一建【公路】案例讲义 第14讲-隧道工程1
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1 2020年一级建造师《公路工程管理与实务》案例特训与实务操作
隧道工程背景案例题解析
案例一
【背景材料】某施工单位承建一山岭隧道工程,该隧道为分离式双向四车道公路隧道,起讫
桩号K23+510~K26+235,全长2725m。岩性为砂岩、页岩互层,节理发育,有一条F断层破碎
带,地下水较丰富。隧道埋深18~570m,左、右洞间距30m,地质情况相同,围岩级别分布如图
1所示
该隧道设计支护结构为复合式衬砌,即:喷锚初期支护+二次混凝土衬砌,IV、V级围岩设
钢支撑和仰拱。本工程合同工期为22个月,施工过程中发生如下事件:
事件一:施工单位决定按进、出口两个工区组织施工,左洞进、出口同时进洞施工,采用钻
爆法开挖,模板台车衬砌。施工组织设计中,明确了开挖支护月进度指标为:Ⅲ级围岩135m/月,
Ⅳ级围岩95m/月,Ⅴ级围岩50m/月;施工准备2个月,左、右洞错开施工,右洞开工滞后左洞1
个月,二衬滞后开挖支护1个月,沟槽及路面工期3个月,贯通里程桩号设定在K24+900。在设
计无变更情况下,满足合同工期要求,安全优质完成该工程。
事件二:隧道开挖过程中,某些段落施工单位采用环形开挖留核心土法开挖,该方法包括以
下工序:①上台阶环形开挖;②核心土开挖;③上部初期支护;④左侧下台阶开挖;⑤右侧下台
阶开挖;⑥左侧下部初期支护;⑦右侧下部初期支护;⑧仰拱开挖、支护。部分工序位置如图2
所示。
【问题】
1.
根据背景资料,计算各级围岩总长及所占比例(以百分比表示,四舍五入,小数点后保留
2
一位)。
2.分别写出适用于该隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩的施工方法。
3.针对事件一,计算隧道施工工期(单位:月,小数点后保留一位)。
4.针对事件二,复制图1-2至答题卡上,在图中按环形开挖留核心土法补充开挖线,并在图
中填写工序①和②的位置;并写出工序①~⑧的正确排序(以“②→③→⑥→„„”格式作答)。
【解析】一、题目结构
【题目结构】(一)背景
某施工单位承建一山岭隧道工程,该隧道为分离式双向四车道公路隧道,
事件一:施工单位决定按进、出口两个工区组织施工,左洞进、出口同时进洞施工,采用钻
爆法开挖,模板台车衬砌。
事件二:隧道开挖过程中,某些段落施工单位采用环形开挖留核心土法开挖
施工组织设计中,明确了开挖支护月进度指标为:Ⅲ级围岩135m/月,Ⅳ级围岩95m/月,Ⅴ
级围岩50m/月;施工准备2个月,左、右洞错开施工,右洞开工滞后左洞1个月,二衬滞后开挖
支护1个月,沟槽及路面工期3个月,贯通里程桩号设定在K24+900。在设计无变更情况下,满
足合同工期要求,安全优质完成该工程。
隧道施工技术+现场实操
【题目结构】(二)正文知识点
【背景】事件一:施工单位决定按进、出口两个工区组织施工,左洞进、出口同时进洞施工,
采用钻爆法开挖,模板台车衬砌。
事件二:隧道开挖过程中,某些段落施工单位采用环形开挖留核心土法开挖
【知识点】隧道施工方法
【背景】施工组织设计中,明确了开挖支护月进度指标为:Ⅲ级围岩135m/月,Ⅳ级围岩95m/
月,Ⅴ级围岩50m/月;施工准备2个月,左、右洞错开施工,右洞开工滞后左洞1个月,二衬滞
后开挖支护1个月,沟槽及路面工期3个月,贯通里程桩号设定在K24+900。在设计无变更情况
下,满足合同工期要求,安全优质完成该工程。
【知识点】现场管理
【题目结构】(三)问题结构
1.根据背景资料,计算各级围岩总长及所占比例(以百分比表示,四舍五入,小数点后保留
一位)。
2.分别写出适用于该隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩的施工方法。
3.针对事件一,计算隧道施工工期(单位:月,小数点后保留一位)。
4.针对事件二,复制图1-2至答题卡上,在图中按环形开挖留核心土法补充开挖线,并在图
中填写工序①和②的位置;并写出工序①~⑧的正确排序(以“②→③→⑥→„„”格式作答)。
【解析】二、知识点 【知识点】(一)隧道工程施工技术——开挖方式的选择
开挖方式 概念 适用范围
全断面法
按设计断面一次基
本开挖成形的施工
方法 适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩
的中小跨度隧道,Ⅳ
级围岩中跨度隧道和
Ⅲ级围岩大跨度隧道
在采用了有效的预加
固措施后,也可采用
台阶法
先开挖上半断面,待开挖至一定距离后
再同时开挖下半断
面,上下半断面同时
