時間:2023-03-27 16:42:48
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇隧道論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
關鍵字:隧道覆蓋覆蓋規(guī)劃鐵路隧道公路隧道
一、概述
對重要的公路、鐵路實現(xiàn)全線覆蓋是運營商提高網絡質量的一個重要環(huán)節(jié),是提高綜合競爭力的一個有力手段。從交通角度來看,目前大多數(shù)隧道的目的是覆蓋盲區(qū),因此需要結合交通線路的覆蓋設計來制訂專門的隧道覆蓋解決方案。
隧道覆蓋主要分為鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道等,每種隧道具有不同的特點,一般來說公路隧道比較寬敞,對隧道里面的覆蓋狀況,有車通過與無車通過時差別不大。車輛通過時,隧道內剩余空間較大,可根據實際情況選擇尺寸大一些的天線,以獲取較高的增益,使覆蓋范圍更大。而鐵路隧道一般來說要狹窄一些,特別是當火車經過時,被火車填充后所剩余的空間很小,火車對隧道的填充會對信號的傳播產生較大的影響,且天線系統(tǒng)的安裝空間有限,使天線的尺寸和增益受到很大的限制。另外,不管是哪種隧道,都存在長短不一的狀況,短的隧道只有幾百米,而長的隧道有十幾公里。在解決短隧道覆蓋時,可采用靈活經濟的手段,如在隧道口附近用普通的天線向隧道里進行覆蓋。但是,這些手段可能在解決長隧道覆蓋時不起作用,對于長隧道的覆蓋必須采取其它一些手段。因此,對于每段隧道的解決方案可能都會有所區(qū)別,必須根據實際情況來選定覆蓋解決方案。
在進行隧道覆蓋規(guī)劃之前,一般需要知道以下數(shù)據:
隧道長度、隧道寬度、隧道孔數(shù)(1、2)、覆蓋概率(50%、90%、95%、98%、99%)、隧道結構(金屬、混凝土)、載頻數(shù)目、隧道中最小接收電平(一般為-85dBm到-102dBm)、隧道孔間距、AC/DC是否可用、墻壁能否打孔、隧道入口處的信號電平、隧道內部已有信號電平等。
二、隧道覆蓋的信號源選擇
為了提供隧道覆蓋,一個GSM信號源與一套分布式系統(tǒng)是必要的。信號源的選擇,需要根據隧道附近的無線覆蓋狀況和傳輸、話務、現(xiàn)有網絡設備等情況來決定。隧道覆蓋所采用的信號源包括宏蜂窩基站、微蜂窩基站、直放站等。
對于鐵路、公路隧道覆蓋來說,由于其話務量小,宏蜂窩基站作為信號源較為少用。但是,在城市地鐵隧道中,人流量大,話務量也高,這種場合不僅要覆蓋站臺,而且還要覆蓋鐵路系統(tǒng)出口等地方,可采用容量較大的宏蜂窩基站。
使用宏蜂窩基站的優(yōu)點是可以提供更多的信道資源、擴容較為容易、單個基站覆蓋能力強;缺點是需要用電纜從BTS設備所在的機房引入信號覆蓋隧道、增加了饋線損耗、需要較大的機房等配套設備、總的投資費用高。
對容量要求不是很高的隧道覆蓋,可采用微峰窩基站。使用微蜂窩基站的優(yōu)點是所需設備空間小、所需配套設備少、總的投資費用低。
如果附近有信號源可以利用,則可采用無線直放站來作為隧道覆蓋的信號源。采用直放站往往是網絡拓展的第一步,在網絡容量上升后再用GSM基站來替換。采用直放站作為信號源的優(yōu)點包括:無需傳輸、綜合成本低、可將遠處的話務帶給施主小區(qū),使小區(qū)的信道利用率更高、安裝速度快等。無線直放站有寬帶直放站和選頻直放站兩種,采用無線直放站會使得網絡管理復雜度增加,不便維護,另外在采用選頻直放站時,施主小區(qū)的頻率發(fā)生變更后,直放站的頻率也要進行調整,不利于整網規(guī)劃和優(yōu)化,施主天線和重發(fā)天線需要有足夠的隔離度,造成安裝空間上有些困難等缺點。除采用無線直放站以之外,也可采用光纖直放站作為信號源對隧道進行覆蓋。
