隧道工程施工论文.docx
- 文档编号:30281251
- 上传时间:2023-08-13
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:708.93KB
隧道工程施工论文.docx
《隧道工程施工论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《隧道工程施工论文.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
隧道工程施工论文
●1洞门的作用[1]
隧道洞门的作用体现在以下几个方面:
(1)隧道洞门可以减少洞口土石方开挖量。
洞口段范围内的路堑是根据地质条件以一定坡率开挖的,当隧道埋至较深时,开挖量较大,设置隧道洞门可以起到挡土墙的作用,减少土石方开挖量。
(2)稳定边坡、仰坡。
修建洞门可以减小引线路堑的边坡高度,缩小正面仰坡的坡面长度,使边坡及仰坡得以稳定。
(3)引离地表水流。
地表水流往往汇集在洞口,如不排除,将会侵害路线,妨碍行车安全。
修建洞门可以把水流引入侧沟排走,确保运营安全。
(4)装饰洞口。
洞口时隧道唯一外露部分,是隧道的正面外观。
修建洞门可以起到装饰作用,特别在城市附近、风景区及旅游区内的隧道更应配合当地的环境,给予艺术处理,进行美化。
●2隧道洞门设计形式[2]
根据隧道洞口所处的地形、地质条件,洞门形式也有所不同,主要有如下几种:
2.1洞口环框
当洞口石质坚硬稳定(
-
级围岩),且地形陡峻无排水要求时,可仅修建洞口环框,以起到加固洞口和减少洞口雨后滴水的作用。
2.2端墙式(一字式)洞门
端墙式(一字式)洞门是最常见的洞门。
它适用于地形开阔、石质较为稳定(
-
级围岩)的地区,由端墙和洞门顶排水沟组成。
端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口正面上的仰坡,保持其稳定。
洞门顶排水沟用来将仰坡流下来的地表水汇集后排走。
2.3翼墙式(八字式)洞门
当洞口地质较差(
级及以上围岩),山体纵向推力较大时,可以在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙。
翼墙在正面起到抵抗山体纵向推力,增加洞门的抗滑及抗倾覆能力的作用。
两侧面保护路堑边坡,起挡土墙作用。
翼墙顶面与仰坡的延长面相一致,其上设置水沟,将洞门顶水沟汇集的地表水引至路堑侧沟内排走。
2.4柱式洞门
当地形较陡(
级围岩),仰坡有下滑的可能性,又受地形或地质条件限制,不能设置翼墙时,可在端墙中部设置2个(或4个)断面较大的柱墩,以增加端墙的稳定性。
柱式洞门比较美观,适用于城市附近、风景区或长大隧道的洞口。
2.5台阶式洞门
当洞门位于傍山侧坡地区,洞门一侧边坡较高时,为了提高靠山侧仰坡起坡点,减少仰坡高度,将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式,以适应地形的特点,减少洞门圬工及仰坡开挖数量,也能起到一定的美化作用。
2.6斜交式洞门
当隧道洞口线路与地面等高线斜交时,为了缩短隧道长度,减少挖方数量,可采用平行于等高线与线路呈斜交的洞口(洞门与线路中线的交角不应小于45°)。
一般斜交式洞门与衬砌斜口段应整体灌注。
由于斜交式洞口及衬砌斜口段的受力复杂,施工也不方便,所以只有在十分必要时才采用它。
2.7喇叭口式洞门
高速铁路隧道,为减缓高速列车的空气动力学效应,对单线隧道,一般设喇叭口洞口缓冲段,同时兼作隧道洞门
2.8明洞式洞门
当基岩完整,坡面较陡,地面水不大,采用重力式内墙开挖量较大时,可采用钢筋混凝土锚杆式内墙。
外墙只承受由盖板传来的垂直压力,厚度较薄,要求地基承载力较小。
当地形狭窄,山坡较陡,基岩埋至较深而上部地基稳定性较差时,为了使基础置于基岩上且减小基础工程,可采用钢架式外墙。
