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隧道下沉控制方法

隧道下沉控制方法
隧道下沉控制方法

勐连1号隧道浅埋、破碎地质段施工技术【摘要】保腾高速公路项目勐连1号隧道腾冲端浅埋、破碎地质段隧道施工中,经过调整开挖方式、浅层处治,加强初支、

二衬的方式,解决了初支下沉量、位移大的问题,顺利

通过了该段地质,为软弱破碎地层隧道施工积累了一定

的经验。

【关键词】:隧道浅埋破碎地质施工技术

1、工程概况

云南保山至腾冲高速公路七合同横山段位于保山市腾冲县境内。合同段保腾公路7合同段勐连一号隧道设计为双向4车道分离式隧道,其中左幅(保山端K30+935~K32+286腾冲端)全长1351m,右幅(保山端K30+907~K32+288腾冲端)全长1381m,设计地质主要为全强风化褐灰花岗岩,山体节理裂隙发育、围岩软弱破碎,岩层间结合力弱、自稳能力差,开挖侧壁经常失稳易坍塌,,地下水分布呈散状局部集中股状,易造成洞室开挖坍塌,山体横坡较陡,存在不同程度的偏压,隧道通过两条断层。

2、前期设计及施工情况

该隧道施工采取四个口双向对挖施工,其中腾冲端左、右幅在完成套拱管棚及明洞施工后,先后进洞施工,进洞施工段落设计为级,开挖采取三台阶五步法,设计各项支护参数: 6米长注浆小导管超前支护,每循环53根、间距30cm,搭接长度1.15米;初支支护为 I18工字钢、25cm 厚喷射混凝土、φ6双层钢筋网15×15cm、4米长φ25中空注浆锚杆(间距60×70cm梅花形布置)、4根4米长φ25砂浆锁脚锚杆,预留变形量15cm;二衬为φ22环向主筋间距25cm,φ18水平筋、φ8支撑筋间距均为50cm,厚度60cm。

在左、右幅进洞施工60多米段落期间,洞顶仰坡多次开裂、滑塌,洞

顶山体多次开裂变形,隧道施工短期内地表下沉和拱顶下沉速度过快,下沉变形量较大,造成二衬厚度不足或没有二衬厚度,经过连续不断的监控量测,右幅K32+226处地表累计下沉110cm 、拱顶累计下沉73cm,拱腰收敛值累计达45cm,左幅K32+229处地表累计下沉125cm、拱顶累计下沉79cm、拱腰单侧收敛累计51cm。具体表现为地表裂缝50多cm宽度,错台最大处接近1米,洞内工字钢扭曲,初支呈网状开裂,左右幅各有近20多米的段落初支下沉造成二衬厚度不足或没有二衬厚度,已完成二衬有多个段落出现隧道纵向裂缝。

3、原因分析

根据隧道设计地质资料及现场调查,勐连一号隧道腾冲端左右幅隧道洞口至 K32+080段约200米长地段,隧道顶山体覆盖层在5-35m厚,在K32+080处有一冲沟沿隧道顶横穿,该处覆盖层仅有5米多厚,该冲沟两头顺延环绕左右幅隧道,山体沿隧道纵、横向横坡陡,存在偏压;地质为全分化岩层,围岩软弱破碎,层间结合力弱自稳能力差;地下水丰富,地下水降低了围岩的承载力和消弱了层间结合力;该段隧道在一个围岩软弱体内穿过,拱部围岩整体下沉,其下沉力由钢拱架传递至锁脚锚杆或小导管处,周围软弱围岩、锚杆和钢架一起下沉。隧道施工时在很短的时间内地表即出现开裂、下沉、变形,造成隧道支护衬砌背后山体压力较大,引起隧道下沉变形等一系列问题。

4 处治方案

针对初支下沉快、挤压变形大的问题,结合实际施工情况,及时进行了从洞口加固、洞内开挖方式改变、超前和初期支护加强、二衬补强等方案调整,确定平稳过渡后再行回头处理二衬厚度不足段落。具体施工措施如下:

4.1 浅层处治

由于前期的下沉开裂,导致了洞口仰坡、边坡、地表多处出现开裂,为了防止雨水随裂缝进入山体,进一步增加山体自重、减弱山体的内在应

力、自稳能力,需要对裂缝进行回填;同时,由于前期仰坡塌方,导致了该处的偏压进一步加大,需要对仰坡进行回填。具体处治措施为:

(1)、小裂缝采用人工填塞粘土夯填找平,大的裂缝用砂浆或喷射砼封闭,夯填找平后对于大的裂缝位置铺设塑料膜再行填土覆压拍实,喷射砼脱空处,清除脱空砼,裂缝夯填后重新喷射砼封闭,并设置裂缝观测点集中重点观测;

