项目5隧道施工基本作业
目录Contents预支护任务5.1爆破作业任务5.2装碴运输任务5.3初期支护任务5.4
目录Contents围岩变形监测任务5.5防排水施工任务5.6二次支护任务5.7辅助坑道施工任务5.8
铁路山岭隧道常用的掘进方式是钻眼爆破掘进法。隧道施工基本作业的整个流程,包括隧道的预支护、爆破作业、装碴运输、初期支护、围岩变形监测、防排水施工、二次支护以及辅助坑道施工。
教学目标知识目标通过本项目的学习,学生应掌握预支护施工的内容和方法,隧道钻爆方法,喷锚支护的原理和施工工艺,初期支护和二次支护的施工过程,监控量测的内容与方法,防排水工程的施工方法,辅助坑道施工相关要点。能力目标通过本项目的学习,学生能够进行超前锚杆、管棚等预支护措施的施工环节指导,认识隧道开挖常用的装碴运输机具,根据隧道断面进行初步钻爆设计,进行喷射混凝土、锚杆施工,按要求进行拱顶下沉等洞内观察。
教学目标案例1.工程概况堡镇隧道位于湖北省长阳县贺家坪镇和榔坪镇之间,采用左、右两座平行的单线隧道方案,线间距30m,左线隧道全长11563m,右线隧道全长11595m;隧道设人字坡,最大坡度15‰,最小曲线半径R=2000m;右线隧道初期为辅助左线隧道施工的平行导坑,待左线隧道贯通后再扩挖成右线隧道。堡镇隧道出口段穿越长阳背斜北翼,主要工程地质有粉砂质页岩夹泥质粉砂岩、黑色薄层硅质岩夹黑色页岩、灰黑色页岩与薄层含炭质页岩互存等,围岩较为破碎,节理发育,地下水以基岩裂隙水为主。受隧道埋深(最大埋深600m)和构造影响,围岩内部地应力较大。堡镇隧道施工基本作业
教学目标根据开挖揭示,堡镇隧道出口端主要不良地质是高地应力软岩大变形,左右线受高地应力影响长度约7600m,穿越炭质页岩地层约2600m。岩层受高地应力影响褶皱明显,围岩松散破碎、遇水成软塑状、抗压强度低,开挖后不能自稳,掌子面稳定性极差,施工进度非常缓慢,支护难度大。在高地应力作用下,特别是进入富水的高地应力炭质页岩后,初期支护发生了很大的变形,最大日变形量达到190mm,累计最大水平收敛值为996.77mm,累计最大拱顶下沉值为341.01mm。在高地应力软弱炭质页岩段施工时,掌子面岩石产状扭曲,岩层破碎,局部围岩有饼化现象,开挖后围岩不能自稳,按照设计参数支护后,监控量测数据显示开挖后变形值较大,已支护地段局部喷混凝土开裂、钢架扭曲、围岩长时间不收敛、支护侵入净空,严重影响了施工安全和工程质量,如何有效克服软岩地段高地应力产生的大变形成为堡镇隧道施工中的重、难点。
教学目标2.施工原则(1)以新奥法施工精髓“弱爆破、短进尺、强支护、勤量测、早封闭”为总体施工原则。(2)合理选用超前地质预测预报技术,及时做好地质预报工作,提前揭示掌子面前方及周边围岩状况。(3)根据地质预报资料确定合理的超前支护措施、开挖方法和循环进尺并及时进行优化,尽量减少对周边围岩的扰动和破坏,确保掌子面围岩稳定。(4)开挖后及时施作初期支护,初期支护紧跟开挖掌子面;选用强有力的柔性支护体系,先柔后刚、先让后抗。(5)尽早施作仰拱或临时仰拱,确保施工支护及时封闭成环。(6)加强监控量测工作,及时掌握围岩的变形和支护的稳定情况,合理确定开挖的预留变形量并提供调整和修正支护参数的依据。(7)通过对监控量测数据的分析,提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据,确定二衬设计依据、合理施作时间并及时封闭。
教学目标3.超前支护因围岩破碎,地应力高,围岩开挖后不能自稳,为防止拱部围岩发生垮塌,在掌子面掘进前,需采用?42小导管注浆进行预支护,将水泥浆强制注入拱部岩石裂隙内,使浆液和破碎的岩石形成一个整体性较好的胶结体拱状壳,加上小导管自身所发挥的管棚作用,可以承受相当大的压力,这样就可以极大地改善开挖作业的安全性,防止塌方。小导管采用壁厚3.5mm的?42mm无缝钢管,前端20cm范围内加工成圆锥形,以减少打入时的阻力;在小导管前部2/3范围内管壁上钻小孔,以利于浆液均匀扩散,孔径约1cm,小孔间距50cm,呈梅花形布置。施工时,通过拱部型钢钢架腹壁预留的孔洞沿拱部开挖轮廓线外10cm左右进行钻眼,外挑角6°~10°,小导管环向间距0.4m,每环施工25根,为保证管棚作用的连续性,每环小导管纵向搭接长度不短于1.0m,一般情况下,每两循环施工一环超前小导管。浆液采用水泥浆,注浆压力一般控制在0.2MPa左右。
教学目标4.隧道开挖根据高地应力段软岩易坍塌的特点,经过逐步优化,最后选用短台阶和双侧壁相结合的开挖方法。此方法可以尽量减少一次性开挖面积,维持掌子面的稳定;各部位采用错开开挖,有利于减少掌子面高度,增大其稳定性;同时可以缩短开挖和支护之间的时间间隔,减少每次支护量,缩短每部位支护工作的时间,防止围岩变形、坍塌。开挖顺序和