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文檔簡介
第一章緒論1.1課題研究的目的、意義實(shí)現(xiàn)高速鐵路隧道修建技術(shù)的創(chuàng)新與突破,是當(dāng)前中國鐵路技術(shù)進(jìn)步的重要課題之一。截至2015年底,我國已成功修建了7500多座、總長超過4300km的鐵路隧道,隧道數(shù)量和總長度均居世界前列。“十二五”期間,我國將修建超過3000km的鐵路隧道,其中客運(yùn)專線隧道超過1000km?,F(xiàn)階段正是我國大力修建高速客運(yùn)專線的時(shí)候,在建的有哈大線、京滬線、合武線、石太線、鄭西線、武廣線等。由此可見,隧道在山區(qū)鐵路線上的作用。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀我國現(xiàn)階段對(duì)于鐵路隧道的研究雖然已經(jīng)走在了世界的前列,但是要與日本的青函隧道(目前世界最長的鐵路隧道,全長53.9km,海底長度23.3km)和英法海底隧道(世界第二長的鐵路隧道,長度50.5km,海底長度37.9km)相比我國還有一定的差距。對(duì)于隧道的設(shè)計(jì)與計(jì)算理論的發(fā)展,其中支護(hù)結(jié)構(gòu)體系是隧道設(shè)計(jì)的最重要的組成部分,多年來,隧道支護(hù)體系系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)從單一到多樣,計(jì)算從簡到繁,從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)逐步上升到理論分析等階段。新奧法(NATM)的出現(xiàn)將噴錨支護(hù)的作用提高到一個(gè)新的理論高度,并迅速在各項(xiàng)地下工程中廣泛采用。我國在20世紀(jì)60年代中期開始采用以后,逐漸取代了耗費(fèi)大量木材的木支撐。我國又在70年代末,開始用格柵或鋼拱支撐加噴混凝土以提高支護(hù)的強(qiáng)度和剛度。隨著不良地層施工技術(shù)的發(fā)展,小導(dǎo)管注漿等超前預(yù)支護(hù)和地層加固技術(shù)已廣泛應(yīng)用。意大利、日本等國把管棚、旋噴拱、預(yù)支護(hù)(預(yù)切槽)稱作先進(jìn)的預(yù)支護(hù)技術(shù)。管棚在我國已經(jīng)成功推廣,旋噴拱和預(yù)切槽正在研究實(shí)驗(yàn)階段。1.3論文研究的主要內(nèi)容(1)認(rèn)識(shí)長邊隧道工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、在此基礎(chǔ)上利用荷載-結(jié)構(gòu)法進(jìn)行荷載計(jì)算,包括內(nèi)力計(jì)算、結(jié)構(gòu)配筋、裂縫檢算。(2)制定區(qū)間隧道總體施工方案,包括施工方案、施工總體部署。(3)制定區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)施工方法、施工工藝。(4)防水設(shè)計(jì)。(5)監(jiān)控量測設(shè)計(jì)。1.4長邊隧道工程概況1.4.1工程概況該隧道位于顏盾鎮(zhèn)長邊村,屬低山丘陵地貌,地形起伏較大,地面高程為19.6-91m,區(qū)間最高點(diǎn)為大寨尾主峰,高程91.90m,最低點(diǎn)為隧道進(jìn)口附近的魚塘,高程8.50m,相對(duì)高差83.4m,自然坡度10-45度,偶見陡坎,山體覆蓋層較薄,植被發(fā)育良好,出口左側(cè)為一機(jī)裝廠,亂挖比較嚴(yán)重,隧道進(jìn)出口附近分布村莊,進(jìn)出口僅有小路可達(dá),交通條件差。該隧道區(qū)屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū),常年氣候溫和濕潤,陽光充沛,年平均氣溫21.1度。年平均降水量1763.9mm,四至九月暴風(fēng)雨較為集中,為汛期,將于量占全年的百分之八十左右,沿線各地每年不同程度受臺(tái)風(fēng)襲擊,7-9月臺(tái)風(fēng)威脅最大。該隧道設(shè)計(jì)進(jìn)口里程SDK1+010,出口設(shè)計(jì)里程為SDK1+861,隧道中心里程SDK1+435.5,隧道全長851m。1.4.2地層巖性區(qū)內(nèi)地層由新到老依次出露有:第四系全新統(tǒng)坡殘積層(Q4dl+el),下伏燕山早期侵入花崗閃長巖(γ52(3)),各地層分述如下:<15-2>粉質(zhì)黏土(Q4dl+el):褐黃色、灰黃色,硬塑,成份以黏粉粒為主,含有15%中粗砂,黏性一般。