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隧道冬季施工

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隧道冬季施工

隧道冬季施工范文第1篇

【關鍵詞】冬期施工;混凝土;溫度控制;熱工計算

1 工程概況

神華準池鐵路朔州隧道位于山西省朔州市境內,全長11299m,隧道里程DK128+656~DK139+955,為雙線特長隧道。除出口段位于1200m半徑的曲線上,曲線進入隧道352.6m余均位于直線段上。洞內縱坡為3.0‰/5488m、-7.0‰/5800m、3.0‰/5m,基本呈對稱的人字坡,共設計進、出口和5個斜井輔助施工,合同工期574d。工期緊,安全風險大。全隧設有4座斜井和進、出口6個作業工區掘進施工,朔州隧道地處雁北高寒區,施工期經歷兩個冬期,每年冬期從11月到次年4月初,歷時5個月。

2 冬期施工溫度控制要求

1)當環境晝夜平均氣溫連續3天低于5℃或最低氣溫低于-3℃時,混凝土工程按照冬期施工方案組織施工;

2)混凝土拌合站環境溫度要在10℃以上;

3)混凝土入模溫度不低于5℃,攪拌時間較常溫延長50%,水加熱不應超過80℃;

4)噴射混凝土時環境溫度、材料溫度不應低于5℃。

3 混凝土熱工計算標準

按照《鐵路隧道工程施工技術指南》(TZ204-2008),《鐵路混凝土工程施工技術指南》,《關于進一步明確軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道設計施工有關技術規定的通知》(鐵道部鐵建設[2010]120號文)對混凝土的各項要求,確定在不同環境溫度下的入模溫度:

1)根據確定的入模溫度,利用混凝土運輸溫度損失計算公式,計算對應于某一環境的混凝土拌和物的出機溫度;

2)然后利用混凝土拌和物出機溫度計算公式,計算混凝土拌和物溫度;

3)利用混凝土拌和物溫度計算公式,計算在混凝土原材料所能達到的溫度條件下混凝土拌和物溫度,混凝土拌和物溫度應大于通過環境溫度計算得出的結果。否則,就應加強混凝土原材料溫度保證措施,使混凝土拌和物溫度滿足要求。

4 熱工計算

4.1 混凝土運輸溫度計算

根據朔州地區歷年氣象資料,冬期11月到次年3月份日平均氣溫,選擇環境溫度0℃和-15℃兩種情況,進行混凝土拌和物熱工計算。混凝土采用灌車運輸,先計算環境溫度為-15℃時,混凝土在運輸過程中的溫度損失:

ts=(at1+0.032n)(T1-Ta)

式中ts――運輸過程溫度損失;

a――溫度損失系數(hm-1),當混凝土攪拌輸送車時,a=0.25;

t1――混凝土自運輸至澆筑現場的時間(h)取0.3h;

n――混凝土運輸次數,取2;

T1――混凝土拌和物的出機溫度(℃),按10℃時;

T2――混凝土拌和物經運輸至成形完成時的溫度(℃)即入模溫度;

Ta――運輸時的環境溫度(℃),取-15℃。

所以,ts=(0.25×0.3+0.032×2)(T1+15℃)=0.139T1+2.085℃=3.475℃

按照施工實際,混凝土澆筑時入模溫度要求(10℃),T2≤T1-ts

(T2≤10℃-3.475℃=6.525 入模溫度要求 5℃≤出機溫度-損失溫度后6.525℃)

即:T1-0.139T1-2.085℃≥10℃(14.04-0.139×14.04-2.085=10.003反算而得)

所以0.861 T1≥12.085℃

T1≥14.04℃

取T1=14.04℃

如果按氣溫-20℃計算時,溫度損失為ts=0.139T1+2.78℃=5.85℃

出機溫度T1-0.139 T1-2.78℃≥10℃,(15-0.139×15-2.78=10.135反算而得)

T1≥15℃

取T1=15℃

4.2 混凝土拌和物出機溫度計算

根據以上計算,取T1=14.04℃

由公式:T1=T0-0.16(T0-Tb)

得:T0=(T1-0.16Tb)÷0.84=14.81℃

式中:T0――混凝土拌和物溫度(℃)

T1――混凝土出機溫度(℃),由第一步計算,取14.04

Tb――拌和機棚內溫度(℃)應采取保溫措施,取10℃

4.3 混凝土拌和物溫度計算

水加熱按60℃,水泥、砂石料溫度5℃,根據配合比每方混凝土用水泥、水、砂、石用量分別為417kg、143kg、616kg、1197kg,砂石料設保溫棚,實測含水量,砂子2%,石子1%,根據公式:

T0=[0.9(WCTC+WSTS+WgTg)+4.2TW(WW-PSWS-PgWg)+C1(PSWSTS+PgWgTg)-C2(PSWS+PgWg)]÷[4.2WW+0.9(WC+WS+Wg)]得T0=15.52℃>14.81℃(能滿足要求)

式中:T0――混凝土拌和物溫度;

WW、WC、WS、Wg――水、水泥、砂、石的用量(kg)

TW、TC、TS、Tg――水、水泥、砂、石的溫度(℃)

PS Pg――砂、石的含水率(%)

C1――水的比熱容(kJ/(kg?k ))

C2――冰的溶解熱(kJ/kg)