(2)、由于左幅仰坡前期仰坡开挖时多次塌方,变缓坡比后,仰坡高度过高,同时山体松散,洞内施工时,初支压力大。因此在仰坡第一、第二级处增设钢管桩。本处仰坡处治钢管桩采用了15米长、φ108无缝钢管,注10号水泥浆,钢管上梅花形布置漏浆孔。同时为保证仰坡自身坡面稳定,仰坡采用锚索框格梁处置。

(3)、由于该仰坡面塌方造成了左幅隧道偏压,因此需要对该处仰坡进行回填,回填高度根据实际地形,尽可能高。

4.2 调整开挖工法

短台阶法在前期施工中,虽然采用刚性很大的辅助工法,但初支因断面大、隧道本身地质太差,控制隧道下沉、位移的效果不是很好。因此,决定对隧道的开挖方式进行了调整:将三台阶五步法调整为交叉中隔壁法(CRD工法)进行施工。其具体的施工工艺如下:

(1)、施工理念

CRD工法施工将隧道的大断面化成小断面施工,各个局部封闭成环时间段、每个步骤的受力体系完整,结构受力均匀,变形小、控制早期沉降效果显著。

(2)、施工方法

隧道分侧分层进行开挖,分部封闭成环,具体开挖顺序见交叉中隔壁法开挖横断面示意图。每开挖一部,均及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁、安装底部临时仰拱。一侧超前的上、中部,待初期支护完成且

喷射混凝土达到设计强度70%以上时再开挖隧道的另一侧的上、中部,然后开挖一侧的下部,最后开挖另一侧的下部。左右交替开挖每一部的开挖高度、长度根据地质情况及隧道断面大小而定。本隧道确定了上台阶支撑高3.1米、中台阶中支撑高4米,左右部分错台5-10米、上下台阶错台5—10m。

4.3加强超前支护、初期支护参数

由于隧道岩体破碎、开挖时掉块、局部垮塌严重,为了减少开挖塌方的可能性,提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性,更好的使超前支护、初期支护与固结岩体形成一个具有一定强度的壳体,对本隧道的超前和初期支护进行了加强,具体为:

4.3.1 加强超前支护

(1)、将小导管的由原来的53根、单层、间距30cm改为79根、双层、间距40cm;

(2)、由于小导管打设角度(设计7 度)及实际施工不易控制小导管的偏移量,将小导管长度由原来的6米缩短到4.5米,搭接长度由原设计1.155米调整到2.1米;

4.3.2 加强初期支护

从前期施工中多次出现初支整体下沉、I18工字钢扭曲变形、喷射混凝土开裂、中空注浆锚杆注浆效果差、多循环初支整体连接性差等情况下,将隧道初支进行了加强,具体如下:

(1)、加强初支刚度,将原设计的I18工字钢改为I22工字钢,同时将将喷射混凝土厚度由25cm提高到29cm;

(2)、为改善注浆效果,更好的固结岩体,使初支能够和周围岩体形成一个受力整体,将原设计39根4米长、φ25中空注浆锚杆,改为.5米长、φ42注浆小导管;

(3)、将多榀工拱架在中台阶拱脚增设1cm厚钢板,并焊接在一起,确保整段工字钢整体受力,同时为控制下沉,在上台阶左右侧拱脚分别增加4根、4.5米长、φ42注浆小导管,并用钢板焊接固定在工字钢上,中台阶左右侧分别增设2根、6米长、φ51自进式锚杆。

4.4、加强二衬设计

由于大变形隧道要按照初支基本稳定后再施工是很难达到的,因此二衬的施做时间较早,不可避免的会受到流变荷载的作用,同时结合前期已施工的二衬混凝土便面出现小裂纹,需要对二衬参数进行加强,具体为:将二衬钢筋由原设计的φ22二衬环向主筋间距由25cm缩小到20cm,φ18水平筋、φ8支撑筋间距由50cm缩小到30cm,厚度由60cm调整为70cm。

4.5、施工注意事项

(1)开挖注意事项

A、做好各开挖台阶、工序监控量测的细部工作,及时提供施工指导意见。包括施工预留沉降量、初支、二衬各工序施工时间安排,以调整支护参数调整;

B、开挖后及时施做初期支护、临时仰拱,尽早封闭成环;

C、施工中随时关注中隔壁下的地基稳定情况;

D、开挖后有渗水或股流水时,凿眼安设套管集中引排,使其不漫流。

E、临时支护应在全部开挖和初期支护完成,并形成全断面环形封闭,且围岩变形收敛后进行。每次拆除长度不应大于6m,并立即进行仰拱施做。

(2)、为了确保初支不侵限,结合前期施工经验,将拱顶初支预留沉降量增大到50—70cm、拱部增到到30—60cm;

(3)、严格控制超前小导管、径向小导管、锁脚小导管、锁脚自进式锚杆等注浆的质量,确保浆液能够扩散到岩体,如果注浆效果达不到要求,需要进行补注;

(4)、严格控制超前小导管的辐射角度、间距、长度;