主要分布在隧道區(qū)域表層,屬Ⅱ級(jí)普通土,C組填料。<17-1>花崗閃長巖W4(γ52(3)):全風(fēng)化,褐紅色、灰黃色,原巖結(jié)構(gòu)已破壞,巖芯呈土柱狀,礦物以長石、石英為主、含少量黑云母,除石英礦物外,其他礦物基本分化成黏土狀,遇水易軟化、崩解,屬Ⅲ級(jí)硬土,C組填料。<17-2>花崗閃長巖W3(γ52(3)):強(qiáng)風(fēng)化,灰黃色、灰褐色,中粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要礦物成分由石英、長石、角閃石及少量黑云母等組成,裂隙很發(fā)育,巖芯呈碎塊狀,錘擊易碎,屬Ⅳ級(jí)軟石,A組填料。<17-3>花崗閃長巖W2(γ52(3)):弱風(fēng)化,灰白色,中粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,巖質(zhì)新鮮,成分以長石、石英、角閃石為主,巖體裂隙較發(fā)育,巖芯呈柱狀,錘擊聲較脆,較難碎,巖體完整程度為較破碎,屬Ⅴ級(jí)次堅(jiān)石,A組填料。1.4.3水文地質(zhì)條件(1)地表水測區(qū)地表水主要為沖溝水,多為季節(jié)性沖溝,主要接受大氣降水補(bǔ)給,地表水多沿溝槽排泄,溝槽內(nèi)地表水流量隨季節(jié)變化,雨季時(shí)較大,可增大數(shù)倍。(2)地下水地下水主要為第四系孔隙水和基巖裂隙水。測區(qū)表層第四系覆蓋層較薄,以粉質(zhì)黏土為主,第四系孔隙潛水不發(fā)育,并且隨季節(jié)動(dòng)態(tài)變化大,由地表水補(bǔ)給;地下水主要為基巖裂隙水,賦存于花崗閃長巖的裂隙中,主要接受大氣降水及地下水側(cè)向補(bǔ)給,水量變幅較大,由于上覆粉質(zhì)黏土為較好的隔水層,地形坡度較大,大氣降水多沿坡面往下徑流,入滲水量較小,基巖裂隙水發(fā)育程度受基巖風(fēng)化程度、裂隙發(fā)育程度、裂隙貫通性的影響,全風(fēng)化巖屬弱含水層,富水性差,強(qiáng)風(fēng)化巖和弱風(fēng)化巖的導(dǎo)水性和富水性主要受構(gòu)造裂隙控制,具各向異性,總體地下水量不大。地下水運(yùn)動(dòng)主要受地形、地貌控制。1.5工程地址條件評(píng)價(jià)隧道洞身主要穿越燕山早期侵入花崗閃長巖,總體上巖體節(jié)理、裂隙一般發(fā)育,側(cè)壁基本穩(wěn)定。局部地段巖體較碎,裂隙發(fā)育,可能發(fā)生掉塊,巖崩等病害,裂隙發(fā)育段有利于地下水的聚居,隧道施工中可能出現(xiàn)涌水,其中DK9+310~DK9+420為小凹槽,為雨水重要匯集排泄區(qū)域,凹槽最低埋深約22.3m,地面橫坡約23%。地表植被較發(fā)育巖層,巖土層強(qiáng)度較低,遇水可能發(fā)生軟化,崩解,工程地質(zhì)條件一般。1.6設(shè)計(jì)原則及有關(guān)技術(shù)指標(biāo)(1)主要構(gòu)件的使用年限為100年。根據(jù)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求,采取有效措施,保證結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度,滿足結(jié)構(gòu)耐久性要求(2)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,結(jié)合周圍地面建筑物,地下構(gòu)筑物狀況,通過對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保及使用功能的綜合比較,合理選擇結(jié)構(gòu)形式。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足施工、運(yùn)營、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)等要求。(4)結(jié)構(gòu)的凈空尺寸除應(yīng)滿足建筑限界要求外,尚應(yīng)考慮施工誤差、測量誤差、結(jié)構(gòu)變形和沉陷等因素。(5)斷面形狀和襯砌形式應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、埋深、施工方法等條件,從地層穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)受力合理和環(huán)境保護(hù)等方面綜合確定。