當骨料溫度>0℃時,C1=4.2,C2=0

當骨料溫度≤0℃時,C1=2.1,C1=335

同以上計算,當環境溫度為0℃時,T0應大于11.92℃,

1)按照-水、水泥、砂石料的溫度分別為45℃、5℃、5℃,根據以上公式計算,得:T0=12.6℃>11.92℃,滿足要求。

2)按照-水、水泥、砂石料的溫度分別為80℃、0℃、0℃,根據以上公式計算,得:T0=12.18℃>11.92℃,滿足要求。

5 計算中的關鍵溫度

1)規定性溫度:混凝土進入冬期施工的溫度要求,混凝土入模要求;

2)環境類溫度:當地環境溫度、攪拌棚溫度;

3)混凝土原材料溫度:水溫、水泥、砂石料溫度,采取什么保溫措施。

6 結束語

由以上計算可知,混凝土攪拌時所需水溫均滿足《鐵路混凝土工程施工技術指南》要求拌和水的加熱溫度不宜高于80℃的條件,當環境溫度在零度這一臨界點時,水泥、砂石料的溫度為5℃,水溫≥45℃就能滿足冬季施工混凝土的要求,水泥、砂石料的溫度為0℃,水溫要達到80℃才能滿足冬季施工混凝土的要求。當環境溫度在-15℃,水泥、砂石料的溫度為5℃,水溫要達到60℃才能滿足冬季施工混凝土的要求。可見保證水溫在45~80℃,水泥、砂石料的溫度在0~5℃這一范圍是保證混凝土拌和物溫度的一個關鍵。一般氣溫在-15℃的情況很少,現場對入模溫度進行監控量測,確保在10℃以上澆筑混凝土。隧道進洞200m以后洞內溫度在10℃以上。

準池鐵路朔州隧道經過2個冬期的混凝土施工,設有3個混凝土集中攪拌站,通過現場熱工計算,采取搭建保溫棚,確保了冬期混凝土施工質量。

【參考文獻】

[1]張旭升.大跨度雙線連續梁冬季施工養護控制淺談[J].山西建筑,2010(08).

[2]王樹軍.淺談混凝土冬期施工[J].山西建筑,2010(15).

[3]劉其.宿遷市市府東路特大橋冬季施工措施研究[J].山西建筑,2010(30).

[4]馮斌進.冬季施工保證措施[J].山西建筑,2011(02).

隧道冬季施工范文第2篇

關 鍵 詞:隧道洞口及洞身爆破施工技術

中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A

1.工程概況

洋乾隧道施工里程為K28+776~K29+066,長390m,進出口段洞口處于山脊斜坡地貌,圍巖地層為Ⅴ級圍巖碎塊狀強風化變質砂巖,F34斷層構造破碎,巖石裂隙較發育,伴糜棱巖化,開挖中地下水呈淋雨狀,地下水相對豐富,洞頂及側壁穩定性差。

1.2洞口工程施工方法

1.2.1邊、仰坡開挖施工

(1) 施工工序:測量放線截水溝施工邊仰坡開挖邊仰坡防護。

(2) 施工方法:

① 配合項目部進行導線測量復測,并作好控制點的布置,加密導線點。

② 洞口施工前,先進行測量放線,放出隧道中線及邊坡、仰坡的開挖線,在開挖線5米以外施作截水溝。

③ 施工隊根據測量交底及技術規范要求,進行M7.5漿砌片石截水溝砌筑,將洞頂以上的地表水截排到隧道洞口范圍以外。

④ 開挖隊根據測量、技術交底,按照施工要求從上向下分層開挖。每開挖一層,高差為5米時,檢查坡面是否滿足施工要求,滿足施工要求即進行坡面防護。

⑤ 開挖時土方用PC200挖掘機開挖,人工配合刷坡,軟石用風鉆打眼,小藥量松動爆破開挖,以減少對周圍邊坡的擾動。用PC200挖機裝碴,自卸車運碴。在邊坡及仰坡適當位置,設置位移、沉降量觀測樁,加強邊仰坡穩定性觀測。

1.2.2洞口工程施工支護及輔助施工措施

①錨桿安裝:按設計要求布置錨桿位置,鉆孔之后清孔并將錨桿頂入,錨固劑錨固。

②鋼筋網:鋼筋網在錨桿施作好后安裝。將洞外加工成片的鋼筋網緊貼隧道圍巖凹凸面起伏敷設,用電焊與錨桿尾部焊接牢固。

③噴射砼:采用噴漿機作業,砼由洞外拌合站集中拌料,砼運輸車運到工作面;噴射砼前檢驗開挖斷面尺寸,清除開挖面的松動巖塊及在拱腳與墻腳處的巖屑等雜物;設置控制噴層厚度的標志,并先用高壓水、高壓風對巖面粉塵、松動巖石和雜物進行清理(注:若為土質巖面不能用高壓水沖刷巖面),并應保證巖面保持一定的濕度;噴射作業分段、分片、分層由下而上順序進行;一次噴射混凝土的最大厚度,不得超過10cm。分層噴射混凝土時,后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行。噴射作業緊跟開挖面時,混凝土終凝到下一循環爆破作業時間不得小于3h。

1.3洞身開挖施工技術措施

1.3.1洞身開挖具體施工方法

(1)洞身開挖方法

①V、Ⅳ級圍巖段開挖

施工順序:測量上半斷面打眼裝藥上半斷面分段爆破通風找頂、出碴初噴砼封閉巖面上半斷面立拱架、掛鋼筋網施作徑向注漿錨桿注漿復噴至設計厚度下一循環。

上半斷面進尺大于5-6m后下斷面測量下半斷面打眼裝藥下半斷面分段爆破通風找頂、出碴初噴砼封閉巖面下半斷面立拱架、掛鋼筋網施作徑向錨桿注漿復噴至設計厚度下一循環。

仰拱開挖與下半斷面開挖類似。

施工方法:V級圍巖上臺階高度4米,采用人工手持風鉆鉆孔,短進尺,光面爆破,預留核心土,核心土長度控制在3米左右,高度滿足掌子面頂部作業需要,在施作初期支護前初噴砼封閉掌子面。

