内部又夹杂大量岩溶地貌,称之为喀斯特地貌,多见于我国西部地区内,由于西部地区自身经济和交通运输未占据优势,加之上述特殊地貌,可谓是雪上加霜。
一般状况下,施工过程中遇见小的溶洞,多选用回填方当时,但西部喀斯特地貌中,存在的溶洞多属于大型贯穿型,此类溶洞深度较深,实施注浆回填方式无法达成目标,选取跨越式桥梁施工技术,可有效节省施工材料,降低施工难度,保证良好的施工成效。
一、贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术特征我国地域较为料辽阔,地质结构类型呈现多元化,所以公路项目实际建设过程中,施工技术要求较高,尤其是处于我国西部地区溶岩地区施工中,易受地质灾害频发影响,而且岩溶区域内石灰岩在外界因素干扰下,会形成大型贯穿型溶洞,增加施工难度。
一经出现大型贯穿型溶洞时,增加施工技术实施难度同时,将隧道轴线全部切断,无法开展其底部及整体勘探工作,若采取传统注浆回填施工方式,不仅需耗损大量施工材料,而且难以保证最终处理成效。
因此,需充分应用跨越式桥梁技术解决上述问题,其不仅对隧道岩体造成干扰较小,而且施工操作简易,获取成效较佳[1]。
岩溶强发育隧道跨越大型溶洞现浇梁施工工法岩溶强发育隧道跨越大型溶洞现浇梁施工工法一、前言岩溶地区的强发育溶洞地质条件给地下隧道施工带来了许多挑战。
在岩溶地质条件下,隧道穿越大型溶洞时,传统的施工工法往往存在着困难和风险。
为了克服这些困难,现研究了一种新的施工工法——岩溶强发育隧道跨越大型溶洞现浇梁施工工法。
该工法结合了岩溶地质特点和现代施工技术,旨在提高施工效率、保证工程质量的同时,确保施工的安全性。
二、工法特点该工法主要具有以下几个特点:1. 适应性强:该工法可以适应不同规模和形态的大型溶洞,具有较强的适应范围。
2. 施工过程控制精确:采用现浇梁施工,能够提供更好的施工过程控制,确保施工的准确性和稳定性。
3. 施工周期短:整个施工过程的周期相对较短,能够大幅度缩短工期。
4. 适应复杂地质条件:通过采取合理的技术措施,能够应对复杂的岩溶地质条件,确保施工的安全性和稳定性。
三、适应范围该工法适用于岩溶地区发育密集的大型溶洞隧道的施工,可以应对不同形态和规模的大型溶洞。
四、工艺原理在实际工程中,岩溶强发育隧道跨越大型溶洞现浇梁施工工法采取了以下技术措施:1. 土层处理:对于地下隧道穿越大型溶洞的区段,需要先进行土层处理,清除溶洞周围的松散土层,以确保施工的稳定性。
2. 钻孔定位:通过钻孔定位技术,确定溶洞的几何形态和空间位置,为后续施工提供准确的基础数据。
3. 钢筋网架:将预制的钢筋网架悬挂在岩洞顶部,用以支撑现浇混凝土梁的施工。
4. 梁体现浇:使用现浇混凝土梁施工工艺,将混凝土通过泵送或倾倒的方式注入钢筋网架中,形成梁体结构。
5. 溶洞固化:在梁体硬化后,对溶洞进行固化处理,以巩固溶洞结构,并提高隧道的整体稳定性。
五、施工工艺1. 土层处理:清除溶洞周围的松散土层,确保施工基础的稳定性。
2. 钻孔定位:通过钻孔定位技术,确定溶洞的几何形态和空间位置。
3. 钢筋网架:悬挂预制的钢筋网架于洞顶,用以支撑现浇混凝土梁的施工。
公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术分析摘要:城市建设的过程中,交通建设工作更是在不断开展和进行。
但一些地区因为地理条件的限制,导致必须在贯穿型溶洞内开展隧道施工,其存在诸多的不便。
而过去的灌注技术已经不再适用,不但施工效率低,而且耗费的成本也非常高,甚至在技术方面还需要得到突破。
所以如今普遍采用跨越式桥梁施工的技术,这种技术具有明显的优势,安全性高、成本低、方便可靠。
关键词:公路隧道;贯穿型;溶洞;跨越式桥梁施工技术前言:在对公路隧道进行施工时,如果遇到贯穿型溶洞,而且情况较为复杂,对施工产生了影响,那么则可以采用跨越式桥梁的施工方法。
