岩溶条件下隧道工程施工技术.docx
- 文档编号:24010317
- 上传时间:2023-05-23
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:21KB
岩溶条件下隧道工程施工技术.docx
《岩溶条件下隧道工程施工技术.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《岩溶条件下隧道工程施工技术.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
岩溶条件下隧道工程施工技术
岩溶条件下隧道工程施工技术
1.岩溶:
岩溶是可溶性岩层(如石灰岩、白云质灰岩等)受具有溶解能力(含CO2)的水的长期作用而产生的。
由于溶蚀的形成,位置、塌陷作用的不同,岩溶个体形态、大小也不同。
岩溶可概略分为以下几种情况。
1.1按有无地下水分:
1.1.1溶缝、溶槽、溶洞暗河支岔通道有季节性流水。
1.1.2长年流水。
1.1.3溶洞内无水,其中有充填物或干燥无充填物。
其规模有大有小,大的有几十米,如某隧道出口正洞掘进1600m遇上特大溶洞,溶洞沿线路长80余米,隧底面以上高25m,宽约60m,洞分四层,通道、支洞错综迂回,其下有常年流水的暗河,小的多在10m以内。
1.2按其出露在隧道洞身部位分
1.2.1位于隧道顶部或顶部的一侧
1.2.2位于隧道的墙部或墙部的一侧
1.2.3位于隧道的底部或底部的一侧
1.2.4洞身全部在溶洞或溶洞填充物内穿过
溶缝、溶槽、溶洞等,有沿线方向的,有与线路正交或斜交的,当隧道施工穿过可溶性岩层时,常遇见大小不等,形状各异部位不同,充填物及充填程度和含水量不等的溶缝、溶槽、溶洞及暗河通道等。
如宜宾至珙县铁路的某隧道长3376m,在施工中先后遇到溶洞、溶缝、溶槽、暗河通道等达数十次,它们都给施工带来一定的困难。
有的甚至改线绕道,如某特大溶洞,就在洞内设三个弯道,绕开溶洞。
2.隧道遇到各种溶洞的处理措施和施工方法:
隧道施工中遇到溶洞地段时,首先要查明溶洞分布范围,类型情况,岩层的稳定程度,溶洞内填充物和地下水流情况等,分别采取截、引、堵、越、绕等措施进行处理和施工。
2.1拦截地表水
根据勘测资料和施工现场观测,当地表自然沟床,汇水洼地发现有溶穴、落水洞、漏斗、竖井等为隧道地下水补给来源,补给量随季节变化,则采用拦截地表水。
如为自然沟槽,采用在溶穴、落水洞、漏斗、地表陷穴四周施作浆砌片石排水沟。
如地表为一溶蚀封闭洼地,则可采用截水沟,泄水暗管,泄水暗管将水引到隧道渗泄区以外。
如图一为某隧道地表水截水处理的实例
溶蚀洼地
540
530
520
510
宜宾珙县
泄水沟
540
530520520510
图一
2.2引排地下
当隧道掘进遇到溶洞有流水时,宜排不宜堵,首先应查明水源,涌水量,流向及与隧道位置的关系,采取以排为主,截引相结合的措施常年流量大的采用开凿泄水将水排除洞外,流量小的可采用拦截引排将水引入隧道排水沟内,排出洞外。
2.2.1常年流量大的岩溶地下水,即隧道排水沟无法正常完全排走的水。
2.2.2隧道设有平行导坑:
地下水出露在平导一侧,比较好处理,可自平导凿泄露水洞,将水引入平行导坑排走。
当地下水出露在平行导坑的另一侧,则需将水排引到平行导坑一侧,再由平行导坑开凿至正洞的泄水洞将水引入平导排出至洞外。
当地下水出露在平导另一侧,拱顶上部,或隧道拱顶以上时,可在拱顶以上设渡槽,横跨隧道,将水引至平导一侧由泄水洞排至平导。
渡槽两端置于拱顶以上的岩帮上,然后用竖向暗沟,将水引至泄水洞,再引入平导,排出洞外。
如图二
渡槽
涌水
竖向盲沟
隧
道
平行导坑
泄水洞
中
线
图二
当地下水出露在平导另一侧,拱顶至隧底标高,可采用竖向间沟或在隧道衬砌范围外用浆砌片石拦水墙拦截地下水,当地下水出露较高时用间沟,出露较低时用拦水墙,然后用暗沟或暗管将水引至平导一侧,再由泄水洞排往平导排至洞外。
如图三
平行导坑
涌
水
泄水洞
图三
2.2.3当隧道未设平行导坑时,其在隧道部位的处理方法,基本同有平行导坑,但泄水洞要选择适当位置将水排除至洞外。
2.2.4一般涌水即利用隧道排水沟能正常泄排走的水。
在隧道施工中常遇到的是一般涌水。