在實際工程之中,必須根據隧道長度、隧道附近的覆蓋狀況、基站分布、話務分布、建站條件等因素選擇信號源,微蜂窩基站和直放站是隧道覆蓋建設常用的信號源。
三、隧道覆蓋的天饋系統(tǒng)選擇
在選擇好了GSM信號源之后,則必須根據實際情況配置天饋系統(tǒng),對隧道進行覆蓋。通常有三種不同配置的天饋系統(tǒng):同軸饋電無源分布式天線、光纖饋電有源分布式天線、泄漏電纜。
1、同軸饋電無源分布式天線
這種覆蓋方案的設計比較靈活、價格相對低、安裝較方便。同軸電纜的饋管衰減較小,天線增益的選擇主要取決于安裝條件,在條件許可的情況下,可選用增益相對較高的天線,來提高覆蓋范圍。該方案的簡化版就是采用單根天線對隧道進行覆蓋,對于較短的隧道來說,這種方案確實是一種低成本解決方案。
2、光纖饋電有源分布式天線系統(tǒng)
在某些復雜的隧道覆蓋環(huán)境中,可采用光纖饋電有源分布式天線系統(tǒng)來替代同軸饋電無源分布式天線系統(tǒng)。它更適用于覆蓋地下隧道(地鐵隧道)和站臺。采用光纖饋電有源分布式天線系統(tǒng)的主要好處包括在室內安裝的電纜數(shù)減少、可適用更細的電纜、采用光纜可降低電磁干擾、在復雜的網絡中設計更靈活等,缺點是成本高。
3、泄露電纜
采用泄漏電纜進行隧道覆蓋,是一種最為常用的方法,這種方法的好處在于:
可減小信號陰影和遮擋,在復雜的隧道中采用分布式天線,手機與某特定天線之間可能會受到遮擋,導致覆蓋不好;
信號波動范圍減少,與其它天線系統(tǒng)相比,隧道內信號覆蓋均勻;
可對多種服務同時提供覆蓋,泄漏電纜本質上是寬帶系統(tǒng),多種不同的無線系統(tǒng)可以共享同一泄漏電纜,考慮到在隧道中經常使用某些無線系統(tǒng)(尋呼系統(tǒng)、告警系統(tǒng)、廣播等),采用共享一條泄漏電纜的方法,可省去架設多條天線的工程。
泄漏電纜覆蓋設計是一項非常成熟的技術,其設計方案相對簡單,本文不作重點分析。下面重點分析采用普通同軸饋電無源分布式天線進行隧道覆蓋的設計方案。
四、隧道的無線傳播
無線電波在隧道中傳播時具有隧道效應,信號傳播是墻壁反射與直射的結果,其中直射為主要分量。華為公司基于ITU-R建議,根據試驗數(shù)據對傳播模型進行了修正,得出一簡單實用的隧道傳播模型,用于進行隧道覆蓋設計,該傳播模型為:
Lpath=20lgf+30lgd―8dB
其中:
洞口施工原則及所采取的措施
(1)隧道洞口施工必須堅持18字方針(2)必須堅持采用弱爆破或人工、機械等開挖的方式,減少對圍巖的擾動。保護圍巖的完整,充分利用圍巖的自承能力。(3)洞口施工前應做好各項施工輔助措施:做好洞口修建前的地形、地質條件調查,提前采取措施應對不良地質災害;提前做好防排水系統(tǒng),尤其是含水量大的地區(qū)以及雨季施工的時候;盡量少開挖邊仰坡土石方保護好既有的植被,生態(tài)環(huán)境;提前編制進洞專項施工技術方案。(4)要高度重視洞口超前支護和超前預加固處理措施:超前支護主要包括管棚加固法、超前小導管加固法、超前錨桿法、掌子面噴射混凝土封閉法、抗滑樁等;超前預加固中主要指的是超前預注漿,包括地表注漿和洞內超前鉆孔注漿。
進洞前施工準備工作
(1)清表和清除危石:進洞施工前應將洞頂?shù)乇矸秶脖磺宄貏e是清除洞口上方有可能滑塌的表土、灌木及山坡的危石。(2)做好截水溝施工:部分洞口地表地勢較平緩,大部分又處于溝谷,雨水經常匯集洞口,故進洞前應認真施作截水溝,以及時截除地表水。盡早完成洞口排水系統(tǒng)。(3)按照設計要求進行邊坡、仰坡的放線刷坡,自上而下的開挖,不得掏底開挖或上下重疊開挖。開挖中對地層動態(tài)應進行監(jiān)控量測。(4)盡早施工洞門端墻,防止邊仰坡滑塌,避免落石對施工人員和機械傷害,損壞,確保施工機械、人員的安全。(5)地表加固:根據洞口地表表層巖石風化破碎情況,為了確保隧道進洞施工安全,在進洞施工前,應采取如下措施進行地表加固。