因为这种方法不但安全稳定,而且不会对后续施工产生影响。
如今,这样的施工方法和技术已经在贯穿型溶洞的施工中得到了广泛应用。
1工程整体概况1.1工程简介本公路隧道处于我国西南地区的山区位置,地势特点是西北高、东南低,而且山坡较为陡峭,地貌形态也包括了溶蚀侵蚀山地、台地。
岩质大部分是石灰岩,甚至还有少量溶洞。
形态有漏斗溶洞、落水洞和溶蚀沟槽,在切断的部位还有一些洼地。
所以对于溶洞的处理,不能采用过去的回填+注浆技术。
因为这种技术的成本很高,会消费较多的施工材料。
而且施工效率也很低,质量更是无法得到保证。
所以,必须要采用跨越式桥梁技术来进行施工。
从而减少对隧道岩体的影响,操作起来也较为方便,提高施工的成效。
1.2技术难点该隧道的体积和深度都非常大,而且隧道穿越中部,水从岩溶洼地中渗出。
裂缝的位置有线状的滴水渗出,而较大的涌水则没有。
其顶部有不稳定的岩石,洞的顶端有坍塌的可能性。
爆破施工容易导致岩体产生移位,一旦产生坍塌,便会对施工产生威胁,带来更多的安全问题。
此外,其还有大范围空腔的问题。
隧道穿越溶洞中部,四周空腔面积非常大。
一般的复合衬砌结构承载环不具有稳定性,不能采用一般的隧道结构。
此外,该地区的掌子面岩性包括了灰岩、泥灰岩,而且岩体容易破坏,夹杂着钙质泥岩,结构是块碎状。
公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术庞腊春(湖南交通国际经济工程合作有限公司㊀湖南㊀长沙㊀410004)摘㊀要:随着经济和各行各业的快速发展,交通行业发展也十分快速.将结合实际工程案例,通过对其整体概况以及技术难点进行介绍,同时阐述选择施工方案的主要原则,进而分析公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁的主要施工技术,以期为有关部门提供可靠参考.关键词:公路隧道;贯穿型溶洞;跨越式桥梁;施工技术ʌ中图分类号ɔU 445.4㊀㊀㊀㊀㊀ʌ文献标识码ɔA㊀㊀㊀㊀㊀ʌ文章编号ɔ1674-3733(2020)05-0106-01㊀㊀引言:随着经济的不断发展,我国隧道工程建设数量越来越多,在工程建设过程中,地质地貌会影响施工质量与施工进度.喀斯特地貌是在西北地区较为常见的一种地貌,其中分布着大量的溶洞,通常情况下在处理一些小的溶洞时,施工单位会采取回填的方法,但是西部的喀斯特地貌中存在着大量的大型贯穿型溶洞,这些溶洞往往很深,进行注浆回填几乎不可能,只能采取跨越式桥梁施工方法,因此笔者将在本文中对跨越式桥梁施工方法进行介绍,以供参考.1㊀工程概述1.1㊀整体概况.某公路隧道的最大埋深为450m ,长度5300m ,设计时速为80k m /h .此区域存在岩溶地貌,基岩露出且常年没有地表水,几乎所有降水都会向此区域内洼地汇集,随后经过溶洞㊁裂缝流向地下.溶洞区域的自然坡度约为20ʎ,拥有丰富的地下水,此区域渗水较为严重,具有极高的涌水危险,且围岩极其不稳定.在掘进隧道至约2100m 处时,施工单位遇到了走向为东北-西南的无填充型贯穿型溶洞.此隧道的轴线向约长29m ,垂直轴线向约长40m ,隧洞至顶部高约15m ,溶洞内壁多裂隙,没有较明显的破碎带,溶洞底部有直径超过1m 的黏土㊁块石堆积.1.2㊀技术难点.此溶洞具有较大的体积和深度,隧道贯穿溶洞中部,裂隙处存在线状的大量水滴,有涌水危险.与此同时,隧道在贯穿时四周会存在较大面积的空腔,缺乏可靠的常规复合衬砌结构的承载环,因此不可以进行常规施工.除此之外,溶洞顶部存在坍塌隐患,若采取爆破施工,极易扰动岩体,进而会导致坍塌的发生,使整体施工存在极大的安全隐患.2㊀选择公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工方案原则2.1㊀连续性好.此类施工周期较长,涉及专业较多,整体流程趋于复杂,总体施工属于一项系统工程,因此,施工单位需要确保其具有较好的连续性,且保证在施工前后段规划不同的基础上使整体施工各环节衔接流畅.2.2㊀具备科学性.