仍以引排为主,其处理方法是:
涌水在隧道顶上部出露的,采用在衬砌范围以外,拱部设渡槽和墙部竖向暗沟,将水引至墙脚外侧,在衬砌边墙脚留一暗洞或理设钢管将水引入隧道排水沟,当涌水出露在边墙部位,在边墙衬砌以外可设竖向盲沟或暗沟、将水引至边墙脚外侧,在边墙衬砌时,墙脚留一暗洞或理管将水引入隧道排水沟排出洞外。
2.3堵填
2.3.1对已停止发育,径跨不大,无水或渗水较小量,可根据其与隧道相交的位置及其充填情况,采用浆砌石或砼回填封闭,并辅以适当的引排水。
2.3.1.1溶槽位于隧道拱部,横穿隧道且有水,但溶槽不大,有部份充填物。
采用浆砌征石回填封堵拱顶,其宽度至拱脚外2m,并在涌水侧,作竖向暗沟或盲沟,将水引入隧道排水沟。
如图四
竖向暗沟或盲沟
浆砌片石
2m
图四
2.3.1.2溶洞们于隧道中部或一侧,仍采用浆砌片石封闭,渗水引入隧道排
水沟。
如图五
泄水孔
图五
2.3.1.3溶洞隧底部且较小时,仍采用浆砌片石或砼封闭。
2.3.2隧道穿过溶洞,下部为充填物,拱部以上空洞,可采用加强衬砌,拱顶以上设浆砌片石,浆砌片石以上设干砌片石封闭.如空洞过高,可视岩石破碎程度,对空穴岩壁可进行适当喷锚加固。
图五为某隧道K58+167~K58+177一段,隧道洞身穿过溶洞充填物,充填物干燥紧密,拱顶为空洞的处理实例.衬砌改为Ⅰ类围岩,曲墙有仰拱,拱部增设钢轨骨架。
3.0干砌片石回填
φ12钢筋
1.5
12kg钢轨弯制钢拱架
浆砌片石子
图六
2.4跨越:
当溶洞较深时,不宜采用堵填封闭的方法,可采用梁、拱跨越,钽梁端或拱座要置于稳固可靠的基础上,在隧道施工中,以梁跨越较多,且施工较为方便。
当隧道道边墙县空时,设钢筋砼或钢轨托梁通过,隧道底部以钢筋砼梁通过,易于施工,质量可靠。
如宜珙铁路马蹄山隧道K61+780~K61+798段为一大溶液洞,隧道全断面位于溶洞内,且溶洞很深不宜回填。
变更设计,两侧边墙下设38kg/m旧钢轨束钢筋砼托梁长16m通过。
隧底设16m钢筋砼梁跨过。
施工时托梁基础和桥台一起施工。
2.5施工中遇到特大和一时难以处理的溶洞。
为使工程不陷入停顿,可以改线绕行通过溶洞或用迂回导坑绕过溶洞区,继续进行施工一面进行溶洞处理。
如宜珙铁路某隧道,在距出口1600m,k58+320~+400遇到一特大溶洞,溶洞沿线路长达80余米,隧底面以上高25m,宽近60m,洞分四层,通道支洞错综迂回,其下有常年流水的暗河.处理十分困难,经设计院现场设计组变更设计在隧道内增设3个弯道,改线绕行,避开溶洞通过。
3、施工工艺
3.1拦截地表水施工工艺
3.1.1截水沟和泄水沟施工工艺
测量溶蚀洼地绘水面积、调查落水洞的水量
设计截水(泄水)沟截面形式和大小和流水坡率标高
测量放线,测放出水沟位置
用人工挖水沟,石方小炮爆破开挖
用人工砌筑截(泄)水沟
3.3.2泄水暗管施工工艺
测量放线
开挖沟槽
预制暗管
埋设暗管
回填埋设的暗管
3.2引排地下水工艺
3.2.1拱顶横向排水渡槽:
搭设脚手架及支架并将水引至渡槽外侧
处理、加固岩帮设置渡槽两端的基岩
制作模型
立渡槽底槽
弯制钢筋
绑扎渡槽底板钢筋、立底板外模
灌注底板砼
立内模、绑扎渡槽侧墙钢筋
立外模、灌筑侧墙砼、外模随砼灌筑逐渐加高
养生、折内模
将水引入渡槽
拆除外模和支架、脚手架
竖向暗沟,分段自下向上灌注,先于渡槽灌注完毕。
3.2.2泄水洞施工工艺,泄水洞开挖,采用人工手持风动凿岩机钻孔,爆破开挖,人工翻碴至平行导坑,或人力车运输至洞外,其工艺流程如下:
测量放线、布置炮孔
钻孔、爆破
通风、出碴
开挖一段后、支护衬砌
往复循环至贯通
3.2.3暗沟施工工艺
测放暗沟位置
开挖、修凿、检查暗沟断面
立下节暗沟模型
灌注下节暗沟砼
拆除下节内模
立上节模型
灌注上节砼
养生拆模
3.3回填封闭:
一般浆砌片石或灌注砼常规方法
3.4边墙跨越托梁施工工艺
变更设计、确定托梁形式和结构布筋
两端基础处理和加固可与桥台同时施工处理
搭设支承架立底模
放置旧钢轨和绑扎钢筋
灌注托梁砼
养生拆模
灌注边墙砼(边墙砼也可同托梁砼一起灌注)
3.5隧底部跨越桥梁施工工艺
变更设计、确定桥梁结构形式
测量放线
桥台基础开挖(与托梁基础一起施工)
桥台浇筑
搭设浇筑梁部支架、立底模
绑扎梁部钢筋和立侧模板
灌注梁部砼
养生、拆模
