黄土隧道施工专项方案
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黄土地区隧道施工工法班级土木0905姓名张子朋学号090210510黄土地区隧道施工工法目录前言 (3)摘要 (3)关键字 (3)第一章隧道的施工工法 (3)第二章黄土的性质 (3)第三章黄土地区隧道施工工法 (4)黄土地区隧道分类 (4)黄土地区隧道施工注意要点 (4)黄土地区隧道施工主要方法与工法 (5)第四章总结 (7)参考文献 (8)黄土地区隧道施工工法前言西安地铁2号线的通车,在十一期间大大缓解了西安交通压力,西安土质为湿陷性黄土,开凿隧道时采用的施工工法值得研究。
摘要针对黄土隧道黄土本身的特性,探究这种土质的隧道适应于哪些施工方法。
通过分析黄土本身地质条件,对黄土隧道矿山法施工原理、技术及工法选型进行分析,供类似黄土隧道工程施工参考。
关键字黄土隧道施工工法台阶分步开挖法保留核心土法双侧壁导坑法第一章隧道的施工工法隧道施工法分为山岭隧道施工法,浅埋及软土隧道施工法,水底隧道施工法。
其中山岭隧道施工法包裹矿山法(钻爆法)(其中包裹传统法和新奥法),掘进机法。
浅埋及软土隧道施工法有明挖法,盖挖法,浅埋暗挖法,盾构法和地下连续墙法等。
水底隧道施工法有沉埋法和盾构法。
第二章黄土的性质黄土的性质大多由黄土微观结构所决定。
黄土微观结构简称为黄土微结构,是在显微镜下观察到的黄土微观结构,包括单一矿物颗粒、多矿物组成的集合体、胶结物质、孔隙等结构单元。
黄土的微结构是在黄土堆积后,经过成岩作用过程中形成。
不同地区在不同地质环境下形成的黄土微结构特点不同。
黄土的特殊工程地质性质湿陷性与黄土的微结构有密切关系。
黄土湿陷现象的发生,土体破坏,实质上是黄土的微结构破坏的结果。
同其他土体一样,黄土的三相组成及其之间的重量和体积的比例关系,是其物理性质的主要方面,它包括土的粒度成分、可塑性、含水量和孔隙比等。
黄土的物理性质指标与湿陷性质有很大关系,对工程有一定实际意义。
黄土是一种特殊性质的土体,土体性质不同(如新老黄土)、含水量不同,其力学指标差异较大,而且随隧道跨度和断面大小不同,围岩所表现出的力学行为也不一样。
隧洞专项施工方案一、工程概况本标段隧洞主要为输水隧道,引水隧道,泄水隧洞,三座隧洞均从输水塔底引出。
输水隧洞进口底高程1831.50m,出口底高程1831.10m,总长1209m,设计比降1/3000。
隧洞沿线在自然地表以下2~45m间为黄土,黄土下为砂质泥岩,隧洞顶部在岩体内的埋深为1.5~45m。
泄水隧洞进口底高程1831.50m,出口底高程1829.10m,总长240m,设计比降1/100。
自然地表以下3~17m间为黄土,黄土下为砂质泥岩,洞顶在岩体埋深4~14m。
引水隧洞进口底高程1836.00m,出口底高程1831.50m,总长57m,设计比降8/100。
输泄水隧洞均采用有压设计,最大内水压力43m。
隧洞采用圆形断面,设计衬砌后断面直径为2.2m。
二、施工准备(一)人员准备为完成本工程施工任务,我项目经理部按领导层、管理层和作业层三层机构编制设置,分别负责本工程项目的组织指挥、现场管理和施工作业等工作。
项目经理部对各专业施工队实行一级管理,减少中间层次和环节,以提高工作效率、全面保证本工程的顺利完成。
现场组织机构框图见图2.1-1。
1、项目经理部全权代表公司履行合同的权利和义务,组织现场施工,对承包人法人负责,对监理负责,对建设单位负责。
负责工程施工的现场组织和全面管理。
承担工程实施、完成及缺陷修复等全部工作,直至工程按期交付。
项目管理层各部门职能见表4.3-1。
表2.1-2项目管理层各部门职能表2、各施工队施工任务划分根据本工程施工范围、工作内容和工程数量,项目经理部设置隧洞综合施工一队、隧洞综合施工二队、隧洞综合施工三队负责本标段隧洞工程施工任务。
