一、 隧道工程的特點

1、整個工程埋于地下,因此工程地質(zhì)和水文地質(zhì)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筑物;

3、地下施工環(huán)境較差;

4、施工工地一般都位于偏遠的深山峽谷之中;

5、公路隧道埋設(shè)于地下,一旦建成就難以更改;

6、施工可以不受或少受晝夜更替。

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二、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(guī)模、使用上的特殊要求、以及工期的緩急體現(xiàn)出來;

2、隧道所處的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件;

3、施工技術(shù)條件和機械裝備狀況;

4、施工中動力和原材料供應情況;

5、工程投資與運營后的社會效益和經(jīng)營效益;

6、施工安全狀況;

7、有關(guān)污染、地面沉降等環(huán)境方面的要求和限制

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

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三、隧道施工方法:

1、山嶺隧道施工方法(礦山法(傳統(tǒng)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(xù)墻法、蓋挖法、淺埋暗挖法、盾構(gòu)法)

3、水底隧道施工方法(沉管法、盾構(gòu)法)

全段面法適用于Ⅳ—Ⅵ類巖質(zhì)較完整的硬巖中,這個長度不應小于1KM

全斷面法的優(yōu)點是:工序少、相互干擾少,便于組織施工和管理;工作空間大,便于組織大型機械化施工,因此施工進度高、施工環(huán)境好

臺階法分為長臺階法(適用于Ⅰ—Ⅲ級圍巖、速度快)、短臺階法(特點:可以縮短支護結(jié)構(gòu)閉合的時間Ⅱ—Ⅴ級圍巖)、超短臺階法(特點:有利于控制圍巖變形,適用于膨脹形圍巖和土質(zhì)圍巖)

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(wěn)定后進行,或采用其他有效措施確保初期支護體系的穩(wěn)定性;采用單側(cè)落底或雙側(cè)交錯落底,避免上部初期支護兩側(cè)同時懸空;又如,視圍巖狀況嚴格控制落底長度,一般采用1—3米,并不得大于6米

2、下部邊墻開挖后必須立即噴射混凝土,并按規(guī)定做初期支護

3、量測工作必須及時,以觀察拱頂、拱腳和邊墻中部位移值,當發(fā)現(xiàn)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(cè)壁導坑法、雙側(cè)壁導坑發(fā)。

臺階分部開挖法特點:

1、由于由于核心土支頂工作面,增加了圍巖穩(wěn)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,分塊多不利于通風。適用:土質(zhì)易坍塌的軟弱圍巖小型施工機具條件。

單側(cè)壁導坑法特點:

將大跨度斷面分割成小跨度,便于施工,適用:斷面跨度大,地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中。 雙側(cè)壁導坑法特點:使跨度變更小,增加穩(wěn)定性,斷面分塊多,擾動大,每塊都是在開挖后立即各自閉合,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:鉆眼爆破掘進、掘進機掘進、人工掘進三種形式

上下導坑先拱后墻法:優(yōu)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,邊墻需要開挖馬口,干擾大,速度慢。

特殊地質(zhì)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(wěn)步前進為指導原則

鉆眼爆破:適用于堅硬、次堅石質(zhì)隧道

鉆眼工具:風動鑿巖機,液壓鑿巖機

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(jié)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(tài)發(fā)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,土體中干濕循環(huán)產(chǎn)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(diào)查、量測圍巖的壓力和流變;2、合理選擇施工方法;3、防止圍巖濕度變化;4、合理進行圍巖支護

溶洞一般有死、活、干、濕、大、小幾種

巖溶地段隧道常用處理溶洞的方法,有引、堵、越、繞四種

發(fā)生塌方的主要原因:1、不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件;2、隧道設(shè)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

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

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隧道坍方的處理措施:1、隧道發(fā)生坍方,應及時迅速處理,處理時必須詳細觀測坍方范圍。形狀,坍穴的地質(zhì)構(gòu)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(xù)發(fā)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(zhì)情況予以加強;5、采用新奧良施工的隧道條件或有條件的隧道,坍方后要加設(shè)量測點,增加量測頻率,根據(jù)量測頻率,根據(jù)量測信息及時研究對策,淺埋隧道,要進行地表下沉量測

隧道穿越松散地層應減少對圍巖的擾動,一般采取先護后挖,密閉支撐,邊挖邊封閉的施工原則,必要時可采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、超前錨桿或超前小鋼管 2、超前管棚法);2、超前小導管預注漿;3、降水、堵水

流砂宜采取以下措施進行治理:1加強調(diào)查,指定方案;2、因地制宜、綜合治水;3、先護后挖,加強支護;4、盡早襯砌,封閉成環(huán)

隧道內(nèi)巖爆的特點:1、巖爆在未發(fā)生前并無明顯預兆;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(guī)則片狀,塊狀大小多呈幾平方厘米長寬的薄片,個別的達幾十平方厘米長寬;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(fā)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(fā)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,并制定瓦斯稀釋措施,防爆措施和緊急機緣措施等;2、隧道通過瓦斯地區(qū)的施工方法,宜采取全斷面開挖,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,有利于排除瓦斯;3、加強通風是防止瓦斯爆炸最有效的辦法;4、洞內(nèi)空氣中允許的瓦斯?jié)舛葢刂圃谝?guī)定范圍以下;5、開挖工作面風流中和電動機附近20米以內(nèi)風流中瓦斯?jié)舛冗_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、采用防爆措施

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

影響爆破的因素:1、巖石介質(zhì)的爆破特性對爆破效果的影響;2、爆破參數(shù)與工藝對爆破效果的影響;3、自由面得大小與數(shù)量;4、最小抵抗線與孔密集系數(shù)的大小對爆破的影響

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范圍的隧道范圍,洞口段特點:覆蓋線,地質(zhì)條件差,地表水匯集,施工難度大洞口施工段注意事項:1、先清理洞口上方及側(cè)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,適用于巖石為Ⅰ或Ⅱ級圍巖,初始10—20米區(qū)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(tǒng)錨桿和網(wǎng)噴支護必要時設(shè)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,盡量不爆破而用反鏟等機械挖掘采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,基巖進洞法(環(huán)心開挖留核心土法、側(cè)壁導坑法、下導坑法)