單向進洞法
關鍵詞:隧道防排水注漿堵水防水布鋪設
目前隧道襯砌滲漏水問題,尤其是施工縫處、隧道的接口處及管節(jié)之間的連接處等薄弱環(huán)節(jié)的滲、漏水更為嚴重。如何搞好隧道防排水設計及裂縫防水技術,是保證行車安全和隧道能否長期使用的重要條件。
一、進洞前防排水處理
首先,在隧道進洞前應對隧道軸線范圍內的地表水進行了解,分析地表水的補給方式、來源情況,做好地表防排水工作:用分層夯實的粘土回填勘探用的坑洼、探坑;對通過隧道洞頂且底部巖層裂縫較多的溝谷,建議用漿砌片石鋪砌溝底,必要時用水泥砂漿抹面;開溝疏導隧道附近封閉的積水洼地,不得積水;在地表有泉眼的地方,涌水處埋設導管進行泉水引排;在隧道洞口上方按設計要求做好天溝,并用漿砌片石砌筑,將地表水排到隧道穿過的地表外側,防止地表水的下滲和對洞口仰坡沖刷,并與路基邊溝順接成排水系統(tǒng);洞頂開挖的仰坡、邊坡坡面可用噴射混凝土將其封閉,并對洞口上方及兩側掛網噴漿;若在洞頂設置高壓水池時,應做好防滲防溢設施,且水池宜設在遠離隧道軸線處等。
二、開挖過程中對涌水地段的防排水處理
(一)涌水地段的防排水處理原則。在隧道施工過程中,應對開挖面出現(xiàn)的涌水進行調查分析,找準原因,采取“以排為主,防、排、截、堵相結合”的綜合治理原則,因地制宜地制定治理方案,達到排水通暢、防水可靠、經濟合理和不留后患的目的。
(二)涌水地段的原因分析。造成隧道涌水現(xiàn)象一般是由于地下水發(fā)育,洞壁局部有水流涌出;碰到斷層地帶,巖石破碎,裂隙發(fā)育,出現(xiàn)涌水現(xiàn)象;洞頂覆蓋層較薄,巖石裂隙發(fā)育,開挖地表水下滲等原因。施工中應對洞內的出水部位、水量大小、涌水情況、變化規(guī)律、補給來源及水質成分等做好觀測和記錄,并不斷改善防排水措施。
(三)涌水地段的處理方法。對于洞內涌水或地下水位較高的地段,可采用超前鉆孔排水、輔助坑道排水、超前小導管預注漿堵水、超前圍巖預注漿堵水、井點降水及深井降水等輔助施工方法。當涌水較集中時,噴錨前可用打孔或開縫的摩擦錨桿進行排水;當涌水面積較大時,噴錨前可在圍巖表面設置樹枝狀軟式透水管,對涌水進行引排,然后再噴射混凝土;當涌水嚴重時,可在圍巖表面設置匯水孔,邊排水邊噴射。
三、二次襯砌中防排水處理與控制
(一)防水層安裝與控制
1.防水層進場時檢查。除按必要的工作程序進行取樣檢查外,還應檢查防水板表面是否存在變色、皺紋(厚薄不均)、斑點、撕裂、刀痕、小孔等缺陷,存在質量缺陷時,應及時處理。
2.防水層鋪設前對初期支護的檢查和處理。防水層鋪掛前,應先對初期支護噴射混凝土進行量測,對欠挖部位加以鑿除,對噴射混凝土表面凹凸顯著部位應分層噴射找平。外露的錨桿頭及鋼筋網應頭齊根切除,并用水泥砂漿抹平,使混凝土表面平順。
3.防水層鋪設好后檢查和處理。防水層鋪掛結束,監(jiān)理工程師應對其焊接質量和防水層鋪設質量進行檢查。其檢查方法有:(1)用手托起防水板,看其是否能與噴射混凝土密貼。(2)看防水板表面是否有被劃破、扯破、扎破等破損現(xiàn)象。(3)看焊接或粘結寬度(焊接時,搭接寬度為10cm,兩側焊縫寬度應不小于2.5cm;粘結時,搭接寬度為10cm,粘結寬度不小于5cm)是否符合要求,且有無漏焊、假焊、烤焦等現(xiàn)象。(4)拱部及拱墻壁露的錨固點(釘子)是否有塑料片覆蓋。(5)每鋪設20延長米~30延長米,剪開焊縫2處~3處,每處0.5m。看是否有假焊、漏焊現(xiàn)象。(6)進行壓水(氣)試驗,看其有無漏水(氣)現(xiàn)象等,檢查防水板鋪掛質量。如果發(fā)現(xiàn)存在問題,除應詳細記錄外,并立即通知施工單位進行修補,不合格者應堅決要求返工。