下臺階采用人工鉆孔,光面爆破開挖,用ZL50C裝載機裝碴,5t自卸汽車出碴。每循環進尺0.75m。施工中嚴格堅持“管超前、嚴注漿、短進尺、弱爆破、強支護、緊封閉、勤量測”的施工方針。根據監控量測結果及時調整臺階長度。初期支護緊跟開挖工作面。為了避免初期支護拱架拱腳下沉,設置鎖腳錨桿,并加強圍巖監控量測以觀察拱頂下沉和拱腳收斂情況,若變形速率突然增大,則立即停止開挖工作,查明原因,及時采取補強等支護措施。

② Ⅲ級圍巖段開挖

施工順序: 測量 打眼裝藥光面爆破通風、找頂出碴下一循環。

洋乾隧道Ⅲ級圍巖段開挖采用大型機械配套施工,多功能作業臺架配合人工鉆孔,非電毫秒雷管起爆、光面爆破全斷面開挖,ZL-50C裝載機裝碴、5T自卸汽車運碴出洞,循環進尺控制在3m;開挖后及時依設計施作系統錨桿(φ22,L=2.5m)、噴10cm厚砼支護,埋設量測點,加強隧道拱頂下沉及收斂觀測,及時掌握圍巖變形情況并適用于施工。

(2)超欠挖控制

① 應嚴格控制欠挖,當圍巖完整石質堅硬時,允許個別巖石個別突出部分(每1m2內不大于0.1m2)侵入襯砌,對整體式襯砌,侵入值應小于襯砌厚度的1/3,并小于10cm。在拱、墻腳以上1米范圍內嚴禁欠挖。

② 在施工中減少超挖。采用光面爆破、提高鉆眼精度、控制藥量等措施,根據每次開挖情況,及時提高作業人員的技術水平,將超挖控制在允許值以內。

③ 如果圍巖壓力較大,支撐可能沉降量大時,為了保證襯砌設計厚度,在施工過程中可根據測量結果,調整預留沉降量的大小。

(3)鉆爆作業

① 開挖中技術要求

a 嚴格按鉆爆設計進行布眼、裝藥,爆破后及時修整。

b 周邊眼采用不耦合間隔裝藥,將炸藥分段綁在竹片上。

c 各部位鉆眼一定要定人司鉆,控制好炮眼的方向,禁止打殘眼。

d 加強監控量測、數據處理和信息反饋,做到信息化施工。

e 做好洞內臨時排水溝,禁止有坑洼積水浸泡邊墻基礎。

② 隧道爆破設計

Ⅰ 設計原則

采用光面爆破,根據地質條件、開挖斷面、開挖進尺、爆破器材等條件進行設計。鉆爆參數是動態的參數,根據圍巖變化及時調整,進行動態管理。

a根據圍巖特點合理選擇周邊眼間距及周邊眼的最小抵抗線,輔助炮眼交錯均勻布置,周邊炮眼與輔助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深15cm。

b嚴格控制周邊眼的裝藥量,采用間隔裝藥,使藥量沿炮眼全長均勻分布。

c選用低密度低爆速、低猛度的炸藥,本工程采用乳化炸藥。塑料導爆管非電毫秒雷管起爆。

d采用毫秒微差有序起爆,周邊眼采用導爆索起爆,以減小起爆時差。

Ⅱ 鉆爆參數的選擇

通過爆破試驗確定爆破參數,試驗時參照 表5-1《光面爆破參數表》

表5-1 光面爆破參數表

巖石種類 周邊眼間距E(cm) 周邊眼最小抵抗線W(cm) 相對距

E/W 周邊眼裝藥參數(kg/m)

硬質巖 55~70 60~80 0.7 ~1.0 0.35~0.3

中硬巖 45~65 60~80 0.7 ~1.0 0.2~0.3

軟質巖 35~50 45~60 0.5 ~0.8 0.07~0.12

(4)出碴作業

① 此隧道采用無軌式自卸汽車卸碴。裝碴作業采用1臺ZL50C裝載機配合4-5臺5t自卸汽車出碴并根據棄渣運距進行合理調配。

② 裝碴作業應符合下列要求:

a 機械裝碴作業應嚴格按操作規程進行,不得損壞已有的支護和臨時設備;

b 在臺階上裝碴時,碴堆應穩定,防止滑坍傷人。

③ 棄碴作業應符合下列要求:

a 應根據棄碴場地形條件、棄碴利用情況、車輛類型,妥善布置卸碴線路,卸碴應在布置的卸碴線上依次進行。

b 卸碴時有專人指揮卸碴、平整。

c 卸碴場地修筑永久排水設施和其相應防護工程,確保地表徑流不致沖蝕棄碴堆,防止水土流失。

d 棄碴場采取防護措施并配備推土機進行場地平整,必要時對棄碴物取土覆蓋,防止造成環境污染,棄土完畢后進行綠化。

e 無軌運輸洞內運輸道路宜鋪設簡易路面,道路的寬度和行車速度應符合要求。

f 單車道凈寬不得小于4.5m,并應隔適當距離設錯車道,會車視距宜為40m。

g 行車速度在施工階段和錯車階段不應大于10km/h,在洞內(成洞)不應大于20km/h。

h 運輸路線應設專人按標準要求維修和養護,路面兩側排水,使其經常處于平整、暢通。線路和道路兩側的廢碴和余料應隨時清除,由于自卸汽車運輸時容易損壞隧道底部,宜先鋪設路面或者先作好鋪底混凝土

