隧道施工工艺毕业论文

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隧道施工工艺毕业论文

第一章实习概况………………………………………………………4

1.1实习概况……………………………………………………………4

第二章工程概况………………………………………………………5

DBJ/T15-175-2019 装配式铝合金低层房屋技术规程2.1工程简介……………………………………………………………5

2.2地质、地貌…………………………………………………………5

2.3气候水文……………………………………………………………6

第三章总体施工方案…………………………………………………6

3.1总体概述……………………………………………………………6

3.2施工方案……………………………………………………………7

第四章主要施工工艺…………………………………………………74.1隧道施工总工艺流程………………………………………………7

4.2隧道开挖……………………………………………………………8

4.3隧道施工支护………………………………………………………12

4.4超前支护……………………………………………………………12

4.5出渣运输……………………………………………………………14

4.6仰拱施工……………………………………………………………14

4.7防排水施工…………………………………………………………17

4.8二次衬砌施工………………………………………………………17

4.9衬砌背后注浆施工…………………………………………………19

4.10隧道用电、通风措施……………………………………………20

第五章铁路坡隧道重大塌方处理……………………………………21

5.1隧道内状况…………………………………………………………21

5.2施工方案……………………………………………………………22

5.3施工难点及重点……………………………………………………24

5.4铁路坡隧道塌方处理个人总结…………………………………26

第六章结语……………………………………………………………27

6.1结语…………………………………………………………………27

本线路地形条件复杂,全线均为重丘地貌,地面高程为340~900余米,地势起伏大,线路穿越多重山脉,既有X004和G209采用盘山绕线方式翻越山岭。区内地质条件一般较简单,多为二元结构,基岩出露良好,受褶皱、断裂等地质结构影响,岩石较破碎程度不一,风化较严重,山体缓坡地带多堆积有岩堆等松散堆积层,影响道路的路基边坡稳定。区内主要地质构造有九龙山至农车断裂、铁路坡断裂,以及农车至铁路坡向斜、茨岩塘背斜等。路线所经地域的地震动峰值加速度值小于0.05g,设计地震特征周期为O.35s(相当于地震基本烈度小于Ⅵ度区)。

本区属中亚热带山区季风湿润气候区,四季分明,雨量充沛。年均降水量1300~1500毫米。线路所经区域为猛洞河西岸的山区,区内无大型河流,以山区小河流为主。地表水系主要由小河和山间沟、渠形成,干旱季节严重缺水,雨季时河、溪水陡涨陡消,水流冲刷强烈,水位随季节变化大,枯水期一般为8月至翌年3月,枯水期为本线路良好的施工时期。

2.4工地交通、水、电情况

本合同段内主要公路为G209,材料和机械设备进入施工现场须修筑一条2500m的施工便道。沿线水资源丰富,可满足施工用水需要。

钢材、水泥从张家界、湖北鹤峰县购买,木材就近解决。

砂、砾石料场:由于沿线河流砂料较为匮乏,结构物用砂就地采购机制砂。

石料场:我段砌体工程量较少,红岩溪古丈石场、绍文石场等规模较大、运距较短,能满足施工需要。

隧道设计的围岩级别见下表。

铁路坡隧道围岩级别划分表(单位m)

开挖进尺:Ⅲ级围岩每循环进尺采用3m,,Ⅳ级为1.5m,Ⅴ级为1.0m。

出碴:一般后八轮出渣。

衬砌:衬砌采用一般衬砌台车。IV、V级围岩地段仰拱超前施做,衬砌紧跟。

4.1隧道施工总工艺流程

(1)光面爆破设计参数

(2)周边炮眼装药结构

平均线性超挖10厘米以内,

炮眼痕迹保存率:硬岩≥90%中硬岩≥80%软岩≥60%

(1)放样布眼。隧道开挖每一个循环都要进行施工测量,控制开挖断面,在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线,标出炮眼位置,误差不超过5厘米。

(2)定位钻孔。钻眼按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行,除底眼外,其它炮眼口比眼底低5厘米,以便钻孔时的岩粉自然流出,周边眼外插角控制在2度到3度以内。掏槽眼严禁互相打穿相交,眼底比其他炮眼深20厘米。

(3)清孔装药。装药前炮眼用高压风吹干净,检查炮眼数量。装药时派专人分好雷管段别,按爆破设计顺序装药,装药作业分组分片进行,定人定位,确保装药作业有序进行,防止雷管段别混乱,影响爆破效果。每眼装好药后用炮泥堵塞。