为确保砼拌和质量,本标段砼采取集中搅拌供料,为此设立设砼拌和站一座,为本标段各洞口供应砼。
各专业施工队均归属项目经理部直接管理。
本工程项目经理部作业层各施工队伍任务划分见表2.1-3。
表2.1-3各施工队任务划分(二)技术准备上场以后,我项目部立即组织管理人员学习业主相关文件及规范、验标,并成立以项目经理为组长的施工调查小组对现场及周边环境、地质、建材市场、民俗民约等进行调查走访。
一、工程概况本工程位于我国某地区,隧道全长5.6公里,采用单洞双线布置,设计速度为80公里/小时。
隧道地质条件复杂,主要地层为黄土,部分段落存在软弱围岩,施工难度较大。
为确保工程质量和安全,特制定本施工方案。
二、施工准备1. 施工组织成立黄土隧道施工项目部,负责工程的组织、协调和管理工作。
项目部下设工程部、质量部、安全部、物资部、技术部等部门,确保工程顺利进行。
2. 施工人员组织专业技术人员和施工队伍,对施工人员进行岗前培训,提高施工人员的技能和安全意识。
3. 施工设备根据工程需求,配置挖掘机、装载机、自卸车、盾构机、钻机、混凝土搅拌站等施工设备。
4. 施工材料选用合格的黄土、水泥、砂、石子等原材料,确保材料质量符合设计要求。
三、施工工艺1. 隧道开挖(1)采用新奥法施工,根据地质条件,分段开挖,分段支护。
(2)采用三台阶七步法开挖,上台阶预留核心土,中台阶和下台阶采用台阶式开挖。
(3)开挖过程中,严格控制爆破,确保爆破效果和施工安全。
2. 隧道支护(1)初期支护:采用锚杆、钢筋网、喷射混凝土等材料,对隧道进行初期支护。
(2)二次衬砌:采用混凝土浇筑,确保二次衬砌的强度和稳定性。
3. 隧道排水(1)设置排水沟、排水孔等排水设施,确保隧道内水流畅通。
(2)对排水设施进行定期检查和维护,防止排水不畅。
4. 隧道通风(1)采用机械通风,确保隧道内空气质量符合标准。
(2)加强通风设备的维护和管理,确保通风效果。
四、施工质量控制1. 材料质量控制:严格按照设计要求,选用合格的施工材料,确保材料质量。
2. 施工过程控制:加强施工过程的质量监控,确保施工质量符合规范要求。
3. 隧道内观测试验:对隧道内观测试验数据进行收集和分析,及时发现和解决问题。
4. 施工记录:详细记录施工过程中的各项数据和情况,为工程验收提供依据。
五、施工安全措施1. 施工人员安全培训:对施工人员进行安全培训,提高安全意识。
2. 施工现场安全管理:加强施工现场的安全管理,确保施工安全。
一、工程概况本项目位于我国某山区,隧道全长5000米,其中黄土段约3000米。
黄土隧道地质条件复杂,施工难度大,为确保隧道施工安全、质量及进度,特制定本专项施工方案。
二、施工原则1. 严格遵循国家相关法律法规和行业标准,确保施工质量、安全、环保。
2. 采用先进的施工技术和设备,提高施工效率。
3. 加强施工管理,确保工程进度。
4. 严格控制施工成本,提高经济效益。
三、施工工艺及方法1. 隧道开挖(1)采用台阶分布开挖法,即环形开挖留核心土法,减少对土体的扰动。
(2)上半断面人工用风镐及电铲掏槽,掏槽宽度约1m,纵向掏槽深度每次约0.8m。
(3)开挖后立即喷射4cm厚的20号砼封闭断面,防止孔隙水渗出。
2. 支护及衬砌(1)采用超前管棚支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等加强土体强度及限制围岩应力重新分布。
(2)钢拱规格为20a,按设计断面计算用量。
拱架之间间距依每次开挖长度约为0.8m,每榀钢拱纵向用20钢筋连接,钢筋间距1.2m。
(3)管棚尾端焊接于拱架腹部,增强共同支护作用。
(4)喷射砼填充钢拱间空隙,确保拱架与开挖轮廓之间的所有间隙用20号砼喷射充填密实。
3. 施工组织与控制(1)隧道根据施工现场场面状况,采用单向掘进,隧道进口布置一个隧道专业机械化施工队。
(2)洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。
