第一篇:鐵路隧道施工安全控制措施和建議
鐵路隧道施工安全控制措施和建議
1、前言
當前,隨著新一輪鐵路客運專線的開工,長大隧道和高風險隧道的修建將會越來越多,隧道施工中存在的安全隱患應(yīng)引起施工設(shè)計的高度重視,采取有效的管理和技術(shù)措施避免事故的發(fā)生是隧道工作者最為關(guān)心的問題。本文針對鐵路隧道的施工,從安全控制制度、安全風險評估、造價人才網(wǎng)施工技術(shù)方案選擇、科技(施工方法)創(chuàng)新、安全生產(chǎn)投入和規(guī)范管理等六個方面談一些建議,以期對復(fù)雜地質(zhì)和高風險隧道的施工設(shè)計起到指導作用。
2明確責任,健全機制,從制度上確保隧道施工安全
2.1建立健全安全責任體系和管理制度
(1)健全責任體系,建立安全生產(chǎn)責任制,做到“領(lǐng)導認識到位、管理到位、責任到位”,確保“領(lǐng)導重視,部門協(xié)調(diào),層層把關(guān),人人負責”的責任體系落實到現(xiàn)場,形成一個“人人講安全、事事為安全、時時想安全、處處要安全”的良好施工氛圍;
(2)加強管理,貫徹“安全第一,預(yù)防為主”的方針,堅持“領(lǐng)導是關(guān)鍵,教育是前提,設(shè)施是基礎(chǔ),管理是保證”的做
3.1突出重大施工技術(shù)方案和關(guān)鍵施工工序?qū)彶橹贫?/p>
突出重大施工技術(shù)方案和關(guān)鍵施工工序的審查對確保隧道施工安全具有重要的意義,根據(jù)隧道的地質(zhì)特點和工期,對洞口施工、淺埋偏壓段施工、斷層破碎帶、巖溶、巖爆、突泥突水段、有害氣體段、客專大斷面軟巖斜井進入正洞挑頂、正洞施工方法等重點和關(guān)鍵施工技術(shù)方案以及CRD法或CD法的中壁拆除、開挖、支護、防排水、襯砌等關(guān)鍵工序,在施工前要組織設(shè)計、監(jiān)理、施工等單位的專家進行審查,集中集體智慧,發(fā)揮專家的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)驗,對施工方案進行完善,為安全施工提供可靠的技術(shù)支撐。
3.2實行隧道施工安全風險評估,建立安全預(yù)案和專家咨詢制度
在隧道施工中,常見的施工安全風險(或危險源)有不良地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害、有害氣體及高溫、慣性事故等。不良地質(zhì)有淺埋、斷層、溶腔、巖堆、滑坡、膨脹土(巖)、擠壓性地層、高水壓富水等;地質(zhì)災(zāi)害有巖爆、巖溶、突泥涌水,暗河等;常見的有害氣體多為可以燃燒和爆炸的瓦斯與天然氣,以及有毒的硫化氫氣體等;隧道高溫則是因隧道較長、埋深較大所產(chǎn)生的比正常高的溫度;慣性事故多出于隧道坍塌、爆破作業(yè)、機械傷害、施工用電以及爆破后的危石傷人等。
在隧道施工前,對隧道的不良地質(zhì)和可能存在的地質(zhì)災(zāi)害,組織專家進行風險評估,實施隧道風險等級管理,建立針對性
(3)洞口段二襯及洞門應(yīng)盡早施作,而襯砌臺車更應(yīng)及早定制并使用,以確保洞口安全。
4.2突出超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報的先導作用,為隧道安全施工提供可靠的技術(shù)支持
(1)根據(jù)不同的地質(zhì)條件和隧道施工安全風險等級的劃分,采用綜合的超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報手段(物探、鉆探),及時準確提供預(yù)測預(yù)報結(jié)果,及時調(diào)整開挖方法、支護參數(shù),規(guī)避施工災(zāi)害、降低工程風險,保證隧道的施工安全。
(2)將超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報和掌子面地質(zhì)描述納入正常施工工序,按照“物探先行、綜合驗證,有掘必探,先探后掘”的原則組織施工。
(3)施工前對地表構(gòu)筑物、水池、河流、溝谷、深大陷穴、地質(zhì)變化界等進行調(diào)查、分析和判識,及時改進施工設(shè)計方案,加強安全措施。
4.3選擇合理的施工技術(shù)方案,規(guī)范關(guān)鍵工序的施工,是確保隧道施工安全的核心
隧道洞口段、淺埋段、偏壓段、軟弱圍巖段和大斷面黃土隧道,合理的施工方法和設(shè)計參數(shù)以及關(guān)鍵工序的施作到位是控制隧道施工安全的核心。
(1)選擇合理的開挖方法和支護參數(shù)。按設(shè)計要求、斷面
支護、短開挖;少擾動(弱爆破)、強支護;早封閉、實回填;嚴治水、勤量測”原則組織安全施工,同時對地表坑穴進行回填,并做好地表的防排水工程。
當掌子面處于土石或軟硬分界時,應(yīng)對土質(zhì)(軟巖)部分先開挖、支護,并將支護立于巖石(硬巖)上,然后再進行巖石(硬巖)部分施工(弱爆破、短進尺),嚴禁采用爆破開挖巖石(硬巖)方法使土質(zhì)(軟巖)部分自然坍落的做法(易造成坍塌)。
(4)富水巖溶隧道的施工,當需要保護地表的生態(tài)平衡時,采用“堵水限排”的設(shè)計理念,按照“先探水、預(yù)注漿、后開挖、補注漿、再襯砌”的原則組織施工,降低安全風險,保護生態(tài)環(huán)境。
4.4強化監(jiān)控量測指導隧道安全施工的作用
對淺埋隧道地表、軟巖隧道、黃土隧道開挖后要及時進行變形監(jiān)控量測,要將其納入到正常的工序管理中,要強化監(jiān)控量測的指導作用。通過量測及時對圍巖變形段的變形速率、變形值和變形規(guī)律進行分析,對圍巖穩(wěn)定性提出報告,為調(diào)整支護參數(shù)(如調(diào)整預(yù)留沉落量、錨桿數(shù)量、噴砼厚度、鋼拱架間距等)提供充分依據(jù),確保初期支護方案的安全可靠,同時也為二襯的施作及加強(變形穩(wěn)定前施作)提供可靠的信息,確保隧道的建設(shè)質(zhì)量和施工安全。
富水黃土隧道,及時歸槽引排洞內(nèi)積水,要注重初期支護和二襯背后的回填注漿,防止型鋼拱架背后和二襯拱部空隙常年積水和流水,掏空黃土而形成大空洞。
黃土隧道洞頂?shù)乇砹芽p采用三七灰土換填夯實封閉,防止雨水下滲;對地表陷穴提前夯填;完善淺埋段地表的截排水溝設(shè)施,對淺埋段有條件時地表采用全封閉防水處理措施。
(6)規(guī)范隧道防水板、止水帶的施工工藝,加強施工質(zhì)量控制,嚴禁襯砌后還出現(xiàn)滲漏水,影響運營安全。
5、注重科技攻關(guān)和創(chuàng)新,積極推廣和探索隧道施工新方法
長大隧道和地質(zhì)復(fù)雜的隧道,一般都是全線控制工期的重點工程,加快重點隧道工程的進度是實現(xiàn)全線工期目標的關(guān)鍵,依靠科技攻關(guān)和創(chuàng)新,在確保安全和質(zhì)量的前提下,積極推廣和探索隧道施工新方法以加快進度是確保建設(shè)目標得以實現(xiàn)的主要措施。
5.1推廣應(yīng)用成熟的施工技術(shù)和工法
成熟的施工技術(shù)和工法都是經(jīng)過實踐證明能有效加快進度,保證安全和質(zhì)量的技術(shù),在隧道施工中要加以推廣應(yīng)用。