1洞门的作用
隧道洞门的作用体现在以下几个方面:
(5)隧道洞门可以减少洞口土石方开挖量。
洞口段范围内的路堑是根据地质条件以一定坡率开挖的,当隧道埋至较深时,开挖量较大,设置隧道洞门可以起到挡土墙的作用,减少土石方开挖量。
(6)稳定边坡、仰坡。
修建洞门可以减小引线路堑的边坡高度,缩小正面仰坡的坡面长度,使边坡及仰坡得以稳定。
(7)引离地表水流。
地表水流往往汇集在洞口,如不排除,将会侵害路线,妨碍行车安全。
修建洞门可以把水流引入侧沟排走,确保运营安全。
(8)装饰洞口。
洞口时隧道唯一外露部分,是隧道的正面外观。
修建洞门可以起到装饰作用,特别在城市附近、风景区及旅游区内的隧道更应配合当地的环境,给予艺术处理,进行美化。
2隧道洞门设计原则
隧道洞门位置应该根据地形、地质水文等条件,着重考虑仰坡及边坡的稳定,同时应该结合洞外有关工程及施工条件、运营要求,同时还要满足有关规范的要求,不能随心所欲,但我们可以利用这些因素进行巧妙的结合,使洞门建筑融汇于自然环境当中,达到所需之目的。
因此,在洞门设计构思时应考虑若干主要原则。
2.1建筑与结构相结合的原则
洞门是隧道工程的门墙,其总体作用分为结构和美化两个方面。
前者具有支持山体,稳定边坡并承受该处地层上的压力的作用,后者起到美化隧道的作用。
前者是受力所需,后者是审美和艺术的需要。
研究隧道洞门设计是研究建筑物的现象学,建筑物的外观在人们头脑中产生一种直觉,使他们意识受到影响并转变为感受理解。
公众通常认为隧道洞门设计是类似于挡土墙,其实隧道洞门外墙的作用要比公众认为的大一些,其外部形式不仅仅是赏心悦目,从实用角度而言,它有着更深远的意义,它成为一种环境的隔膜,把外部自然环境与内部人工环境分开,并可将隧道与周围环境连接起来。
建筑设计的艺术和科学就是把各种元素组合成一个建筑物的整体,将建筑与结构设计有机地结合起来,使之既美观又符合功能要求。
(图6隧道洞门与周围结构相结合)
2.2环境与意境相结合的原则
隧道洞门位置或在丛林之中,或在岩石之壁,或依山傍水,洞门所处的自然环境是得天独厚的。
通过隧道所处的地理特点进行构思,它可丰富我们在洞门设计中意境构思的素材,将环境和意境结合起来就会构思出优美的洞门形式。
2.3洞门形式与洞口地形相协调的原则
一座隧道采用什么形式的洞门,应结合隧道所处的地理位置、地形地貌情况、洞口场地的宽阔程度来确定,使之协调统一。
(图7隧道洞门与洞口地形相结合)
2.4外墙装饰与相邻建筑物相协调的原则
洞门外墙装饰对隧道建筑的美观效果和功能发挥起着很大的作用。
一幢建筑物的设计效果除了它的立面造型、比例尺寸和功能分区等设计手法和风格有关外,还与其饰面材质的选用有关。
外墙的装饰效果是通过对材料的色调、质感和线条三方面来体现。
隧道洞口又称之为“洞脸”,脸是要装饰和打扮的,否则会失去应有的美丽。
3隧道洞门设计形式
根据隧道洞口所处的地形、地质条件,洞门形式也有所不同,主要有如下几种:
3.1洞口环框
当洞口石质坚硬稳定(
-
级围岩),且地形陡峻无排水要求时,可仅修建洞口环框,以起到加固洞口和减少洞口雨后滴水的作用。
(图8环框式洞口)
●3施工方法
隧道洞口段工程包括洞口土石方施工,边仰坡施工,明洞及明暗交接处的施工,洞门施工等,具体施工方法分述如下。
3.1洞口土石方的施工[3]
施工准备工作完成后,即首先进行洞口土石方的施工。
洞门砌筑及边仰坡开挖严格按设计坡度施工。
1)按照图纸的要求,准确测量放样,开挖线整体拉通,在洞口施工的线位上进行边坡、仰坡自上而下的开挖,严禁采用大爆破,采用零仰坡进洞,尽量减少原地貌的扰动。
2)边仰坡开挖前清除边坡、仰坡上可能滑落的表土、灌木及山坡危石,应结合施工和运营阶段的隧道安全和环境保护等因素确定。
3)洞口端墙处的土石方,结合地层稳定程度、洞门施工季节和隧道施工方法等进行开挖。
明洞地段考虑上述条件,确定全段开挖或分段开挖。