此类施工的关键点,主要在于处理施工的整体方案是否具备科学性,重点在于使坍塌体能够被及时加固,避免坍方范围会扩大,进而确保整体施工的安全性,同时做好全部处理工作,以便使施工整体效率得以全面提升.在通过溶洞路段后,施工单位还需要回填拱部塌腔,确保压实,也可以为了加固隧道的基底,开展注浆作业.2.3㊀有较高安全性.对于公路隧道项目而言,安全性是确保施工顺利的重要前提,施工单位应当保证运营和施工的整体安全,从而使施工质量以及效率得以有效提高.所以,施工单位需要严格遵循我国相关规定㊁标准,确保此类施工累计的变形量不超过10c m ,且保证施工结束后不会出现渗漏现象,没有渗漏㊁坍塌隐患.3㊀公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术3.1㊀整体流程.①跨越平台的搭设.在通常情况下,此类施工的浇筑方式一般都会使用 分段浇筑 ,即按照规定顺序进行浇筑,进而搭设跨越平台.②支护.此环节一般都是在已经开挖出口的基础之上,在施工平台的对岸侧壁进行凿岩爆破作业,随后进行支架的搭设,而技术人员则经由此平台对对岸侧壁进行扩挖,在扩挖到一定高度以及深度后,在第一时间对临时支架进行喷锚.③作业平台的搭建.施工单位应当在开采完毕的区域搭设槽钢支架以及工字钢,将其作为作业的平台,并对其进行严谨的焊接,同时设置斜向以及横向的支撑.④底板的施工.对底板的钢筋和模板浇筑混凝土.⑤侧墙拱顶施工.对顶拱和侧墙浇筑混凝土.3.2㊀处理溶洞.①回填洞渣.将洞渣回填至仰拱顶面的溶槽,从而为后续的溶洞处理提供便利,使得在完成套拱的施工之后保证能够进行超前开挖和支护,使施工的整体进度不受影响.在洞底保留1~2m 堆积物,堆载回填洞渣,并进行预压,在此阶段安排专人观测围岩;在回填前确保不稳定的岩壁被崩落,为施工人员的生命安全提供保障.②支护.在完成回填工作后,施工人员应当对拱墙范围中的岩壁进行喷锚支护,同时为了使岩壁稳定,设置钢筋网以及锚杆,随后喷射混凝土,并对工字架进行架设.其中,各工具㊁材料的规格为:喷射混凝土型号为C 20,钢筋网为φ8,锚杆约5m长且以1m 为间距布置成梅花形.在施工过程中,如果遇到稳定性差的溶洞壁㊁软弱层以及丰富的填充层,则在加固时使用型号为116的工字钢,且用小导管进行注浆.3.3㊀桥梁整体施工.①现场勘查当遇到溶洞时,为了确保整体施工的安全性,应当及时停止正常的施工,使施工的进度被有效减缓.对隧道切面以及溶洞进行打穿,对其实际状况进行勘查,并绘制其位置图以及剖面图.随后对对岸侧壁进行放样作业,从而将其轴线的中心线,若现场无法放样,施工单位还可以采用激光射线从开挖段进行定位.②开挖侧壁在对下一段的施工平台进行开挖时,使用 开挖隧道断面法 .在本文涉及工程中,此段的施工并没有相应平台,所以应采取蚕食方式进行掘进,即钻爆开挖段,用凿岩台车进行钻孔作业,并且进行远距离的填药工作,随后在对面侧壁进行爆破从而开直径为2m 的孔.钻爆结束后,将工字钢按一定的间距铺设于溶洞的两端,并借助槽钢进行横向的固定连接,随后搭建钻爆通道,方便施工人员到对面进行钻爆施工,在达到符合相应标准的程度后进行支护.3.4㊀底板整体施工.(1)钢筋模板此类模板主要有两种,即临空边缘侧模板以及底部木板.①前者需要施工人员搭设脚手架,并将其固定于脚手架,并按照设计要求进行布筋作业,所用到的钢筋需要在洞外进行预制,合格后方可入场.需要注意的是,施工人员应当确保底板面应当至少低于脚手架约0.7m ,以便使安装防护栏的工作更加方便,同时施工人员还应当对搭接的钢筋进行预留,以便使侧墙的浇筑工作更方便.②后者具有较为简单的结构,施工人员可以直接采用钢模板进行铺平施工.(2)浇筑底板技术人员应当严格按照现场实际状况采用最合适的混凝土拌制站地点,并且使用混凝土罐车把混凝土直接送至浇注位置.