(二)止水帶安裝與控制
防水混凝土施工縫是襯砌防水混凝土間隙灌注施工造成的,對于施工縫的防排水處理,在復合式襯砌中,一般采用塑料止水帶或橡膠止水帶。
1.二次襯砌端部的檢查與處理。在澆筑二次襯砌混凝土前,可用鋼絲刷將上層混凝土刷毛,或在襯砌混凝土澆筑完后4h-12h內,用高壓水將混凝土表面沖洗干凈,并檢查止水帶接頭是否完好,止水帶在混凝土澆筑過程中是否刺破,止水帶是否發(fā)生偏移,如發(fā)現(xiàn)有割傷、破裂、接頭松動及偏移現(xiàn)象,應及時修補和處理,以保證止水帶防水功能。
2.止水帶安裝質量的檢查與處理。檢查是否有固定止水帶和防止偏移的輔助設施、止水帶接頭寬度是否符合要求、止水帶是否割傷破裂、止水帶是否有卡環(huán)固定并伸入兩端混凝土內等項目,做好詳細檢查記錄,如存在問題時,應立即通知施工單位進行修補,不合格者應堅決要求返工。
(三)混凝土澆筑與控制
襯砌混凝土施工時,應督促施工單位加強商品砼的后倉管理,定期不定期的進行檢查。混凝土振搗時必須專人負責,避免出現(xiàn)欠振、漏振、過振等現(xiàn)象。加強施工縫、變形縫等薄弱環(huán)節(jié)的混凝土振搗,排除止水帶底部氣泡和空隙,使止水帶和混凝土緊密結合。
四、二次襯砌滲漏處理與控制
(一)引流堵漏。對于滴水及裂紋滲漏處,可采用鑿槽引流堵漏施工方法。如在滲漏部位順裂縫走向將襯砌混凝土鑿出一定寬度和深度(如寬20mm,深30mm)的溝槽,埋設直徑略大于溝槽寬度或與溝槽寬度相當?shù)陌雸A膠管將水引入邊墻排水溝內,再用無紡布覆蓋半圓膠管或防水堵漏劑封堵,然后用顏色相當?shù)姆浪炷练舛禄蚰妗?/p>
(二)注漿堵漏。對于滲漏嚴重部位,可采用注漿堵漏施工方法。如在滲漏部位鑿出一定寬度和深度(如直徑80mm,深40mm)的凹坑,清理混凝土渣,并檢查表面混凝土密實性,從滲漏部位向襯砌鉆孔,其深度建議控制在襯砌厚度范圍內,埋管注漿,其注漿漿液通過設計確定。注漿結束后,其凹坑可按文中上述4.1方法做防水堵漏處理。
五、結語
每道工序的施工質量都對隧道防排水效果產生很大的影響,施工中的每一點疏忽都可能造成滲漏水隱患。因此,應加強對每道工序的施工質量控制,嚴格按規(guī)范施工確保施工達到設計效果,使隧道防排水工程質量有保證。
參考文獻:
本系統(tǒng)基于統(tǒng)一標準、平臺及原則的構架標準,每一個功能模塊夠能通過標準化的服務接口調用數(shù)據層提供的統(tǒng)一數(shù)據交換服務,能夠實現(xiàn)系統(tǒng)間的互聯(lián)互通、數(shù)據共享,避免信息孤島現(xiàn)象的出現(xiàn)。本系統(tǒng)體系結構圖如圖1所示。系統(tǒng)采用B/S結構開發(fā)方式,在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時,由基礎數(shù)據服務模塊統(tǒng)一管理,對各種數(shù)據信息進行統(tǒng)一整合,做到統(tǒng)一入口、展現(xiàn)、管理的一體化管理體系。系統(tǒng)能夠將各隧道相關數(shù)據整合顯示在一個界面上,提供給用戶直觀的隧道安全狀態(tài)等相關信息。
2系統(tǒng)功能設計
2.1洞門安全分析
