隧道施工技术(高铁隧道施工技术介绍?)

1、高铁隧道施工技术介绍?

现阶段,我国高铁隧道工程基本概况如何?常用高铁隧道施工技术基本情况怎么样呢?中达咨询小编整理高铁隧道基本内容如下:

中达咨询通过本网站建筑知识专栏的知识整理,高铁隧道工程基本本情况如下:

根据2014年1月1日起实施的《铁路安全管理条例》规定,高速铁路是指设计开行时速250公里以上(含预留),并且初期运营时速200公里以上的客运列车专线铁路。

现阶段高铁隧道施工常用方式是新奥法,基本施工技术如下:

高铁隧道施工技术:

①洞室开挖后,应使围岩自身承担主要的支护作用,而衬砌只是对围岩进行加固,使成为一个整体而共同发生作用。因此,须最大限度地保持围岩的固有强度,以发挥围岩的自承能力。如及时喷混凝土封闭岩壁,就能有效地防止围岩松弛,而不使其强度大幅度降低,同时也不存在因顶替支撑而使围岩变形松弛。总之应使围岩经常处于三轴应力约束状态,最为理想。

②预计围岩有较大变形和松弛时,应对开挖面施作保护层,而且应在恰当的时候敷设,过早或过迟均不利。其刚度不能太大或太小,又必须是能与围岩密贴,而要做成薄层柔性,允许有一定变形,以使围岩释放应力时起卸载作用,尽量不使其有弯矩破坏的可能。这种支护和传统的支护不同,不是因受弯矩而是受压剪作用破坏的。由于混凝土的抗压和抗剪强度比抗拉和抗弯强度大得多,从而具有更高的承载能力。一次支护的位移收敛后,可在其光滑的表面上敷设高质量的防水层,并修筑为提高安全度的二次支护。前后两次支护与围岩之间都只有径向力作用。

③衬砌需要加强的区段,不是增大混凝土的厚度,而是加钢筋网、钢支撑和锚杆,使隧道全长范围采用大致相同的开挖断面。此外,因为新奥法不在坑道内架设杆件支撑,空间宽敞,从而提高了安全性和作业效率。

④为正确掌握和评价围岩与支护的时间特性,可在进行室内试验的同时,在现场进行量测。量测内容为衬砌内的应力、围岩与衬砌间的接触应力以及围岩的变位,据以确定围岩的稳定时间、变形速度和围岩分类等最重要的参数,以便适应地质情况的变化,及时变更设计和施工。量测监控是新奥法的基本特征,量测的重点是围岩和支护的力学特征随时间的变化动态。衬砌的做法和施作时间是依据围岩变位量测决定的。

⑤隧道支护在力学上可看作厚壁圆筒。它是由围岩支承环和衬砌环组成的结构,且两者存在共同作用。圆筒只有在闭合后才能在力学上起圆筒作用,所以除在坚硬岩层之外,敷设仰拱使衬砌闭合是特别重要的。

围岩的动态主要取决于衬砌环的闭合时间。当上半断面超前掘进过多时,就相应地推迟了它的闭合时间,在隧道纵方向形成悬臂梁的状态而产生大弯曲的不良影响。另外,为防止引起围岩破坏的应力集中,断面应做到无角隅,最好采用圆形断面。

⑥围岩的时间因素还受开挖和衬砌等施工方法的影响,它对结构的安全性起着决定的作用。考虑掘进循环周期、衬砌中仰拱的闭合时间、拱部导坑的长度以及衬砌强度等变化因素,把围岩和支护作为一个整体来谋求稳定。从应力重分布角度去考虑,全断面一次开挖是最有利的;分部开挖会使应力反复分布而造成围岩受损。

⑦岩层内的渗透水压力,必须采取排水措施来降低。

新奥法的支护结构至今仍处于经验设计的阶段,它的前提是要科学地进行围岩分类,并根据已经修建的类似工程的经验,提出支护设计参数或标准设计模式。这种工程类比法还只考虑了岩体结构、岩块单轴抗压强度、弱面特性等工程地质性质、坑道的跨度以及围岩自稳时间等主要因素,需在各种设计与施工规程的实施过程中,依据量测数据加以修正。现场监控设计,一般分成预先设计阶段和最后设计阶段,后者是根据现场监控量测数据,经分析比较或计算后,最后提出设计。理论解析和有限元数值计算,至今还不能得出充分可靠和满意的结果,必须由上述两种方法即经验和量测加以验证。

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隧道施工技术(高铁隧道施工技术介绍?)