5.2加強科技攻關(guān),提升隧道安全快速施工能力
針對復(fù)雜地質(zhì)條件下施工安全的難題,開展自主和聯(lián)合科
根據(jù)黃土隧道變形觀測以沉降為主,初期支護主要承受豎向荷載的情況,對CRD法的臨時仰拱普遍采用鋼橫撐而未噴砼、對一些只承受豎向荷載的曲墻式中隔壁改為直墻,極大地方便了施工,加快了進度。
在淺埋粘質(zhì)黃土隧道施工中,通過規(guī)范管理,CRD法改為弧形導坑臺階法開挖后,在保證 安全質(zhì)量的前提下,平均進度提高到了60m/月左右。
在淺埋砂質(zhì)黃土隧道施工中,通過采取仰拱(距掌子面的距離控制在15~20m以內(nèi))和二襯加強后(距掌子面的距離控制在30~40m以內(nèi))的緊跟措施,而將CRD開挖法改為弧形導坑臺階開挖法,在確保安全和質(zhì)量的條件下,大大加快了施工進度,使開挖進度由CRD法的平均25~30m/月,提高到45~50m/月以上。
(3)對于大斷面黃土隧道下穿公(鐵)路段,鄭西客專普遍采用了“長管棚預(yù)加固,雙側(cè)壁導坑開挖,雙層初期支護,二襯緊跟”新的理念和施工方法,有效地控制了施工過程中的地表和洞內(nèi)變形(已施工段地表下沉均能控制在30mm以內(nèi)),保證了公(鐵)路的安全。
5.4積極引進新的設(shè)計理念和施工方法
要引進目前國外比較成熟的先進設(shè)計理念和能保證安全及質(zhì)量的加快施工進度的施工方法,即引進和普及隧道掘進機的施工,以及“新意法”的引進和其在軟巖隧道中的廣泛應(yīng)用,1(4)廣泛應(yīng)用信息化和洞內(nèi)無線通訊技術(shù),嚴密監(jiān)控隧道的施工安全。
8、結(jié)語
隧道的安全施工管理,一是要加強領(lǐng)導落實責任,二是要進行施工安全風險評估,三是要有效落實技術(shù)措施和技術(shù)創(chuàng)新,四是要保證必要的安全生產(chǎn)投入,五是要嚴格規(guī)范現(xiàn)場管理,六是要正確處理好安全與質(zhì)量、進度、成本的關(guān)系。隧道施工中,始終堅持“安全第一,預(yù)防為主”的原則,要堅持重大技術(shù)方案專家審查制度,強化施工過程中的安全預(yù)控,確保大規(guī)模鐵路隧道的修建又好又快又安全的完成,全面提升鐵路隧道的修建技術(shù)和管理水平。
第二篇:隧道噴射混凝土施工質(zhì)量控制措施
隧道噴射混凝土施工質(zhì)量控制措施
摘要:介紹了施工原材料的控制與噴射擊混凝土配合比的設(shè)計要點及加強養(yǎng)護的措施。
前言
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,大量的新材料、新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)不斷應(yīng)用于工程中,同時,隧道施工技術(shù)也在超長、大跨度、防水、穿過不良地層等方面取得了長足的進步,涌現(xiàn)出了大量的科技成果。錨噴構(gòu)筑法在技術(shù)上有采用速度較快,支護及時、支護質(zhì)量較好、強度高、密實度好、防水性能較好;省工、操作較簡單,支護工作量減少;施工靈活性很大,可以根據(jù)需要分次噴射混凝土追加厚度,滿足工作設(shè)計與要求等優(yōu)點。
在國內(nèi),一些國際招標的大型水利工程中,如二灘水電站,黃河小浪底工程,三峽工程等,均是采用濕式混凝土噴射作業(yè)。國內(nèi)目前使用的各種濕式混凝土噴射機多是從國外引進的設(shè)備。近幾年來,國內(nèi)一些單位也開發(fā)研制出幾種濕式混凝土噴射機,但生產(chǎn)規(guī)模尚有待擴大。濕式混凝土噴射機主要優(yōu)點有四個。
(1)濕法:作業(yè)大大降低了機旁和噴嘴外的粉塵濃度,消除了對工人健康的危害。
(2)生產(chǎn)率高。干式混凝土噴射機工作效率一般不超過5擴/h.而使用濕式混凝土噴射機人工作業(yè)時可達10m'/h,采用機械手作業(yè)時,則可達20擴/h,(3)回彈度低。千噴時,混凝土回彈度可達15%~50%.采用濕噴技術(shù)回彈率可降低到10%以下。
(4)濕噴時,由于水灰比易于控制,混凝土水化程度高,故可大大改善噴射混凝土的品質(zhì),提高混凝土的勻質(zhì)性,而干噴時,混凝土的水灰比是由噴射手根據(jù)經(jīng)驗及肉眼觀查來進行調(diào)節(jié)的,混凝土的品質(zhì)在很大程度上取決于機手操作正確與否。
1、施工工藝與原材料的控制
1.1施工工藝
噴射前,應(yīng)將巖面沖洗千凈,并將表面軟弱破碎巖石清掃干凈。噴射作業(yè)應(yīng)分區(qū)段進行,長度一般不超過6二,噴射順序應(yīng)自下而上。后一次噴射應(yīng)在前一次混凝土終凝后進行,若終凝后1h以上再次噴射,應(yīng)用風水清洗混凝土表面。邊墻一次噴射厚度4~6cm,拱部則為2-4em,噴射2一4h后應(yīng)灑水養(yǎng)護,一般養(yǎng)護7一14d,混凝土噴射后至下一循環(huán)放炮時間,應(yīng)通過試驗確定,一般不小于4h,放炮后應(yīng)對混凝土進行檢查,如出現(xiàn)裂紋,應(yīng)調(diào)整放炮間隔時間或爆破參數(shù)。
1.2原材料控制
(1)拌和用水:工程中多以飲用水作為拌和用水,而pH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量(SO4,一)超過水量1%的水,含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì)的水均不得使用。
(2)水泥:為保證噴射混凝土的凝固時間及與速凝劑的相溶性,所用水泥應(yīng)具有強度高、抗?jié)B性和耐久性好,應(yīng)優(yōu)先選用4S5,以上的普通硅酸鹽水泥,其次選用礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。在地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道中應(yīng)采用早強水泥,使用前應(yīng)做強度鑒定實驗,水泥存放時嚴禁受潮和結(jié)塊,也不得把不同規(guī)格、不同廠家的水泥混合使用。
(3)骨料:混凝土的強度除了取決于骨料的強度外,還取決于水泥漿與骨料的粘結(jié)強度,同時骨料的表面越粗糙界面粘結(jié)強度越高,因此用碎石比用卵石好。實驗表明在一定范圍內(nèi)骨料粒徑越小,分布越均勻混凝土強度越高,骨料最大粒徑地減少不僅增加了骨料與水泥漿的粘結(jié)面積,而且骨料周圍有害氣體減少,水膜減薄,容易拌和均勻,從而提高了混凝土的強度。