4.劳动力组织进度指标
4.1地表截水沟、泄水沟:
采用一班制施工,一个施工段,2~3作业面两个作业组20-25人,其中:
开挖作业组开山工。
约10人,砌筑作业组,石工3-4人,普工8-12人。
每日可完成30-40m。
4.2泄水暗洞,采用一班制施工:
2个作业组施工约25人。
其中开挖作业约10-12名,开山工担任挖沟出土,管节预制安装组12-14人,其中木工1人,钢筋工1人,砼工3-4人,石工1人,普工6-8人,每天可完成土石方30-40m3。
4.3渡槽:
一个综合作业组施工18-20人。
其中:
开挖工2人,架子工和木工2人,钢筋工2人,电工1人,卷扬机司机1人,砼工4人,普工6-8人。
4.4泄水洞:
采用三班制施工,每小班约10人,其中:
开挖工2-4人,翻碴、运输出碴工4-6人,电工1人。
需衬砌时,增加木工1人,砼工3-4人,每小班进度1.0~1.5m
4.5边墙托梁:
采用三班制施工,开挖工2-4人,木工2人,钢筋工2人,电工1人,砼工3-4人,普工2-4人,合计每班约15人。
4.6桥梁施工:
采用三班制施工,桥台开挖每小班开挖工6-8人,翻碴普工8人,合计每小班14-16人。
桥台砼灌注,每小班电工1人,木工1人,砼工3-4人,普工6-8人,合计12-14人。
桥梁综合作业班施工约20人。
其中:
电工1人,架子工2人,木工2人,钢筋工4人,砼工3-4人,普工6-8人。
5机械设备配置
5.1地表截水沟,泄水沟和排水暗管:
配备12m3/min一台,风动凿岩机4台,350L搅拌机一台。
5.2泄水洞:
利用隧道风水管和凿岩设备,不需另行配备。
5.3渡槽、托梁和桥梁:
开挖利用隧道的风水管路和凿岩设备,砼灌注仍用隧道衬砌的砼拌合和捣固设备,另增加1t卷扬机1台,钢筋加工设备一套。
6质量控制要点
6.1地表截水沟,泄水沟砌筑时,必须要先铺底灰,灰浆饱满,保证水沟不漏水。
6.2暗沟接头处要设砼基座,暗管接头要封堵,严密不漏水。
6.3泄水洞掘进施工中要掌握好坡度,保证排水畅通。
6.4渡槽暗沟施工量,需先临时引向渡槽的一侧,保证渡槽、暗沟施工不受水的影响,施工后需待砼达到一定强度,能确保砼不受水流冲刷影响时,方能将水引入渡槽和暗沟。
6.5托梁使用的旧钢必须经过探伤检查无断裂现象,且通长无接头,如需接长时,采用斜口焊接后,两侧再加鱼尾钣邦焊,同一截面的接头应小于50%,钢筋要保证位置正确。
6.6桥梁施工时,应保证底模支撑牢固模型不变形,钢筋位置正确。
6.7砼要捣固密实,在钢筋密集部位,用坍落度较大的砼,在整个灌注和捣固过程中必须保证钢筋不变形走位。
7.安全、质量及环保措施
7.1在隧道施工前,对地表进行详细勘察,结合设计文件提供的资料,分析研究岩溶状态,估计可能遇到溶洞的地段,制定过各类溶洞的施工方案及安全措施。
7.2对地表水、出水点、地表陷穴、等进行详细了解和测量,采取截排水和对地表进行必要的处理,防止地表水下渗。
7.3在掘进时,当凿岩机钻进速度变快时,可能已达到溶洞边缘,应注意观察地下水变化情况及裂隙溶蚀程度,当有所加剧时就加强支护及排水工作,放缓掘进速度,采用钻超前探孔的方法,探明前方地质和地下水情况,防止水囊、岩溶水暗河或泥夹水大量涌入隧道。
7.4当隧道掘进施工为下坡地段,可能遇到溶洞时,要准备足够的排水设备。
7.5当掘进达到溶洞边缘时,各工序要紧密衔接,加强支护,同时设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况,据以制定施工处理方案及安全措施。
7.6施工中溶洞顶板要经常检查及时处理危石,根据溶洞大小,顶板石质情况,对顶板进行适当的加固防护,如喷砼或锚、网、喷加固。
7.7在溶洞充填体中掘进.如充填物较松软,可用插板法,或开挖前劈裂注浆法施工,并注意预留沉落梁.如充分填物为碎石块堆积,可在开挖前采用注浆加固。
7.8溶洞未作出处理方案前,不要将弃碴倾填在溶洞中。
7.9施工污水废水排出洞外后,需经过沉淀后排放。
7.10开挖土石及充填物要弃置在指定弃土场,作好弃土场防护,防止堵渠污染河流及损害农作物。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 岩溶 条件下 隧道 工程施工 技术