施工单位可以在条件允许的状况下直接在洞中设置混凝土的拌制站,并且将骨料以及水泥等送到洞中,经斗车的搅拌后直接运至浇注位置进行浇筑.结语:跨越式桥梁的应用,涉及材料工艺等多个方面的因素.在整个施工过程中,需要特别注意施工人员的安全问题,大部分的工作人员都是在狭窄的通道中施工,有时还需要悬挂在半空中工作,因此一定要穿戴好相应的安全设备.相关的施工单位一定要重视安全问题,投入足够的资金用于购买高质量的安全防护设备,保证整个施工的安全.参考文献[1]㊀肖光辉.公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术探究[J ].科技展望,2016,26(24):19,21.[2]㊀施伟.公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术探究[J ].商品与质量(建筑与发展),2012,104.[3]㊀杜祝遥.公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术[J ].山西青年,2019(10):208.601 建筑工程写真地理2020年2月㊀第5期。
高速铁路隧道工程岩溶段施工技术摘要:近年来,社会进步迅速,我国的各行各业建设的发展也有了创新。
分析高速铁路隧道穿越岩溶地段施工中常出现的塌方、突泥等事故,并在此基础上灵活选择岩溶处理施工技术,达到提前发现溶洞、快速高效处理不同形态溶洞以及保证围岩加固效果等系列目标,进而促进了高速铁路隧道工程安全顺利进行。
关键词:高速铁路;隧道工程;岩溶段施工技术引言岩溶是一种由地表水和地下水,化学侵蚀、机械侵蚀和可溶性岩层沉积引起的地质现象。
修建高速铁路隧道时经常发生岩溶断面,在部分或全部结构的施工中,对隧道施工的影响尤为明显,不但会降低围岩的使用可靠性,而且会对施工产生负面影响,带来更大的困难和隐藏的安全风险。
确保岩溶断面施工的安全性和可靠性是处理岩溶断面时急需解决的问题。
可见,对高速铁路隧道岩溶段的施工处理技术进行研究至关重要。
1综合超前地质预报岩溶发育复杂多变,形态各异,建立适合白马山隧道的超前地质预报系统,精准地判断岩溶的发育情况对隧道施工安全及施工进度至关重要。
目前国内外超前地质预报的主要手段有地质调查法、地质雷达法、瞬变电磁法、弹性波反射法、超前地质钻探法,详见图1综合地质预报配套模式示意图。
及时了解和掌握前方地下水情况,并根据地下水含量制定相应的处理措施。
为及时合理地处理塌方,保证隧道的安全和进度,结合现场塌方情况对原因进行了分析。
图1 综合地质预报配套模式示意图2帷幕注浆及大管棚施工作业面扩挖施工2.1大管棚施工根据帷幕注浆设计图及大管棚设计图进行拱顶范围扩挖,同时在拱脚两侧考虑排水沟及集水坑设置部位开挖,具体尺寸见图2帷幕注浆及大管棚导向墙施工扩挖断面示意图。
图2帷幕注浆及大管棚导向墙施工扩挖断面示意图2.2帷幕注浆施工。
注浆方式采用分段前进式注浆,每端注浆长度20m,帷幕注浆每端共196个孔,注浆孔开孔直径108mm,终孔直径90mm。
(1)钻机就位钻机要求与已设定好的导向管方向平行,必须精确核定钻机位置。
断层破碎带隧道溶洞处理施工技术总结中铁十四局集团贾文龙【摘要】当大跨度公路隧道处于断层破碎带并穿越溶洞时,因地质条件复杂、围岩整体稳定性差,使得当前和后续施工的质量和安全保证难度更大、要求更高,所以,在确定施工方案尤其溶洞处理技术方案时,必须本着“确保当前,兼顾后续”的原则。
本文介绍了中铁十四局集团在龙潭隧道左线施工中的溶洞处理技术方案,该技术方案以“逐步揭露、逐段稳固,各种支护结构协同作用”为主旨、“自稳塌体,填实腔体,固结岩体”为步序,在实现顺利穿越溶洞的同时,加强超前支护保障后续施工。
关键词隧道断层破碎带溶洞确保兼顾一、工程概况龙潭隧道位于湖北省长阳县土家族自治县境内,是一座双线分离式公路隧道,左线起讫里程ZK65+516∽ZK74+209,全长8693 m ,是目前我国第二公路长隧。