(5)调整控制。开挖过程中经常观察石质的变化情况及爆破效果,及时调整钻爆设计。严格控制周边眼的装药量,减少对围岩的扰动,控制超欠挖。

(6)排水。控制隧底超欠挖,保证底面平整。保持临时排水系统畅通不积水,防止浸泡围岩。

(1)砂浆锚杆施工工艺流程

a、锚杆杆体采用直径22毫米的螺纹钢,使用前调直、除油,砂浆采用中砂和425号水泥拌制,砂最大粒径不大于2.5毫米,使用前过筛清洗。

b、砂浆配合比控制在(水泥:砂子)1:1~1:0.5之间,水灰比控制在0.45~0.5之间。

c、砂浆拌合均匀,随拌随用,在砂浆初凝前使用完毕。

a、采用手持凿岩机、锚杆台车钻孔。

b、钻孔的深度、方向和布置严格按设计施工。

c、孔深误差不超过5厘米,孔径大于杆体直径15毫米。

d、钻孔完毕吹净孔内积水、积粉和岩碴。

a、采用牛角泵注浆。灌浆开始或中途停止超过30分钟,用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。

c、锚杆的插入长度不小于设计长度的95%,锚杆安装后不得随意敲击。

中空注浆锚杆施工工艺流程

将凿岩机对准孔位,直接钻孔。

a、将止浆塞通过锚杆打入孔口30cm左右。

b、连接锚杆、注浆管、注浆泵。

c、注浆,直至浆液从孔口周围溢出。

d、注浆完成,卸下注浆管和锚杆接头,转入下一孔注浆。

(1)钢架加工:按照设计尺寸在平面上放出1:1大样,并把整个钢架分成若干个单元,并焊好连接法兰,法兰的焊接准确周正,孔眼对应。

(2)钢架架立:首先要测量准确,架立后并复核,钢架尽可能与围岩贴靠紧密,两侧底脚使用垫块支垫牢固。

(3)连接:法兰之间对正,用螺栓连接牢固,钢架与锚杆焊牢,钢架与钢架之间用φ22螺纹钢焊接连成整体,起到整体支护效果。

(1)湿喷砼工艺流程见右图

(2)配合比设计:水泥:砂:石子:速凝剂:水灰比

初选湿喷砼配合比为:12.471.530.040.45

水泥:砂:石子:速凝剂:钢纤维:水灰比

施工时钢纤维掺量按设计及规范要求掺加。

水泥:为425或525普通硅酸盐水泥。

a、喷射前,先用高压风、水清洗岩面,清除浮石,检查机具设备和管路。

e、喷射作业分段、分片进行,每段长度不超过6米。喷射顺序按先边墙后拱脚,最后拱顶施喷。喷头成螺旋形缓慢均匀移动,每圈压前面半圈,绕圈直径约30厘米。

a、开机先开主机,再按依次开震动棒、计量泵、风阀的顺序进行。

b、喷射完成先关主机,再依次关风风阀、计量泵和振动棒,然后用清水将机内、输送管路内残物清理干净。

c、严格控制拌合物水灰比,经常检查速凝剂注入环的工作情况,发现问题及时处理。

d、如有堵管情况,则必须先关闭主机,然后才能进行处理。

在Ⅴ级围岩地段及松散破碎洞口段,设有超前支护,以便在开挖前对围岩进行予加固、支护,超前支护手段有中空注浆锚杆、小导管注浆、大管棚注浆。

超前中空注浆锚杆钻孔仰角为5O~7O,其施做方法参见“八、(三)施工支护”。

(2)小导管施工工艺流程

(3)导管工艺有关参数和控制标准