(3)隧道路面待贯通后从洞口反向施工。
(4)根据地形地貌及工期要求,本隧道不设施工支洞。
四、施工进度安排1. 隧道开挖:计划工期为12个月。
2. 支护及衬砌:计划工期为6个月。
3. 隧道验收:计划工期为2个月。
五、施工安全及环保措施1. 施工安全:严格执行《隧道施工安全管理规定》,加强施工现场安全管理,确保施工人员安全。
2. 环保措施:严格控制施工现场扬尘、噪音、废水等污染,采取有效措施减少对周边环境的影响。
六、施工质量保证措施1. 严格执行国家及行业标准,加强施工过程质量控制。
2. 对关键工序进行严格检验,确保工程质量。
湿陷性黄土隧道施工技术1、湿陷性黄土的成因解决黄土的湿陷性问题是在我国西部修建铁路的第一要务,湿陷性黄土俗称大孔土,它是一种在第四纪时期形成的、颗粒组成以粉粒为主的黄色或褐黄色粉状土,属于非饱和欠压密的土,具有较大的空隙率和较低的干密度 ,是产生黄土湿陷性的根本原因.在土体的自重应力和附加应力共同作用下受到水的浸湿时将发生急剧而大量的附加下沉,这种现象称为湿陷性.湿陷性黄土土质松软、不稳定、孔隙大 ,承载力极低,遇水沉落,而且黄土湿陷变形具有突变性,非连续性和不可逆性,施工中易产生变形和坍塌.当湿陷性黄土受到水的浸湿后在自重应力作用下即产生湿陷,称为自重湿陷性黄土.2、施工方案的选定在湿陷性黄土隧道施工时,有两大特点:一是湿陷性黄土地基的处理;二是黄土隧道开挖后,拱顶及局部应力集中过大 ,拱顶沉降较大 ,造成隧道结构易失稳.施工中严格按照“先探测、管超前、严控水、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工.根据黄土的特性,为确保该段隧道施工顺利安全地穿过湿陷性黄土地段,采取了以下施工措施:针对湿陷性黄土在干燥状态下黄土围岩由于粘滞作用整体稳定性较好,不易掉块,不易在短时间内产生大的崩塌,同时湿陷性黄土怕水,塑性变形较大的特性.确定了隧道开挖有以下施工方案:①首先对洞门段仰坡洞穴进行封闭处理,同时施作边坡两侧及洞顶截水沟,防止雨水对土体的浸蚀.②隧道洞口浅埋段采用WTD27超前锚杆配合全断面钢拱架支撑支护,双侧壁导坑先墙后拱法开挖.③洞身深埋段采用WTD27超前锚杆配合拱部钢拱架支撑支护,拱部采用双眼镜法开挖,墙部采用左右错开式双侧壁导坑法开挖.3、施工方法3.1洞顶陷穴处理湿陷性黄土隧道施工时,为了保证隧道安全施工,在隧道开挖前,对洞顶周围陷穴进行处理目的是防止雨水从陷穴渗入隧道引起隧道坍塌.首先将陷穴中的杂物清理干净,然后将陷穴修整,使之成为比较规则的几何形体,以便于回填处理.夯实陷穴底部,用三七灰土逐层夯实回填,在距地面约1米处,扩大陷穴顶口尺寸(沿周边各扩大1米),用三七灰土继续回填,三七灰土要高于地面30厘米.距陷穴周边2米以外,挖临时排水沟,表面用砂浆抹平,沟底纵坡不小于5%,使排水沟畅通不积水.3.2 洞口防护及地表加固在隧道的洞口边、仰坡及地表应进行加固,采用喷锚网+土钉防护,清理地表,用木桩标示出锚杆孔位.然后开始钻孔,孔深小于5米时用YT-28风枪施钻,孔深大于5米用TA米ROCKI 钻孔钻机施钻.钻孔完成后安装锚杆,根据所钻孔深、孔径来安装锚杆后安装锚垫板.最后挂网、喷砼:锚固后,在上铺8钢筋网,间距20厘米×20厘米,并同锚杆顶部焊于一体,后喷射C20厚度25厘米砼.上部采用人工刷坡, 下部采用机械开挖人工配合修整, 一次开挖至明暗洞分界处.进洞前, 首先采用R27 自进式锚杆对洞口进行加固.每个洞口采用98 根( 每根长8米) , R27 自进式锚杆分三环布设, 第一环沿开挖轮廓线布设, 锚杆间距为25厘米; 第二、三环间距50厘米, 二三环的锚杆间距为50厘米; 锚杆钻进、安装采用风动凿岩机, 锚杆采用连接套接长, 锚杆端头设有止浆塞、垫板、螺母, 锚杆外露端头用φ22 钢筋相互焊接, 连成网状, 网片与土体之间的空隙采用5厘米厚的木板塞紧.