隧道设计为三心圆曲墙式衬砌形式,建筑界限宽9.75m,净高5.0m。
隧道正洞洞身最大开挖跨度12.55m,开挖高度10.76m,开挖断面大。
隧道穿越区地层呈单斜构造,次级断层,隧道区属于中等偏高地应场区。
地质勘探表明左洞有540延米,右洞有830延米段属岩溶与岩溶水发育段,围岩不完整,存在溶洞,且为链状,渗水量大。
该隧道出口端岩质多为中厚层壮碳酸岩,山体沟脊相间,最高山脊处洞身埋深约500m,最低沟谷处洞身埋深80m。
二、溶洞情况介绍龙潭隧道左线从两洞口相向开挖,出口端从大里程向小里程施工。
ZK71+150∽ZK72+810段为裂隙水、岩溶水发育的岩溶区,而ZK72+723∽ZK72+777段为岩溶区段内的F2断层破碎带,岩体破碎、地质性状差,且岩溶比较发育。
当施工至ZK72+770里程时遇到溶洞,溶腔位置位于掌子面右侧自开挖底板向上2m左右的范围,溶腔在开挖轮廓范围内,约3m2,溶穴内被含水性黄土和石块充填,有渗水,局部渗水形成滴落。
由于溶腔被揭露的部份较小,充填的土石体未出现坍塌,但溶腔范围逐渐扩大有向上部扩展的趋势。
铁路隧道高位穿越巨型溶洞回填处治施工工法一、前言铁路隧道高位穿越巨型溶洞回填处治施工工法是一种针对在建设铁路隧道时遇到的溶洞问题而提出的解决方案。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例进行详细介绍和分析,以便读者全面了解该工法的理论基础和实际应用。
二、工法特点铁路隧道高位穿越巨型溶洞回填处治施工工法的特点主要有:1. 利用高位回填拱肩技术,将溶洞上方的空洞或缝隙填充,形成稳定的地基支撑。
2. 通过合理的施工工艺,能够减少对原溶洞地质的破坏,保证铁路隧道的安全和稳定。
3. 能够降低施工难度和工期,提高施工效率,减少施工成本。
4. 适用于各种不同类型和尺寸的溶洞问题,具有较大的适应范围。
三、适应范围铁路隧道高位穿越巨型溶洞回填处治施工工法适用于以下情况:1. 大型溶洞:面积大、高度较高、相对稳定的溶洞。
2. 溶洞位置较高:距离地面较近,侵蚀程度较小。
3. 溶洞位于铁路隧道穿越位置附近,需要进行回填和处治以确保隧道的稳定。
四、工艺原理铁路隧道高位穿越巨型溶洞回填处治施工工法的工艺原理主要包括以下几个方面:1. 与实际工程之间的联系:根据实际工程的需要和溶洞地质情况,确定回填和处治的具体工艺方案。
2. 采取的技术措施:通过高位回填拱肩等技术手段,填充溶洞上方的空洞或缝隙。
3. 理论依据和实际应用:基于科学理论和实践经验,确保工法的稳定性和实用性。
五、施工工艺铁路隧道高位穿越巨型溶洞回填处治施工工法的施工工艺主要包括以下几个阶段:1. 前期准备:对溶洞地质进行详细勘察和分析,确定施工方案。
2. 高位回填:利用合适的材料和设备进行高位回填,填充溶洞上方的空洞或缝隙。
3. 沉降观测:对回填后的地基进行沉降观测,确保地基稳定。
4. 处治工艺:根据实际情况,采取相应的处理措施,加固溶洞周围的地质结构。
5. 后续灌浆:对施工过程中可能出现的裂缝和缺陷进行灌浆处理,加强地基的稳定性。
铁路隧道穿越充填型溶洞处理技术研究针对铁路隧道穿越充填型溶洞过程的涌泥事故,以云桂高速铁路石林隧道为例,通过地质调查、地质雷达手段探测、钻探等手段,详细研究了该隧道穿越充填型岩溶地段的工程地质条件,分析了该隧道充填型溶洞的规模、分布范围及涌泥事故过程,给出了针对充填型岩溶处理的原则和一般方法,并针对该充填型溶洞特点做了具体的处治措施分析,主要在隧道右侧开挖导洞,利用导洞对溶洞进行横向大管棚注浆加固充填物,然后进行边墙加固之后,在进行纵向大管棚注浆加固和环向小导管加固措施,处理结果表明上述方法在处理充填型岩溶洞穴中具有可靠、经济、安全等特点,为今后在岩溶地区对充填型岩溶隧道设计及施工积累相关经验,并具有一定的借鉴意义。