(4)活性:摻和料:水泥水化是一個逐步發(fā)展的過程,在28d的齡期中,水泥的實際利用率僅占60%一70%,而另外的未水化的水泥中的Ca0后期遇水后生成Ca(OH)2,產(chǎn)生體積膨脹,給后期強度帶來不利影響,利用活性摻和料代替部分未水化的水泥,不僅可以降低成本,最主要的是可以利用活性材料中的活性成分(主要是Si02與A403)與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH):進行二次反應(yīng),生成含水硅酸鈣與含水鋁酸鈣,新生成的水化產(chǎn)物不僅提高了噴射混凝土的強度和致密性,而且提高了其抗凍、抗?jié)B、抗腐蝕等性能,這一類活性摻和料主要是粉煤灰和沸石粉,摻量約為水泥重量的10%-20%.(5)外加劑:為了降低用水量、降低回彈率和粉塵率,使噴射混凝土早凝早強,必須使用外加劑。應(yīng)采用符合質(zhì)量要求并對人體危害性很小的速凝劑,摻加速凝劑之前,應(yīng)做速凝劑與水的相溶性實驗及水泥凈漿速凝效果實驗,注意速凝劑效果實驗,初凝時間不應(yīng)大于5min,終凝時間不應(yīng)大于10min,保持速凝劑干燥勿受潮變質(zhì),在噴射混凝土中添加速凝劑的目的是使噴射混凝土滿足設(shè)計要求,促進早強。一般速凝劑最佳摻量約為水泥重量的2%一4%,實際使用時拱部可利用2%-4%,邊墻可用2%,過多的摻量對噴射混凝土反而不利,這是因為速凝劑雖然加速了噴射混凝土的凝結(jié)速度,但也阻止了水在水泥中的均勻擴散,使部分水包裹在凝結(jié)的水泥中,硬化后形成氣孔,另一部分水泥因而得不到充足的水分進行水化反應(yīng)而干縮,從而產(chǎn)生裂紋。另外速凝劑摻人應(yīng)均勻。
2、噴射混凝土配合比的設(shè)計與控制要點
噴射混凝土的配合比不同于普通混凝土的配合比,需要根據(jù)其施工工藝來選擇,主要講述C,噴射混凝土潮噴法的配合比的設(shè)計方法。為了減少回彈量需要較高的砂率,砂率增加意味著集料的總面積增加,這就要求用更多的水泥來包裹集料表面,以滿足噴射混凝土的強度要求,水泥用量越大,噴射混凝土就越容易干縮、開裂,同時成本也增加。因此首先確定水泥用量,根據(jù)經(jīng)驗水泥用量宜為375一450kg/m;,其次確定砂率,宜選用粗砂或中砂,砂率宜為45%一55%,砂率過高或過低易造成堵管,再次確定水灰比,水灰比宜為0.4—0.5,水灰比過小會產(chǎn)生粉塵,回彈量大,粘結(jié)力低,噴層會產(chǎn)生干斑,砂窩等現(xiàn)象,水灰比過大會造成強度低、速凝效果差,噴層流淌、滑移、坍落等現(xiàn)象,另外要注意根據(jù)施工環(huán)境的溫度,周圍巖壁類別、施工隊伍的施工水平做相應(yīng)的調(diào)整。
研究超塑化劑、硅灰、速凝劑和摻人火山灰或礦渣硅酸鹽水泥的復(fù)合作用,用濕噴法生產(chǎn)高性能噴射混凝土(HPS)具有下列優(yōu)點:(1)堿腐蝕性低;(2)工作性高和坍落度損失低;(3)回彈率低;(4)早期強度和后期強度高;(5)耐久性強。
2.1材料和配合比
2.1.1水泥
高強硅酸鹽水泥由于水化速度較快,用于做噴射混凝土性能一般優(yōu)于混合水泥。火山灰和礦渣硅酸鹽水泥具有耐久性高,水化熱低,對裂縫自收縮和干縮有較好性能。火山灰水泥中可用35%粉煤灰替代硅酸鹽水泥;礦渣水泥中可用50%礦渣取代硅酸鹽水泥。
2.1.2硅灰
使用加密硅灰以改善對基材的粘結(jié)力和減少集料回彈。
2.1.3超塑化劑
使用市售的質(zhì)量濃度為30%的液體淡基丙烯酸醋(CAE)為超塑化劑,生產(chǎn)水灰比為0.42一0.44,坍落度為210一220mm流動性混凝土。也可采用聚磺酸鹽系高效減水劑。
2.1.4速凝劑
用兩種不同的市售速凝劑,一種常用速凝劑是硅酸鈉(30%),另一種無堿速凝劑是以從(SO4),為主要成分的水溶液(60%),當使用后者時,由于無堿降低了在施工過程中堿性腐蝕的危險。
2.1.5集料
使用細砂(0一4mm),粗砂(4一6mm),石子(6一8mm)三者的體積比為65%,30%,5%。
2.1.6混凝土配比
配制兩種未摻速凝劑的基準對比拌合物,它們的主要區(qū)別在于水泥品種(42.5火山灰水泥和42.5礦渣水泥)每種混凝土拌合30min,在噴嘴處加人不同的速凝劑(水玻璃或無堿速凝劑)的摻量分別為水泥量的8%一12%或6%一7%,2.2試驗結(jié)果
由于使用超塑化劑,50min之內(nèi)的坍落度損失可以忽略不計,這意味著在噴嘴處加人速凝劑之前坍落度損失可忽略不計,以可靠方式供給噴射設(shè)備的泵送混凝土的工作性能好,噴射混凝土產(chǎn)量可達20m;/ho在規(guī)定超塑化劑摻量為1%一2%時,盡管礦渣水泥混凝土的W/C稍低于火山灰水泥混凝土,其初始坍落度(220mm)還是稍高于火山灰水泥混凝土坍落度(210mm)在無筋隧道內(nèi)施工,由于復(fù)合有超塑化劑、硅灰和速凝劑,拌合物粘結(jié)性好,研究的所有噴射混凝土的回彈率僅僅為2%一3%.3、噴射混凝土養(yǎng)護措施
養(yǎng)護是噴射混凝土施工中的一個重要環(huán)節(jié),在正常養(yǎng)護條件下,混凝土強度隨齡期延長而增大,其原因是由于膠凝材料的水斷水化。而水化速度與環(huán)境溫度和濕度有關(guān),由于經(jīng)常放炮和通風不良導致隧道內(nèi)的溫度較高,噴射混凝土周圍的空氣相對來說比較干燥,加上水化熱引起的混凝土內(nèi)部溫度較高,將使其表面水分很快就蒸發(fā)掉,進而引起水石“毛細管”中水分繼續(xù)蒸發(fā)。噴射混凝土中水泥與水接觸的時間短且范圍有限,與普通混凝土相比水泥水化的程度更低。噴射混凝土的凝結(jié)過程也是水泥進一步水化的過程,水泥的水化反應(yīng)必須在有水的條件下才能發(fā)生,水泥水化因為水泥石缺少水分不能繼續(xù)進行,還因毛細管引力作用在混凝土中引起收縮,此時的噴射混凝土強度還很低,收縮引起的拉應(yīng)力將使混凝土開裂,破壞了混凝土結(jié)構(gòu),影響混凝土強度的繼續(xù)增長,而且停止水化使水化物不能進一步向水泥石的毛細孔填充,還將影響混凝土的抗?jié)B性。
4、結(jié)束語
噴射混凝土在隧道施工中應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,噴射混凝土的質(zhì)量直接影響著結(jié)構(gòu)受力、防護、耐久性等情況,所以對噴射混凝土施工,必須按質(zhì)量控制系統(tǒng)的要求,通過各種措施強化質(zhì)量意識,加強質(zhì)量管理,制定操作規(guī)程,使噴射混凝土在隧道防護中發(fā)揮越來越重要的作用。
第三篇:鐵路隧道質(zhì)量通病及控制措施
鐵路隧道質(zhì)量通病及控制措施
李xx
路橋集團國際建設(shè)股份有限公司100027
【摘要】鐵路隧道的施工都會不同程度地存在襯砌開裂、滲漏水、二次襯砌結(jié)構(gòu)侵限、道床翻漿冒泥,拱墻背后脫空等病害。文章從隧道痛病的表現(xiàn)、成因出發(fā),提出了痛病工程相應(yīng)的處治措施和建設(shè)期間的質(zhì)量控制措施。
[關(guān)鍵詞] 隧道;質(zhì)量通病;成因;措施
引言
對于鐵路隧道建設(shè),多年來由于工程質(zhì)量通病具有極大的危害性和一定的頑固性,因此加強質(zhì)量通病的預(yù)控是一項重要的任務(wù)。施工單位必須重視質(zhì)量通病的治理,隧道監(jiān)理工程師必須嚴格地按其質(zhì)量標準和設(shè)計要求,隨時注意檢查,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,及時采取有效控制措施,以確保隧道施工安全。筆者就幾條常見通病做分析如下。