在此基础上用φ48 注浆导管对设计以外2米范围土体进行了加固, 切实达到稳定加固边仰坡的目的.3.3 洞身开挖湿陷性黄土隧道洞身开挖的施工流程:①拱部开挖:人工开挖拱部周边土体,中间预留核心土,核心土长度应保持在5米左右,其三个侧面适当放坡,增加土体自稳,并利用核心土作为一衬砼施工时的平台.②墙部开挖:先用挖掘机开挖中间土体,仅在墙边预留约1米宽的土体,再用人工四步跳跃开马口开挖边墙土体.根据施工经验,黄土隧道开挖一个循环进尺应控制在1~1.5米.这样既安全又方便操作,同时还能缩短施工周期,加快施工进度.其施工要点包括:①开挖方式以机械开挖和人工开挖为主.②开挖中、下台阶时,左右侧应错开3 米及以上.③工序变化处之钢架设锁脚锚管,以确保钢架基础稳定.④钢架之间纵向连接钢筋及时施作并连接牢固.⑤仰拱紧跟下台阶,及时闭合构成稳固的支护体系,仰拱开挖长度不大于 3 ~5 米.⑥施工过程进行监控量测,完善洞内临时防排水系统.3.4 小导管预超前支护施工隧道洞身每开挖一段距离,就必须要进行超前支护,每两段搭接长度不小于50厘米.小导管预超前支护施工流程为:①小导管加工及孔眼定位:小导管采用42×3.5米米无缝钢管加工,长为3.5 米,在拱部140°范围内沿设计开挖轮廓线布置小导管定位孔,间距40 厘米,数量38 根.②钻孔:采用YT-28 风枪钻孔后并插入小导管,外插角控制在5°~10°孔径50 米米.③小导管安装:用风枪或大锤直接将小导管送入,纵向相邻两排小导管水平搭接长度不小于1 米.施工要点为:①小导管外露端部同型钢拱架焊接牢固.①每一循环小导管之间保持不小于1 米的搭接长度 .3.4 隧道局部小体积坍塌处理在隧道施工过程中,难免会发生局部小体积坍塌,发生坍塌时, 应及时采取以下方法进行控制:①浆砌片石法:对坍塌处采用简易支撑,待砼浇筑至此处时, 去掉支撑, 用浆砌片石砌筑起来,以保证土体的稳定.②锚杆加固法: 对坍塌处打设锚杆进行加固.③加沙石袋法:将砂与石的混合料按砼配合比装入水泥袋中,在土体坍塌处垒起,并在每个水泥袋上开口,砼浇筑时,此处预留注浆孔,待砼凝固后,对坍塌处的砂石袋注浆.④用同标号砼回填:用强支撑将土体保护起来,待周边砼凝固后,去掉支撑,用同标号砼对坍塌处进行回填,捣固密实.⑤木棒方格布设法.将木棒方格状一层层叠起,加固,直至顶死土体,以免土体再次坍塌,砼灌筑完毕拆模后进行注浆.3.5 初期支护为了保证湿陷性黄土地段顺利施工,消除湿陷性,开挖后及时施工初期支护.支护措施采用型钢拱架、锚喷网砼及锁脚锚管联合支护.①初期支护::紧随开挖进行,开挖一环衬砌一环.初期支护采用工字钢拱架、小块钢模板.砼由洞外拌合站拌合,自卸车运输,人工上料浇注砼.②小边墙、中心水沟、仰拱填充施工: 一衬边墙施工完毕后,应尽快施工小边墙,仰拱,使衬砌尽快封闭成环,限制围岩收敛变形.中心水沟开挖与仰拱开挖同时进行,挖掘机开挖人工配合修整成设计形状.注意超挖,严禁欠挖.按设计先施工中心水沟及检查井基础,再施工仰拱.待仰拱砼强度达到设计的50% 时,再施工片石砼填充.因洞内工作面较多,相互干扰较大,为了不使开挖掘进因仰拱填充施工而中断,仰拱填充采用半幅施工.3.6 监控量测监控量测是施工过程中必不可少的一道施工程序.在隧道施工过程中,通过对围岩支护体系稳定状态的监测和评价,为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据,从而达到确保施工及结构安全、指导施工顺序、便利施工管理的目的.3.7 对施工单位要求施工单位应针对湿陷性黄土段的特征,采取合理的施工措施,防排水坚持防排结合、综合治理的原则,采取合理的加固措施,确保隧道安全顺利通过湿陷性土地段,施工单位要做到:①施工前要对洞口基地作进行湿陷性试验,以便确定是否需要处理,确保洞口稳定.②开挖前进行超前小导管支护,同时利用型钢拱架同锚喷砼联合支护,监控量测同步等技术措施,为隧道施工提供了安全保障.③正确施作锁脚锚管对控制拱架沉降及周边收敛起到很大作用.④施工中做好洞口防排水及洞内施工用水管理工作,防止黄土受浸而湿陷,对湿陷性黄土段施工是尤其重要的,施工中应高度重视.4、结语在当今西部地区铁路建设项目多、隧道比重大、施工难度大、时间紧的情况下,湿陷性黄土隧道的施工面临着诸多难题,因此合理的施工技术对隧道的发展具有重要意义.。