該模塊主要利用輸入數(shù)據庫中的資料將某一隧道的洞門和既有隧道的洞門進行對比,給出該隧道的洞門安全概率。輸入的基礎資料有圍巖級別、施工方法、最小埋深、施工超前支護措施、最大邊仰坡刷方高度等,通過查詢有關資料和系統(tǒng)在項目中的實際應用數(shù)據,不斷豐富數(shù)據庫中這些基礎資料。這樣就可以通過統(tǒng)計對比,給出某隧道在既有隧道中同類圍巖條件下、采用同樣施工方法下所占的安全概率情況,或者給出采用同樣超前支護措施的隧道洞門安全個數(shù),或者給出最大刷方高度大于本隧道的個數(shù),該系統(tǒng)為應用人員提供輔助決策意見。
2.2監(jiān)測數(shù)據管理
本功能模塊主要實現(xiàn)超前地質預報成果和監(jiān)測數(shù)據的上傳、查詢、分析、曲線顯示、生成報表等功能。通過數(shù)學分析模型,將其處理為各種分析圖表,用來展現(xiàn)數(shù)據的變化情況,從而直觀的給出隧道在某一段時間的變形情況。報表包括預警快報、日報、周報、月報等。
2.3歷史數(shù)據對比
本功能模塊主要實現(xiàn)本隧道和本線隧道或全部隧道在相同的圍巖等級、圍巖值、施工方法、開挖跨度情況下數(shù)據的對比情況,給出該隧道的安全概率。該模塊主要構建數(shù)據安全數(shù)據庫和坍塌數(shù)據庫,通過建立算法模型,給出在正常數(shù)據數(shù)據庫中,在本線隧道或者全部隧道中符合上述某一條件的隧道有多少個,變形小于本隧道的隧道個數(shù)以及概率情況,從而統(tǒng)計出本隧道的安全概率情況,并繪制出安全概率分布直方圖。同樣方法,在坍塌數(shù)據中,給出和本隧道監(jiān)測數(shù)據相同的隧道有多少個,有多少例隧道的變形值大于該隧道,統(tǒng)計出本隧道的坍塌概率。
2.4預警預報分析
該模塊主要實現(xiàn)將報警信息提取分析、再次確認報警信息的準確性、向上級報告事件等功能,采取有效措施,從而減少損失。該模塊主要包括預警值設定、預警流程管理、施工進度報警、不及時監(jiān)測報警、智能報警等功能。施工進度報警主要是根據隧道坍塌卡控紅線,判斷某隧道開挖面和仰拱封閉距離、開挖面至二襯距離是否超過規(guī)定值;不及時監(jiān)測報警是指系統(tǒng)自動識別出該隧道已有多少天未上報監(jiān)測數(shù)據,給出預警提醒;智能報警是指當查看某一隧道的具體監(jiān)測斷面時,系統(tǒng)給出時序變形曲線,并與數(shù)據庫中同樣施工條件下的監(jiān)測平均值比對,判斷是否報警。
2.5資料管理
該模塊主要實現(xiàn)資料的上傳、預覽、刪除、導出等。資料主要包括監(jiān)控量測方案、地質調查資料、超前地質預報成果、設計資料、各種布點圖、會議紀要、施工日志、竣工資料等。上述資料按照不同的隧道以目錄樹的方式進行展示,方便用戶調閱、編輯等。
2.6系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理模塊是用來管理整個系統(tǒng),并保證系統(tǒng)正常運行。擁有系統(tǒng)管理員權限的用戶才能登錄使用。系統(tǒng)管理分為用戶管理、權限管理、工程管理、控制值管理、數(shù)據庫維護等子模塊。
3系統(tǒng)實現(xiàn)
采用C#語言進行開發(fā),數(shù)據庫為SQLserv-er2005,運行操作系統(tǒng)為MicrosoftWindows7Enterprise,主界面如圖2所示。該系統(tǒng)在廣深港客運專線深港隧道施工監(jiān)測過程進行應用,通過數(shù)據的分析和洞門安全比對,較好的實現(xiàn)了數(shù)據預警信息反饋,為現(xiàn)場施工提供了輔助分析決策建議。
4結束語