1.洞門施工通病及處理措施
1.1洞門施工通病
洞門施工通病一般表現(xiàn)在洞門坍塌或洞門表觀質(zhì)量差。
(1)地表水滲透或雨水沖刷使隧道洞門邊、仰坡失穏,造成洞口坍塌;
(2)洞門邊、仰坡開挖采用大爆破作業(yè)方式,對隧道洞口圍巖產(chǎn)生擾動,造成隧道洞口坍塌;
(3)洞口圍巖松散軟弱,自穩(wěn)性能差,進洞施工方案不妥;
(4)洞口邊仰坡開挖后防護不及時;
(5)洞門立模不穩(wěn),不平順,混凝土灌注質(zhì)量差;
(6)修補工藝欠佳;
1.2預(yù)防及處理辦法
⑴.洞口工程施工前,首先做好洞口范圍內(nèi)地表防排水工作,填平洼地和積水坑,防止地面水滲透;
⑵.及時施做洞口工程系統(tǒng)截水溝、排水溝,盡可能與洞口路基排水系統(tǒng)形成整體。宜在雨季前及邊、仰坡開挖前完成;
⑶.隧道邊、仰坡土石方開挖作業(yè)盡可能采用非爆破或弱爆破方法自上而下分部進行,減少對洞口圍巖的擾動;開挖后對邊、仰坡及時進行防護;
⑷.隧道門端墻處土石方開挖施工完成后及時施作洞門端墻及擋護工程; ⑸.洞門施作盡量避開雨季進行,盡早施作洞門和洞口段襯砌,保證洞門邊坡穩(wěn)定;
⑹.施工期間,保持對邊仰坡及洞頂山坡體進行監(jiān)測和觀察,及時掌握洞口的安全狀況,以便迅速采取有效的安全對策;
加強洞門立模的精度和穩(wěn)定性,灌注時應(yīng)嚴格控制速度,盡量一次施工成型,避免修補。確實要修補的,修補工藝要認真,細致,增強洞門的觀賞性。
2.洞內(nèi)滲透漏水
目前,隧道的滲透漏水主要表現(xiàn)在墻、拱頂滲水、滴水、漏水及路面的冒水。其原因是隧道在施工期間和建成后,一直受著地下水的影響。當?shù)叵滤畨狠^大,防水工程質(zhì)量欠佳時,地下水便會通過一定的通道滲入或流入隧道內(nèi)部,造成滲漏水,對行車安全以及襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。隧道的滲漏水不僅會降低混凝土襯砌的耐久性,而且會降低隧道內(nèi)各種設(shè)施的功能,惡化隧道內(nèi)的環(huán)境,嚴重時對行呈成安全以致對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定造成威脅。
2.1施工質(zhì)量通病
(1)拱頂襯砌不密實:當圍巖壓力過大時,導致拱腰部位襯砌出現(xiàn)縱向拉裂,拱頂襯砌壓碎掉塊,導致滲漏。
(2)支護技術(shù)不過關(guān):工程上常采用的先拱后墻法施工,循環(huán)進尺短、襯砌緊跟、以襯代支,致使襯砌接縫過多,且接縫處理不能達到防水標準,導致接縫滲水。
(3)振搗不到位:在混凝土襯砌的過程中,有時存在襯砌不到位的現(xiàn)象,形成透水的開放性毛細管路,尤其是混凝土拌合物在密實泌水過程中,析出水分部分被擠向上面,部分聚集在集料顆粒的下面,導致襯砌混凝土存在泌水管路。
(4)混凝土中有空隙:由于施工順序不當或沉降或襯砌混凝土中存在雜物等原因,導致襯砌混凝土中存在空隙。
(5)腐蝕性:天然水對襯砌混凝土有腐蝕性,可能造成漏水孔隙,甚至導致襯砌混凝土剝落開裂。
(6)拱、仰拱填充施工縫不對應(yīng)導致的滲漏水。下圖1所示隧道滲水點實際
為仰拱施工縫滲水,經(jīng)仰拱與仰拱填充界面流至仰拱填充混凝土拉裂處,從混凝土裂縫處涌出。圖中所示白色塑料管為施工單位自行埋設(shè)的剖開的塑料管,處理不符合要求。
圖1:拱、仰拱填充施工縫不對應(yīng)導致的滲漏水
2.2滲漏水的預(yù)防措施
滲漏水整治的指導思想是以排為主、以防助排,引水泄壓、斷絕水源,設(shè)多道防水線。
2.2.1結(jié)構(gòu)自防水措施
在設(shè)計中應(yīng)合理確定混凝土的抗?jié)B標號,不能片面強調(diào)混凝土抗壓等級,一味加大單位體積混凝土水泥用量,將會使混凝土水化熱和收縮量增加,導致混凝土裂縫,破孩混凝土結(jié)構(gòu)自防水能力。
對變形縫及施工縫采取有效措施進行處理是十分重要的。因為它們往往是隧道與地下工程防水的薄弱部位,通常變形縫形式有:嵌縫式、粘貼式、埋入式。橡膠止水帶在施工中稍有不慎易走形,導致止水效果降低,應(yīng)確保施工接縫嚴密、不滲不漏,變形縫應(yīng)密封止水、適應(yīng)變形、施工方便。本著“以防為主、多道設(shè)防”的原則,也可采用復(fù)合式橡膠止水變形縫,復(fù)合式橡膠止水變形縫系三道設(shè)防,即首先在變形縫部位、現(xiàn)澆混凝土中間埋入橋式橡膠止水帶,然后再在端部施作雙組份聚硫橡膠嵌縫,最后在預(yù)留槽涂抹焦油聚氨酯防水膠。這樣將埋入,嵌入,粘貼三種型式變形縫止水帶組合在一起,形成三道防線,防水可靠性得到很大提高。
2.2.2施工預(yù)防措施
根據(jù)水文地質(zhì)情況,水流性質(zhì),水量大小,巖層裂隙傾向及山頂?shù)乇硭囱a給情況,按設(shè)計規(guī)定,做好洞頂?shù)乇矸琅潘鸵r砌背面的排水設(shè)施,同時應(yīng)將施工排水與永久性的防治水統(tǒng)籌考慮。完善鉆爆設(shè)計,控制爆破,出現(xiàn)超挖時,對拱
腳,邊墻腳以上10cm范圍內(nèi)應(yīng)用與襯砌相同的材料一次性回填密實,其它部位采用片石等回填密實。施工中要加強振搗,保證混凝土密實;拱墻盡可能一次澆注,盡量減少施工縫;先拱后墻法施工的隧道,灌注拱圈混凝土時應(yīng)及時撐卡口梁,防止拱圈因下沉或內(nèi)移造成開裂。施工時應(yīng)注意排水暢通,嚴禁水浸泡拱墻腳,防止出現(xiàn)不均勻沉降;由于施工方法工藝的限制,對二次襯砌結(jié)構(gòu)與初期支護間存的空隙,應(yīng)采用回填注漿使初期支護與二次襯砌緊密結(jié)合,以改善其傳力條件和減少滲漏水。
3.襯砌施工裂縫
隧道出現(xiàn)裂縫輕則縮短使用壽命,重則產(chǎn)生毀滅性的破壞。隧道應(yīng)進行動態(tài)施工。由于受技術(shù)和資金條件的限制,一般隧道在設(shè)計前對一些因素很難準確確定,因此在施工中要隨時觀察掌子面,對圍巖情況進行對比和分析,及時調(diào)整和完善設(shè)計。隧道拱、墻的裂縫主要由環(huán)向的、水平向的、斜向的和網(wǎng)狀的裂縫,其性質(zhì)分受力和非受力裂縫。襯砌裂縫形成的原因非常的復(fù)雜,往往是多種不利因素綜合作用的結(jié)果,施工不規(guī)范造成的襯砌裂縫占了很大一部分,材料質(zhì)量差或配合比不合理導致的開裂和設(shè)計不當引起的開裂僅占一小部分。
3.1裂縫形成原因:
3.1.1設(shè)計局部與實際地質(zhì)不符、處置不當。
由于多種原因,設(shè)計單位在設(shè)計勘察時無法深入地開展地質(zhì)勘察工作,進行隧道圍巖類別評價及支護結(jié)構(gòu)設(shè)計時缺乏必要的準確的依據(jù),再者實際地質(zhì)情況并不是與設(shè)計截面相適應(yīng)的,這就造成了結(jié)構(gòu)受力與設(shè)計的嚴重不符而埋下開裂隱患。
3.1.2施工方法和現(xiàn)場操作不規(guī)范、管理不到位。