4)松软地层开挖边坡、仰坡时,随挖随支护,加强防护,随时监测、检查山坡稳定情况。
5)进洞前必须完成应开挖的土石方。
废弃的土石方,应堆放在指定地点,边坡、仰坡上方不得堆置弃土废石方。
6)进出口截水沟由人工开挖并施工。
截水沟施工完成后,人工配合机械开挖洞口,以尽量减少破坏原有植被和岩体为原则,按设计坡度一次性整修到位,围岩破碎的部位及时上报,通过与业主、设计院、监理处沟通,变更加强支护系数。
7)洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇坚硬石质地层采用小爆破进行松动,运输采用自卸车,挖方岩土体满足设计及规范要求时可用于路基填筑。
洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要,合理布置供风、供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。
3.2洞口边仰坡施工[4]
在进行临建施工和场地施工的同时,将洞顶截水天沟及明洞两侧排水沟开挖成型,将仰坡面整修圆顺,洞口开挖自上而下按设计坡比开挖,施工过程中尽量避免扰动土体,以防围岩风化,雨水渗入导致坍塌或滑坡,为保证边坡稳定,在开挖前首先施作好洞顶天沟及仰坡防护。
仰坡防护按设计(间距1m×1m,梅花形布置)先打设Ф22砂浆锚杆或Ф42注浆小导管,铺设20×20cmф8钢筋网,喷射10cm厚C20混凝土。
在不改变设计数量的前提下,在拱圈以上1m范围内适当加密锚杆的间距,1m以外适当减稀,以增强洞门仰坡的稳定性。
边坡防护按设计(L=4m,间距1m×1m,梅花形布置)打设Ф22砂浆锚杆,铺设20×20cmФ8钢筋网,喷射10cm厚C20混凝土,并结合零仰坡设计方案。
为便于管棚钻机安装和打孔,明洞及洞口开挖分台阶进行,第一次开挖至明洞顶,开挖后及时进行边坡防护,第二次开挖至洞顶下2m标高进行管棚施工,第三次完成剩余部分开挖。
3.3明洞及明暗交接处的施工[5]
明暗交接处的施工是隧道施工的重点,必须高度重视,根据全路段各隧道的具体情况拟定如下施工方法及步骤。
3.3.1明洞采用明挖法,用挖掘机配合自卸汽车装运渣。
3.3.2明洞开挖至露出暗洞拱部后,停止明洞开挖。
3.3.3管棚施作完后,才进行暗洞开挖。
3.3.4最后进行明暗交接处的整体二次衬砌及明洞防水结构、洞顶回填土夯实的施工。
按设计要求作好明暗交界处的防水细部施工。
明洞段顶部回填土石方要对称分层夯实,回填至拱顶后分层满铺填筑,洞顶回填面层要严格按要求分层夯实,以防渗水。
3.3.5暗洞开挖时必须严格按设计进行管棚与超前锚杆施工,在预支护的保护下采用弱爆破、短开挖、强支护的方法施工,严防坍塌冒顶。
3.3.6洞门基础开挖到设计标高后,首先做好防排水工作,清除基底松渣,及时施作洞门混凝土和明洞混凝土,洞门端墙与明洞相邻拱架同时浇注,洞门拱墙浇捣混凝土前注意安放连接钢筋,洞头顶部混凝土放在拱墙混凝土完成后进行。
洞门装饰和隧道名碑在混凝土完工后进行。
施工中应按规范要求做好泄水孔。
在导坑开挖50m后开始进行明洞混凝土浇筑。
明洞混凝土首先浇筑10m,以充分利用明洞场地,浇筑前,做好定型挡头板、外模、骨架,将按设计尺寸加工的钢筋绑扎在施工部位,同时,采用全断面液压衬砌台车立模。
混凝土入仓采用泵送形式,采用插入式振动棒振动密实。
明洞浇筑实测项目
表2-1[6]
项次
检查项目
规定值或应许偏差
检查方法和频率
1△
混凝土强度(MPa)
在合格标准内
按规范检查
2△
混凝土厚度(mm)
不小于设计
尺量或地质雷达:
每20m检查一个断面,每个断面至拱顶每3m检查一个点
3△
混凝土平整度(mm)
20
2m直尺:
每10m每侧检查2处
明洞防水层实测项目
表2-2
项次
检查项目
规定值或应许偏差
检查方法和频率
1
搭接长度(mm)
≥100
尺量:
每环侧3处
2
卷材向隧道延伸长度(mm)
≥500