隧道冬季施工范文第3篇

所謂動態設計,即設計分為兩個階段完成:第一階段為預設計,在施工前完成,用于指導施工。預設計一般參照工程類比套圖,具有模糊決策的特點;第二階段為修正設計,即在施工過程中,通過已暴露的地質情況和施工中發生的各種變化,對預設計進行修正和完善后再付諸施工。所謂信息化施工就是施工單位按照設計要求制訂并實施施工和監測方案,根據監測信息結果及時調整和優化施工方案和工藝,或及時采取安全措施,并將信息反饋設計予以修正、變更。動態設計和信息化施工是一個辯證的綜合體系,二者緊密結合,相輔相成,其流程為:預設計—施工檢驗—地質判別—監測信息—修正設計—施工檢驗。

2隧道設計和施工現況

盡管隧道建設要求動態設計和信息化施工,但更多還是停留在概念和口頭上,沒有真正落到實處。目前隧道設計和施工現況大致如下述。

2.1預設計指導施工

現實中隧道工程一般由設計單位先做設計,設計單位根據勘察資料結合工程類比及相關經驗進行施工圖設計(按流程應為預設計),預設計經過建設單位組織審查后交付施工單位。預設計側重功能和結構設計,充分考慮建成使用的需要,對使用功能和主體結構的強度、穩定性、耐久性都著重進行設計,往往缺失施工工況的模擬或簡單模糊處理,支護及措施一般采用參照和類比的方式,甚至是照搬照套,對圍巖開挖及支護是否穩定、對采用措施是否恰當等狀況分析較少,將開挖支護這樣的關鍵環節交由施工方考慮。施工方接收的施工圖文件被視為合同文件之一,進場后被要求按圖施工、按圖計價,過程中若出現地質環境變化或意外狀況由施工方建議變更設計,經建設單位和設計單位的同意后實施變更。變更流程較為復雜,且可能導致合同費用的改變,不僅僅是技術問題,還涉及到合同問題。為了合同履行簡潔、嚴肅,一般都避免合同變更。總體來說,施工過程中主要還是預設計指導施工。

2.2設計圖與實施存在差距

由于隧道工程一般由預設計指導甚至貫穿施工的特點,設計單位對預設計都非常重視,投入較大,經過較多的設計、計算和校審等流程,還可能通過外部的強制性審查。圖紙本身擬合程度較高,也預留了一定的安全系數。但是,設計圖與實施往往有差距,與實際也不一定匹配;除了常見的地質環境的變化和意外狀況外,還存在其他差距。

(1)預設計和施工實施的隧道斷面存在差距

預設計的隧道斷面在建筑限界基礎上考慮了一定的裕量,基于經濟性考慮裕量有限,且根據相關文件規定,結構、構件尺寸及工程量計算均不考慮圍巖超、欠挖及變形情況,對施工及測量誤差考慮也有限。但是,在說明中會對圍巖變形量做出一個估計,并提請施工方進一步考慮施工及測量誤差情況。也就是說,設計圖僅對結構及內輪廓做出明確界定,而將圍巖開挖、支護等內容提交施工方充分考慮。施工方拿到圖紙后還不能直接拿來使用,必須根據本企業的施工能力、水平等確定施工誤差,同時在考慮預留變形量基礎上再擬定斷面及構件尺寸,進行再設計,重新編制施工圖。盡管差別細微不會導致受力的根本變化,但這樣會形成重復設計,僅限于照“圖”施工,為設計、施工脫節埋下伏筆;部分施工單位不了解規則,盲目照圖施工,導致二次襯砌結構施工時凈空不足,處理起來難度和風險較大,且增加一筆不必要的支出,勞民傷財。

(2)預設計未考慮具體施工方機械、工藝特點

預設計往往在施工方進場前完成,對具體施工實施方面考慮有限,在工法、措施及分部尺寸的劃分上未充分考慮或未考慮具體施工方的機械、工藝特點等。施工方進場后一般根據設計圖開展施工組織設計和施工方案研究,一方面需要選用合適的機械、工藝;另一方面基于成本或便于施工的角度需要進行局部尺寸的調整,如何調整應與設計方進行溝通。一些施工單位為了施工方便擅自進行尺寸調整,可能改變受力特點,從而導致變形過大甚至引發安全事故。

2.3動態設計和動態施工不足,應變能力不強

進入施工實施階段,合理的狀況應是動態設計和動態施工,根據已暴露的地質情況、監測的信息情況以及施工中發生的各種變化,及時修正和完善預設計,或及時調整和優化施工方案和工藝,或采取安全措施,使隧道施工處于受控狀態,從而有效降低隧道的風險和造價。但是,現狀往往是設計方提交預設計圖,進行設計交底,派出人員配合施工。在配合施工中沒有建立對應的體系去實施動態設計,沒有建立起符合動態設計的計算模式和分析方法,對預設計很少進行變更和修正,對設計的不足之處寄希望于施工方的現場控制。設計變更的提出往往來自施工方,但一般都是要求加強支護并增加費用等,時效性和合理性大打折扣。施工方作為項目實施主體,對項目認識和理解來源于設計方和工程的實踐,重點關注的是項目的組織實施,對合理與否考慮較少。由于缺乏理論依據和計算分析支持,一般都照圖施工,信任并依賴于設計,認為設計充分考慮施工工況,并有相當的安全系數,盲目照圖施工,甚至在圍巖條件及支護狀態變化時還在照圖施工,導致支護措施不足或過強。在確定了某種施工方法和工藝后,出于成本或施工習慣考慮不愿進行改變,期待設計變更加強支護。但隧道施工方法選擇是否得當,直接影響隧道的施工安全,施工方法選擇不當,風險相應加大。