①隧道開挖控制不嚴格,監(jiān)控量測檢查不到位,現(xiàn)場管理不嚴格,個別部位襯砌厚度嚴重不足,襯砌混凝土厚度嚴重不均勻,從而造成局部應(yīng)力集中產(chǎn)生混凝土的開裂。由于沒有嚴格進行監(jiān)控測量,不能科學的判斷圍巖的變形和收斂情況,盲目進行二襯混凝土的施工,造成混凝土不能抵抗圍巖變形從而產(chǎn)生開裂: ②不嚴格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范要求,盲目追求施工進度,過早拆除模型,拆模后不進行有效的養(yǎng)生(特別是靠近洞口的地段),造成混凝土水化熱不能有效循序散發(fā)、混凝土自身承載不足,局部混凝土在不能有效抵抗外力的情況下,產(chǎn)生局部變形,進行應(yīng)力的二次分布而導致開裂;
③軟弱圍巖地段往往不能嚴格執(zhí)行設(shè)計,基地清理不徹底,仰拱填充施工偷工減料,沒有根據(jù)實際圍巖情況沉降縫設(shè)置進行調(diào)整,除非時出現(xiàn)重大事故,一般很少向設(shè)計、監(jiān)理單位反映,同時由于監(jiān)理人員水平也參差不齊,對設(shè)計缺陷或不足難以提出建設(shè)性意見或建議,在多種因素的綜合作用,一般會造成設(shè)計不能滿足實際地質(zhì)情況,從而導致混凝土的開裂;
④混凝土機械拌和過程中原材料不嚴格計量,外加劑的摻加更是隨意性大,沒有嚴格或者不能嚴格根據(jù)現(xiàn)場砂、碎石的實際含水率及時調(diào)整施工配合比,造成混凝土水灰比與設(shè)計不符,混凝土質(zhì)量不能滿足設(shè)計要求;
3.2防治措施:
(1)嚴格控制混凝土的拌和質(zhì)量,主要是混凝土配合比和混凝土和易性的控制;
(2)嚴格執(zhí)行監(jiān)控量測程序,進行科學分析后指導襯砌作業(yè)遵守科學的二次襯砌原則,對于特殊情況(一般是變形不穩(wěn)定),必須提供數(shù)據(jù)分析并建議設(shè)計單位調(diào)整襯砌參數(shù),不能強攻硬土;
(3)及時進行斷面檢測,確保開挖輪廓符合設(shè)計,杜絕嚴重侵入襯砌現(xiàn)象的發(fā)生。對模型就位時發(fā)現(xiàn)的侵入不得存在僥幸、偷懶心理,必須認真進行返修,很多局部開裂均是由于個別位置侵入未處理引起;
(4)認真清理基底浮渣,并用清水沖洗干凈,對于有仰拱填充的襯砌,嚴格控制仰拱尺寸、厚度,拱墻襯砌時一定要對與仰拱接觸面進行鑿毛清理;
(5)對于地質(zhì)變化處和設(shè)計沉降位置不符的,一定要及時通知設(shè)計單位現(xiàn)場核實、進行襯砌參數(shù)調(diào)整。
4.拱墻背后脫空
襯砌背后存在一定規(guī)模的空洞或空洞回填不密實是經(jīng)常遇到的病害。據(jù)雷達檢測表明,拱墻背后脫空現(xiàn)象比較普遍,尤以拱頂脫空較為嚴重,個別甚至達到人可在其中爬行的程度。引起脫空的原因除管理不力外,超挖過大,未回填或回填不到位,或未采用壓力泵送回填混凝土等有關(guān)。
墻背脫空使襯砌和圍巖不能形成一個完整的受力體系,同時對二次襯砌產(chǎn)生一定的威脅,圍巖落石砸穿襯砌的事故也曾發(fā)生。
4.1拱墻背后脫空形成原因:
⑴由于防水卷材預(yù)留不足,拱頂防水卷材緊繃造成其背后與初期支護有一定間
隙無法灌注混凝土,造成空洞;
⑵混凝土灌注至拱頂后沒有及時調(diào)整混凝土的水灰比,而且并不是控制一定泵送壓力進行灌注,造成拱頂混凝土沒有灌注飽滿而形成空洞;
⑶堵頭模型與初期支護不密貼,同時有沒有進行有效堵塞,造成混凝土灌注不飽滿,從而形成拱頂襯砌前端空洞。
4.2防治措施:
⑴控制混凝土的灌注速度,加強振搗,對超挖大的范圍必須專人進入模型內(nèi)進行補強振搗,以確保混凝土灌注密實。有時容易出現(xiàn)灌注速度快、振搗跟不上致使混凝土局部不密實而形成空洞。
⑵鋪設(shè)防水材料必須由頂部逐步向墻角進行,增加固定錨固的點位,并預(yù)留出一定的富裕量,避免混凝土由墻角自下而上灌注時受防水材料限制是拱頂形成空洞。
⑶灌注至拱頂后適當減小混凝土的塌落度,在封口處輔之以人工干硬性混凝土進行填塞。
5.結(jié)束語
總之,質(zhì)量責任,重于泰山。隨著現(xiàn)代化步伐的加快,質(zhì)量問題越來越成為人們關(guān)注的焦點,近年頻繁出現(xiàn)的一些質(zhì)量事故,我們必須在思想上重視、管理上及時、技術(shù)上合理、措施上得力,各環(huán)節(jié)齊抓共管,才能使我們的質(zhì)量有根本的改觀,將工程質(zhì)量放在第一位,才能有效地保證質(zhì)量目標的實現(xiàn),才能建成精品工程。
參考文獻
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第四篇:鐵路隧道綜合接地系統(tǒng)施工
綜合接地系統(tǒng)
1綜合接地系統(tǒng)設(shè)計原則
1.綜合接地系統(tǒng)工程的作用是根據(jù)鐵路等級,不同地區(qū),不同設(shè)備,因地制宜采取防護措施,達到保護人身安全何設(shè)備安全的要求,遵循以人為本,系統(tǒng)優(yōu)化,綜合防護的原則,加強總體協(xié)調(diào),全面規(guī)劃,統(tǒng)籌考慮。
2.距離觸網(wǎng)帶電體5m范圍以內(nèi)的金屬和需要接地的設(shè)施、設(shè)備應(yīng)接入綜合接地系統(tǒng)中。
3.距離線路兩側(cè)20m范圍內(nèi)的鐵路設(shè)備房屋的接地裝置因接入綜合接地系統(tǒng)。
4.不便與鐵路綜合接地系統(tǒng)等電位連接的第三方設(shè)施(路外公共建筑物。公共電力系統(tǒng)、金屬線等設(shè)施)必須采取可靠的隔離或絕緣等措施。
5.綜合接地系統(tǒng)由貫通地線、接地裝置和引接線等構(gòu)成。
6.在綜合接地系統(tǒng)中,建筑物、構(gòu)筑物及設(shè)備在貫通地線接入處的接地電阻不大于1Ω。
7.貫通地線應(yīng)耐腐蝕并符合環(huán)保要求,環(huán)保性能滿足國家對土壤環(huán)境質(zhì)量要求的有關(guān)規(guī)定。
8.沿線電力變、配電所、牽引變電所及建筑物。構(gòu)筑物按照各專業(yè)要求設(shè)置接地裝置后,可就近接入綜合接地系統(tǒng)。
2隧道綜合接地原則
1.貫通地線的設(shè)置應(yīng)便于設(shè)備就近接入和施工。
2.隧道內(nèi)接地裝置應(yīng)優(yōu)先利用隧道襯砌的結(jié)構(gòu)鋼筋作為自然接地體,當自然接地體的電阻達不到要求的時候應(yīng)增加人工接地體。
3.襯砌內(nèi)的接地鋼筋應(yīng)充分利用其結(jié)構(gòu)鋼筋,原則上不再增加專用的接地鋼筋;并在襯砌內(nèi)預(yù)埋外聯(lián)接地端子;接地裝置應(yīng)與貫通地線可靠連接。
4.隧道內(nèi)兼有接地功能的結(jié)構(gòu)鋼筋和專用接地鋼筋應(yīng)滿足:接觸網(wǎng)短路電流Ik≤25KA時,鋼筋截面不小于120mm2;接觸網(wǎng)短路電流Ik>25KA時,鋼筋截面應(yīng)
不小于200 mm2。當鋼筋截面不滿足要求時,可將相鄰的二根結(jié)構(gòu)鋼筋并接使用,使總截面積不小于120mm2或200 mm2。
