隧道工程的特點、難點與施工方法

環境汙染 跟我發現新科技 跟我發現新科技 2017-10-31

隧道工程的特點

1、整個工程埋於地下,因此工程地質和水文地質條件對隧道施工的成敗起著重要的、甚至決定性的作用;

2、公路隧道是一個形狀扁平的建築物;

3、地下施工環境較差;

4、施工工地一般都位於偏遠的深山峽谷之中;

5、公路隧道埋設於地下,一旦建成就難以更改;

6、施工可以不受或少受晝夜更替。

隧道工程的特點、難點與施工方法

隧道工程的難點

新奧法的基本原則可概括為:少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉

隧道施工方案,要考慮的因素有:

1、工程的重要性一般由工程的規模、使用上的特殊要求、以及工期的緩急體現出來;

2、隧道所處的工程地質和水文地質條件;

3、施工技術條件和機械裝備狀況;

4、施工中動力和原材料供應情況;

5、工程投資與運營後的社會效益和經營效益;

6、施工安全狀況;

7、有關汙染、地面沉降等環境方面的要求和限制

隧道工程的特點、難點與施工方法

新奧地利隧道施工法:以控制爆破為開挖方法,以噴射混凝土和錨杆為主要支護手段,通過檢測控制圍巖的變形,動態修正設計參數和變動施工方法的一種隧道施工法,其核心內容是充分發揮圍巖的自承能力

隧道施工方法:

1、山嶺隧道施工方法(礦山法(傳統礦山方法、新奧法)、掘進機法)

2、淺埋隧道施工方法(明挖法、地下連續牆法、蓋挖法、淺埋暗挖法、盾構法)

3、水底隧道施工方法(沉管法、盾構法)

全段面法適用於Ⅳ—Ⅵ類巖質較完整的硬巖中,這個長度不應小於1KM

全斷面法的優點是:工序少、相互干擾少,便於組織施工和管理;工作空間大,便於組織大型機械化施工,因此施工進度高、施工環境好

臺階法分為長臺階法(適用於Ⅰ—Ⅲ級圍巖、速度快)、短臺階法(特點:可以縮短支護結構閉合的時間Ⅱ—Ⅴ級圍巖)、超短臺階法(特點:有利於控制圍巖變形,適用於膨脹形圍巖和土質圍巖)

隧道工程的特點、難點與施工方法

在所有臺階法施工中,開外下半斷面時要求做到以下幾點:

1、下班斷面的開挖應在上班斷面初期支護基本穩定後進行,或採用其他有效措施確保初期支護體系的穩定性;採用單側落底或雙側交錯落底,避免上部初期支護兩側同時懸空;又如,視圍巖狀況嚴格控制落底長度,一般採用1—3米,並不得大於6米

2、下部邊牆開挖後必須立即噴射混凝土,並按規定做初期支護

3、量測工作必須及時,以觀察拱頂、拱腳和邊牆中部位移值,當發現速率增大,應立即進行底(仰)供封閉,或縮短進尺,加強支護,分割掌子面等

分部開挖法可分為三種變化方案:

臺階分部開挖法、單側壁導坑法、雙側壁導坑發。

臺階分部開挖法特點:

1、由於由於核心土支頂工作面,增加了圍巖穩定,故上臺階可以延長一些,從而減少了對下臺階的干擾

2、施工速度慢,分塊多不利於通風。適用:土質易坍塌的軟弱圍巖小型施工機具條件。

單側壁導坑法特點:

將大跨度斷面分割成小跨度,便於施工,適用:斷面跨度大,地表沉陷難於控制的軟弱鬆散圍巖中。 雙側壁導坑法特點:使跨度變更小,增加穩定性,斷面分塊多,擾動大,每塊都是在開挖後立即各自閉合,所以在施工中間

適用:當隧道跨度很大,地表沉陷要求嚴格,圍巖條件特別差

常用的掘進方式有:鑽眼爆破掘進、掘進機掘進、人工掘進三種形式

上下導坑先拱後牆法:優點:

有拱圈保護,安全,有兩個導坑,通風,排水,運輸條件較好。缺點:兩個導坑增加了造價,邊牆需要開挖馬口,干擾大,速度慢。

特殊地質地段隧道施工,以先治水、短開挖,弱爆破、強支護、早襯砌、勤檢查、穩步前進為指導原則

鑽眼爆破:適用於堅硬、次堅石質隧道

鑽眼工具:風動鑿岩機,液壓鑿岩機

膨脹土圍巖的基本特性:1、膨脹土圍巖大多具有原始地層的超固結特性,使土體中儲存有較高的初始應力;2、膨脹土中有各種形態發育的裂隙,形成土體的多裂隙性;3、膨脹土圍巖因吸水而膨脹,失水而收縮,土體中乾溼循環產生脹縮效應