(5)、加强隧道量测,及时反馈数据,用测量数据指导施工、边改设计方案;

(6)、加强对隧道施工时间、空间控制,早封闭、及时施做二衬。针对本隧道,根据量测数据显示,要求按照仰拱与掌子面里程不超过10米、二衬与掌子面里程不超过25米、同里程初支与仰拱的施工时间不超过20天的施工原则进行施工。

本隧道通过洞口加固、加强支护参数、改变开挖方式施工后,隧道下沉、位移变形得到了明显的控制,顺利通过了该段地层。

6、施工总结与探讨

在顺利通过保腾高速公路项目勐连1号隧道腾冲端上述浅埋、破碎地质段隧道施工后,主要总结为以下几点施工理念:

(1)、总体施工理念为:管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、速反馈;

(2)、隧道监控量测为非常关键之措施,其监测结果直接指导设计与施工,因此此项工作必须及时、准确; V级围岩设计规范一般要求,初支预留沉降量为15cm,本隧道就是根据监控量测数据反馈,预留沉降量提高到了50—70cm,允许初支有一定程度的变形后进行强力支护;

(3)、一般开挖时,需要综合考虑工期、安全、质量、成本等各方面因

素,确定开挖方式,但在必要时,必须暂不考虑成本,改换成有效的开挖方式,确保施工质量、安全;

(5)、隧道的支护要考虑时间、空间效应,仰拱、二衬的施工时间、距离尽可能短;

(6)、由于围岩自稳能力几乎没有,因此早期必须尽量提供强力的支护措施;

(7)、规范上要求二衬施工应在初支稳定后进行(二衬起保险作用),但是浅埋段隧道由于隧道荷载明确,因此在采用了加强初支、二衬的辅助措施后,可以提前施做二衬,给围岩强有力的支护,控制围岩变形,避免变形过大引起初期支护的破坏和围岩的失稳。

(8)、CRD工法虽然极大的改善了围岩的下沉、位移、变形,但是由于临时支护多、施工技术复杂、施工机械化很低,导致隧道施工成本上升、进度很慢、工期严重滞后;同时,勐连1号隧道腾冲端浅埋段里程不长,洞顶覆土不高,因此在施工单位立场上,可以在不改变开挖方式的情况下,采用高压旋喷桩、地表垂直锚杆法、地表压浆等方法加固地层、加强初支、二衬参数的处置方案渡过,但与业主的节约成本的理想不合。

5、结束语

当隧道在浅埋、破碎、松散围岩地层通过时,经常出现大下沉、大变形等地质灾害,是很多项目隧道施工的共同问题。保腾高速公路项目勐连1号隧道腾冲端浅埋、破碎地质段隧道施工时,明确了大变形的控制性因素,通过对岩体结构进行分析,合理的改变了预留沉降量,并对隧道支护参数进行了加强,构建的新的支护体系,改变了开挖工艺,最终通过该类地质,能够对其它类似隧道起很好的借鉴作用。

隧道沉降观测方案

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目录 一、总则 (2) 二、主要依据的标准及规范 (2) 三、沉降变形监测网建立及测量技术要求 (2) 四、一般规定 (3) 五、沉降观测的内容 (4) 六、沉降观测点的布置 (4) 七、观测精度 (4) 八、沉降观测频度 (4) 九、分析评估方法及判定标准 (5) 十、组织与管理 (6) 一、总则 1、为指导沪昆客运专线贵州段土建工程四标段二工区做好施工期间的沉降观测,通过对隧道工程的沉降观测资料进行分析,预测工后沉降,确定无碴轨道的铺设时间,评估路基工后沉降控制效果,确保无碴轨道结构的安全,制定本方案。 2、无碴轨道铺设条件评估的重点是线下工程的变形,评估综合考虑沿线路方向各种结构物间的变形关系进行实施。 3、基础工程的沉降观测数据必须采用先进、成熟、科学的检测手段取得,且必须真实可靠,全面反映工程实际状况。 4、本规定适用于施工期及正式验收通过前的沉降观测评估工作。 二、主要依据的标准及规范 1、《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》(铁建[2006]158号); 2、《高速铁路工程测量规范》及条文说明(TB10601-2009); 3、《工程测量规范》(GB50026-2006) 4、《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006 5、《客运专线铁路变形观测评估技术手册》工管技2009-77号 6、沪昆客专隧道设计图纸 三、沉降变形监测网建立及测量技术要求 1、沉降监测网的建立、精度要求等应符合相关规范的要求; 2、沉降监测网应在施工高程控制网的基础上进行加密建立,按二等水准测