a、采用φ42的无缝钢管,管壁开花孔,双侧梅花型布置,孔距40厘米。

b、长度3.5米,有效长度2.5米。

c、二排导管搭接长度1.0米。

(5)主要材料机具设备

主要材料:425号普硅水泥。

电焊机、管钳、钻头φ102、φ76、钢管联接套等。

钢管:热轧无缝钢花管,外径φ89毫米,壁厚6毫米,长35米。每间隔30厘米设1对φ10花孔,尾部2.0米不设。

水泥浆:水灰比0.8左右

a、按设计在拱部施做砼导向墙。导向墙宽、厚各1.0米,并在导向墙内按间距预埋孔口管。

c、钻孔达深度要求,依次拆卸钻杆。

d、顶管作业:采用钻机连接套管自动跟进装置连接钢管,将第一节管子推入孔内。

f、注浆。按配合比拌制水泥浆,注浆管路联连检查正确,注浆使管内浆液充填密实。

隧道分别采用一般后八轮出渣,指定渣场离隧道距离较短。

Ⅳ、Ⅴ级围岩地段设计有仰拱。仰拱应及时施工,以便施工支护封闭成环。

1、仰拱砼施工采取防干扰作业平台,在仰拱施工区段搭设一简易防干扰作业平台,平台上铺设轨道,使洞内出碴运输和仰拱施工互不影响。

(1)测量放样,确定内轨顶标高,用于推算仰拱基坑底标高;

(2)采用隧道扒碴机一次性开挖到位(隧道开挖时仰拱爆破一次到位,仰拱暂不出碴),人工辅助清理底部浮碴杂物;

(3)将上循环砼仰拱接头凿毛处理,仰拱与边墙基础间设连接筋;

(4)自检合格后,报监理工程师隐蔽检查签证,砼输送车运输浇筑,插入式振动棒捣固。为能尽早便于轨道通行,掺入适量早强剂。

隧道部分地段设有防排水措施:铺设防水板、施工缝设止水条、环向设软式透水管、抗渗砼,这对隧道衬砌不渗不漏的质量要求及防止地下水对砼的侵蚀具有重要的作用。根据设计地段及实际需要施作。

1、隧道防排水施工程序见下图:

(2)用快凝水泥砂浆将塑料胀栓包住;

3、施工缝膨胀性止水条

(1)根据衬砌厚度及衬砌形式自制拼装式钢模挡头板,每块钢模宽度为衬砌厚度的一半,同时将钢模根据安装顺序编号。

(2)全断面液压钢模衬砌台车就位后,按照钢模挡头板编号安装钢模挡头板,中间预留小凹槽,拆模后将止水条粘嵌在凹槽内,并用砼钉固定。

采用无射钉铺设工艺,防水板台架铺设作业。施工要求如下:

(1)防水板的拼接:橡胶防水板采用洞外拼接,拼接前先检查产品质量,产品质量合格后方可拼接。拼接现场要平整、清洁。拼接过程中严禁过度拉伸,不准出现褶皱、空鼓等,防水板之间搭接宽度不小于10厘米,接缝处涂胶均匀,粘接时要压平、压实,保证粘接质量。

(2)塑料防水板拼接采用焊接工艺,橡胶防水板采用粘接工艺。

(3)岩面检查。铺挂前认真检查喷混凝土面,保持喷混凝土面平顺,若局部凹凸严重,应先喷混凝土找平,突露的锚杆头、管棚头、钢筋头等应割除掉,并用砂浆抹平。

(4)防水板搭接:隧道内两幅防水板搭接时,接缝处搭接15厘米宽,并用钢筋或木条等压住接缝。铺设防水板地段距离开挖工作面不应小于爆破作业安全距离。

(5)防水板铺设。采用多功能自制台架,在岩面上打眼,锚钉锚固的方法进行铺设,保证防水板挂设的固牢性,同时,在锚固点上另外敷贴一块防水板,与挂设的防水板粘(焊)结牢固,保证其防水效果及铺设质量。