如當前進入基礎設施快速建設期,為加快施工,許多大跨度的隧道都采用臺階法,并推廣到Ⅴ級圍巖中。臺階法有利于機械化施工,大大提高了施工效率,但是否應用于所有的隧道值得探討,許多隧道因此而產生大變形甚至坍塌。監測給隧道施工提供了保障,是動態設計和動態施工的依據,但作為隧道施工最為重要的監測工作往往得不到足夠重視。監測的方案一般由設計提出,并納入預設計中,施工方進場后編制監測方案并組織實施,但監測方案往往得不到有效落實,監測不及時、不全面,或有監測、無分析,或信息反饋不了設計或反饋有限等,當變形速率或變形量過大時未采取措施,失去處理的最佳時間,從而造成坍塌。由于設計和施工脫節以及動態設計和動態施工不足,導致隧道設計和施工理念得不到貫徹,常常發生緊急事件,出現緊急事件后應急能力差,得不到及時有效處理,并使得損失擴大化。

2.4投資效益和效率低、施工事故發生率高

隨著基礎設施的快速建設,一方面隧道大量建設,并要求快速施工;另一方面造價越來越高,隧道事故頻頻發生,坍塌連連發生。這普遍體現了重支護、輕圍巖的現象,遇到變形過大或出現一些緊急狀況,就加強支護、加大安全系數,而沒有考慮合理與否。出現危險或危機甚至坍塌事故后,各方互相推諉、互相指責,沒有認真去分析原因,最后往往由業主推動解決危機,為坍塌埋單,增加投資,使得投資的效率和效益低下。部分施工單位從坍塌中嘗到甜頭,不塌不賺錢,坍塌出效益,從而帶來惡性循環。據筆者對北京周邊近些年來修建的隧道進行的統計,坍塌事件比例較高。

3目前動態設計與信息化施工未落實的原因分析

3.1建設體制的影響

我國長期以來實施的建筑體制是設計與施工分離,各行業都分別組建了專門從事設計或施工的法人單位,同時在資質和行業準入方面進行嚴格的管理。現行建設體系和架構中,一般分為建設、監理、設計、施工四個主體。建設單位主要負責投融資和建設管理;監理作為建設單位的委托方主要審批施工組織設計,監管施工進度、質量和安全等;設計、施工單位由建設單位通過招標分別簽訂合同完成相應的設計、施工任務,設計方提供施工圖,施工方按設計圖紙施工,兩個合同主體在以建設單位為中心的協調下完成工作,在管理階段上也分列為規劃設計和施工實施階段。在這樣的合同體系和管理架構中,充分體現了建設單位的中心位置,但割裂了設計與施工的關系,二者在合同形式和內容上是分離的,之間沒有彼此的約束關系,各方關注的利益和承擔的風險不同。

設計方與建設單位存在合同關系,關注設計本身效益和項目的投資效益,承擔設計的風險,將提交圖紙視為完成合同任務,施工階段定位為從屬和配合的位置,僅委派少量人員配合施工。施工方與建設單位存在合同關系,將圖紙內容變為有形實體,承擔施工中的風險,關注自身的成本和效益,追求的是自身經濟利益的最大化。設計圖對施工方而言被視為合同內容,施工方以施工圖作為依據編制施工組織設計并組織實施,設計方一般不介入施工組織設計。這樣的建筑體制顯然不利于隧道工程的動態設計和動態施工,也不利于發揮施工方自身經驗的優勢,尤其不利于新技術、新材料、新設備和新工藝的推廣應用。許多業內人士提出體制的弊病,但改變仍有相當長的一段路。一些工程已經開始走設計和施工一體化的道路,提出設計和施工總承包模式,但長期以來形成的慣性思維使得效果還不明顯,促進它們的融合還需做較多的工作。

3.2動態設計和信息化施工的體系沒有有效形成

動態設計和信息化施工是有機整體,由于目前設計和施工分離,使得動態設計和信息化施工的體系沒有有效形成。首先,行業及建設慣例沒有要求或促動設計方建立對應的動態設計體系,一般對預設計期盼過高;期盼預設計可以包絡施工中的各種狀況,體現了重施工圖、輕后期的狀況,設計也沒有建立起符合動態設計的計算模式和分析方法。其次,各方對動態設計、動態施工中相應承擔的內容比較模糊,也難以分割清楚;如對前面談到的圍巖,其既是作用在隧道結構上的荷載,又是成洞的支護載體,與支護形成一個完整的支護體系;實施中理想狀況是形成支護,不利的狀況則轉化為荷載,這些狀況又不是設計一廂情愿所能約束的;依靠施工方對圍巖的開挖支護的有效控制去實現設計意圖,實踐性較強,若控制不力,則需采取有效應對措施,而應對措施有可能調整支護參數或調整施工方法及工藝來達到目的,這體現了它們之間的不可分割。

3.3評價機制的影響

由于建筑體制中設計與施工的分離,各行業也相應分開分別進行評價。對優秀設計頒發優秀設計獎,對施工的優質工程頒發優質工程獎等。評獎對行業進步是一個促進作用,各方都希望獲獎來提高自己的行業知名度和業績。但相對隧道工程,這樣的評價機制并不利于開展動態設計和信息化施工。如對設計的評價重點在施工圖,施工圖擬合程度高、變更少是評選優秀設計的條件之一,但動態設計被視為變更,意味變更增加,必然降低與預設計的擬合程度。設計方沒有動力和積極性去否定、修正自己的原設計,一般盡量維持原設計,力求靜態,即使有一些問題,也不希望被改變。優質工程獎盡管對設計也有要求,但主要還是針對施工方的,對設計方影響有限。