2、隧道的施工方法介绍?

现阶段,我国现阶段隧道施工方法主要有哪些?基本情况怎么样?以下是中达咨询小编梳理隧道的施工方法专业建筑术语相关内容,基本情况如下:

小编通过建筑行业百科网站——建筑网建筑知识专栏进行查询,整理隧道的施工方法基本情况,基本内容如下:

为了帮助建筑企业人员进一步了解隧道的施工方法,中达咨询以新奥法隧道施工情况为例,主要内容如下:

新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下,采用毫秒爆破和光面爆破技术,进行全断面开挖施工,并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身,即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式,称为初次柔性支护,系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配,隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定,也就是说,承载地应力的主要是围岩体本身,而采用初次喷锚柔性支护的作用,是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥,第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。

新奥法的适用性很广,中国已在亚粘土和黄土隧道施工中取得成功。

新奥法适用范围:

1、具有较长自稳时间的中等岩体;

2、弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩;

3、强风化的岩石;

4、刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩;

5、坚硬粘土,也有带坚硬夹层的粘土;

6、微裂隙的,但很少粘土的岩体;

7、在很高的初应力场条件下,坚硬的和可变坚硬的岩石;

新奥法施工主要原则:

1、充分保护围岩,减少对围岩的扰动。

2、充分发挥围岩的自承能力。

3、尽快使支护结构闭合。

4、加强监测,根据监测数据指导施工。

可扼要地概括为“短进尺、弱爆破、紧封闭、早喷锚、勤测量”。因为隧洞的主要承载部分是围岩,支护结构起到发挥和保护围岩承载能力的作用。在静力学理论中,隧道的结构可视为岩体承载环和支护衬砌组成的圆筒结构,承载环的闭合起到了关键作用,因此围岩和衬砌的整体化应在初期衬砌中就及早完成,保证衬砌环的稳定与完整。从应力重的分布来考虑.全断面掘进是比较理想的开挖方式。因此,施工方式归根结底要把握一个出发点,那就是保护,调动和发挥围岩的自承能力,在此基础上根据工程实际条件灵活地选择施工及辅助手段。

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隧道施工技术(高铁隧道施工技术介绍?)

3、隧道工程施工技术指南?

以下是中达咨询给大家带来的关于隧道工程施工技术指南的相关内容,以供参考。

隧道工程施工常用的隧道施工方法有矿山法(又称钻爆法)、新奥法(我国称为“锚喷构筑法”)、明挖法、盖挖法、盾构法、掘进机法、沉埋法(又称沉管法)。

在选择隧道施工方法时,应综合考虑围岩工程地质、水文地质条件、隧道工程结构条件和工程施工条件,使所选方法与围岩自稳能力、工程地质条件以及隧道断面大小、形状相适应,并应满足施工技术水平、施工安全、作业空间、施工速度、施工成本控制、工程质量、环境保护、施工组织和管理方面的要求。

隧道支护结构的基本作用是保持隧道断面的使用净空,防止岩体质量的进一步恶化,同围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系,承受可能出现的各种荷载。此外,支护结构必须能够提供一个能满足使用要求的工作环境,保持隧道内部的干燥和清洁。

高质量的隧道工程不仅要有合理的施工方法,先进的施工技术,更要有好质量检测技术。就目前来讲,对隧道衬砌质量检测的手段和方法一般为地质雷达综合检测等其他先进技术。地质雷达主要能够探测衬砌的厚度,衬砌背后的回填密实程度以及施工衬砌时产生的裂缝。在隧道施工前期就应采用地质雷达进行地质的综合检测。根据雷达检测的结果进行分析,对出现的工程质量问题进行合理的处理,如衬砌厚度不足,衬砌不密实或出现空洞现象,衬砌开裂等工程质量问题通常采用注浆、衬砌加厚等措施进行处理,这对工程质量的提高是相当显著的。

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4、隧道工程施工的安全技术措施?