5.隧道內(nèi)接地鋼筋之間要求可靠連接,保證電氣連接。
3隧道內(nèi)綜合接地施工措施
1.隧道地段貫通地線鋪設(shè)在兩側(cè)的電力電纜槽內(nèi),并采取砂防護措施,接地裝置充分利用隧道的初期支護桿、鋼架、鋼筋網(wǎng)或底板鋼筋。
2.在兩側(cè)通信信號電纜槽的線路側(cè)外緣各設(shè)一根綜合接地鋼筋,每100m斷開一次。用于隧道內(nèi)接地極、接觸網(wǎng)絡(luò)來保護接地及接地鋼筋間的等電位連接。
3.隧道二次襯砌中的接地鋼筋設(shè)置。
①二次襯砌中有結(jié)構(gòu)鋼筋的隧道:
a.利用二次襯砌的內(nèi)層縱、環(huán)向結(jié)構(gòu)鋼筋作為接觸網(wǎng)絡(luò)保護接地鋼筋; b.接觸網(wǎng)線垂直向上在拱頂?shù)耐队熬€兩側(cè),以0.5m為間隔,各選3根縱向結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋;
c.上述投影線兩側(cè)各1.5m外的其他位置,以1m為間隔,選擇縱向結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋;
d.在每個臺車位(作業(yè)段)中部選一根環(huán)向結(jié)構(gòu)鋼筋作為環(huán)向接地鋼筋,環(huán)、縱向接地鋼筋間可靠焊接;縱向接地鋼筋在作業(yè)段間可不連接;
e.每個作業(yè)段內(nèi)的環(huán)向接地鋼筋與兩側(cè)通信信號電纜槽靠線路側(cè)外緣的縱向接地鋼筋連接;
②二次襯砌中無結(jié)構(gòu)鋼筋的隧道,除接觸網(wǎng)基礎(chǔ)接地外,不再單獨考慮接地鋼筋設(shè)置。
③線路兩側(cè)的貫通地線通過隧道內(nèi)環(huán)向接地鋼筋實現(xiàn)橫向連接。
4.隧道接地極設(shè)置:
①IV、V級圍巖隧道,利用系統(tǒng)錨桿、鋼拱架(或鋼網(wǎng)片)作為接地極; ②Ⅲ級圍巖隧道,利用系統(tǒng)錨桿和專用環(huán)向接地鋼筋作為接地極(接觸網(wǎng)基礎(chǔ)接地);
③Ⅱ級圍巖隧道,利用隧道底板的下層結(jié)構(gòu)鋼筋最為底板接地級;
④錨桿接地極以約一個臺車長度為間隔設(shè)置,用作接地極的錨桿環(huán)向間距要求為2倍錨桿長度;接地錨桿與鋼網(wǎng)片、鋼拱架或?qū)S铆h(huán)向接地鋼筋可靠焊接;
在與兩側(cè)電纜槽外緣的縱向接地鋼筋連接;
⑤隧道底板接地極按照1m間隔選用底板結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地極鋼筋,即在隧道底板的底層形成一個1m×1m的單層鋼筋網(wǎng);中部“十字”交叉的兩根鋼筋上的網(wǎng)格節(jié)點要求施以“L”型焊接,其他節(jié)點綁扎;底板接地鋼筋網(wǎng)按照一個臺車位的長度考慮,間隔一個臺車位設(shè)置一處。
5.接地鋼筋間的連接:
隧道內(nèi)的錨桿接地極、底板接地極和二次襯砌內(nèi)的接地鋼筋等接地裝置均應(yīng)通過連接鋼筋與兩側(cè)電纜槽靠線路側(cè)外緣的縱向接地鋼筋連接,再通過電纜槽接地端子接入綜合接地系統(tǒng);
6.接地端子設(shè)置:
①隧道內(nèi)均采用橋遂型接地端子,不銹鋼材質(zhì)。
②從隧道進口2m處開始,在兩側(cè)電力電纜槽底部,每間隔100m設(shè)置一個接地端子,小于100m的隧道在中部設(shè)一處,接地端子供隧道接地設(shè)置與貫通地線的連接。
③從隧道進口2m處開始,在兩側(cè)通信信號電纜槽靠線路側(cè)壁上,每間隔50m設(shè)置一個接地端子,小于50m的隧道在中部設(shè)一處,接地端子供軌旁設(shè)備,設(shè)施接地。
④在每個專用洞室、變壓器洞室兩側(cè)壁下部設(shè)置接地端子,供洞室設(shè)備及設(shè)施接地。
⑤上述所有的接地端子均通過連接鋼筋與電纜槽外緣的縱向接地鋼筋連接。⑥接觸網(wǎng)基礎(chǔ)采用后植入安裝方式,在安裝基礎(chǔ)的位置預(yù)埋接地端子,接地端子每隔約300m預(yù)留1處(每處預(yù)留2個),長度小于300m隧道預(yù)留1處(每處預(yù)留2個),具體位置詳見接觸網(wǎng)相關(guān)圖紙,接地端子與二次襯砌內(nèi)的環(huán)向或縱向接地鋼筋焊接。
⑦在工程允許的情況下,接地端子也可根據(jù)設(shè)備、設(shè)施的接地需要來確定預(yù)埋的里程,以達到最佳接地性能并方便工程實施和管理。
⑧隧道內(nèi)接地鋼筋、接地錨桿、接地鋼拱架(鋼網(wǎng)片)、接地連接鋼筋間均須可靠焊接。
7.隧道內(nèi)各專業(yè)接入綜合系統(tǒng)的地線種類
①信號:沿線信號設(shè)備(所有相關(guān)金屬設(shè)備外殼)的安全地和屏蔽地、工作
地等。
②通信:沿線漏泄電纜懸吊鋼索、通信電纜金屬外皮等的屏蔽地線,通信設(shè)備接地,避雷器的安全接地。通信站、微波站、無線基站在滿足綜合接地總體設(shè)計原則時,可介入綜合接地系統(tǒng)。
③電力:電力電纜的金屬外皮屏蔽地線,電力變壓器中性點接地線及設(shè)備外殼接地線。
④電氣化:接觸網(wǎng)的回流線(或PW)接地。
⑤其他:沿線信息化系統(tǒng)設(shè)備的安全地線和屏蔽地線、工作地線、無蹅軌道板、隧道內(nèi)非預(yù)應(yīng)力鋼筋接地;沿線距接觸網(wǎng)帶電體5m范圍內(nèi)金屬構(gòu)件的防感應(yīng)接地。
8.工藝要求
①接地端子應(yīng)直接灌注在電纜槽或其他混凝土制品中。接地端子采用不銹鋼制造、不銹鋼材料的成分應(yīng)滿足Cr≥16%、Ni≥5%、Mo≥2%、C≤0.08%,如GB00Cr17Ni14Mo2.接地端子的端子孔規(guī)格為M16,并應(yīng)配置防異物堵塞的端子空塞,方便開啟。
②接地連接線宜采用不銹鋼連接線,由鋼絲繩、二個線鼻以及二個配套的防盜螺栓(每個螺栓上應(yīng)配兩個平墊圈和一個彈簧墊圈)組成。鋼絲繩采用直徑不大于1mm的不銹鋼絲制造,總截面不小于200m㎡(Ik>25KA)或120m㎡(Ik≤25KA).線鼻與鋼絲繩的連接處應(yīng)能承受5KN的拉力且3min不得松動和斷股。如接地設(shè)備有特殊規(guī)定,應(yīng)根據(jù)相關(guān)設(shè)備要求選用接地連接線。
③引接線和設(shè)備的連接,可焊接或螺栓連接,用螺連接時應(yīng)采取防松措施。④貫通地線采用35 m㎡銅纜,其連接和“T”形分支引接,采用銅制“C”形壓接件進行連接,貫通地線與接地端子間的連接采用壓接并栓接。壓接壓力不小于12t,并且地下連接處應(yīng)采取防腐措施。
⑤貫通地線要求盡可能直,禁止形成環(huán)狀;隧道,路堤、路型、橋梁間的過渡地段貫通地線應(yīng)平順連接。
⑥接地鋼筋間應(yīng)采用搭接焊工藝。焊接要求:雙邊焊搭接長度不小于55㎜;單邊焊搭接長度不小于100㎜;焊縫厚度不小于4㎜.鋼筋間十字交叉時采用直徑14㎜(IK≤25KA)或16㎜(Ik>25KA)的“L”行鋼筋進行焊接(焊接長度同前)。