标签:隧道;充填型溶洞;涌泥;管棚;注浆1 引言岩溶现象在我国南方地区广泛发育,主要涉及寒武纪、奥陶纪、二叠纪、三叠纪等碳酸盐岩地层[1]。
随着我国高速铁路网的规划,跨越岩溶地区的高速铁路将会逐渐增多,同时遇到岩溶工程问题也是无法避免的,特别是修建隧道工程时,岩溶问题往往是威胁隧道建设、地下工程建设安全的重要因素之一[2-4]。
岩溶洞穴按照洞内充填物的状态和形式,可分为非充填型溶洞和充填型溶洞。
非充填型溶洞基本是溶洞壁裸露,洞中地下水较少且沉积物较少,该类型较容易处治且对隧道施工安全影响较小;而充填型溶洞是指整个溶洞大部分被沉积物或地下水充填,由于溶洞内部物质的不稳定性,通常导致隧道施工过程中的力学状态不稳定,若溶洞中充填粉细砂或泥质物质时,易在隧道开挖过程中发生突发性突水及涌泥现象,对隧道工程施工安全影响极大,且处治难度大,工程代价高,例如:渝怀[5-7]、宜万[8-9]、黔昆[10]、南昆[11]等铁路线都发生充填型溶洞突水涌泥等事故,威胁隧道施工安全。
因此,对于穿越充填型岩溶的隧道工程,如何处治该类型溶洞关乎于工程的成败。
本文以我国西南山区的云桂高速铁路的石林隧道作为充填型岩溶洞穴的典型工点,分析了充填型岩溶的危害性及一般处理原则,探讨了该类型岩溶的处治方法,为今后我国类似岩溶处治提供一定的借鉴意义。
贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术我国自古就是一个多山的国家,在这种多山的情况下又有很多的岩溶地貌,被称为喀斯特地貌,主要分布在我国的西部腹地。
而西部地区的经济发展和交通运输行业本身就不占据优势,为了能够有效增加经济的收入就需要建立良好的交通运输,这就使得在公路施工的过程中,不可避免的要遇到穿越岩溶溶洞的隧道施工工程了。
因此,本文旨在研究公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术从而推进交通发展。
1 岩溶溶洞施工的概念解析公路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工往往集中在我国西部地区的喀斯特地貌中,在施工的过程中由于地形复杂、地质条件严峻,会遇到大量的地下河,而且岩溶地貌的大量组成部分就是石灰岩。
石灰岩遇到地下河中的水,在长时间的冲刷过程中,由于腐蚀作用就会形成大大小小的溶洞,从而增加了施工过程的难度。
这些大大小小不同规模的岩溶溶洞都会对公路的连通性带来较大的影响,尤其是大型的容颜溶洞们往往会将线路切断,形成断层。
另外需要注意的是,在岩溶洞的施工和完善过程中,往往会由于岩溶洞底部的位置不够清楚,在施工的时候,并不能够进行深度的最终测量,对精确性的维护过程中就会造成大量的经济和资源损耗。
就传统的岩溶溶洞施工来说,往往是利用灌注法这种老旧的施工技术将岩溶溶洞进行平整,不仅会浪费大量的人力、物力、财力资源,而且还严重影响整个施工过程的工期,对于施工企业的经济效益来说,是没有保障的。
因此,基于这样资源损耗,为了提升施工工程的工作效率,就需要有效借助合理的跨越式桥梁施工法,从地面上进行交通连通性的加强。
2 贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术规划为了加强岩溶溶洞地貌区域的交通连通性,在进行公路的施工和建设的时候,要严格注重对贯穿型溶洞跨越式桥梁的建设,这一建设过程的复杂性和系统性极强,因此,在施工的过程中,要求相关的施工单位能够将该过程进行分段处理,分为前期的实际调研、中期的现场施工和后期的维护阶段。
首先是针对前期的实际调研和现场勘测来说,要进行详细的调查工作,对于部分桥梁底板、侧墙的浇筑工作进行完善,而且还要对周边环境中会设计到的公路工程进行建设平台的搭建,借助工字钢架、桁架工程等来实现工程效率的优化,促进整个贯穿型溶洞跨越式桥梁施工工程的顺利进行。
