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探究隧道的建设技术

探究隧道的建设技术

1超前支护

小导管采用热轧无缝钢管,钢管材质经试验合格后进行加工。钢花管严格按设计孔径、孔间距、布置型式和位置自行加工。尾端50cm不钻孔,入土端制作成楔形。钻孔、下管。钻孔采用钻机沿拱架腹板预留孔进行,钻孔直径比钢管大5mm,打入长度不小于杆长的90%,如遇成孔较困难或较软的地层,则钻至孔深1.0m后,直接进行顶管作业。钻孔时避免钻杆摆动,保证孔位顺直。钻至设计孔深后,用吹管将碎碴吹出,注意避免塌孔。顶管。在土层或成孔较困难或较软地层施工超前小导管,主要采用顶管工艺。顶管施工时,在引孔内插入Φ42mm钢花管,安上与纤尾形状相同的击盘,利用管棚钻机的顶推力,将小导管顶入围岩中,钢管顶进长度≮90%管长。顶管至设计孔深后,将孔口用织物包裹,用塑胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射混凝土面15cm,与拱架焊接在一起。注浆。所有小导管打入完成后,采用喷混凝土封闭作业面。其后进行注浆,采用群管注浆技术,每次同时注3~4根,两台注浆机作业。注浆按从下到上的顺序,两侧对称进行。注浆前,加工连接球阀用的丝扣管、变径接头。注浆前,将丝口管焊接在管尾,安上球阀。使用KBY-50/70注浆机注浆,球阀止浆。采用分级升压法,注浆过程中,将压力分为两到三个阶段,分级升压注浆。注浆结束标准为:注浆压力达设计压力且注浆量也达到设计量时,即可停止注浆。停止时,先停泵再关闭球阀,最后清洗管路。注浆参数:注浆方式采用全孔一次性注浆。注浆采取纯水泥浆,其参数为:注浆压力0.5~1.0MPa;水灰比为1∶1。主要施工技术措施和控制要点。一是,小导管打入后,及时用高压风将孔内砂石吹出;二是,注浆前进行压水试验,检查设备是否正常,管路连接是否正确;三是,注浆过程中,随时观察压力及注浆泵排量变化情况,分析注浆情况,防止堵管、漏浆;四是,做好注浆记录,为分析注浆效果提供基础数据。

2超前地质预测预报

由于暗挖段通过熙源酒店,目前,由于地表勘察技术的限制,前方的围岩情况未能准确掌握,为了避免出现不必要的安全事故,因此,在施工过程中需做好超前地质预测预报。本段根据设计图纸超前地质预报方式为地质素描,但为了施工安全,在施工过程中增加超前探孔,以便更好了解前方围岩。根据开挖后的地质情况,必要时采用超前地质钻、TSP或地质雷达等方式。超前探孔超前探孔原理。超前探孔是利用风钻在隧道工作面进行水平钻探,采用进钻速度、流出浆液的颜色判断前方岩石。超前探孔布置。超前探孔采用风钻在掌子面钻进3~5个探孔,孔深5m。成果资料。对风钻的钻进速度、孔内流出的浆液颜色进行记录,经分析判别得出前方岩石的情况,从而指导下步施工。地层岩性。地层地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、风化程度等。地下水的特征。出水点位置、水量、水压、水温、水色、悬浮物(泥砂等)测定;出水点和地质环境的关系;与地表相关气象、水文观测;洞内涌水与地表径流、降雨的关系;必要时进行水样分析。工作成果:根据专职地质工程地质素描和编录得到地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质特征等,判定围岩完整性和围岩分级,结合勘察、地质调查及辅助洞开挖取得的地质资料预测隧道前方地质条件。

3隧道洞身开挖

隧道采用三台阶法施工,由于机械开挖,上台阶高度较小,开挖时需在中台阶开槽,预留两侧岩石,中台阶开挖时错开开挖。开挖时,首先,采用潜孔钻机进行钻孔,钻孔直径为150mm,间距为45mm×45cm,钻孔深度控制在1.2~2m,然后,用液压破碎锤进行破碎。上台阶施工时,用液压破碎锤从中部开挖轮廓线进行破碎,然后架设上台阶钢拱架。上台阶施工至3~5m,开始进行中台阶开挖,采用破碎锤两侧错开开挖,架设边墙钢支撑。当中台阶施工3~5m,再进行下台阶的开挖,下台阶的施工方法和中台阶相同。下台阶初支后,及时施作仰拱钢架,将隧道断面正式封闭成环。三台阶法开挖上台阶循环进尺为0.6m,中下台阶循环进尺视地质情况可为0.6~1.2m,台阶长度3~5m。开挖施工主要技术和安全措施及控制要点:三台阶法施工工序繁多,工序变换频繁,施工工艺要求高,工序间相互间影响因素较多,施工前充分考虑各种因素可能对施工造成的影响,各项技术准备工作必须超前。严格按照新奥法的施工原理和“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的原则进行施工组织。开挖前按照设计要求进行超前预支护施工,以保证开挖过程中围岩有足够的自稳能力。严格控制循环进尺,人工配合修整成形,减少超欠挖。每循环开挖前均进行施工测量放样,确保架立钢架定位准确,施工放样时详细准确记录先行钢架的里程,以确保后续施工钢架在同一断面内。开挖后及时进行初期支护作业,尽早使支护封闭成环,改善结构受力条件,保证安全施工。严格控制各部台阶长度,下台阶开挖后初支仰拱紧跟封闭。实际地质与设计不相符时及时向监理、设计和业主单位报告,以便及时修改参数和调整施工方法。加强监控量测,根据量测结果反馈施工,以优化施工支护参数。加强超前地质预报,根据预报结果优化施工方案。防坍是软弱围岩的施工重点,充分认识进度与质量之间的关系,在确保安全质量的前提下,合理组织劳动力进行施工。

作者:孟祥飞单位:中铁隧道股份有限公司