浅议高风险黄土隧道施工安全控制施隧道工程是现代基础设施建设中的重要组成部分,而黄土地区的隧道工程则是最需要关注的。
黄土地区的黏土、砂土等土质条件特殊,此外高地应力和低自然渗透性也极大降低了黄土隧道工程的安全性。
因此,高风险的黄土隧道施工,需要各种安全控制施。
一、地质勘探地质勘探是黄土隧道工程建设的基础。
在黄土地区,岩石缺少,黄土层结构复杂,如果不进行细致的地下勘探,就很难保证隧道工程安全。
地质勘探必须考虑隧道施工对黄土地质条件的影响,通过专业技术手段对黄土地区的隧道工程施工安全进行预测和评估。
二、预处理在进行黄土隧道施工前,需要进行预处理,减轻黄土地下应力和压力,提高黄土稳定性。
预处理通常包括多种措施,如锚杆支护、爆破瓦斯抽放等,根据黄土地质条件的不同,预处理方案也要有所不同。
三、明确施工方案从开挖方案到顶板支护,从排水系统到通风系统,从运输设备到照明设备……每一个施工细节都需要谨慎地考虑。
施工方案不仅需要充分考虑黄土地质条件,还要根据地形、气候等多方面环境因素进行评估,选择最佳方案,保证施工安全。
四、合理配置施工人员黄土隧道施工需要合理配置施工人员。
施工前,应对施工人员进行全面培训,提高他们的安全意识,使他们能充分认识高风险黄土隧道施工的危险性。
在施工过程中,应严格执行安全操作规程,遵守安全操作流程。
五、大数据监控为了保证黄土隧道施工的安全性,需要利用大数据技术进行监控。
这里的大数据毫不夸张,隧道工程中需要监测的数据类型非常多,包括地质数据、地形数据、声音数据、振动数据等等,需要将这些数据进行分析、整合和反馈,及时制订应对措施,确保隧道工程安全完成。
总之,黄土隧道施工的安全控制必须得到充分重视。
只有通过有效的控制措施,才能保障隧道的施工安全,并保证隧道工程高质量地完成。
黄⼟地区隧道施⼯⼯法黄⼟地区的隧道施⼯⼯法【摘要】隧道的施⼯⽅法有常见的CD法、CRD法、双侧壁法、台阶法和全断⾯法等。
但是在黄⼟地区进⾏隧道施⼯就要充分考虑黄⼟特殊地区特性对施⼯⽅法的影响,确定最有利的利于施⼯⼜⾼效的施⼯⽅法对于整个⼯程的实⽤性、经济性、环保性等都具有重要意义。
⽂章通过黄⼟地形⼟质对隧道施⼯法的影响,列举出⼏种常⽤的施⼯⽅法并对各种⼯法的具体步骤及其优缺点进⾏阐述。
关键词:黄⼟地区隧道CRD法双侧壁导坑法弧形导坑法引⾔要在黄⼟中优质、快速的修建隧道,必须了解黄⼟地层对隧道施⼯的影响,从⽽对症下药,采取相应的技术措施。
⾸先,具有柱状节理和垂直节理,直⽴性强,⼟体易顺着节理张松或剪断。
其次,黄⼟的冲沟地段,由于有偏压现象存在,容易发⽣较⼤的坍塌或滑坡。
再次,因黄⼟具有湿陷性,⽔对黄⼟隧道施⼯成败起到决定性作⽤。
黄⼟隧道因特殊的⼯程性质,研究和总结其施⼯⽅法具有⼗分重要的意义,我们既要处理好黄⼟的湿陷性,还要优质、快速的施⼯,因此必须采取科学合理的施⼯⽅法,有效的技术措施。
才能确保在湿陷性黄⼟段隧道的施⼯安全和施⼯进度,防⽌隧道的坍塌,控制拱顶及地表下沉,控制边墙收敛等。
正⽂⼀.黄⼟地区隧道施⼯的不利因素在黄⼟地层中进⾏隧道施⼯,主要影响如下:1.黄⼟地层洞⽳不同⽣成时代的地层,其⼯程性质有很⼤差别,成洞条件也⼤不相同。
黄⼟洞⽳与陷⽳是黄⼟地区经常出现的不良地质现象。
当隧道位于其上⽅时,可能出现基础下沉的危害;当隧道位于其下⽅时,可能会出现冒顶的危险;当隧道位于其邻侧较近时,则可能因承受较⼤偏压⽽出现坍塌。
2.黄⼟节理与构造黄⼟常具有各⽅向的构造节理,有的原⽣节理呈X型,成对出现,且有⼀定的连续性。