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朝康区间隧道位于长乐西路下方,区间场地标高404.99~407.91m,全段东高西低,高差2.92m,地貌单元属黄土梁洼。 2.2工程地质 2.2.1全更新统地层(q4) 1-1层杂填土():主要以路面及路基组成,较密实,全场地分布,层厚0.7~1.9m,层底深度0.7~1.9m。 1-2层素填土():主要有黏性土组成,含白灰渣及少量砖瓦碎块,较松散,局部分布,属高压缩型土,具湿陷性,层厚0.7~5.10m ,层底深度1.20~5.80m。 2.2.2全更新统地层(q3) 3-1-1层新黄土():褐黄色,大孔、虫孔发育,ā1-2=0.88mpa-1,硬塑-可塑状态,属高压缩型土,δs2.0=0.041,具湿陷性,层厚0.5~5.50m ,层底深度3.00~6.50m。 3-1-2层饱和软黄土():褐黄色,大孔、虫孔发育,见少量白色钙质条纹及蜗牛壳碎片,ā1-2=0.32mpa-1,属中压缩型土,i=0.95,软塑,局部流塑,s=96%,层厚2.50~10.30m ,层底深度8.70~13.70m。3-2-2层古土壤():红褐色,具针状孔隙,含多量白色钙质条纹及结核,团粒结构,底部结核富集成30cm左右硬层。可塑,ā1-2=0.25mpa-1,属中压缩型土。层厚3.20~5.50m,层底深度12.50~18.30m。 2.2.3全更新统地层(q2) 4-1-2层老黄土(): 褐黄色,具针状孔隙,含少量钙质结核,可塑

隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究

隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究 发表时间:2018-10-01T19:32:49.427Z 来源:《基层建设》2018年第27期作者:杨辉彪[导读] 摘要:在隧道施工容易引起地面沉降等问题,这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。 身份证号码:51130319861226xxxx 四川省南充市 637000 摘要:在隧道施工容易引起地面沉降等问题,这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。本文首先探究隧道地面沉降机理,分析沉降的主要原因,进而提相应的控制措施,旨在保障隧道施工安全性。 关键词:隧道施工;地面沉降;原因;控制措施隧道工程作为完善交通网络的重要一环,让人们的出行、商品运输更加方便、快捷。在实际施工过程中,往往会产生隧道地面沉降问题,会对周围结构和地下设施造成严重的破坏。虽然很多仪器都能够测试隧道的沉降量,也有很多文献阐述了隧道沉降机理,但是却没有考虑到隧道沉降会随着时间变化而变化。这就需要工作人员对隧道地面进行实时检测和观察,分析隧道地面沉降的是否均匀、动态,这样 才能够针对性找出控制方法,保证隧道工程保质保量的按期完工。 1地铁隧道施工引起的地面沉降机理当今隧道施工都是采用盾构施工法,在实际施工过程中的开挖面会释放应力、附加应力,从而导致地面出现弹塑变形等问题,也就是引发地面沉降问题。沉降通常是在开挖卸载时开挖周围土体向隧道内涌入从而造成地面下沉;支护结构空隙闭合导致地面下沉;管片衬砌结构自身变形造成地面下沉;隧道结构整体地面下沉。这些下沉问题可以统称为开挖地面下沉问题。盾构法在实际应用中主要包括开挖沉降、固结沉降、次固结沉降,其中次固结沉降是一个长期控制的过程,特别是在隧道运营期间,需要考虑沉降的动态变化。盾构施工会造成地层损失和隧道周围受到扰动或剪切力破坏出现土体再次固结,这也是导致隧道沉降的根本原因。 2导致隧道施工引发沉降的因素第一,在隧道施工过程中可能遇到软弱围岩、富水砂层等问题,如果对此类问题没有进行及时处理,拱顶塌方等问题就会导致地面沉降。通常情况下,隧道软弱围岩都是Ⅴ级、Ⅵ级,如果所应用的施工方法不够合理、支护不够及时、前期支护无法快速闭环,就会产生掉块、塌方、冒顶等问题。同时,在隧道开挖过程中遭遇了富水砂层没有提前进行加固处理,同样会造成沉降,沉降程度与含水量有直接关系。第二,扰动土固结问题。如果开挖面涌水或衬砌出现漏水问题时,会导致地下水位下降,因此导致土体下降(地基下降),造成这一问题主要是因为地基有效应力增加,从而导致固结沉降问题。第三,地面损失。在盾构施工中会出现地层损失,并且收到了剪切力影响出现固结沉降问题。地层损失会导致土体开挖到竣工阶段产生的体积差,因此周围土体在弥补地层损失中产生了地层位移问题。导致地层损失的主要因素为:①开挖土体移动。在盾构掘进过程中,由于土体水受到水平支护应力较小的情况(小于原始测量力),土体就会朝向盾构内侧移动,从而导致地层损失问题,导致地面下降;在盾构突进时,如果正面土体侧压力在原始侧向力之上,会让土体产生上、前移动,同样会造成土层损失,导致都够前上方的土体隆起。②盾构后退。盾构施工过程中往往会出现暂停推进的情况,如果此时盾构千斤顶出现漏油回缩就会导致后退问题,导致土层面坍落、松动问题,出现地面损失问题。③土体进入到盾尾空隙。在施工中如果盾尾后隧道外部空隙中压浆不够及时,会导致压浆压力或压浆量不足等问题,这时的盾尾周边土体会打破原始三维平衡状态,土体朝向盾尾空隙当中移动,造成地层损失问题。④推进方向改变。盾构施工当中会产生曲线推进、抬头等情况,理论上开挖面是圆形,但实际上缺失椭圆,从而引发地层损失。 3隧道施工引起的地面沉降控制方法 3.1加强开挖面控制工作 在隧道开挖过程中如果遇到软弱围岩情况,需要保证施工的稳定性,进尺要短、控制爆破力度、快速封闭、定时测量,特别是针对Ⅴ级、Ⅵ级围岩,需要采用双侧壁导坑法、CD施工法、CRD施工法进行,加强循环进尺的控制工作,严格控制每一个开挖循环、支护循环,避免因提高施工效率而贸然挖进。在应用土压平衡掘进过程中,需要保证开挖面呈现出流塑状态,加强开挖面的控制工作,采用输送机并调整复数装置平整,保持碴仓土一定的压力,这样即可抵抗开挖面的土压和水压。如果出现水体,可以应用螺旋输送机和碴仓土进行止水,配合同步注浆系统和二次注浆操作进行控制。这样即可保障盾构开挖面的稳定性,避免地下水流出问题,从而实现地面沉降控制的目的。在应用土压平衡掘进过程中,碴土需要保持良好的流塑形态、稠度适中、摩擦角要低、渗透性要低,如果无法满足这些要求,可以对混合仓、螺旋输送机、开挖面中加入外加剂,实现软塑化处理,提高挖图器械性能,保证流动性。对于一些黏土地面(渗透小、易流动、摩擦力小),可以采用刀盘切下或螺旋输送机搅拌后提高流塑性。同时,针对砂性土止水性差的问题,如果开挖掘进水压较高,会产生地面涌水问题,这就需要注入一定量的添加剂,提高止水性,保证开挖面水压和土压,维持表面的稳定性。在实际应用中,将膨润土和泡沫注入到输送机口中,必要情况可以向盾壳上注入,这样可以填补盾壳空隙,从而起到控制沉降的目的。 3.2控制注浆量 注浆加固能够有效应对砂层、富水砂层问题,从而填补土体缝隙,减少沉降量问题。在隧道施工中,注浆防沉控制已经成为应用最为广泛的技术,如果不填充浆液,会导致沉降体积等于地面损失。理论上注浆率(填充率)达到100%即可控制地面沉降,但由于实际影响因素较多,通常注浆率要高于100%,甚至达到了200%以上(效果不够明显,因此不需要盲目注浆导致材料浪费)。在淤泥类黏土注浆中,每立方米采用2.3-2.7L浆液即可,浆液稠度控制在10左右;如果是粉质砂土层,每立方米注入0.1L浆液即可;针对不同深埋地区浆液量需要所有增加。浆液压入时间需要和管片脱开同步进行,否则只能控制上部沉降,无法控制下部土层沉降问题。在实际操作过程中,可以根据每环注浆量计算出手按次数;根据掘进速度计算出手按间隔时间,这样即可保证掘进工作和注浆工作同时结束。 3.3地层失水控制 由于地下水流动会产生砂土位移问题,导致砂土间隙缩小、水位下降,从而提高了土体内部应力,出现固结问题,表面沉降。由于砂土渗透性强,仅凭借土仓和络酸输送机压缩不能起到良好的效果,这就需要结合实际情况进行施工。在掘进过程中需要关注开挖面出水情况,如果碴土稀、水量大问题时,需要关闭螺栓输送机舱门,加入泡沫或膨润土外加剂,从而补充空隙,提高土层的止水性。在注浆过程中,需要保证管片壁注入量充足,对周围土体加固,从而起到止水目的,避免管片背后漏水。在通过富含地下水的地层时,需要让盾构机快速通过,并且在刀盘前方注入泥浆,在管片背后注入玻璃双浆液,这样可以封堵地下水,避免因为水量过多产生沉降问题。 4结束语