(6)隧道結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)“破損階段”法,以材料的極限強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。(7)施工引起的地層沉降應(yīng)控制在環(huán)境條件允許的范圍內(nèi)。(8)隧道建設(shè)應(yīng)盡量考慮減少施工中和建成后對(duì)環(huán)境造成的不利影響。(9)設(shè)計(jì)中除參照畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書外,尚應(yīng)符合《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》或《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)國家現(xiàn)行的有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。(10)隧道主體工程等級(jí)為一級(jí)、防水等級(jí)為二級(jí),耐火等級(jí)為一級(jí)。(11)隧道結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)按二級(jí)考慮,按抗震烈度8度設(shè)防。(12)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,應(yīng)根據(jù)地下水位和地下水腐蝕性等情況,滿足防水和防腐設(shè)計(jì)要求。當(dāng)結(jié)構(gòu)處于有腐蝕性地下水時(shí)應(yīng)采取抗侵蝕措施,混凝土抗侵蝕系數(shù)不低于0.8。(13)在永久荷載基本荷載組合作用下,應(yīng)按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫驗(yàn)算。二類環(huán)境混凝土構(gòu)件的裂縫寬度(迎土面)應(yīng)不大于0.2mm,一類環(huán)境(非迎土面及內(nèi)部混凝土構(gòu)件)混凝土構(gòu)件的裂縫寬度均應(yīng)不大于0.3mm。當(dāng)計(jì)及地震、人防或其它偶然荷載作用時(shí),可不驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的裂縫寬度。(14)混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中用混凝土的極限強(qiáng)度應(yīng)按規(guī)范采用。區(qū)間隧道襯砌采用鋼筋混凝土?xí)r其混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于C30。(17)噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得小于C20。C20噴射混凝土的極限強(qiáng)度可采用:軸心抗壓15MPa,彎曲抗壓18MPa,抗拉1.3MPa,彈性模量為22GPa。噴射混凝土與地層的粘結(jié)力不低于0.5MPa。(注:噴射混凝土的強(qiáng)度等級(jí)指采用噴射大板切割法,制作成邊長為10cm的立方體試塊,在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法所得的極限抗壓強(qiáng)度乘以0.95的系數(shù);噴射混凝土與地層的粘結(jié)強(qiáng)度可采用預(yù)留試件拉拔法或鉆心法。)1.7設(shè)計(jì)遵循的規(guī)范(1)《隧道工程》中國鐵道出版社(2)《鐵路路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ042-94)(3)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002)(4)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10003—2001)(5)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)(6)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10003-2005)(7)《鐵路隧道施工規(guī)范》(TB10204-2002)(8)《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路建筑限界》(GB146.2-83)(9)