膨脹土圍巖對隧道施工的危害:1、圍巖裂縫;2、坑道下沉;3、圍巖膨脹突出和坍塌;4、底膨5、襯砌變形和破壞

膨脹土圍巖的隧道施工要點:1、加強調查、量測圍巖的壓力和流變;2、合理選擇施工方法;3、防止圍巖溼度變化;4、合理進行圍巖支護

溶洞一般有死、活、幹、溼、大、小几種

岩溶地段隧道常用處理溶洞的方法,有引、堵、越、繞四種

發生塌方的主要原因:1、不良地質及水文地質條件;2、隧道設計考慮不同;3、施工方法和措施不當;4、施工組織管理不到位

隧道工程的特點、難點與施工方法

預防坍方的施工措施:先排水、短開挖、弱爆破、強支護、早襯砌、勤測量的施工方法

隧道坍方的處理措施:1、隧道發生坍方,應及時迅速處理,處理時必須詳細觀測坍方範圍。形狀,坍穴的地質構造,查明坍方放生的原因和地下水活動情況;2、處理坍方應先加固未坍塌地段、防止繼續發展;3、處理坍方的同時,應加強防排水工作;4、坍方地段的襯砌,應視坍穴大小和地質情況予以加強;5、採用新奧良施工的隧道條件或有條件的隧道,坍方後要加設量測點,增加量測頻率,根據量測頻率,根據量測信息及時研究對策,淺埋隧道,要進行地表下沉量測

隧道穿越鬆散地層應減少對圍巖的擾動,一般採取先護後挖,密閉支撐,邊挖邊封閉的施工原則,必要時可採用超前注漿改良地層和控制地下水等措施。主要施工方法有:1、超前支護(1、超前錨杆或超前小鋼管 2、超前管棚法);2、超前小導管預注漿;3、降水、堵水

流砂宜採取以下措施進行治理:1加強調查,指定方案;2、因地制宜、綜合治水;3、先護後挖,加強支護;4、儘早襯砌,封閉成環

隧道內巖爆的特點:1、巖爆在未發生前並無明顯預兆;2、巖爆時,巖塊自洞壁圍巖母體彈射出來,議案呈中厚邊薄的不規則片狀,塊狀大小多呈幾平方釐米長寬的薄片,個別的達幾十平方釐米長寬;3、巖爆放生的地點,多在新開挖工作面及其附近,個別的也有距離新開挖工作面較遠處

防治巖爆發生的措施主要有兩種:一是強化圍巖,二是弱化圍巖

瓦斯放出的類型:滲出、噴出、突出,第一種發出量最大

防止瓦斯事故的措施:1、隧道穿過瓦斯溢出地段,應預先確定瓦斯探測方法,並制定瓦斯稀釋措施,防爆措施和緊急機緣措施等;2、隧道通過瓦斯地區的施工方法,宜採取全斷面開挖,因其工序簡單、面積大、通風好、隨掘進隨襯砌,能夠很快縮短煤層的瓦斯放出時間和縮小圍巖暴露面,有利於排除瓦斯;3、加強通風是防止瓦斯爆炸最有效的辦法;4、洞內空氣中允許的瓦斯濃度應控制在規定範圍以下;5、開挖工作面風流中和電動機附近20米以內風流中瓦斯濃度達到1.5%,必須停工,停機,撤出人員,切斷電源,進行處理;6、瓦斯隧道必須加強通風,防止瓦斯積聚;7、如開挖進入煤層,瓦斯排放量較大,使用一般的通風手段難以稀釋到安全標準時,可使用超前周邊全封閉預注漿;8、採用防爆措施

光面爆破是指爆破後斷面輪廓整齊,超挖和欠挖符合規定要求爆破,其主要標準是:1、開挖輪廓成型規則,巖面平整;2、巖面上保存50%以上孔痕,並無明顯的爆破裂縫;3、爆破後圍巖壁上無危石

影響爆破的因素:1、岩石介質的爆破特性對爆破效果的影響;2、爆破參數與工藝對爆破效果的影響;3、自由面得大小與數量;4、最小抵抗線與孔密集係數的大小對爆破的影響

隧道工程的特點、難點與施工方法

洞口段的施工方法:

洞口段:指隧道開挖可能給地表造成不良影響的隧道範圍的隧道範圍,洞口段特點:覆蓋線,地質條件差,地表水彙集,施工難度大洞口施工段注意事項:1、先清理洞口上方及側方有可能滑塌的表土,山坡塊石;2、避開雨霧,天氣施工;3、不得采用深眼大爆破成集中藥包爆破開挖邊仰坡

進洞法:

1、全斷面進洞法,適用於岩石為Ⅰ或Ⅱ級圍巖,初始10—20米區段的開挖,按爆破

2、臺階法進洞,圍巖Ⅲ—Ⅳ級,爆破進尺1,5—2.5米,系統錨杆和網噴支護必要時設置鋼拱架2、圍巖Ⅴ—Ⅵ級時要求格外慎重進洞,進尺控制在0.5—1.0米,儘量不爆破而用反剷等機械挖掘採用管棚鋼屋架支護且應作整體式鋼筋混凝土襯砌明洞法:在明洞保護下進洞,安全性增加,同時造價也增加,基岩進洞法(環心開挖留核心土法、側壁導坑法、下導坑法)

隧道工程的特點、難點與施工方法

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