开挖隧道时地面沉降控制措施要点

开挖隧道时地面沉降控制措施要点 导言 隧道工程中开挖地面沉降的产生给施工造成重大安全、质量隐患。所以,分享地面沉降的控制措施要点,供大家参考。 开挖过程的控制 在隧道施工开挖的过程中,要合理地控制开挖过程,时刻注意开挖的过程中所产生的沉降,采取相关的地层处理技术和隧道自身的相关措施。地层处理技术就是根据施工位置的地层地质情况对其提高或者是改变地层的响应,从而降低、避免或改变隧道施工过程中所产生的地层运动的相关方法;隧道的自身就是在隧道施工时,在所施工的隧道内使用降低地层沉降相关手段。 改善土体的特性 隧道开挖施工的过程中,为了控制地层的沉降,经常会使用一些措施来对隧道施工的一些局部位置的土体进行加固处理。这种做法带来的好处是在隧道开挖施工后可以形成自然拱,而且还能有效的改进土体的特性,使其土质向着正方向发展。不仅如此,在加固土体的方案中,还有超前注浆、深层注浆等方式来改善土体的特有性质,在注浆的过程中可以根据土体的性质情况,选择对其注入双液浆、纯水泥浆或是化学浆液等。 台阶施工方法 台阶法是隧道施工过程中较为常用的施工方法,而每项工程隧道施工的地理位置也是不一样的因此,每项工程施工的台阶法也是有一些区别的。台阶法的主要运力就是预留成型的核心土,而在使用台阶法施工前,应分析并确定施工地点的地层条件,根据分析结果来选取台阶法施工的台阶长度。

提高施工效率 提高施工工作效率,可以更好地保证隧道施工的顺利完成。隧道施工效率讲究的是时间,只要严格按照施工规定的程序要求施工,尽量缩短施工时间,那么在施工过程中,地层应力的释放就会有着有效的控制度,相应的地层内部的变位也将随之减小,对隧道施工的整个过程也得到了更好的控制。 及时施作二次衬砌 在隧道施工的过程中,为了确保施工地层尽快的恢复稳定状态,需要及时的施作二次衬砌环节。其主要是因为利用浅埋暗挖法施工的地段大多都是软弱的地层,而这样的地层位置大多数都属于富水地层,随着施工过程中的渗排水推迟,地表也将出现大范围的沉降现象,相应的地层刚度与初期支护刚度的相互作用也将会越来越强。所以,二次衬砌必须要及时施作。

隧道沉降细则

隧道沉降观测实施细则 一、参照执行的标准及规范 1.《新建铁路工程测量规范》(TB10101-99) 2. 《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009) 3. 《高速铁路工程测量规范条文说明》(TB10601-2009) 二、一般规定 (1)隧道沉降观测的目的主要是利用观测资料的工后沉降分析结果,指导无碴轨道的铺设时间。无碴轨道铺设前,需对隧道基础沉降作系统的评估,确认其工后沉降符合设计要求。 (2)隧道主体工程完工后,变形观测期不少于3个月。观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时,适当延长观测期。 (3)评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问,需进行必要的检查。 三、沉降观测的内容 隧道工程沉降观测是指隧道内线路基础的沉降观测,即隧道的仰拱部分。其它如洞顶地表沉降、拱顶下沉、断面收敛变形等不列入本沉降观测的内容。 四、观测断面和观测点的设置原则 (1)隧道的进出口进行地基处理的地段,从洞口起每25m布设一个断面。 (2)隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定,一般情况下Ⅲ级围岩每400m、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m 布设一个观测断面。当长度不足时,每段围岩或不同衬砌段应至少布置一个断面。 (3)不良地质和复杂地质区段,观测断面的间距为一般地段的一半。 (4)隧道洞口里程、隧路分界里程、明暗分界里程、有仰拱和无仰拱衬砌变化里程及所有设置变形缝两侧均应布置观测断面。 (5)地应力较大、断层或隧底溶蚀破碎带、膨胀土等不良和复

杂地质区段,特殊基础类型的隧道段落、隧底由于承载力不足进行过换填、注浆或其它措施处理的复合地基段落适当加密布设。 (6)施工降水范围至少布设一个观测断面。 (7)长度大于20m 的明洞,每20m 设置一个观测断面。 (8)隧底填充或底板施工完成后,每个观测断面设置2 个沉降观测点,分别布置在隧道中线两侧各6.24m 处;明暗交界处、围岩级别、衬砌类型变化段及变形缝处每个观测断面设置4个沉降观测点,分别布置在隧道中线两侧各约6m和变形缝前后各0.5m处。 (9)隧道水准路线观测按国家一等精密水准测量要求形成附合水准路线,沉降观测点位布设于观测断面隧道内壁两侧,水准路线观测。

Peck法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式

8.1.4 地层变形预测与分析 通常设计阶段的地面沉降预测方法可分为两类,一是根据实测数据的统计方法—Peck 公式是其典型代表:二是采用有限元和边界元的数值方法。 采用Peck 法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式如下式;其沉陷槽横向分布见图。 exp(max )(S x S =-22 2i x ) ? ?? ? ? Φ-?=2452tg Z i π 式中:V —地层损失(地表沉降容积); W-R β=——i W Z β 2R 最大曲率点 -x S 3i Z 反弯点 +x