瓦斯隧道在施工過程中會出現(xiàn)大量有害氣體(主要成分為CH4),容易引起火災、爆炸等事故,對隧道施工安全影響極大。同時,在隧道施工過程中,涉及到很多諸如開挖、噴漿等產塵環(huán)節(jié),對職工的健康造成影響。因此,在瓦斯隧道施工過程中應特別注意瓦斯的排放及揚塵,保證施工安全及人員健康。瓦斯隧道中,及時的通風是降低隧道內瓦斯含量的最好方法,也是工作人員最常用的降低瓦斯含量的手段。在一般的瓦斯隧道內,最常用的就是壓入式和混合式通風。在長度較長的隧道內,為了增強通風效果,往往使用兩臺風機同時工作,以增強通風效果。對于特長隧道一般在1.5公里以上時,可采取巷道式通風。
2高速公路瓦斯隧道施工技術措施
2.1選擇科學合理的施工方案
針對特定的隧道地質及施工情況選擇科學合理的施工方法,是對施工單位的綜合能力的有效驗證,也是隧道安全施工的強有力保障。實踐已經證明,絕大多數(shù)的隧道塌方都與隧道施工方案制定的不合理有關。比如,當隧道圍巖發(fā)生變化時,為了不影響施工進度或者節(jié)約施工成本,一些現(xiàn)場技術管理人員可能不會及時改變施工方案,而是抱著僥幸心理繼續(xù)工作,從而造成隧道塌方,嚴重時甚至會給作業(yè)人員帶來人身危險。其次,即使一些技術方案制定的很好,在實施過程中也有失敗的可能,這主要是因為工程對施工工藝的控制不嚴。比如,在隧道施工中,超前支護不符合設計規(guī)范時,可能會導致掌子面的圍巖坍塌和一次襯砌的塌落。這些確實可以歸結為質量問題,但細究其根源,還是由于施工時對工藝控制不嚴。因此,在施工中選擇科學合理的施工方案,同時注重工藝控制,才能保證施工的安全.
2.2實施地質預報,預防隧道塌方
隧道地質勘探工作貫穿于隧道的整個施工過程之中,地質狀況的好壞會對隧道施工產生很大的影響,對于不良的地質狀況尤其需要關注。隧道塌方會影響施工進度、耽誤施工進程,甚至形成災難性事故,導致人員傷亡、影響經濟效益。因此應將地質預報工作納入隧道施工技術管理中來,為隧道施工安全提供有力的制度保證。由于隧道地質具有相當?shù)膹碗s性,地質預報工作在預測的準確性上尚待提高。但是,隨著地質預測預報技術的發(fā)展,對隧道的地質狀況進行探測的方法越來越多。綜合考慮工程設計提供的地質資料以及施工過程中對隧道圍巖的觀察分析,相關人員可以優(yōu)化組合預報手段,從而使對地質狀況的預測與圍巖的實際狀況盡量符合。這對于制定合理的施工方案、有效預防及控制隧道塌方、保證隧道施工的安全有很大的作用。
2.3積極應用新奧法
公路隧道施工工程中,采用的施工技術新奧法具有許多實際的優(yōu)點,在開挖的過程中,對公路隧道所造成的影響小,能降低土層的松動和下沉率,減少對地層周圍的擾動,開挖地面能夠控制成效,在施工時,安全系數(shù)較高,這樣就能很好的保證施工進度和安全。新奧法施工技術比較靈活,具有很好的適應性,充分利用好這些優(yōu)點,需要精心設計具有高效率的工藝流程,要求施工人員是經驗豐富的,現(xiàn)場施工有專家進行科學指導,新奧法施工技術就能富有成效的應用在公路隧道施工工程中。
2.新奧法在公路隧道工程中的應用
2.1新奧法基本原理
新奧法是現(xiàn)代公路隧道工程中的一項標志性的新技術,新奧法的原理首先就是了解隧道結構的主要部分,知道圍巖是其主要承載結構部分;開挖后要加固圍巖,確保圍巖不會在開挖卸載后發(fā)生原有強度不在的情況;公路隧道圍巖時,對圍巖的卸載位移的程度要降低;隧道圍巖支護工程中可以允許圍巖產生小范圍的變形,產生受力環(huán)區(qū),限制圍巖位移程度,避免變形產生松懈;初次支護主要是保持圍巖自承狀態(tài),避免松弛;適時建造初次支護,選擇比較適宜的早晚時間,延遲圍巖的變形,讓支撐效果達到最佳;圍巖要注意對地質條件的檢查,評定隧道洞周的位移變形;因為噴射混凝土受力快、與圍巖密貼等。
2.2應用新奧法進行隧道圍巖的支護