⑦對施工中外露的接地鋼筋進行防腐處理,采用外涂瀝青,外包聚氯乙烯,聚苯乙烯帶的方式。
⑧安裝有避雷器的接觸網(wǎng)支柱,通信,信號等弱電系統(tǒng)不與其共用接地點,強、弱電設(shè)備接地點間隔要求不小于20 m。
4隧道內(nèi)預(yù)埋槽道施工措施
1、預(yù)埋槽道設(shè)計說明
①接觸網(wǎng)懸掛安裝采用錨桿槽道形式進行預(yù)留。
②在懸掛預(yù)埋的斷面內(nèi),槽道的錨桿應(yīng)與結(jié)構(gòu)鋼筋或結(jié)構(gòu)加強鋼筋焊接固定。
③所有槽道的預(yù)埋金屬體應(yīng)接地連接。
④預(yù)埋點具體里程與隧道施工縫統(tǒng)一布置,同時應(yīng)滿足接觸網(wǎng)懸掛點跨距等布置要求。
⑤預(yù)埋槽道分別位于隧道拱頂,兩側(cè)拱腰及右側(cè)邊墻,同時分為弧形和直形槽道;長度為1.5m和2.5m不等。在襯砌混凝土澆筑塊前后兩端等距布置。
2、預(yù)埋槽道安裝
①槽道定位準備,檢查槽道內(nèi)的發(fā)泡填充物的完整狀態(tài)。
②根據(jù)臺車模板上槽道的設(shè)計要求位置,在臺車模板上開螺栓二次定位安裝長孔,槽道兩端各設(shè)一個固定點,隧道頂部槽道設(shè)置三個固定點。盡量減少模板開孔數(shù)量,開孔位置盡量避開臺車支撐固定點、結(jié)構(gòu)連接處,嚴格控制與臺車邊緣的距離。
③綁扎第二層鋼筋后,根據(jù)設(shè)計要求測量出槽道預(yù)埋位置,于鋼筋網(wǎng)外側(cè)將事先焊接好的成組槽道就位。槽道后錨桿與短鋼筋綁扎在鋼筋網(wǎng)上,且與隧道接地鋼筋焊接牢固,錨桿與鋼筋網(wǎng)發(fā)生沖突時不得隨意切割錨桿。隨后將槽道與模板固定點位置(開孔位置)的發(fā)泡填充物扣除。
④襯砌臺車移動到指定位置后,通過二次定位孔,找到并調(diào)整槽道位置。一根槽道用一個順線路開孔,一個垂直線路開孔固定及進行調(diào)整。
⑤將“T”型螺栓穿過二次定位長孔,放入槽道,旋轉(zhuǎn)90度,開孔封堵的鋼板安裝在“T”型螺栓上,擰緊螺母,讓槽道緊貼模板,進行二次精確定位。模板上的二次定位孔需封堵密實,確保襯砌混凝土澆筑質(zhì)量。
⑥襯砌脫模:“T”型螺栓螺母松開后,取出螺栓,收回模板脫模。槽道固定點處重新回填發(fā)泡填充物,做好后續(xù)工作養(yǎng)護。
第五篇:鐵路隧道機械化配套施工新模式
鐵路隧道機械化配套施工新模式 來源:《人民鐵道》報作者:李慶安 段宏杰發(fā)表時間:2010-01-14 16:19
長期以來,出于成本等考慮,我國建筑施工企業(yè)在隧道施工中大量使用農(nóng)民工施工,這為廣大農(nóng)村勞動者提供了大量就業(yè)機會,同時推動了建筑業(yè)的發(fā)展。但是,隨著建筑市場規(guī)模的迅速擴大、地質(zhì)條件的復(fù)雜和建設(shè)標準的不斷提高,大量使用農(nóng)民工的弊端就逐漸顯露出來:廣大農(nóng)民工專項施工技術(shù)水平普遍不高,雖然施工企業(yè)對他們進行了系統(tǒng)的技術(shù)培訓,但農(nóng)民工專業(yè)技術(shù)還是不能滿足高質(zhì)量建筑的要求。隨著和諧鐵路建設(shè)深入展開,這種粗放型施工管理模式,與鐵路大規(guī)模建設(shè)的形勢不相適應(yīng)。正是在這樣的背景下,一種新的管理模式——機械化配套作業(yè)成為大規(guī)模客專建設(shè)行業(yè)新的選擇和契機。
山嶺隧道機械化配套施工適應(yīng)鐵路建設(shè)新形勢的迫切要求,對于提升我國隧道施工水平意義深遠
截至2009年年底,我國建成的鐵路隧道總長度已經(jīng)超過7000公里,在建鐵路隧道總長度已超過5000公里,即將開工和規(guī)劃建設(shè)的隧道總長度超過5000公里,預(yù)計到2012年,我國建成通車的鐵路隧道總數(shù)量將突破1萬座,總長度將突破12000公里。我國鐵路隧道建設(shè)的總量已經(jīng)遠遠超過世界其他國家。但是我國鐵路軟巖隧道施工的快速修建設(shè)備配套技術(shù)水平、施工裝備及國產(chǎn)化仍處于隧道施工機械化初期,整體技術(shù)仍較落后。主要表現(xiàn)在:
——以鉆爆法為基礎(chǔ)的機械化快速施工技術(shù)體系尚未完成,在機械化作業(yè)線設(shè)備配套技術(shù)、環(huán)境控制、施工安全與風險控制、巖溶高壓水、大變形治理等方面,許多設(shè)備配套關(guān)鍵技術(shù)難題尚未取得突破,施工進度差別很大,事故隱患較多,工后環(huán)境影響較大。
——以鉆爆法為基礎(chǔ)的機械化設(shè)備配套在硬巖或圍巖穩(wěn)定性較好的條件下才能實現(xiàn)快速施工,而且作業(yè)線的主要設(shè)備大多從國外引進,自主開發(fā)的品種少、質(zhì)量較差、故障較多,主要技術(shù)性能參數(shù)與鐵路隧道現(xiàn)有施工條件不匹配。設(shè)備國產(chǎn)化程度低,因而影響作業(yè)效率,難以形成先進的機械化作業(yè)線。特別是開挖出砟、噴錨、支護、二次混凝土襯砌等工序,設(shè)備國產(chǎn)化程度低,制約了全行業(yè)整體技術(shù)的全面發(fā)展和進步。
——對于軟巖和土質(zhì)隧道,大多數(shù)仍采用人工作業(yè),工序循環(huán)時間長,圍巖擾動大,安全風險高,支護困難,進度緩慢,造成軟巖隧道既不能快速施工,也不能形成機械化作業(yè)。
通過對瑞典和丹麥等國家隧道施工現(xiàn)場進行考察,技術(shù)人員發(fā)現(xiàn),國外隧道施工從開挖、支護、鉆注漿、錨桿、噴混凝土、出砟等各工序都配置了配套的全機械化作業(yè)生產(chǎn)線,機械化程度較高,且配套完整。國外隧道施工時采用噴混凝土機械手,真正實現(xiàn)了工裝的配套,既環(huán)保又安全,可以真正控制支護質(zhì)量,同時還可以因回彈比例小而有效降低施工成本。國外承包商的各生產(chǎn)線都利用較為發(fā)達的租賃市場,且配套維修非常及時。設(shè)備租賃特別是大型專用設(shè)備的租賃,方式較為靈活,便于現(xiàn)場推廣應(yīng)用。由于施工設(shè)備的完善配套,隧道施工作業(yè)人員每班僅7人~10人。
為了盡早實現(xiàn)我國隧道施工的機械化配套施工,鐵道部專門設(shè)立了“隧道圍巖穩(wěn)定性及其控制技術(shù)研究”重大研究課題。其中,中國中鐵隧道集團有限公司(以下簡稱中鐵隧道集團)牽頭承擔起“隧道施工機械化配套技術(shù)及裝備研究”子課題,并依托貴廣鐵路進行試驗和實踐。
課題借助三都、天平山等特長鐵路隧道的修建,重點解決開挖與噴錨支護、裝砟與運輸、防水板鋪設(shè)機械化施工作業(yè)線,控制圍巖變形,完善我國軟硬巖隧道全斷面和臺階法施工的全工序作業(yè)線的機械化,盡快建立起合理的設(shè)備配套、協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)機制,形成一套完整的具有理論指導、設(shè)備配套齊全且具有廣泛適應(yīng)性以及工法完善的機械化體系,以解決我國鐵路修建技術(shù)方面的設(shè)備配套及國產(chǎn)化問題。核算機械化施工和課題取得的各項經(jīng)濟指標,對評價投資規(guī)模,促進施工進度,縮短工期,保證施工質(zhì)量和安全,提升隧道施工裝備實力與國產(chǎn)化水平,進而形成我國鐵路機械化配套施工技術(shù)體系具有重要意義。