铁路隧道贯穿型溶洞跨越式桥梁施工技术
摘要:结合实际工程,介绍了采用跨越式桥梁方法处理贯穿型溶洞的施工方案及处理方法,并指出各关键工序施工注意事项。
该方法具有质量好、安全可靠、施工进度快、对隧道扰动小等优点。
关键词:铁路隧道;贯穿型溶洞跨越式;桥梁施工技术
中图分类号:u459.1文献标识码:a文章编号:
1.施工总体方案
总体方案是在溶洞另一端沿轴线方向上先开出一段,然后用工字钢搭设跨越平台,在平台上先浇筑隧道底板,然后浇筑侧墙和顶模。
1.1采用在现有已开挖出口作为施工平台对对岸侧壁进行凿岩爆破,然后用槽钢搭设简易作业平台,施工人员通过该平台进入对岸侧壁进行扩挖,当挖到宽度、高度和深度要求时进行锚喷临时支护。
1.2在溶洞两端已开挖好的隧道段选取一段开挖凹槽( 见图1) 。
1.3在已开采处用工字钢和槽钢作为搭设跨越式桥梁作业平台,用焊接方式固定同时设置横向连接和斜撑。
1.4作业底板钢筋与模板,浇筑底板混凝土。
1.5进行侧墙与顶拱施工,形成一个穿越溶洞的钢筋混凝土箱体。
图1 贯穿型溶洞跨越式桥施工示意
2.总体施工方法
2.1地质勘探和详细勘测
采用超前地质预报手段及其他不同的地质勘探方法进行预测,发
现溶洞后,应立即停下正常的施工,放慢施工进度,注意施工安全。
首先将溶洞与隧道切面打穿,然后对溶洞的情况进行详细的勘测,绘制溶洞位置图及断、剖面图。
在溶洞对岸侧壁上放样,放出隧道轴线方向的中心点和中心线。
由于到对面侧壁放样做标志较为困难,可以在已开挖段采用激光射线定位。
2.2溶洞侧壁开挖
目的是在溶洞对面侧壁按隧道开挖断面先开挖出一段作为下一
步施工平台。
由于没有施工平台,在对岸侧壁进行钻爆施工难度较大,此时不可能采用常规的掘进方法,应采用“蚕食”办法。
充分利用已开挖段作为钻爆作业平台,利用凿岩台车钻孔,远距离装药,在对面侧壁上炸出一个洞,洞高、宽满足2m 左右即可,然后按一定间距在溶洞两端铺工字钢,并采用槽钢进行横向连接固定和支撑,作为到对岸侧壁进行钻孔爆破的简易通道。
通过这个通道,施工人员可以方便进入对岸侧壁进行钻爆作业,采用y27 型风钻钻孔爆破扩洞,具备条件后进行精确放样,逐步将对岸侧壁隧道段开挖到设计开挖断面和跨越式桥作业的深度。
开挖完成后,为确保作业人员的安全,在开挖面作锚喷支护。
2.3底板平台施工
2.3.1在溶洞已开挖的隧道两端分别向下开挖一段凹槽,凹槽长度根据隧道岩石级别和设计要求,确保以后跨桥两端搭接长度满足公路路面承载要求,宽度要求每边比隧道设计断面宽出1 ~ 1.5m。
2.3.2根据凹槽长度和溶洞跨距采用i20b 按50cm 间距铺设作业
平台。
然后对平台用槽钢进行横向连接,并用i20b 焊接斜撑,确保整个作业平台安全可靠。
同时在平面两边临空面设置栏杆,保证施工作业人员的安全( 见图2)
图2 工字钢平台施工平面示意
施工注意事项: ①工字钢两端与隧道的搭接越长越好,工字钢的间距可以作临时调整,如果溶洞跨度较大可适当加密。
②槽钢跟工字钢、工字钢之间焊接质量必须满足规范要求,斜撑与岩面接触段应打锚杆进行固定,锚杆深度根据岩性而定,一般石灰岩深度不低于2.5m。
确保斜撑作用满足平台安全作业要求。
③施工作业人员在进行临边施工时应系好安全带和安全绳,确保临边施工作业安全。
2.4 底板施工
2.4.1底板模板和钢筋
底板模板包括平台底部满铺底部模板和平台两临空边缘侧向模板。
底部模板比较简单,用钢模板在平台上满铺即可,侧模采用脚手架搭设支架,然后将侧模固定在脚手架上。
底板钢筋根据设计的布筋进行,单根钢筋的制作在洞外钢筋加工棚内完成,搬运至施工地点进行现场安装。
施工注意要点: ①侧面模板脚手架支架应高出设计的底板混凝土面70 ~ 100cm,上部作为下一步施工的安全防护栏杆; ②底板两侧侧墙浇筑位置应预留搭接钢筋,并用包裹塑料布进行保护。
2.4.2底板混凝土浇筑
混凝土搅拌站的位置根据现场情况确定。