在隧道开挖时,⼟体容易顺着节理张松或剪断。
如果此种地层位于隧道顶部,则极易产⽣“塌顶”;如果位于侧壁,则易出现侧壁掉块,若施⼯中处理不当,可能会引起较⼤的塌⽅。
黄⼟地层中的节理与⼯程关系密切,它具有双⾯性。
目录黄土隧道施工专项施工方案1.工程概况工程概况新建隧道延长米/5座,占管段长度的%,前岭隧道长1807m,是管段内控制性工程;工程地质条件1)地层岩地表为厚度不等的Q1~3的黄土质土,硬塑,局部可见成层分布的姜石。
本段下伏为E泥质粉砂岩及含砾砂岩,其下为Z细晶白云岩,细晶~中晶结构,薄~中厚层,夹有燧石条带,产状较为稳定。
2)地质构造测区位于华北地台南缘,具有典型的地台双层结构:结晶基底和盖层。
基底岩浆活动频繁,变质变形强烈复杂。
由于盖层厚度差异较大,该段隧道仍有穿过基底地层及其构造带的可能。
3)地震动参数地震动峰值加速度为,地震动反应谱周期。
4)不良地质及特殊岩土黄土遇水易湿陷,该段表层饱和砂质黄土,可能会液化。
工程水文条件1).地表水本工区范围属黄河流域洛河水系,洛河为黄河一级支流,发源于陕西省洛南县,呈西东流向,经洛南、卢氏、洛宁、宜阳、偃师等在偃师槐庙村与伊河相会,形成伊洛河,后经巩义市神堤村汇入黄河,总流域面积18881km2,干流长,河道平均比降%。
洛河卢氏县境内长113km,控制流域面积2425km2,主河床平均比降%,本工区跨越的主要河流有洛河、范里河、文峪河等。
区域内河谷的特点是落差大,水流急,弯曲度大,峡谷河段长,支流多,水量分布不均,且随季节性变化很大。
经调查,旱季沟谷多水流小甚至断流,洪水季节水量大,甚至出现山洪,据当地老百姓讲,洪水期豫西大峡谷水面将高于地面2m以上。
2).地下水地下水类型主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水,按其赋存空间及区内地层岩性及构造可分为:可溶岩岩溶水、基岩裂隙水(含风化裂隙水和构造裂隙水)等类型,各地下水类型的主要特征详述如下:(1)岩溶水分布于隧道可溶岩段,赋存于裂隙、溶隙及溶洞中,由于地层主要为白云石大理岩,岩溶裂隙及溶洞弱发育,岩溶裂隙连通性稍差,岩溶水整体水量不大。
(2)风化裂隙水主要赋存于强风化的基岩裂隙中,岩体受风化影响而破碎,透水性较强,含水较均一,水量总体较小,一般风化裂隙水在地表0~30m深较发育,出口附近花岗岩埋深较浅段地层内的裂隙水对隧道工程影响较大。
(3)构造裂隙水赋存于构造破碎带之中,主要分布于沿线的断层带附近及深部地区,随着深度的增加,裂隙的张开程度及连通性逐步减弱,其含水性随之逐步降低,其含水性具有随深度的增加而减弱的特点。
深部主要为沿着部分张开构造裂隙或断层带脉状裂隙水。
编制依据(1)《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB 10417-2003;(2)《铁路隧道工程施工技术指南》TZ 204-2008;(3)《铁路黄土隧道技术规范》Q/CR9511-2004;(4)《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》(TZ231-2007);(5)新建铁路蒙西至华中地区铁路煤运通道三门峡至荆门段施工图。
主要工程数量本工区隧道延长米/5座,占管段长度的%,前岭隧道施工长1807m,是管段内控制性工程,各隧道起止里程、长度见下表。
隧道工程统计表工程特点、施工难点、重点(1)隧道总长,其中Ⅴ级围岩,Ⅳ级围岩340m,Ⅳ、Ⅴ级围岩占100%,多为黄土及砂岩地质,施工难度大,安全风险高。
(2)前岭隧道工期紧,不良地质有易发生坍方、冒顶、掌子面失稳、地表裂缝、掉块等。
位于管段中段,为控制工期的关键。