尺量:
检查5处
3
卷材于基底的横向长度(mm)
≥500
尺量:
检查5处
4
沥青防水层每层厚度(mm)
2
尺量:
检查10点
明洞回填实测项目
表2-3
项次
检查项目
规定值或应许偏差
检查方法和频率
1
回填厚度(mm)
≤300
尺量:
回填一层检查一次,每次每侧检查5点
2
两侧回填高差(mm)
≤500
水准仪:
每层侧5次
3
坡度
不大于设计
尺量:
检查3处
4△
回填压实质量
符合设计要求
层厚及碾压遍数
●4洞门施工工序
4.1施工准备
4.1.1材料准备
本洞门施工使用的主要材料有料P.42.5水泥、粗砂、5~31.5mm碎石、碎石、Ⅱ级粉煤灰、高效减水剂、Φ20带肋钢筋、Φ16带肋钢筋、φ8圆钢、塑料排水盲沟、φ50塑料透水盲管、Φ100PVC管及无纺布等。
4.1.2施工准备
先采用挖掘机及人工风镐开挖路隧过渡段、洞门端墙及挡翼墙基础;开挖完后,报请监理、设计进行现场勘察后,经核对,与设计图纸无误(达到规范要求)后,再浇注混凝土。
将衬砌与端墙的连接钢筋补充完整,并使钢筋垂直于衬砌切线。
4.2施工工艺[7]
4.2.1施工工艺流程
总体施工顺序如下:
明洞衬砌混凝土浇注→端墙及挡墙基础浇注→洞门端墙第一次及挡墙墙身浇注→端墙第二次浇注(完成)→帽石浇注
4.2.2模板制作安装及加固
(1)本隧洞门墙模板均采用竹胶板制造,模板厚度不得小于15mm;确保木模板应具有足够的强度、钢度和稳定性。
(2)模板及支架安装必须稳固牢靠,接缝应严密不漏浆。
(3)端墙及挡墙模板网格采用细木条留出,即间距122cm×61cm,并保证模板接缝位于细木条处,细木条内宽1cm,外宽2cm,厚1cm,采取刨光处理。
洞门网格形象示意图如下(注意端墙与挡墙网格在同一高度)
(4)模板加固采用搭设φ50钢管满堂脚手架,在结构物外50㎝处搭设共设3排,排间距为0.9m,横杆间距0.6m,每隔两排立杆安装通长剪刀撑,在最外层设置450斜撑以确保整体脚手架稳定,为确保不影响洞内施工脚手架搭设时预留宽5m×高4m行车道。
模板内侧设置拉杆稳定钢模板,拉杆采用Ф16光圆钢筋制作,间距1.2m×0.6m,拉杆与边仰坡锚杆焊接连接。
为增强洞门墙整体刚度在模板背后采用φ50钢管做背带,横向背带间距0.6m,竖向背带间距1.2m,钢管与模板之间用U型卡连接固定。
4.2.3钢筋施工
(1)进口端墙采用C35钢筋混凝土,混凝土厚200cm。
主筋净保护层为5.5cm。
(2)钢筋布置:
端墙设置双层钢筋网,网格采用Φ16钢筋,网格尺寸33.3×33.3cm;层间距162.6cm,层间采用φ8光圆钢筋连接,梅花型布置,钢筋末端设置半圆弯钩;主筋与连接钢筋之间采用22#铅丝绑扎或点焊焊接;主筋与主筋之间采用单面焊缝搭接焊,搭接长度为10d。
端墙钢筋采用Φ22砂浆锚杆定位,锚杆每4m2设置一根,每根长4.5m。
(3)钢筋安设
主筋安设:
先安设衬砌外缘双层Φ16主筋,底部的与基础混凝土预埋的钢筋焊接相连,并保证主筋间的焊接接头错开距离在77cm以上,衬砌面上与衬砌预埋的接茬筋相连,待主筋架空并固定后,再将连接筋安设至设计数量。
注意浇筑时预留的钢筋长度要满足设计及规范要求。
4.2.4混凝土浇注
洞门端墙和挡翼墙分开浇筑,分层浇注每次高度不小于5m,将施工缝设置在模板缝处,立模中应控制好两侧模板高度,确保施工缝在同一高度内。
混凝土拌制采用机械集中拌制,搅拌运输车运送,混凝土输送泵输送入模,入模的自由倾落高度应保证其不发生离析,一般不应超过2m,浇筑的速度应适当控制,并随时观察模板稳定情况,浇注前,模板内的积水和杂物应清理干净。
挡翼墙及端墙分层位置处设置双排接茬钢筋。
接茬钢筋参数为:
Φ16mm带肋钢筋,长96cm,埋入端墙、挡墙的长度分别为60cm,沿挡墙竖向设两排,保护层厚度均为20cm,竖向间距60cm。
4.3施工技术要求[8]