開挖工作進行過程中,隧道圍巖的應力開始重新分布,必須加固圍巖,使圍巖卸載后強度不會失去。結構承載要盡量被滿足,當圍巖周圍出現(xiàn)位移和變形,開挖曲面后,就形成拱模效應,進而形成受力環(huán)區(qū),此外,對圍巖位移速度要進行控制,防止變形松動。所以,對公路隧道進行支護要采用新奧法支護結構,支護時初期采用錨噴的方式,再次支護時,進行的復合襯砌采用的是模筑混凝土。噴射混凝土、鋼筋網噴射混凝土和錨桿共同組成錨噴支護,是一種支護結構。具有速凝劑的混凝土混合料是噴射混凝土的一種材料,將其混合高壓水和混凝土噴射機,借用高壓空氣的作用,直接噴射至巖面,然后凝結成形狀。圍巖情況的好與壞決定支護使用混凝土的種類,圍巖情況好,則支護的主要方式是噴射混凝土,輔助工具是錨桿;如果圍巖情況不好,那么支護的主要方式則是錨桿,借用的材料是鋼筋網混凝土和噴射混凝土等其他混凝土,結合配合使用。新奧法的噴射支護技術,作為圍巖的承載結構的重要組成部分,被應用在公路隧道支護中。所以,二次襯砌支付時,新奧法支護技術是后期的圍巖飾面的承載力,要綜合評估圍巖的變形,評估初期支付和隧道的周邊情況。任何支護都需要薄型的柔性結構,使手受彎變形的情況和撓曲斷裂的情況減少。新奧法施工技術被應用在公路隧道圍巖支護中,值得注意的是公路隧道巖石的軟硬問題,使用新奧法施工技術,要區(qū)別硬巖隧道和軟巖隧道。軟巖地層的隧道是接近地表的,很難承受再次荷載,再有就是覆蓋土的重力作用大,很難控制其變形,然而在硬巖隧道中如果使用支護時柔性的,風險就是客觀存在的,釋放過度會導致坍塌。若圍巖中淺埋隧道式軟弱破碎的,新奧法原理就在這時起作用了,可以控制圍巖變形,但是不能采用一次性柔性支護,應該加固地層,高強度的預支護,達到好的自承性能效果。
2.3應用新奧法加強隧道施工監(jiān)測
作為公路隧道新奧法施工技術核心的公路隧道施工監(jiān)測,監(jiān)測是圍巖穩(wěn)定性的保障,確保支護結構的受力狀態(tài)的穩(wěn)定,科學合理的確定襯砌時間和支護時間,做出精細的施工設計。所以,開挖公路隧道后首先是及時支付圍巖,保證其穩(wěn)定性,噴射混凝土,加大噴射厚度,添加錨桿和鋼筋網;然后是初期結束后加設模板,二次襯砌混凝土。采用新奧法施工技術施工監(jiān)測,力學計算,融合整個設計、勘察和施工等環(huán)節(jié),所以初步調查地質后使用數(shù)學計算進行預設計,確定好支護參數(shù),在施工中布置監(jiān)控測試系統(tǒng),全面了解支護過程和圍巖,通過信息的反饋,確定科學的開挖方案和支護參數(shù)。
2.4應用新奧法進行隧道的開挖施工
公路隧道開挖的方法很多。比如掘進機法、礦山法等這些都離不開爆破手段,爆破是利用了巖石抗裂能力低的特點,通過各種措施來減少圍巖周邊的損壞,達到更加好的效果。爆破還能使開挖受控制,襯砌混凝土量得以節(jié)省,施工進度加快,成本降低。利用新奧法施工技術,對公路隧道施工建設來說,不僅要利用爆破避免圍巖擾動,還要開挖輪廓線,保護圍巖,增強自承能力。
3.結論
瑞杭高速胭脂板隧道左線進口ZK88+720~ZK88+740段地表為沖溝,雨季地表水豐富,旱季土體中含水量豐富,隧道在此處埋深淺,約在6~8m,沖溝內為沖積物,成分雜亂,穩(wěn)定性差,暗洞施工易造成“冒頂”;同時山體橫向高差較大,形成隧道左線偏壓段。胭脂板隧道進口右線YK88+810~YK88+840段同樣為超淺埋地段,埋深5~10m,地質條件為全風化花崗巖,在該段施工易引起坍塌。基于此種情況,采用對左線進口ZK88+720~ZK88+740段、右線YK88+810~YK88+840超淺埋段進行地表注漿加固處理。
2地表注漿施工方案
2.1地表注漿錨桿作用機理