(3)根据工程地质条件调查和施工图描述,沿线5座隧道穿越黄土地质,其中范里隧道、中岭隧道、前岭隧道穿越黄土地质较多,赵家庄隧道进、出口及文峪隧道出口表层局部为薄层黏质黄土范里隧道、中岭隧道及前岭隧道进口洞身为黄土及砂岩地质,施工难度大,安全风险高,不良地质有易发生坍方、冒顶、掌子面失稳、地表裂缝、掉块等。
前岭隧道位于管段中段,工期紧,为控制工期的关键。
2.黄土隧道专项施工方案概况黄土隧道专项施工方案总体概况隧道进出口段需优先施工预加固桩,待预加固桩达到设计强度后,可进行洞口段开挖,加强洞身及地表监控量测,以保证安全。
黄土隧道开挖应采用机械开挖或人工开挖,开挖时应尽量保护围岩,避免扰动或破坏围岩完整性和稳定性。
管段内隧道V级围岩黄土地层及软质岩段采用三台阶大拱脚法,不良地质地段采用中隔壁法,洞门浅埋偏压段采用交叉中隔壁法,出碴采用无轨运输方式运输,即采用装载机配合自卸汽车装运施工。
隧道初期支护按新奥法组织施工。
开挖后,以锚杆湿喷混凝土,钢筋网等为初期支护,并辅以钢架、超前大管棚(中管棚)、注浆小导管等支护措施,对于软弱围岩地段,施工中采用“短进尺、强支护、及时密贴、实回填、严止水、勤量测”等施工技术措施,并根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案和指导隧道施工,确保隧道施工安全、按期生产。
全隧均采用复合式衬砌,采用模板衬砌台车进行衬砌施工,每环衬砌长度12m,仰拱与填充超前拱墙衬砌施工,超前长度保持在2个衬砌循环长度以上,混凝土在5#、6#拌合站集中拌制,砼输送车运输,输送泵送混凝土入模,振捣浇筑,衬砌施作的合理时间根据施工监测数据确定。
洞内铺设重型轨道无砟道床。
施工方案的安全性能为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题,采用三台阶大拱脚法,结合喷射砼及时封闭开挖面,用超前小导管支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布,实施短开挖,快循环来减少对土体的扰动,是目前黄土隧道施工的较完整的方法。
3.专项施工工艺及主要施工方法主要施工方法及施工工艺标准隧道正式施工前,根据贯通精度要求进行隧道洞外洞内平面控制测量设计。
(1)洞外平面和高程控制测量洞外平面控制测量,集团公司测量队采用GPS测量复核设计院交桩,公司测量队会同项目经理部测量组利用GPS控制点和实地地形情况进行布设精密控制网,并保证每个进洞口附近测设不少于3个稳固的导线点,复核无误后方可进行引线进洞的测量工作。
洞外高程控制测量采用全站仪光电三角高程测量方法或用精密水准仪测量,将各进洞口水准基点联测,并在每个洞口设置2个水淮点。
(2)洞内平面和高程控制测量洞内平面控制测量采取布设主、副导线的双导线形式,按三等导线布设,主副导线每隔一定距离形成闭合环,以利于检查测量精度,测量仪器采用莱卡402全站仪。
洞内高程控制测量可在导线测量的同时,用S1精密水准仪在洞内进行高程传递。
(3)洞内施工测量根据洞内导线测量成果,采用J2经纬仪与S3水准仪进行,中线测量以线路中线为准,水平测量以内轨顶面为准,应注意区分隧道中线与线路中线的关系,施工中能够随时提供线路中线与水平,以指导洞内断面开挖和衬砌施工。
因隧道基本处于曲线上,因此洞内中线点每10m一个,使用的测量桩点必须稳固。
隧道中线和高程在使用中定期进行复测检查,检查中线点时,其点位横向较差不得大于5mm,检查高程点时,往返测高程闭合差要符合水准测量的规定。
全部衬砌完成时进行竣工测量,检查隧道限界,形成记录和正式资料。
(4)测量工作要求隧道洞外、洞内控制测量工作由公司和工区测量队完成,日常施工放样测量由工程队技术室负责,并妥善保存测量资料。
隧道进洞测量由项目部测量队完成,每开挖进尺50m,由工区测量队进行一次复核测量。
测量工作坚持复核制,各项计算,均应由两人独立进行,相互核对。
测量记录要正规化,所有测量必须有正式记录本,不准乱涂乱写,每次测量均应有主测人员签字。