4動態設計與信息化施工建議

4.1管理機制上促進設計和施工一體化

根據隧道工程特點,可以參照工業化生產模式,讓設計和施工融為一體或促使設計、施工一體化,形成合力共同完成隧道這個產品。設計不僅僅關注功能和結構,也介入施工實施,在理論和技術方面提供全面支持,施工方不僅僅關注施工實施,也延伸到設計中,全面了解產品狀況,從實施的角度優化設計,關注性價比和投資效益。如實施工程設計和施工總承包,業主將項目的設計和施工合在一起發包,讓設計和施工方捆綁在一起,各方的利益和風險一致,促使設計和施工融合在一起,在工藝和技術上相互協調,理論與實踐更好地結合,共同應對隧道風險,更好地完成任務。

4.2促進建立動態設計和信息化施工體系

針對動態設計和信息化施工體系欠缺的狀況,建議行業制定指南文件,貫徹動態設計和信息化施工理念,指導規范動態設計和信息化施工的行為。動態設計意味著設計涵蓋施工全過程,需要考慮地質環境的變化、施工方法及支護、措施調整,并充分考慮施工工藝及施工狀況等。為有效實施動態設計,從管理階段劃分上將施工圖設計與施工實施放在一起,設計計費也重新考慮,將動態設計列入施工圖設計中。設計單位建立起符合動態設計的計算模式和分析方法,應施工需要隨時進行反分析,掌握隧道狀態。對調整支護參數或調整施工方法及工藝都可以達到目的的情況進行綜合評估,以確定方案。

4.3建立綜合、整體評價體系

目前隧道和地下工程尚有許多問題有待研究,設計理念是將地下工程的復雜性簡單化。為實現這一目標,設計、計算、施工技術的發展必須走信息化動態反饋的道路。隧道和地下工程設計應體現為最優規劃的實施而進行安全性、經濟性、使用性的研究,并將成果轉化為建設方案、支護結構設計、施工方法等內容。為此,宜建立對項目的投資效率和效益的整體、綜合評價機制。激勵設計單位實施動態設計,促進設計和施工單位融合,減少事故發生,提高投資效率和效益,推動新技術、新材料、新設備和新工藝的推廣應用。

5結語

隧道冬季施工范文第4篇

關鍵詞:隧道 大變形段施工 技術

中圖分類號:U45 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)06(c)-0093-02

隧道工程是一項設計復雜、施工復雜、質量要求嚴格、且隱蔽性很強的系統工程,尤其對于某些工程地質較差地段,隧道施工尤為艱難,且易造成塌方等嚴重的工程事故。本文結合十天線金洞隧道的實際工程情況,對在此類地質、工程條件下的隧道大變形施工工藝進行了總結、探討,并提出相應對策建議,對隧道工程的施工具有一定的實際參考價值。

1 工程概況

1.1 工程簡介

金洞隧道位于國家高速公路十堰至天水聯絡線,陜西境內漢中至略陽(陜甘界)公路段,隧道全長2380 m,是略陽連接線上最長的一座隧道。

1.2 工程地質

金洞隧道原設計圍巖為中風化片巖,裂隙較發育,巖體呈碎石壓碎狀結構,基本為V級圍巖。但在具體施工中,發現圍巖極差、洞內巖層含水量大、富水巖層暴露空氣有泥化現象、初支下沉量大、局部地方有偏壓現象,開挖易造成塌方。

2 工程難點

針對金洞隧道工程地質原因,隧道施工采用了雙層I18、I20、I22型鋼,φ50 cm,錨桿23根Φ42×4×4.5 m注漿小導管。但在此種強支護下,仍出現了初支表面開裂、鋼支撐變形、左側拱腰出現噴射混凝土剝落、局部初支下沉傾線等現象,因此將施工方法變為大變形段施工。

3 大變形段初支施工工藝

3.1 超前鋼管施工

該段掌子面圍巖為強風化綠泥石片巖,巖體破碎,拱頂圍巖呈綠色,用手即可剝落。兩側圍巖呈灰白色,手捏呈粉末狀,有弱膨脹性,開挖即會引起拱頂就大范圍的塌落現象。因此在開挖前對掌子面進行封閉,再打超前注漿小導管,根據圍巖的實際好壞隔一循環打一次,不斷的調節插入的角度,小導管從拱架腹部穿過并焊接。以此來減少圍巖的塌落,同時也構成一個安全的施工空間。

由于巖層含水量大,在注漿時遇到了注漿量少的問題。現場采用注漿口設止漿塞,注漿順序從兩邊拱腳到拱頂對稱向上注漿,對每根管在第一次注漿后兩三分鐘進行二次注漿的方法,保證注漿量。

3.2 掌子面開挖

開挖采用三臺階開挖、預留核心土法。開挖順序為先進行上弧導坑開挖,拱部初期支護;再進行預留核心土開挖,下臺階中部開挖;然后進行下臺階側壁部開挖,下臺階初期支護。開挖時盡量避免放炮造成的巖體擾動,拱頂采用人工開挖,兩側采用機械開挖,開挖后立即對巖面進行初噴。