地表錨桿一般采用全長砂漿錨桿,錨桿與砂漿共同組成錨固體,即它的錨固作用是通過錨桿與砂漿之間、砂漿與巖土體之間的摩擦阻力來實現(xiàn)的,這可以從加固時的施工過程和施工完成后錨桿與砂漿共同發(fā)揮作用兩個階段來認識。其中前者的主要功能在于提高巖土體的整體強度和剛度(C、φ值),后者的主要功能則在于增強巖土體的摩擦阻力τ和抑制巖土體的沉陷滑移,進而達到減少山體壓力的效果。在往錨桿孔中灌注砂漿時,由于灌漿壓力,會使部分漿液以一定的擴散半徑r順著巖土體的裂隙或孔隙滲透擴散,當錨桿孔間距布置合理時,會使各孔的注漿擴散范圍相互搭接,形成網狀膠質結構體,從而提高巖土體的強度和剛度,使巖土體的Rb、C、φ值有明顯提高。由此也可以認為,為保證較為理想的加固效果,錨桿的布置間距Sr應保證在注漿擴散半徑范圍的兩倍之內。在隧道開挖過程中,錨桿通過砂漿對它的握裹力,以及砂漿與周圍孔壁的粘結力,使錨桿產生串掛固結作用,形成一個以錨桿為中心的加固區(qū),使得錨桿周圍巖土內的抗剪強 度大為提高;另一方面,由于錨桿的彈性模量遠比巖土體高,因而錨固體還可以約束巖土體內由于剪切引起的剪漲作用,從而使巖土體與錨固體之間的摩阻力提高。正是由地表錨桿群組成的這種整體串掛固結效應,才有效地抑制和阻礙了地層的下沉滑移作用,使地層整體性和穩(wěn)定性得到加強。
2.2地表注漿施工工藝
(1)準備工作。根據確定的注漿范圍,進行地面復測,確定各區(qū)域注漿管的施作長度;確定最佳的水泥漿配比、注漿量及注漿壓力。
(2)注漿管制作。用75×5mm的塑料管加工成注漿管,長度根據現(xiàn)場測量確定,頂部加工成錐形,尾部安裝止?jié){環(huán),管身交錯布8孔,梅花形布設,孔眼間距為30cm且交錯布置。
(3)鉆孔。采用電力鉆孔機或風鉆按設計位置進行鉆孔,由測量人員定出孔位、孔深方可進行施工。
(4)安裝注漿管。采用人工錘擊或鉆機頂入的方法進行安裝。注漿前先用塑料袋遮住頂部,防止鉆其他孔時石灰及小石頭進入打好的孔,堵塞孔眼。
(5)注漿。采用單液注漿泵注射水泥漿。注漿漿液采用1∶1水泥漿。注漿壓力進口段按規(guī)定達1.0~1.5MPa,注漿壓力出口按規(guī)定達0.8~1.2MPa,注漿過程中注漿壓力應逐級緩慢提升,采用由外圈孔向中心孔注漿順序,防止嚴重跑漿現(xiàn)象發(fā)生。
2.3保證注漿效果措施
(1)有一定的注入量,與設計注漿量大致相近。
(2)注漿時壓力必須達到設計及規(guī)范要求標準。
(3)注漿前應進行現(xiàn)場實驗,以確定最終的注漿參數(shù)。
(4)隧道注漿段的注漿孔全部注完后,必須要進行注漿效果檢查和評價,不合格這應補孔注漿。檢查方法如下:對注漿過程中的各種記錄資料綜合分析,注漿壓力和注漿量變化是否合理,是否達到設計要求;設檢查孔,工作面預注漿每段設2~3個檢查孔;取巖芯,觀察漿液充填情況;檢查孔內涌水量,一般情況下應小于0.4L/min,或在1.2~1.5MPa壓力下,進水量小于2L/min。
(5)檢查固結效果,由鉆芯取樣判斷。對注漿前后取樣巖芯進行強度對比分析,檢驗注漿加固效果。并配合風鉆鉆速測試,檢查注漿范圍,固結不良或厚度不夠時,要補管注漿。
3結束語
(1)超淺埋山嶺隧道施工洞口段時,當埋深較淺,且地質條件較差圍巖不能自穩(wěn)時,為保證進洞安全,主要采用地表注漿預支護改良地層,增強巖層的自穩(wěn)能力。采用適合于該地質條件的隧道開挖方法(如單雙側壁導坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、環(huán)形開挖預留核心土法等),并配合較強的初期支護和二次支護,達到安全施工的目的。
(2)進行地表加固時,水泥漿漿液配合比、注漿量及注漿壓力是主要的控制要點,并應對注漿效果進行檢驗。