隧道工程施工的安全技术措施是什么,下面中达咨询为大家详细介绍一下,以供参考。

1、进洞作业规定

机械操作人员必须熟练掌握设备的性能和操作规程,严格按标准作业,所有工作人员应持证上岗,按规范施工;必须严格佩戴劳动防护用品;必须严格劳动纪律,严禁酒后上岗,严禁在工作岗位上打闹,严禁穿拖鞋上班作业;工作人员必须熟知消防和设备报警信号。

2、出渣、运输作业规定

机械装渣作业应严格按操作规程进行,并不得损坏已有的支护及临时设备,在台阶或棚架上向下扒土时,土堆应稳定,防止滑坍伤人;卸渣时应有专人指挥卸渣、平整,并且在弃土场的边沿处有明显的标志,现在指挥人员必须有明显的指示手势或警示信号。

运输道路应设专人按标准要求进行维护和养护,使其经常处于平整、畅通。行车速度,在施工作业地段和错车时不应大于10km/h;成洞地段不宜大于20km/h.线路或道路两侧的废渣和余料应随时清除。运输车辆的性能必须良好,操作时应符合有关的安全管理规定。弃土车内严禁拉人,并且严禁酒后驾车,而且司机不得随意调换或借让车辆。

3、隧道通风与除尘的安全规定

通风系统应有足够的能力并保证空气中含有的有害气体、粉尘等物质的浓度不超标;洞内通风系统应设有专职人员管理,风机管路吊挂必须牢固,漏风处要及时修补,保证通风效果良好;做好施工防尘措施,喷雾洒水并密封尘源,使粉尘与操作人员隔离,搞好个人防护。

通风工作人员必须设置专人开启,严禁其他人随意开启,通风机的配电柜要求上锁,专人负责。在开启通风机之前,要先在洞内进行查看、警示。确保风筒下没有人员时,方可开启进行通风。

4、喷锚作业施工措施

喷混凝土机检修时必须停机、锁定电源开关并悬挂相关指示牌;喷混凝土时禁止施工人员站在料管接头附近;接触速凝剂时必须戴橡胶手套;检修泵及管路时必须停泵、关上闸阀,停止后进行检修工作;严禁将喷嘴对准施工人员。

5、监控量测措施

(1)隧道现场监控量测应成立专门量测小组。

(2)量测组负责测点埋设、日常量测、数据处理和仪器保养维修工作,并及时将量测信息反馈于项目部工程技术部和施工队。

(3)现场监控量测应按量测计划认真组织实施,并与其他施工环节紧密配合,不得中断工作。

(4)各埋设点应牢固可靠,易于识别并妥善保护,不得任意撤换和遭到破坏。

(5)每天测量完毕,对所测数据认真分析,针对所分析的问题进行动态化调整设计参数,将新奥法原理完全应运在施工过程中。确保初期支护安全。

6、洞口段施工技术措施

(1)洞口段施工时,应将洞口上方有崩塌之虑的表土、树木等尽量清除。在不能完全清掉的场合,有必要采取加固基础、挡墙、防坍塌等措施。

(2)洞口周围的地表水和渗透水要尽量排除,洞口周围的水沟要事先进行迂回改道,还必须采取限制洞口斜坡上的雨水渗透或流下的措施。

(3)洞口段施工时,应进行洞口周围土层的移动、下沉的观察和量测,尽量做到早期发现异常情况。

(4)洞口周围发现异常情况时,应立即采取应急措施。发生的事故与预计相同时,应立即中止开挖,进行掌子面支撑及加强支撑,强化观察、量测,并采取必要的措施。

7、隧道用电措施

经常对电线、电气设备进行检查维修,严防漏电与短路事故;非专职电气人员,不得操作电气设备;必须戴绝缘手套,穿绝缘鞋,站在绝缘板上操作高压电气回路;低压电气设备应加装触电、漏电保护器;电气设备外露的转动和传动部分,必须加装遮拦式防护装置;检修、搬迁电气设备时,应切断电源,并悬挂“有人工作,不准送电”的警示牌;

带电工作时,必须制定出安全措施,在专职安全员的监护下进行,此外还需使用绝缘可靠的保护工具;带电作业时,应启动应急停电装置或启动主断路器,并在作业区设置安全警告标志。

8、喷射混凝土施工安全措施

喷射混凝土作业开始前,仔细检查围岩受喷面,彻底清理危土;进行初期支护喷射混凝土时,应检查其是否有异常变化、是否有裂缝,并采取相应措施进行处理;在开始喷射作业前,应由专人仔细检查管路、接头等,防止在喷射时发生因软管破损、接头断开等引起的事故;进行喷射作业时,必须配带防护用具(胶皮手套、防尘口罩、防护面罩、眼镜等)。

当采用人工喷射时,应配备辅助喷射支架,防止在发生管路堵塞时因喷嘴剧烈振动而引起的危害。当转移喷射地点时,必须先关闭喷射机,在喷嘴前方不得站人;在处理管路堵塞时,喷头应有专人看护,以防消除堵塞后,喷头摆动喷射伤人。