i—沉降槽曲线反弯点; z—隧道中心埋深 根据本标段的地质条件和埋深等,得i=6.9m,由此根据以往的工程实践及经验公式,沉陷槽宽度B≈5i,可得单个隧道盾构推进引起的地表横向沉陷槽宽度约为35m,两座隧道盾构推进引起的地表横向沉陷曲线叠加后其沉陷槽宽度约为50m,并且沉陷槽的主要范围在隧道轴线两侧6m范围内,离轴线3m的沉降量约为最大沉降量的60%~70%,离轴线6m的沉降量约为最大沉降量的25%。 地层损失V值主要是由盾尾空隙引起的土体损失量,它与盾构机盾壳厚度、盾构推进时粘附在盾构上的土体厚度及注浆量等有关,即 V=V尾+V粘-V浆 盾构推进时粘附在盾构钢板上的土体厚度约为20~40mm,盾壳厚度为70mm,则:V=V尾+V粘-V浆=1.36+0.58α-(1.36+0.58)β α为折减系数, β为同步注浆的充填系数。 取α=0.6 β=0.5 得V=0.73m2 由此可得地表最大沉陷值:Smax=23.4mm 最大斜率:Qmax=0.0013 以上分析值主要是在以往工程经验基础上结合本地铁盾构标段的实际情况,隧道埋深16m左右情况下得出的,最大沉降量满足规范和标书要求。 虽然地表沉降形态是大体相同或相似的,但其最大沉降量总是随着施工工况和地质条件的改变而千差万别,目前控制沉降的主要手段是同步注浆和二次注浆,而注浆的环节常有各种各样的问题发生,如缺量、过量、滞后、漏浆等等,不同的沉降情况常是施工工况和工作状态的反映,同时不同的地质条件沉降亦有所不同,如粉砂土较粘土隆降起量要少,沉降速率要快,淤泥质粘土后期固结沉降则要大点。以上这些都要求盾构施工时要加强监测工作,以随时了解地面沉降信息,以便及时采取有效措施,以达到控制沉降和减少损失的目的。 8.2 理论分析 施工引起的地面沉降和围岩变形,理论分析通过地层—结构模型模拟计算,本次计算采用有限元单元法,利用2D-σ计算程序模拟计算。 8.2.1 计算模型

[qc]研究隧道拱顶下沉测量的新方法

研究隧道拱顶下沉测量的新方法 一、工程概况 一xx站概况 一xx站为xx地铁六号线第9个车站,周边商业繁华,建筑物密集,且多为20世纪40年代修建的骑楼,基础为木头桩,大多已经朽烂。车站站台分为左右线两条暗挖隧道,中部通过4条联络通道连接。施工时通过右线施工竖井下到作业面,采用台阶法钻爆施工。制图:刘铁民时间:07年11月10日 工程特点 一xx车站毗邻珠江,隧道开挖断面的微风化泥质粉砂岩裂隙发育,且隧道工作面在地下26米深处。因此隧道内的作业环境存在温度高,湿度高,且滴水较为严重的特点,所以部分最新的电子测量手段无法适用。 隧道根据新奥法施工的原理,必需及时有效的收集监测数据,尤其是隧道内的拱顶下沉数据,为隧道施工的安全以及工程的设计变更提供有力的保障。 一xx站隧道初支施做后的高度为8.67米(标准断面),9.84米(扩大断面),按照传统监测方法,需要将皮尺顶端挂环挂到这个高度,这个问题不易解决。 一xx站隧道初支施做完毕后,隧道内的拱顶下沉点将多达30个,监测工作量十分大。 监测方式及目的 隧道内拱顶下沉,传统方法为将皮尺挂环挂到拱顶下沉测量钩上,利

用水准仪,测量高程来得到拱顶高程数值。此种方法将皮尺挂环挂上监测钩这一步骤耗时太长,24个监测点,耗时接近4个小时,效率低。拱顶下沉数值的作用在于当拱顶下沉变化速率较快时,有可能隧道施工就面临着拱顶坍塌的危险。当拱顶下沉累计量过大时,则需要更改隧道初支支护参数来加强支护,保证后期施工安全。因此监测数据要求及时,准确。 二、QC小组简介 小组成员名单 三、选择课题 由于以下四点原因,我们选择以研究隧道拱顶下沉测量的新方法为课题。 第一及时,准确的确定隧道拱顶下沉值关系到隧道施工及上部各建筑物的安全。 第二传统方法测量效率低,需要监测仪器多,需要提高效率。第三隧道施工环境复杂,影响因素多,需要提高自身的适应性。第四测量基本原则要求必需准确。 四、设定课题目标 小组将提高拱顶下沉监测效率,及时提供有效监测数据设定为课题目标。 目标值分为以下5个方面: 第一每个点在5分钟内获得监测数据

隧道沉降观测方案完整版

隧道沉降观测方案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

中交第一公路工程局有限公司 CHINA FIRST HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.新建沪昆铁路客运专线长沙至昆明段(贵州)CKGZTJ-4 标二工区 隧道沉降变形观测方案中交第一公路工程局有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部二工区 二○一一年一月