1、衬砌工艺流程如右图:衬砌工艺流程

a、衬砌台车就位时进行测量控制,灌注前进行复核。台车下部支垫稳固,上部及两侧面用短撑支撑牢固,防止晃动。

b、对模板进行测量控制,保证模板缝成直线。

c、灌筑砼两侧对称同时进行,注意控制两侧泵送砼的均匀性,两侧灌注砼高差不得超过50厘米。

d、每循衬砌前,对上一组衬砌接缝处的砼凿毛、清洗,并刷一层水泥浆以使新旧砼接合良好。

e、砼灌注连续一次灌筑完毕,如发生停电等意外事故必须停工时,将灌注面整平、振捣好。停工2小时以上,要等24小时后才能接灌。

f、拱部封顶时,必须填满捣实,不得有空隙。

g、根据洞内湿度情况采用洒水或自然养生。拆模在拱部砼达到设计强度的75%以上时进行,拆模时注意砼模角及表面的保护。

h、耐腐蚀砼,按耐腐蚀外加剂掺量要求准确计量拌合均匀,灌注中分层振捣密实。

检验Ⅳ级围岩段二衬钢筋

4.9衬砌背后充填注浆

按设计要求,Ⅳ、Ⅴ级衬砌背后进行充填注浆,将衬砌背后的空隙填满,同时起到防水作用。

b、有防水板段衬砌背后压浆,应在衬砌时预埋注浆管,安装注浆管时与预埋管焊接。无防水板段,则进行钻孔埋管。

c、压浆工程分初次和检查压浆两步进行。初次压浆用压气双筒压浆机,在0.4~0.5Mpa压力下压注1:1~1:1.5的水泥砂浆,水灰比1:1。注浆要保证充填密实。

d、注浆孔口用水泥砂浆封堵密实,避免地下水从孔口渗出。

e、各洞口为上坡时,从洞口开始向前逐段压浆,循向压浆按先拱脚后拱顶顺序压浆。当为下坡时,拱部衬砌应每隔20m用混凝土同时灌筑0.5m宽的隔墙,防止压浆时有浆液远流。

4.10隧道用电、通风措施

按同一时间洞内最多工作人员人数计算:

Q=k×m×q+W×3

k——风量备用系数K=1.25

m——同时最多工作人数m=100

q——每人所需新鲜风量q=3m3/min人

Q=1.25×100×3=375m3/min=6.25m3/S

按最小风速验算,废风抽出过程中自然稀释,浓度较低,参考经验值取Vmin=0.15m/s。

故:Q=Vmin×Smax=6.4m3/s。

采用PVC拉链式软风管,直径D=1.0m,管节长100m。风流在管道中呈完全紊流,管壁光滑取k=0.001则α=λ·ρ/8,式中λ=1/(1.74+lg(d/k))2;ρ=0.122kgf.s2/m4得出α=0.000258,考虑到通风最困难时期,风管长L=800m。

则h摩=α·L·U·Q2/S3

局部阻力:采用直径1.5m的风管,管道内局部阻力系数ξ取0.3,则

h局=ξ·Q2·D/(2g·S2)=2.57mmH2O

h总=h摩+h局=500.32+2.57=502.89mmH2O

通风机选择:风机功率:N=B·Q供·h总/(102η)

式中:B——通风机安全系数采用1.05,B1——电机安全系数采用1.2,η———通风机效率取0.7,η1——电机效率取0.95

则N=1.05×18.72×502.89/(102×0.7)=138.5KW

电机功率:N1=N×B1/η1=138.4×1.2/0.95=175KW

根据供风量和N1=175KW选用1台2×110KW轴流式风机,能够满足风量需要。

第五章铁路坡隧道重大塌方处理

K23+880K23+875K23+873k23+868.5

根据以往施工经验及同类地质地段支护条件,确定本段地质围岩不能形成自稳,在没有强性支撑的情况下,作业人员,根本无法进入现场进行施工!

现K23+880~K23+868.5拱后塌腔700m3多,依据现目前支护条件,根本无法满足安全施工生产要件,质量保障要素。

从隧道施工安全预支护系列来讲主要存在小导管及大管棚作业两种操作思路。结合现场实际塌腔条件,最大腔体进深达到9m,小导管作业不可行,故采用大管棚作业。

施工方案宜采用确实可行的方法进行操作,前提是消除安全隐患,减少质量隐患,提高生产效率为前提。

回填断面、封闭掌子面→泵送C20砼回填塌腔→管棚钻进作业→管棚注浆→检查周边断面变形情况、及时修正→确认管棚作业成功→断面左幅小于1.0m进尺挖方→初期支护→断面右幅小于1.0m进行挖方→闭合平洞初期支护→上部闭合10m对左幅仰拱进行开挖布设仰拱工字钢→左幅仰拱开挖闭合仰拱工字钢→左幅C15片石回填→右幅C15片石回填→下10m循环

一、洞内断面回填(断面封闭),现只能采用从路基部分借方进行回填,回填工程量较大,需要周期10天左右;本项工作重要思想是顶住拱脚、边墙,抑制边墙部位发生形变,再则即为腔体回填注浆提供相关模型,保障砼质量及回填数量;

三、管棚作业:首先潜空钻布设于安全洞室,利用专线进行照明、施工,相关作业支架须稳固;