为避免供料、拌合、运输、喷射作业之间的干扰,建立各工序之间联络信号和联络方法。喷射作业应由班组长按规定的信号、方法进行指挥,防止因喷射手和机械操纵人员联络不佳造成事故。

9、型钢及格栅钢架施工安全

(1)在进行型钢及格栅钢架的顶部连结作业时,高处作业较多,作业人员应配带安全带。所采用的升降设备(作业工人站立的台车等)应备有扶手或栏杆。

(2)在搬运过程中,应将构件绑扎牢固,以防发生碰撞伤人、车辆倾覆、构件坠落等事故。

(3)对型钢拱架经常检查,如发现扭曲、压屈等现象或征兆时,要及时采取加固措施,必要时,使其他人员撤至安全地带,防止因坍塌造成的伤亡事故。

10、混凝土衬砌施工安全

根据通过衬砌台车的限界,加适当的安全富余量,以确定衬砌台阶的净空尺寸。大型车辆在调车人员指挥下通过衬砌台车,此时,在衬砌台车内部作业的人员应回避,不得站在衬砌台车内部。

衬砌支撑架地段应有足够的照明设施;衬砌混凝土作业人员站在稳定的脚手架上,并配带安全带;防止异物混入混凝土料斗中,当有异物进入料斗中时,首先使机械停止运转,然后方可取出异物。

当泵送混凝土的管路、接头发生堵塞时,首先消除管道中的压力,然后拆卸接头,进行疏通作业。

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5、隧道施工技术的施工技术

(工艺)

隧道质量取决于工艺质量,工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等,初期支护和防排水质量等比较好控制可以加强监管,那么重点就是开挖质量,开挖质量又取决于钻爆质量,就是说理论上没有了超欠挖后续的初支质量就有了保证,因此说隧道质量的好坏很大程度上取决于钻爆的质量,首先确定钻爆的方案预裂爆破还是光面爆破首先我们从理论上来分析,由于v级围岩岩体松散、裂隙较发育无法采用或实现光面爆破技术,那么必须熟练掌握预裂爆破技术及特点, (1)预裂缝要贯通且在地表有一定开裂宽度。对于中等坚硬岩石,缝宽不宜小于1.0cm;坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右;但在松软岩石上缝宽达到1.0cm以上时,减振作用并未显著提高,应多做些现场试验,以利总结经验。

(2)预裂面开挖后的不平整度不宜大于15cm。预裂面不平整度通常是指预裂孔所形成之预裂面的凹凸程度,它是衡量钻孔和爆破参数合理性的重要指标,可依此验证、调整设计数据。

(3)预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80%,且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙。

根据预裂爆破的特性、要求经过试验和反复研究对钻爆设计做了适宜的改动做到动态控制。 (1) 炮孔直径一般为50~200mm,对深孔宜采围较大的孔径。

(2)炮孔间距宜为孔径的8~12倍,坚硬岩石取小值。

(3)不耦合系数(炮孔直径d与药卷直径d0的比值)建议取2~4,坚硬岩石取小值。

(4)线装药密度一般取250~400g/m。

(5)药包结构形式,较多的是将药卷分散绑扎在传爆线上(图1-21)。分散药卷的相邻间距不宜大于50cm和不大于药卷的殉爆距离。考虑到孔底的夹制作用较大,底部药包应加强,约为线装药密度的2~5倍。