3.3 鋼支撐安裝施工

為保證拱架弧度滿足設計要求,踩用兩臺冷彎機分別對兩種型剛進行加工。在鋼支撐安裝前進行成品拼裝檢查,符合設計要求,拱架焊接點要錯開,不能出現在同一截面,嚴禁鋼支撐加工拱架焊接點和法蘭盤連接處出現在隧道拱頂,在鋼材實驗合格方可使用。初支采用雙層鋼架,內層為H175型鋼,外層為I20型鋼,拱間距為50 cm。在鋼支撐安裝時,要留有足夠的變形量,先進行內層H175型鋼安裝,螺栓要上齊全,法蘭盤騎縫焊接,拱腳墊設鋼板。為了使鋼支撐更好的受力,現場根據實際情況,對Φ25連接筋進行“[”形加工,讓連接筋和拱架腹部有足夠的焊接面,間距0.5 m,同時在兩側拱腳處采用I16型鋼對兩鋼支撐的腹板連接進行焊接。為了使雙層拱架更好的受力,減少施工難度,在H175型鋼施工一段后,根據現場監控量測資料,待H175型鋼下沉趨于穩定后進行外層I20型剛施工,施工方法同H175型鋼施工工藝。

3.4 中空自進式錨桿施工

由于隧道復雜的圍巖情況,采用中空自進式錨桿施工。中空自進式錨桿主要用于斷層破碎帶開挖支護施工,在復雜地質條件下取代普通砂漿錨桿,克服了普通砂漿錨桿諸如塌孔、無法插桿、注漿不飽滿等難題,發揮了錨桿支護的作用,提高了圍巖的承載能力,保證了圍巖的整體穩定,具有較好的應用價值。

錨桿的安裝如下。

(1)使用前,檢查鉆頭、鉆桿是否通氣,如有堵塞應處理通暢后使用。

(2)連接鉆頭和錨桿、鉆機和釬尾、鉆機連接套和釬尾、錨桿和鉆機連接套。

(3)錨桿對準設計的錨空位置,鉆機應先給水,然后鉆進,由于巖體破碎,在鉆進時鉆頭易堵塞,因此應放緩鉆進速度,做到多回轉,少沖擊,時刻注意水從鉆孔流出的狀況。在遇水堵塞時,后撤錨桿50 cm左右,反復掃孔后等水通暢后慢慢推進。

(4)用鋼管將止漿塞通過錨桿外露端打入孔口10 cm左右作為封孔進行注漿,錨桿根數應符合設計要求。錨桿注漿應在噴射混凝土完后進行,注漿前應對注漿設備進行檢查,調節好漿液的水灰比,整個注漿過程應連續灌注、不停頓,必須一次完成,觀察漿液從止漿塞邊緣流出或壓力表達到設計值,即可停泵。

3.5 噴射混凝土施工

噴射混凝土具有支護及時、強度高、密實性強、操作簡單、靈活性大等優點,特別是在軟弱圍巖地質條件下,配合鋼拱架和系統錨桿作為聯合支護,其優點更為明顯。就新奧法原理而言,容許圍巖產生變形,同時在圍巖變形過程中,通過圍巖自承體系和支護結構對圍巖變形進行控制,達到讓圍巖變形的適度釋放而不是徹底釋放的目的。噴射混凝土的風壓、水壓、噴頭與噴面的距離、噴射的角度、噴射的粒徑影響著對噴射混凝土的強度和厚度的控制。由于該段是富水巖層,巖層含水率大,造成圍巖粘結性差,在開挖時有小范圍的塌落,噴射混凝土時仍有小塊不停跌落,在噴射混凝土施工中遇到回彈率過大和局部受自重影響拉掉巖層的現象,這給施工帶來了一定的難度。在噴射過程中應嚴格按施工配合比拌料,盡量保證骨料的連續級配。在噴射過程中不斷調整噴射參數,保證混凝土的強度和厚度。

3.6 襯砌施工

仰拱單層施工拱架成環布設,為增加仰拱地基的承載力,在鋼筋混凝土施工時,預埋Φ160PVC管,管口外裹土工布,防止管內堵塞。待仰拱施工完后,采用Φ89×6鋼管樁加強仰拱地基承載力,管長8 m,環×縱=2m×3m垂直打入仰拱,采用高壓注漿。二襯主筋采用Φ28鋼筋,厚度為80 cm,待初支下沉平穩后方可進行二襯施工。

4 施工工程質量保證措施

(1)認真審核圖紙,領會設計意圖,做好技術交底,明確質量要求及注意事項。

(2)施工方法采用環形核心土開挖方式,掌子面與仰拱距離應控制在15 m左右。

(3)加強洞內排水,打超前排水孔,采用橡皮管引至離掌子面30 m外的中心排水溝,中心排水溝前端設擋泥壩,及時清理泥化的底層,保持中心排水溝排水暢通,仰拱底禁止積水。

(4)加強現場監控量測,多設監控點,分別對初支、二襯、仰拱測量,做到水準儀一天一測,全站儀三天一測,初支應每天做收斂測量。同時,做好測量和收斂現場記錄,及時對測量資料進行整理、分析,對出現變形較大的及時上報。

5 結語

上述是本人對十天線金洞隧道大變形段施工技術的簡單總結,由于各地地質差異、隧道施工復雜,大變形段施工技術在不同地質條件、施工環境等情況下的應用、改進還有待進一步的總結、探討。

參考文獻

[1] 曹國金,姜弘道,張建斌.錨固技術的支護機理和實驗分析研究動態[J].地下空間,2002,1.

[2] 賈劍清.復雜條件下隧道支護時效可靠性及風險管理研究[D].重慶大學,2006.