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)【2005】1號(hào))(10)《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范》(TB10108-2002)(11)《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50111-2006)(12)《鐵路隧道防排水技術(shù)規(guī)范》(TB10119-2000)(13)《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》(TZ210-2005)(14)《鐵路隧道運(yùn)營通風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB1)(15)《鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(TB10424-2003)第二章隧道洞口設(shè)計(jì)2.1隧道洞口位置及形式選擇2.1.1洞門位置選擇一般應(yīng)依據(jù)具體工點(diǎn)的地形、地質(zhì)、水文等條件,結(jié)合工程施工安全、環(huán)境保護(hù)要求、洞口相關(guān)工程加以全面研究,綜合比較其經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上的合理性和安全性。同時(shí)注意在城鎮(zhèn)附近或與公路交叉的地段應(yīng)與周圍景觀和交叉方式相協(xié)調(diào)。1根據(jù)地形條件選擇洞口位置隧道進(jìn)出口線路中線應(yīng)力求與地形等高線相垂直。(以減少工程量,有利于施工)。當(dāng)斜交角較大時(shí),且?guī)r層整體性較好、無不良地質(zhì)現(xiàn)象時(shí),可采用斜交進(jìn)洞,松散地層中不宜采用斜交洞口。傍山隧道洞口,靠山一側(cè)邊坡較高時(shí),看是否有塌方、落石病害發(fā)生,如有應(yīng)早進(jìn)洞或接長明洞;對(duì)塹坡外自然坡面的穩(wěn)定性要認(rèn)真調(diào)查(必要時(shí)防護(hù)),特別注意洞口段的地層情況及覆蓋厚度(是否受偏壓)。防止坍頂和破壞山體的穩(wěn)定。在漫坡地形選擇洞口時(shí),考慮洞外路基填、挖方情況,排水條件、有利于快速施工條件。結(jié)合少占農(nóng)田,改土造田等要求。隧道位于城鎮(zhèn)、風(fēng)景區(qū)附近時(shí),盡量少做長拉溝進(jìn)洞,可適當(dāng)延長明洞為宜。橋隧緊接,應(yīng)考慮洞口與橋跨布局,結(jié)構(gòu)處理的整體性,不能忽視橋隧工程施工相互干擾的因素。2根據(jù)地質(zhì)條件選定洞口位置:洞口位置應(yīng)選擇在坡面穩(wěn)定、地質(zhì)條件較好、無不良地質(zhì)現(xiàn)象處。不應(yīng)在山體不穩(wěn)或有明顯偏壓、滑坡、崩坍、松散堆積體、泥石流溝等地段進(jìn)洞。當(dāng)巖層傾斜,層理、片理結(jié)合很差或存在軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí),不宜大挖,避免斬?cái)鄮r腳,以防止順層滑動(dòng)或塌方。宜盡量早進(jìn)洞或設(shè)明洞引進(jìn)。不能避開堆積層進(jìn)洞時(shí)(不宜采用清方的辦法縮短洞口)必要時(shí)接長明洞。洞口為軟巖或軟硬巖互層時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低邊仰坡高度,以減少風(fēng)化暴露面,同時(shí)對(duì)軟巖坡面可作適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)。2.1.2洞門形式的選擇洞門形式的選擇應(yīng)適應(yīng)地形、地質(zhì)的需要,同時(shí)考慮施工方法和施工需要。一般地形等高線與線路中線斜交角度在45°~65°之間,地面橫坡較陡,地質(zhì)條件好,無落石掉塊現(xiàn)象時(shí),可選擇斜交洞門;當(dāng)斜交角度大于65°時(shí),地面橫坡較陡,或一側(cè)地形凸出,可考慮用臺(tái)階洞門;當(dāng)斜交角度小于45°時(shí),地面橫坡較陡,邊仰坡刷方較高,有落石掉塊掉塊威脅運(yùn)營安全時(shí),考慮接長明洞。2.1.3洞門確定從縱斷面圖上看出洞口接近巖腳,土層穩(wěn)定性差,圍巖易坍塌,故采用帶耳墻式洞門。