(6)装药时距孔口1m左右的深度内不要装药,可用粗砂填塞,不必捣实。填塞段过短,容易形成漏斗,过长则不能出现裂缝。

一般情况来说开挖应尽量采用大断面或较大的断面开挖,以减少对围岩的扰动,根据围岩特征经过反复研究、现场考察、论证和试验洞的开挖,由于断面大开挖方法最后确定为双、单侧壁导坑开挖法,钻爆方案确定为V级围岩预裂爆破设计,IV级围岩实践光面爆破,实践证明这两种爆破方案均符合辖区隧道IV、V围岩实际,按照此方案实施爆破,爆破效果较好。但要解决的问题是双、单侧壁导坑法二次扰动比较大,加之围岩比较松散极易出现塌方,特别是浅埋段甚至会出现冒顶,方案是可行的,问题是要怎么去解决二次扰动问题,经过实践和多次试验证明二次扰动对围岩、初支影响非常大,初支表面加上爆破震动效应的影响靠近掌子面处基本上都会出现开裂、变形,拱架接头有的会应力扭屈,甚至出现掉拱,某种程度上来讲双、单侧壁拱架是起到了简支梁在中部给一个支点的反作用力的作用,是破坏整体受力的作用,如何加之利用导坑开挖优势,取长补短又要确保质量安全呢,首先我们经过理论分析围岩受力情况,单、双侧壁是分部开挖、分阶段受力(持续受力)、整体持续收敛的一个过程,经过反复试验发现二次扰动其实如果控制在围岩变化(拱顶下沉、周边收敛、位移)在一定的范围内时,扰动是对围岩、初支影响最小,在这区段进行下部接腿、成环或导坑中部接拱最为可行也是最安全的,对初支的影响可以忽略不计,其次就是必须要严格开挖步序,必须是两内侧壁先行,后续工序跟进循序渐进的工艺,遇到比较软弱围岩时(如流沙、断裂层)侧壁导坑也须遵循“短进尺,弱爆破,强支护,早封闭”的原则,开挖步序见图标2 洞口边、仰坡和明洞开挖与支护应自上而下分层开挖,而且要洞外永、临防、排水要先行,使地表水通畅,避免地表水冲刷坡面。必要是采取人工修坡,防止超挖,减少对洞口相邻地段的扰动;开挖暴露的边坡及时施作设计的防护,降低围岩暴露而风化,支护要紧跟,辖区内都为高边、仰坡,如果不及时安全无法保证,况且会浪费很多的人力物力,

明洞衬砌必须检查、复核明洞边墙基础的地质状态和地基承载力,满足设计要求后,测量放样,架立模板支撑,绑扎钢筋,安装内外模板,先墙后拱整体浇注衬砌混凝土,集中拌和泵送入模,插入式振捣器配合附着式振捣器捣固密实。

洞门施工对于削竹式洞门,同明洞同时施作,削竹斜面按坡度安装木模板,用角钢将斜面端模与边模固定成整体。

明洞防水层与回填

明洞衬砌完成后强度达到50%方可拆除外模,铺设防水层,回填要对称每层不大于30cm,两侧高度差不得大于50cm,回填至拱顶后,再分层满填至完成,做好表面隔水层。 进洞方式

洞口段覆盖层薄、地质条件差,当开挖深度至起拱线时,先施作进洞导向墙及大管棚,待明洞衬砌完成后,接长管棚尾端,搭接于明洞上,使管棚尾端形成一个固定支撑,在大管棚的保护下开口进内侧壁,两内侧壁导坑的进尺也要错开前后(5~10m)。如果是小间距还必须设置预应力对拉锚杆。

V级围岩破碎带开挖与支护

上断面内侧壁导坑先进,进尺0.7m,同时外侧壁导坑也可开挖,当下断面成环进尺约20~35m后,核心土上部弧形导坑开挖支护接拱,进尺3~5后可开挖中部及支护,最后下部隧底与先前的左右导坑的下断面完全结合封闭成环,共分七部开挖支护,所有工序必须严格遵循开挖支护步序,必须是两内侧壁先行,后续工序跟进循序渐进的工艺。

另外,爆破后开挖轮廓线必须采用人工配合风镐开挖,严禁补炮,炮眼成孔应采用水钻,做好洞内的施工临时排水,必要时采用水泵排出洞外,石英、云母片岩在水浸泡后会加速丧失自稳能力,而且会加速围岩节理发育的形成,如果地下水压力太大会增加对支护的破坏作用。 本区段IV级围岩根据围岩的节理发育、走向和围岩的风化脆弱程度情况我们将其区分为两种情况对待,一种为种为IV级一种为IV级加强段,为了节约成本和发挥最大的时间效应,开挖方法也有所调整准IV级为上下台阶留核心土开挖法-正台阶开挖,IV级加强段为CD工法工序开挖-单侧壁开挖法;钻爆开挖均采用实践光面爆破,为了进一步搞好光面爆破,提高爆破效率,实现安全快速开挖,提前实现独头施工贯通,施工与监理单位共同成立了一个光面爆破技术专题小组,在认真总结Ⅲ类围岩爆破实践的基础上,研究探讨IV围岩全断面光爆技术,施工过程中效果甚好,特别是上下台阶法施工,炮眼残痕率达95%,特殊地段拱部钎痕率达85%,边墙达80%,局部最大超挖量为10㎝,欠挖量为8㎝,IV级围岩实践采用光面爆破取得的有关技术参数及效果,爆破专题组通过多次爆破实践,反复修正爆破参数,最终确定了IV类围岩的钻爆方案,附钻爆设计图

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