最好采用商品混凝土,
混凝土罐车直接拉到浇筑点采用混凝土直接输送到浇筑点。
如果没有商品混凝土也可以把搅拌场设置在洞内,将水泥、砂石料运至洞内搅拌站,搅拌后用斗车运输到浇筑位置进行浇筑,用插入式振捣器进行振捣。
2.5侧墙与顶拱的施工
采取侧墙与顶拱同时进行,施工工艺与隧道衬砌相近。
不同的是,首先在已浇筑好的底板平台上搭设门字形脚手架支架,然后安装侧模和顶模,安装钢筋,利用钢模台车,混凝土泵浇筑衬砌混凝土,这样整个隧道外衬便一次成型,形成一个完整的箱体( 见图3)
图3 侧墙与顶拱施工示意
施工注意事项: ①底板浇筑完成后进行养护, 28d强度达到设计要求的85% 以上后,方可进行边墙和顶拱的浇筑; ②脚手架支架搭设需稳固,必要时采用108 钢管作为骨架,焊接固定; ③侧墙与顶拱沿隧道轴线方向逐段完成。
3.隧道溶洞处理方案
3.1处理方案选择原则
3.1.1 安全性。
确保施工安全与运营安全,围岩累计变形量不大于10cm,衬砌完工后隧道不渗不漏。
3.1.2 可操作性强。
要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平,并尽可能降低施工难度。
3.1.3 灵活性好。
根据断面形状和尺寸,因地制宜地选择施工方案,而不局限于一种固定的模式,一旦一种方案不能实时或实时效
果差时,能较好地转换为替代方案。
3.1.4 具有可连续性。
需兼顾溶洞段前后的施工方案的不同,能顺利地进行施工工艺、工序的转换。
3.1.5 经济性强。
即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。
3.2 处理施工方案首先保留并加固坍塌体,防止坍方扩大,然后施做套拱和超前大管棚,保证正洞开挖施工安全;管棚施做完成后挖除坍塌体,进入隧道正常开挖、支护工序,并对隧道基底进行注浆加固处理,增强隧底承载力;溶洞段通过后,进行拱部坍腔回填处理。
处理顺序为:封闭掌子面→施作套拱→施作超前大管棚→挖除坍塌体→洞身开挖、支护→边墙及基底加固处理→坍塌溶腔回填处理。
4.桥梁伸入隧道方案存在的问题
4.1 桥梁进洞存在的问题
分离式隧道正常断面建筑限界比路基宽度窄,而桥梁宽度和洞外路基同宽。
桥梁伸入隧道方案,在存在诸多优点的同时,也存在以下问题:
4.1.1隧道断面需要加宽,需要考虑桥梁施工所需空间及正常断面和扩大断面之间的衔接问题;
4.1.2洞内排水系统出水口受阻问题;
4.1.3洞外管线进入隧道问题;
4.1.4桥台施工和隧道施工的干扰问题;
4.1.5合理调整桥梁跨径和桥梁伸入隧道长度的问题。
4.2桥梁进洞问题解决方案
4.2.1 隧道断面加宽设计
以行车速度为80 km/h 的高速铁路为例,隧道建筑限界宽度需要由正常断面的10.25 m 加宽至12.25 m;同时为满足桥梁施工时的吊装或支模需要,限界外需要预留一定的富裕量。
采用预制箱梁方案时,富余宽度不宜小于10 cm;采用现浇方案时,富余宽度根据支模需要进一步加大富余量。
4.2.2 洞口排水处理
进洞口为上坡时,洞内中心沟和路基边沟出水口受到箱梁的阻挡,无法正常引至洞外。
本项目采取的措施是:将路基边沟内的水通过预埋的pvc 管引出;中心沟出口应通过检查井提前错位(偏移)20cm,避免与箱梁冲突。
由于边沟污水一般对混凝土具有腐蚀性,影响混凝土的耐久性,应对桥台和台帽采取防护措施,如增设水沟、避免污水漫流等;中心沟排出的地下水一般是常流水,应采取措施避免直接冲刷桥台和台帽。
进洞口为下坡时,防止洞外桥面水汇入隧道内,应采取措施加强疏排,增设排水管。
5.结束语
采用跨越式桥梁方法处理贯穿型溶洞在溶洞底部很深时是唯一的选择方法,该方法具有质量好、安全可靠、施工进度快、不改变隧道地质构造、施工对隧道扰动较小等优点。
参考文献:
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