并进的施工方法。台
阶法分为二台阶法、
三台阶法 Ⅲ~Ⅳ级围岩的中小
跨度隧道,Ⅴ级围岩
的小跨度隧道在采用
了有效的预加固措施
后亦可采用台阶法开
挖。单车道隧道及围
岩地质条件较好的双
车道隧道可采用二台
阶法施工,隧道断面
较高、单层台阶断面
尺寸较大时可采用三
台阶法,台阶长度宜
为隧道开挖跨度的
1~1.5倍
环形开挖预留核心
土法
先开挖上台阶成环
形,并进行支护,再
分部开挖中部核心
土、两侧边墙的施工
方法 适用于Ⅳ~Ⅴ级围岩
或一般土质围岩的中
小跨度隧道,每循环
开挖长度宜为0.5~
1.0m,核心土面积不
应小于整个断面的
50%。
中隔壁法(CD法)
在软弱围岩大跨隧
道中,先开挖隧道的
一侧, 并施作中隔
壁墙,然后再分步开
挖隧道的另一侧的
施工方法 适用于围岩较差、跨
度大、浅埋、地表沉
降需要控制的场合
交叉隔壁法(CRD法)
是一种在中隔壁法
的基础上增加临时
仰拱,更快地
封闭初支的施工方
法
双侧壁导坑法
先开挖隧道两侧的
导坑,并进行初期支
护,再分部开挖剩余
部分的施工方法 适用于浅埋大跨度隧
道及地表下沉量要求
严格而围岩条件很差
的情况
中导洞法
在连拱隧道或单线
隧道的喇叭口地段,
先开挖两洞之间立
柱(或中墙)部分,并
完成立柱(或中墙)
混凝土浇筑后,再进
行左右两洞开挖的
施工方法 适用于连拱隧道
【知识点】(二)公路隧道施工安全步距要求
隧道安全步距是指隧道仰拱或二次衬砌到掌子面的安全距离,安全步距主要由隧道围岩级别
决定。公路隧道施工安全步距的要求如下:
(1)仰拱与掌子面的距离,Ⅲ级围岩不得超过90m,Ⅳ级围岩不得超过50m,Ⅴ级及以上围
岩不得超过40m。
(2)软弱围岩及不良地质隧道的二次衬砌应及时施作,二次衬砌距掌子面的距离Ⅳ级围岩不
得大于90m,Ⅴ级及以上围岩不得大于70m。
【解析答案 】
【问题】1.根据背景资料,计算各级围岩总长及所占比例(以百分比表示,四舍五入,小数
点后保留一位)。
2.分别写出适用于该隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩的施工方法。
3.针对事件一,计算隧道施工工期(单位:月,小数点后保留一位)。
4.针对事件二,复制图1-2至答题卡上,在图中按环形开挖留核心土法补充开挖线,并在图
中填写工序①和②的位置;并写出工序①~⑧的正确排序(以“②→③→⑥→„„”格式作答)。
【解析答案 】
【问题】1.根据背景资料,计算各级围岩总长及所占比例(以百分比表示,四舍五入,小数
点后保留一位)。
【背景】
【答案】Ⅲ级围岩长
=970+880=1850m,占67.9%;
IV级围岩长=210+150+120+170=650m,占23.9%;
V 级围岩长=60+100+65=225m,占8.3%。
【问题】2.分别写出适用于该隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩的施工方法。
【背景】岩性为砂岩、页岩互层,节理发育,有一条F断层破碎带,地下水较丰富。隧道埋
深18~570m,左、右洞间距30m,地质情况相同,围岩级别分布如图1-1所示。
5
【答案】Ⅲ级围岩采用全断面法、台阶法;
IV级围岩采用台阶法;
【问题】3.针对事件一,计算隧道施工工期(单位:月,小数点后保留一位)。
【背景】事件一:施工单位决定按进、出口两个工区组织施工,左洞进、出口同时进洞施工,
采用钻爆法开挖,模板台车衬砌。施工组织设计中,明确了开挖支护月进度指标为:Ⅲ级围岩135m/
月,Ⅳ级围岩95m/月,Ⅴ级围岩50m/月;施工准备2个月,左、右洞错开施工,右洞开工滞后左
洞1个月,二衬滞后开挖支护1个月,沟槽及路面工期3个月,贯通里程桩号设定在K24+900。
在设计无变更情况下,满足合同工期要求,安全优质完成该工程。
【解析】进口工区开挖支护所需工期:970/135+(210+150)/95+60/50=12.2个月
出口工区开挖支护所需工期:880/135+(120+170)/95+(100+65)/50=12.9个月
【答案】施工工期:2+12.9+1+1+3=19.9个月≈20个月
【问题】4.针对事件二,复制图1-2至答题卡上,在图中按环形开挖留核心土法补充开挖线,
并在图中填写工序①和②的位置;并写出工序①~⑧的正确排序(以“②→③→⑥→„„”格式
作答)。
【背景】
【答案】
各工序正确排序为:①→③→②→④→⑥→⑤→⑦→⑧
案例二
【背景材料】某双车道公路隧道,全长620m,地层岩性为石灰岩,地下水较丰富。有一条F
断层破裂带,隧道最大埋深490m,纵坡为-3%。其围岩级别及长度见隧道纵断面示意图3。合同总
工期为20个月。