目录 一、总则 1、为指导沪昆客运专线贵州段土建工程四标段二工区做好施工期间的沉降观测,通过对隧道工程的沉降观测资料进行分析,预测工后沉降,确定无碴轨道的铺设时间,评估路基工后沉降控制效果,确保无碴轨道结构的安全,制定本方案。 2、无碴轨道铺设条件评估的重点是线下工程的变形,评估综合考虑沿线路方向各种结构物间的变形关系进行实施。 3、基础工程的沉降观测数据必须采用先进、成熟、科学的检测手段取得,且必须真实可靠,全面反映工程实际状况。 4、本规定适用于施工期及正式验收通过前的沉降观测评估工作。 二、主要依据的标准及规范 1、《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》(铁建[2006]158号); 2、《高速铁路工程测量规范》及条文说明(TB10601-2009); 3、《工程测量规范》(GB50026-2006) 4、《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006 5、《客运专线铁路变形观测评估技术手册》工管技2009-77号 6、沪昆客专隧道设计图纸 三、沉降变形监测网建立及测量技术要求 1、沉降监测网的建立、精度要求等应符合相关规范的要求;

2、沉降监测网应在施工高程控制网的基础上进行加密建立,按二等水准测量的精度和测量方法要求进行施测。 3、观测前,对所使用的仪器和设备,应进行检验校正,并保留检验记录。 4、在沉降观测基准网建立后,应对水准基点做好保护工作,发现丢桩或桩位有移动现象,应尽快恢复和补测桩点。另外,应定期对沉降观测基准网进行复测,提出复测成果,复测周期不大于3个月。 5、应使用精度不低于DSZ1的自动安平水准仪或DS1的气泡式水准仪, 水准标尺应采用与之配套的带有两排分划的线条式铟瓦合金标尺,水准仪和水准标尺各项技术指标应符合《国家一、二等水准测量规范》有关规定,在沉降观测前和沉降观测过程中的规定时间段应对仪器和标尺进行标定。 6、沉降观测置镜点、观测路线、观测人员、观测设备一般应固定,在成像 清晰稳定的条件下进行观测,不得在日出后及日出前约半小时、风力大 于四级、气温突变、标尺分化线成像跳动而难以照准时进行观测;作业 中应经常对水准仪及水准尺的水准器和i角进行检查;在同一测站观测 时,不得两次调焦,以确保观测成果的质量。 7、每一设计单元的工程沉降测量任务完成以后要及时进行测量成果整理,主要应提交下列沉降观测成果资料: (1)施测方案; (2)观测基准点与观测点平面布置图; (3)仪器检验与校正资料; (4)观测记录手簿; (5)平差计算及测量成果表; (6)沉降过程和分布图表; (7)沉降分析成果资料; (8)沉降测量技术报告; (9)标识标志规格计埋设图 四、一般规定 1.隧道沉降观测的目的主要是利用观测资料的工后沉降分析结果,指导无 碴轨道的铺设时间。无碴轨道铺设前,应对隧道基础沉降作系统的评 估,确认其工后沉降符合设计要求。

怎样控制隧道的工后沉降

怎样控制客运专线隧道的工后沉降 无砟轨道铁路对线下工程变形有严格的限制要求,在无砟轨道铺设前需要对线下工程的工后沉降进行预测和评估,确认满足无砟轨道铺设条件后方能进行无砟轨道的铺设,因此,工后沉降在路基、桥涵、隧道工程中有着重要的意义。 1.工后沉降控制的作用、意义及其必要性 严格控制隧道工后沉降,控制隧道的不均匀沉降,才能保证客运专线铁路轨道高平顺性。这就要求隧道的设计和施工必须满足隧道的工后沉降小、不均匀沉降小,在动力作用下的变形小、稳定性高。铁路客运专线时速高,其基础设施标准一般按350 km/h 设计,为确保行车安全与乘客舒适,对线路的平顺性标准要求极高,线路工后沉降量,特别是无碴轨道线路的工后沉降量,一般应控制在2~3em内,几乎是“零沉降”。 2. 沉降问题现状与加强沉降控制意识 2.1 工后沉降问题现状 (1)现行铁路规范对工后沉降的规定,140km/h铁路一般地段不大于30em,桥台台尾过渡段不大于15em;160 km/h铁路一般地段不大于20em,桥台台尾过渡段不大于10em;200 km/h客货共线铁路一般地段不大于15em,桥台台尾过渡段不大于8em。 (2)目前工后沉降控制与应对的主要措施是预留沉落量、补碴抬道。 (3)长期以来,对工后沉降控制除施工预留沉降外,养护维修部门普遍采用补碴抬道这一简单的措施补救,而施工期间采取技术措施来控制工后沉降的意识则相当淡薄。2.2 加强沉降控制意识 (1)隧道的长度在整个线路长度中占有一部分比例,隧道的沉降将极大地影响线路的平顺性。 (2)由于客运专线采用无碴轨道结构,对下沉采用补碴抬道已不可行,必须采用积

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