4.3.1洞门端墙两侧的混凝土浇注及墙背后回填应对称进行,不得对拱、墙衬砌产生偏压。
4.3.2隧道洞门端墙和挡、翼墙的预埋件和预留孔洞的数量应符合设计要求,预留孔中心线位置允许偏差为10mm,预埋件中心线位置允许偏差为3mm。
4.3.3混凝土及砂浆配合比应符合设计配合比要求。
4.3.4端墙、挡墙和翼墙厚度不得小于设计厚度,坡面应符合设计要求。
4.3.5隧道门的端、挡翼墙结构几何尺寸允许偏差及检验方法应符合表2。
表2隧道门端墙和挡翼墙结构几何尺寸允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差(mm)
检验方法
1
基础轴线偏差
15
测量,每边不少于2处
2
结构厚度
-10
钻孔检查或尺量,不少于2处
3
高程
±10
测量,不少于2处
4
表面平整度
5
2m靠尺,不少于3处
4.4安全质量措施[9]
㈠安全措施
1、所有特种作业施工人员,必须持证上岗,严禁非特殊工种从事特种作业。
2、进入施工现场人员,必须戴好安全帽,并按规定佩戴劳动保护用品和安全带等安全用具。
3、施工现场设安全标志,危险作业区要悬挂“危险”或者“禁止通行”、“严禁烟火”等标志,夜间设红灯示警。
4、规范用电管理:
现场电工作业人员必须持证上岗,严禁无证操作;电工作业必须按规定使用劳动保护用品及绝缘工具,并定期检查,不合格产品严禁使用;配电线路采用架空或埋地,现场移动式电器一律采用橡皮绝缘电缆,加装触电保护器,通过道路必须穿管埋地敷设。
5、洞门施工前,要做好统筹安排,尽量避免交叉作业。
6、尽量保证夜间施工作业人员有足够的睡眠,避免夜间作业人员出现疲劳状态,避免发生不必要的质量、安全事故。
7、加强施工照明,保证施工现场有足够的照明。
8、作业区域车辆限速行使,并派专人指挥洞内交通。
成洞地段车速不得大于10km/h,未成洞地段不得大于5km/h。
9、洞门施工时,应搭设全封闭的脚手架作业平台。
㈡质量措施
1、严格执行“三检”制及定期检查与经常性检查相结合的检查制度。
在施工过程中班组之间实行“三检”制度,即:
自检、互检、交接检,隐蔽工程经监理工程师检查签证后方能隐蔽,进行下道工序施工。
2、严把材料进场关,对水泥、砂石料及外加剂等均进行严格检测,检测合格后方可用于混凝土工程施工。
3、严格执行混凝土操作细则,实行责任挂牌制,施工采用微机控制的自动计量混凝土搅拌设备,并设专门技术人员和质量检查人员负责技术指导和质量监督。
4、严把混凝土的“配制、搅拌、运输、浇筑、养护”五关,确保混凝土工程质量,保证结构内实外美。
5、混凝土强度达到100%强度时,方可拆模。
拆模时应谨慎小心,选择适当部位撬动模板,以防损坏混凝土的边角棱面。
●5小结
由于隧道洞口段受力复杂,除了受有横向的垂直及水平荷载外,还受有纵向的推力,所以《铁路隧道设计规范》规定:
单线铁路隧道洞口应设置不小于5m长的模筑混凝土加强衬砌,双线和多线隧道应适当加长[10]。
洞门宜与洞身整体砌筑。
综上所述,洞门的形式较多,选择洞门形式应根据洞口的地形、地质条件、隧道长度和所处的位置等确定,特别要注意洞口施工后地形改变的特点。
参考文献
[1]张明君.城市桥梁工程.北京:
中国建筑工业出版社,1998.6
[2]久久建筑网.
[3]道客巴巴.
[4]道客巴巴.
[5]王毅才.《隧道工程》人民交通出版社
[6]覃仁辉.《隧道工程》重庆大学出版社.2011.8.
[7]李小青.《隧道工程技术》中国建筑工业出版社.2011.1
[8]霍润科.《隧道与地下工程》.中国建筑工业出版社.2011.2
[9]陈华鑫.《高等级公路桥隧工程质量监理手册》.人民交通出版社.2011.3
[10]中国公路学会桥梁和结构工程学会.中国公路桥梁与工程学会论文集.北京:
人民交通出版社,2000.10
- 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:
- 隧道 工程施工 论文