從本隧道進(jìn)口地形平面圖可見地形等高線與線路中心斜交角小,地面橫坡較緩,在進(jìn)口位置選擇上主要考慮邊仰坡穩(wěn)定及土石方量大小,確定進(jìn)出口洞縱斷面圖和橫斷面圖。進(jìn)洞采用斜切式,出洞采用柱式。2.2隧道洞門設(shè)計(jì)及強(qiáng)度、穩(wěn)定性檢算2.2.1洞門穩(wěn)定性及強(qiáng)度檢算:進(jìn)出口洞門的檢算:檢算柱時(shí)取洞門端墻前之翼墻寬1m(注柱比較寬,可以考慮單位寬度)的條帶“Ⅰ“,按擋土墻檢算偏心、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。檢算端墻與翼墻共同作用部分“Ⅱ“的滑動(dòng)穩(wěn)定性。柱式洞門穩(wěn)定性及強(qiáng)度檢算:檢算條帶“Ⅰ”(一)、洞門的檢算:1、壓力的計(jì)算(1)各項(xiàng)物理學(xué)指標(biāo)f=0.6(2)土壓力系數(shù)的計(jì)算:(3)土壓力的計(jì)算:穩(wěn)定性及強(qiáng)度的檢算:傾覆穩(wěn)定的驗(yàn)算:滿足傾覆穩(wěn)定的要求?;瑒?dòng)穩(wěn)定的驗(yàn)算:滿足滑動(dòng)穩(wěn)定的要求。(3)合力的偏心距的驗(yàn)算:滿足基底合力的偏心距。(4)基底壓應(yīng)力的驗(yàn)算:滿足基底壓應(yīng)力的要求。檢算條帶“Ⅱ”土壓力的計(jì)算:由以上計(jì)算知:2墻身截面偏心的驗(yàn)算:偏心距滿足墻身截面偏心的要求。應(yīng)力因?yàn)槌霈F(xiàn)負(fù)值,故尚因檢算不考慮圬工承受拉力時(shí)受壓區(qū)應(yīng)力重分布的最大壓應(yīng)力。通過應(yīng)力從分布,受壓區(qū)的最大壓應(yīng)力滿足墻身截面強(qiáng)度的要求。2.2.2出口洞門的檢算出口采用帶耳墻式洞門,檢算翼墻時(shí)取洞門端墻前之翼墻寬1m的條帶“Ⅰ“,按擋土墻檢算偏心、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。檢算端墻與翼墻共同作用部分“Ⅱ“的滑動(dòng)穩(wěn)定性。檢算條帶“Ⅰ”1、土壓力的計(jì)算(1)各項(xiàng)物理學(xué)指標(biāo)標(biāo)f=0.6(2)土壓力系數(shù)的計(jì)計(jì)算:(3)土壓力的計(jì)算::穩(wěn)定性及強(qiáng)度的檢檢算:傾覆穩(wěn)定的驗(yàn)算::滿足傾覆穩(wěn)穩(wěn)定的要求?;瑒?dòng)穩(wěn)定的驗(yàn)算::滿滿足滑動(dòng)穩(wěn)定定的要求。(3)合力的偏心距的的驗(yàn)算:滿足基底合力的偏偏心距。(4)基底壓應(yīng)力的驗(yàn)驗(yàn)算:滿足基底壓應(yīng)力的的要求。檢算條帶“Ⅱ”土壓力的計(jì)算:由以上計(jì)算知:2墻身截面偏偏心的驗(yàn)算::偏心距滿足墻身截面偏心心的要求。應(yīng)力因?yàn)槌霈F(xiàn)負(fù)值,故故尚因檢算不不考慮圬工承承受拉力時(shí)受受壓區(qū)應(yīng)力重重分布的最大大壓應(yīng)力。通通過應(yīng)力從分分布,受壓區(qū)區(qū)的最大壓應(yīng)應(yīng)力滿足墻身截面強(qiáng)度度的要求。第三章隧道洞身設(shè)計(jì)及配配筋3.1Ⅴ級(jí)圍巖隧隧道洞身設(shè)計(jì)計(jì)及配筋3.1.1荷載計(jì)算算根據(jù)分析并結(jié)合工工程地質(zhì)條件件最終選定里里程為SDK1+140處的斷面作作為Ⅴ級(jí)圍巖計(jì)算算截面,隧道開挖寬度B=14.55m,高度H=12.33m,埋深H1=24.8m,水位距拱拱頂6.5m?!惰F路隧道設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》計(jì)算圍圍巖松動(dòng)壓力力的統(tǒng)計(jì)公式式。式中,hq——等等效荷載高度度值;s——圍巖級(jí)別,如Ⅲ級(jí)級(jí)圍巖,則s=3;γ——圍巖容重,kN/m3;ω——寬度影響系系數(shù),且;B——坑道的寬度,m;i——以B=5m為基準(zhǔn),B每增減減1m時(shí)的圍巖壓壓力增減率,當(dāng)B<5m時(shí),取i=0.2,B>5m時(shí),取i=0.1。等效荷載高度值hhq=14..04m,H1=24.8m時(shí),,屬于淺淺埋條件。計(jì)算淺埋隧道圍巖巖壓力此時(shí)水壓力3.1.2內(nèi)力計(jì)算算隧道工程建筑物是是埋置于地層層中的結(jié)構(gòu)物物,它的受力力和變形與圍圍巖密切相關(guān)關(guān),支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)與圍巖作為為一個(gè)統(tǒng)一的的受力體系相相互約束,共共同工作。