测量仪器经纬仪、水准仪、标尺、光电测距仪、全站仪都应按规定周期进行检定和校正。
(5)监控量测隧道施工中把地表下沉量测、周边位移及拱顶下沉,量测项目贯穿全过程施工。
1)测点布置图及量测断面其,、洞内净空变化测点和拱顶下沉测点量测仪器、测试精度、量测断面、间距测点数量按表2进行A。
在隧道中线附近测点应适当加密,隧道中线两侧2~5m测点布置如图1所示;地表沉降测点横向间距为,地表有控制性建(构)筑物时,量测范围应适当加宽。
其测点布置如图2所示。
量测范围不应小于H0+B、净空变化测点和拱顶下沉测点应布置在同一断面上,测点布置时应避开钢架和脱空回填处,将测B 点布置在两榀钢架之间。
净空变化、拱顶下沉和地表下沉,量测项目的测点埋设必须设置在同一断面上。
量测仪器、测试精度、断面间距、测点数量注:洞口及浅埋地段断面间距取小值;台阶法施工特殊地段要求布设两条斜测线;地表下沉量测测点纵向间距,属于浅埋地段。
注:隧道埋深小于2BB——隧道开挖宽度。
拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置示例(b)(a)量测范围5m5m基准点45°地表沉降横向测点布置示意图 B量测方法2)A、时间要求.净空变化和拱顶下沉量测布点应在0H开挖后至初喷前进行,若围岩出现变化异常应尽早布设;初始读数在每次开挖后12小时内取得,最晚不得迟于24小时。
监控量测的频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度按表3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。
当出现异常情况或不良地质时,应增大监控量测频率。
在塑性流变岩体中,位移长期(开挖后两个月以上)不能变化时,量测要继续到每月为1mm为止。
量测频率表位移速度(mm/d)量测断面距开挖工作面的距离量测频率对于隧道浅埋段地表下沉和洞内监控量测要开始三天时,每天两次,后面位移速度基本稳定后,一天一次,并对量测数据进行分析,得出结论。
量测时间持续到隧道二衬施工完成后为止。
工作方法是通过人工肉眼观察,对洞内观察的内容有开挖工作面观察和初支完成区段观察两方面,B、围岩的变化、稳定及初支的工作状态做一定的初步判定,其目的地了解和记录掘进过程中掌子面围岩的变化情况和初支的稳定变化情况。
开挖面观察应在每次开挖放炮后进行一次,当地质情况无变化时,可每天进行一次,观察后应绘制开挖面地质素描图、数码成像,填写开挖工作面地质状况记录表,并与勘察资料进行对比。
在观察中,发现地质条件恶化,应立即通知施工人员采取应急措施。
已施工地段观察,应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等工作状态。
洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段,记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等,同时还应对地面建(构)筑物进行观察。
水平净空收敛3)、根据围岩条件确定量测间距在隧道边墙上设置一对测点,并按规定量测频率进行量测。
主要原理:A每次测出两点间净长,求出两次量测的增量(或减量),即为此处净空变化值。
读数时读三次,然后取其平均值,并按附表记录。
、测点埋设应稳固、安全(施工机械难以碰撞到),及时(开挖完成初喷后即进行),量测点应凹入B 的螺初支喷砼面,测点元件由钢筋加工而成,采用冲击电锤或风钻钻孔,埋入钢筋采用直径不小于20mm°弯钩或三角形钩。
测点用快凝水泥,加工成180纹钢,前端外露钢筋与埋入钢筋焊接,直径不小于6mm,若围岩破碎松软,应适当增加测点埋入深度。
外露或锚固剂与围岩锚固稳定,埋入围岩深度不小于20cm端头应低于喷层表面,点位埋设好后,用纸壳或切割矿泉水瓶包裹测点元件端部,复喷完毕后在测点处形成凹地。