四、洞室回填的挖除与型钢拱架的架设是应力构件发生受力变化的重要环节,在挖除时必须进行短进尺(小于1.5m),边墙及上部先进行挖除,以利于工字钢的架立及相关初期支护的作业,待支护完毕后,方可进行挖除核心土,由此进行循环。

五、超前小导管的布设,作为塌方地段大管棚的必要开挖补充,特别是掘进至垮塌断面下方,管棚由于上抬加大,开挖后,围岩临空面扩大,围岩应力释放,极易产生垮塌,在搭接长度不小于2m情况下,稳步推进断面掘进,确保作业人员安全及洞室稳定性;

六、仰拱部位开挖及支护,在塌方地段均受地质构造影响,底板的受力状态不佳,故设置仰拱,与上部初支、二衬闭合成环形受力结构断面;开挖过程中进行长度为5m左半幅仰拱工字钢作业,待过12小时后,对右半幅进行作业,并进行改道,在右幅仰拱、填充作业完成后,改道进行左半幅仰拱、填充作业,采用松动爆破方式,用挖机辅助修整底板,减少地质扰动,由此循环。

七、断面开挖,采用台阶与导洞结合方式,减少单位爆破除渣量,减少单次火工品用量对围岩的冲击荷载,每循环1.5m;且立即对开挖1.5m进行初期支护。

八、围岩监控,对已支护部位进行布点监控,及时发现洞室变化、地平变化,发现隐患及时撤出人员、设备,并进行进一步分析、论证。

5.4铁路坡隧道塌方处理个人总结

铁路坡隧道塌方处理的80天的时间里,虽然我作为一名现场监理人员,但我对整个隧道塌方处理过程有较深的了解,对每一道工序都现场旁站,熟悉每一个地方的情况,可以说在塌方处理中我进隧道的次数是最多的,看到的也是最全面。通过这次隧道塌方处理我有了一些关隧道塌方处理的经验和隧道坍塌防治措施。

为确保隧道隧洞施工安全,加快隧道隧洞施工进度,建议在施工中采用超前地质预报技术。超前地质预报技术包括隧道隧洞不良地质超前地质预报和重大施工灾害两大部分。隧道隧洞施工地质灾害的发生,与不良地质的存在和施工辅助办法不当密切相关,主要是不良地质的存在。隧道隧洞不良地质的超前预报。依据预报距离,分长期和短期两种预报形式。

施工地质灾害临近警报技术是在长期、短期超前地持预报的基础是进行的。该技术计要包括隧道隧洞内掌子面初步揭露的可以造成塌方的断层破碎带、岩溶陷落柱和可以造成岩爆的围岩环境的准确鉴别技术,临近水源体时的超前探水及其监测技术,包括塌方、突泥突水、煤与瓦斯突出和岩爆可能发生的判断技术。

2、掌握坍塌前的第一手资料

坍塌发生是有许多前兆的,如岩石颜色的变化,钻进速度与回水最的大小及钻进感觉变化等,都是重要的第一手资料。所以一线工人应将有关信息及时反馈有关方面,要下序爆破作业时对爆破参数进行调整,做到既保证有效进尺,又不破坏软弱围岩的应力平衡。

有下述现象发生时:1)围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快;2)围岩面不断掉块剥落;3)初期支护喷混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块土石方平整施工方案,钢架严重变形,应先撤出工作面上的施工人员和机械设备,指定专人观察和进行加固处理。

3、隧道高地应力坍塌的预防

由于隧道高地应力引起的坍塌具有极大的破坏性,在施工中应采取各种有效手段进行详细地质调查,尤其是对地质构造和隧道上方的调查,因为高地应力地段上方的破坏性远大于前方的破坏性,而且具有突发性。

开挖对围岩扰动的影响程度是引发高地应力地段应力释放的导火索,开挖断面是应力释放的临空面,决定了应力释放引起的破坏规模,所以在施工中采取小断面、短进尺、弱爆破开挖是避免突发性地质灾害的有效手段。

高地应力板岩地段采取劈裂注浆加固围岩是一种有效的预防坍塌方法,通过对高地应力围岩注浆增加其稳定性的同时,在一定程度上释放了围岩应力。

YB/T 4451-2015 预应力混凝土用刻痕钢绞线4、提高围岩自支护能力

根据国内外施工经验,提高围岩自支护能力是控制围岩的松弛和坍塌的基本方法,其原则是:稳定掌子面、及时封闭断面和加固地层等。

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