明確任務(wù),積極行動,深入研究,認真實踐,中鐵隧道集團扎實推進機械化配套課題實施
2009年4月12日,中鐵隧道集團主持召開“隧道施工機械化配套技術(shù)與裝備研究”課題實施大綱研討會,就科研實施大綱如何完善鐵道部提出的長大隧道設(shè)備配套技術(shù)及滿足鐵道部提出的裝備國產(chǎn)化達到國際水平的要求,對三都隧道設(shè)備配套實施如何與科研大綱配套方案相統(tǒng)一、設(shè)備投入資金來源及設(shè)備管理模式等事項進行了研討。
會議決定成立專門課題組,下設(shè)“長大隧道機械化配套技術(shù)研究”“隧道施工裝備國產(chǎn)化研究”和“隧道施工機械化經(jīng)濟分析研究”三個分課題,分六個階段組織科研攻關(guān)。會議要求在貴廣鐵路三都隧道選擇關(guān)鍵線路的工作面,在科研費以外再投入1500萬元作為新增設(shè)備購置及三臂臺車升級改造費用。為減少超欠挖,項目負責對已到現(xiàn)場的兩臺湯姆洛克鑿巖臺車進行改造,升級為電腦臺車。
會議要求課題組堅持科研攻關(guān)實施方案的可行性、可靠性、先進性和合理性,按照“項目法施工”的組織要求,把科研攻關(guān)納入到施工管理中,做到超前思維、精心組織、合理安排、突破重點,科研階段成果指導施工的原則,確保科研成果大幅度提升施工效率,設(shè)備配套達到國際水平,國產(chǎn)化水平大幅提高。會議要求課題組重視貴廣鐵路的工程實踐,建立以科研攻關(guān)為先導、以科研指導施工的施工管理體系。
2009年10月21日,中鐵隧道集團課題組人員在貴陽向貴廣鐵路公司匯報“長大隧道快速施工機械化配套技術(shù)”課題進展情況。貴廣公司就該課題提出了以下幾點要求:一是要深刻認識設(shè)立課題的意義是用高科技手段來提高鐵路施工效率,減輕勞動強度,提高隧道施工機械化程度,保證隧道施工安全。二是要改變課題轉(zhuǎn)化到施工實踐中過程較慢、轉(zhuǎn)化效果不佳的局面,使課題與施工實踐相結(jié)合,為施工服務(wù)。三是課題應(yīng)解決以下幾個關(guān)鍵問題:效率問題、環(huán)保問題、安全問題、經(jīng)濟性問題、設(shè)備與設(shè)備間工序與工序間有效銜接問題。四是以課題依托項目來推進,應(yīng)盡快形成規(guī)模,盡快投入使用,要在項目推進時盡快出成果。2009年11月10日,中鐵隧道集團再次主持召開機械化配套課題專題會,討論了課題中設(shè)計的相關(guān)設(shè)備的引進和國產(chǎn)化問題。會議要求課題組和項目承擔單位要了解研制開發(fā)鋼拱架安裝機的核心條件,其目的是減輕鋼拱架安裝人員的勞動強度,提高作業(yè)安全性,縮短工序循環(huán)時間。關(guān)于鋼拱架安裝機的開發(fā)研制,會議明確,主要是針對兩臺階開挖情況下的鋼拱架立拱作業(yè),鋼拱架安裝機應(yīng)具有兩條工作臂、一個工作吊籃,行走形式為履帶式行走,驅(qū)動形式為內(nèi)燃機。會議要求隧道設(shè)備制造公司盡快按以上要求組織鋼拱架安裝機的設(shè)計。同時,要加緊進行防水板自動鋪設(shè)臺車、多功能臺架和模板臺車標準化的設(shè)計與制造,力保在2010年一季度末完成樣機并投入使用。會議要求課題組及時總結(jié)濕噴機械手在貴廣鐵路三都隧道及其他項目成功應(yīng)用的經(jīng)驗,在全集團內(nèi)推廣使用。
2009年12月3日至8日,中鐵隧道集團邀請北京交通大學、鄭州大學教授前往貴廣鐵路三都隧道進行現(xiàn)場指導。根據(jù)隧道地質(zhì)情況,開展三都隧道出口全斷面開挖機械化施工配套作業(yè)技術(shù)研究,由于地質(zhì)復(fù)雜,還要在進口開展兩臺階開挖機械化施工配套技術(shù)研究。會議就課題的階段性目標和任務(wù)進行了詳細分解,就課題研究中存在的問題進行了討論,希望科研配合好施工,施工為科研提供條件,大家共同努力,爭取實現(xiàn)科研和施工互動和雙贏。
目前,貴廣鐵路三都隧道出口已配置三臂鑿巖臺車2臺、挖掘機2臺、裝載機4臺、自卸汽車6輛、仰拱移動棧橋1座、噴射機械手1臺、多功能超前地質(zhì)預(yù)報鉆機1套、可移動整體仰拱模板1套等,基本形成了隧道施工全斷面機械化配套作業(yè)流水線。
科研與施工互動,相互促進,中鐵隧道集團在隧道機械化配套施工方面取得階段性成果
貴廣鐵路全長857公里,是西南地區(qū)通達華南沿海地區(qū)的重要區(qū)際鐵路通道。三都隧道為全線重點工程,全長14.6公里,隧道地質(zhì)條件復(fù)雜,共穿越13條大的斷層破碎帶。隧道出口段采用機械化施工,出口段計劃施工2580米,設(shè)計洞身巖層為泥灰?guī)r夾鈣質(zhì)砂巖、頁巖、石質(zhì)砂巖、砂質(zhì)頁巖,段內(nèi)設(shè)計的圍巖級別為Ⅴ級圍巖285米,占段內(nèi)總長的11%,Ⅳ級巖630米,占段內(nèi)總長24%,Ⅲ級圍巖1665米占段內(nèi)總長65%。
針對三都隧道,中鐵隧道集團加強了超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方面的工作。項目部采用TSP全程貫通探測,異常地段采用地質(zhì)雷達、紅外探水、進口多功能C6地質(zhì)水平鉆機超前鉆孔探測、地質(zhì)素描等手段對隧道施工前方的地質(zhì)、水文情況進行綜合分析,同時在每個開挖循環(huán)鉆3個~8個超前炮孔近距離了解掌子面前方地質(zhì)情況。項目部根據(jù)量測速率的變化分級進行管理,利用專用網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)實施動態(tài)監(jiān)控,根據(jù)量測數(shù)據(jù)反饋指導現(xiàn)場施工,保證施工安全。開工以來,項目部已多次成功預(yù)報出隧道前方的溶洞和不良地質(zhì),避免了數(shù)次涌水和突泥的發(fā)生。
開挖方面,項目部為三都隧道出口配備了2臺三臂鑿巖臺車,2009年4月底開始使用,開挖月進度最高達到198.6米的單口掘進速度,目前已開挖近400米。每臺臺車配備6名操作人員,分兩個作業(yè)班組進行施工。鑿巖臺車在實際使用中提高了施工工效,單孔5米深的炮孔成孔時間為1.5分鐘~2分鐘,全斷面開挖單循環(huán)時間控制在3小時~4小時,加快了掘進的速度。項目部采用全斷面光面爆破,現(xiàn)場實際統(tǒng)計平均線性超挖均能控制在10厘米以內(nèi)。同時鑿巖臺車兼顧施鉆系統(tǒng)錨桿眼孔的任務(wù),提高了初期支護的施工效率和質(zhì)量。
出渣方面,根據(jù)隧道斷面大小,項目部在三都隧道出口配備了PC220挖掘機1臺,用于找頂扒渣工序施工,配備2臺WA380裝載機及6臺VOLVO自卸汽車。通風找頂完成后,由2臺裝載機同時向1臺汽車進行裝渣運輸