隧道冬季施工范文第5篇

關鍵詞:隧道工程 施工 中洞法

堰家坪隧道工程是宜萬鐵路的重點、難點工程之一,它具有隧道長、跨度大、埋深淺、圍巖軟弱、側壓等特點,特別是在隧道進口段尤為突出。因此,必須制定切實可行的施工方案,才能保證保證工程的順利進行。經過方案比選,最終決定在進口段采用中洞法進行施工。實踐證明,中洞法成功地解決了該隧道施工遇到的淺埋、大跨、軟弱圍巖、側壓等的施工難題。

1 工藝特點

(1)中洞法施工減少開挖擾動,能有效的減少與控制圍巖變形和地表下沉。

(2)采用超前水平小導管、徑向系統錨桿、掛網和格柵噴混凝土等支護手段,且封閉快,形成受力封閉環快,圍巖自穩形成快,施工安全度高。

(3)施工速度相對較慢、施工機具少、作業空間大,能為運用量測監控等信息化管理方法指導施工提供條件,能很好采用量測監控指導施工。

(4)采用分部開挖,其超前中洞可起到一定預報地質的作用,且對施工機具要求低。

2 適用范圍

(1)適用于無水或有少量裂隙水的軟弱圍巖中的地下工程施工。

(2)適用于對地表下沉要求嚴格的隧道和地下工程施工。

(3)適用于大跨、淺埋的地下工程施工。

3 工藝原理

所謂中洞法,就是在隧道和地下工程掘進中,通過臨時支撐將開挖斷面分成6部分,中上部導坑(即中洞)先行,然后再根據圍巖情況進行其它分部開挖(見圖1)。此工法是以新奧法的基本原理為依據,在開挖中盡量減少對圍巖的擾動,通過超前管棚、錨(網)噴洞壁、鋼拱架支護系統和臨時支撐聯結,使斷面及早閉合,控制圍巖變形,并使之趨于穩定。同時,建立圍巖支護結構監控量測系統,隨時掌握施工過程中圍巖的變化,合理安排,及時調整施工工藝和設計參數,確保施工安全。

4 施工工藝

4.1 施工程序

施工工藝流程如圖2所示。

應根據監控量測結果,待初期支護穩定后拆除臨時支撐,一次立模灌筑邊墻和拱部襯砌。

4.2 施工方法與作業要點

本工法的關鍵施工技術有以下3個方面:一是根據圍巖特點,合理的分部開挖斷面,開挖時嚴格控制超挖并保持平順的開挖輪廓線,減少對圍巖的擾動;二是及時施做符合質量要求的初期支護,并使開挖面盡早閉合,控制圍巖的變形;三是及時實施對圍巖和支護結構的監控量測,進行信息化施工管理(見圖3)。

4.2.1 中洞開挖

根據圍巖特點決定中洞的開挖尺寸,如條件允許可滿足中下部有關施工機械通過時所需的尺寸要求。中洞開挖預留核心土,核心土的斷面應大于開挖斷面(中洞)的50%,縱向長度應大于2 m。這樣既不需要工作平臺,人工架設格柵支撐也比較方便。洞室上下層錯開長度與每次掘進長度應適當,由圍巖特點結合監控量測結果決定。

4.2.2 中洞的初期支護

中洞開挖后,應立即噴一層3~5 cm厚的早強混凝土,隨后人工安設格柵支撐,在拱部格柵鋼架處打入徑向系統錨桿,兩榀格柵鋼架間掛網,復噴一層混凝土至設計厚度,中洞兩側及底部僅將格柵鋼噴滿即可。

4.2.3 導坑開挖與初期支護

一般采用人工開挖方法,左、右上部導坑底部的臨時支撐及拱部超前管棚應視圍巖地質情況及量測結果決定是否施作。開挖中要挖一段噴一段,第1遍施噴一層3~5 cm的早強混凝土,及時封閉開挖面。支護措施應嚴格按照隧道動態設計參數實施,確保先期支護強度。

左、右下部導坑開挖及初期支護與上部導坑相同。

4.2.4 中下部導坑開挖及初期支護

原則上亦采用人工開挖,對中洞的臨時支撐以花馬口的形式接長。噴混凝土時要將兩側及仰拱格柵噴滿。

5 機具設備

(1)施工通風及照明

通風機、變壓器。

(2)開挖

空壓機、風鎬、裝載機、自卸運輸汽車、小型四輪車、兩輪手推車等。

(3)初期支護

鋼筋切斷機、鋼筋彎折機、電焊機、噴射混凝土機、強制式攪拌機(400 L),、風鎬、錨桿注漿器等。

(4)襯砌

混凝土攪拌機(350 L)、小型運輸車、插入式震搗器。

(5)量測及測量儀器

球鉸式收斂儀、經緯儀、水平儀等。

(6)高壓風管、水管、通風管、照明燈具等。

以上機具數量應根據實際施工開挖、支護量以及現場施工條件,合理確定,按理論需要量的1.2倍進行考慮。

6 人員組織

(1)開挖作業

風鎬手(兼鉆錨桿眼)、裝碴、出碴、質檢及記錄等人員。

(2)初期支護作業

格柵支撐制作、錨桿安裝、混凝土噴射、混凝土供料、攪拌機司機、質檢、記錄等人員。

(3)襯砌作業

立模、混凝土供料、成品混凝土運輸、混凝土灌注、攪拌機司機、質檢、記錄等人員。

(4)測量及量測

測量放樣、量測。

(5)其他人員

空壓機司機、電工、管道工、試驗員、調度及管理人員等。

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