這這種共同作用用正是地下結(jié)結(jié)構(gòu)與地面結(jié)結(jié)構(gòu)的主要區(qū)區(qū)別。根據(jù)本本工程淺埋及及松散地層的的特點(diǎn),使用用階段結(jié)構(gòu)安安全性檢算采采用“荷載—結(jié)構(gòu)”模式,即將將支護(hù)和圍巖巖分開考慮,支支護(hù)結(jié)構(gòu)是承承載主體,圍圍巖作為荷載載的來源和支支護(hù)結(jié)構(gòu)的彈彈性支承。支支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍圍巖的相互作作用是通過彈彈性支承對(duì)支支護(hù)結(jié)構(gòu)施加加約束來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的。計(jì)算模型中,二襯襯結(jié)構(gòu)采用彈彈性平面梁單單元模擬,彈彈性抗力以及及地基均采用用彈簧單元模模擬。組合荷荷載根據(jù)不同同作用方向分分別轉(zhuǎn)換成等等效節(jié)點(diǎn)力施施加在相應(yīng)的的單元結(jié)點(diǎn)上上。荷載組合合為土壓力和和水壓力這兩兩種荷載類型型的組合形式式,結(jié)構(gòu)計(jì)算算荷載為上述述進(jìn)行最不利利組合。為此此將上述荷載載乘以分項(xiàng)系系數(shù)1.35。具體計(jì)算算模型見圖。圖4-1計(jì)算模型型圖采用ANSYS結(jié)構(gòu)分分析軟件對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載載分析并計(jì)算算結(jié)果得隧道道斷面的變形形圖、軸力圖圖、彎矩圖。圖4-2變形圖圖4-3彎矩圖圖4-3軸力圖3.1.3配筋計(jì)算算及檢算根據(jù)內(nèi)力圖知道::最大正彎矩為M==7029330N·m;軸力為N=55446700NN。最大負(fù)彎矩為MM=-8188600N··m;軸力為N=45444500NN;襯砌單元截面為bb×h=10000mm5550mm,考慮撓度度影響的軸向向力偏心距增增大系數(shù),對(duì)對(duì)隧道襯砌取取=1.0,襯砌混凝凝土等級(jí)為C35,混凝土彎彎曲抗壓強(qiáng)==14.3MMpa,鋼筋采用HRB4000,抗拉、抗抗壓強(qiáng)度=3360MPaa,=0.56。取=35mmm,則=5155mm。=1\*CHINESENUM3一、配筋計(jì)算1.結(jié)構(gòu)承受最大正正彎矩的配筋筋計(jì)算:矩形截面的配筋計(jì)計(jì)算:M=7022930N··mN=555467000N初始偏心距e0::;所以要考慮附加偏偏心矩的影響響,故取此時(shí)的初始偏心矩矩為:;大小偏心心距的判別::按《鐵路隧隧道設(shè)計(jì)規(guī)范范》(TB100003—2001)有:所以按小偏心計(jì)算算。此時(shí)離縱向力較遠(yuǎn)遠(yuǎn)的一側(cè)鋼筋筋?。河捎贜=55467000N〈故可不按離軸向力力較遠(yuǎn)一側(cè)混混凝土先壓壞壞情況驗(yàn)算面面積選為充分發(fā)揮混凝土土的受壓特點(diǎn)點(diǎn)——補(bǔ)充如下方方程:=0.56;?。?1256;非少筋。滿足要求!2.結(jié)構(gòu)承受最大負(fù)負(fù)彎矩的配筋筋計(jì)算:矩形截面的配筋計(jì)計(jì)算:M=-8118600NN·mN=455445000N初始偏心距e0::;大小偏心心距的判別::按《鐵路隧隧道設(shè)計(jì)規(guī)范范》(TB100003—2001)有:所以按大偏心計(jì)算算。設(shè)縱向受受拉鋼筋的面面積為As‘(離軸力N比較近);;離軸力比較較遠(yuǎn)的鋼筋面面積為As;根據(jù)平衡方程得::;;公式中:;為充分發(fā)揮混凝土土的受壓特點(diǎn)點(diǎn)——補(bǔ)充如下方方程:=0.56;聯(lián)解以上方程得::式中:;;?。?1570;非少筋。滿足要求!以上是隧道襯砌的的最大正彎矩矩和最大負(fù)彎彎矩的配筋計(jì)計(jì)算,但對(duì)于于一個(gè)就要承承受最大正彎彎矩又要承受受最大負(fù)彎矩矩的構(gòu)件來說說,它的上緣緣筋就應(yīng)該是是其承受最大大負(fù)彎矩時(shí)的的受拉筋,同同樣,它的下下緣筋就應(yīng)該該是其承受最最大正彎矩時(shí)時(shí)的受拉筋。根據(jù)上面的計(jì)算可可以得知:對(duì)對(duì)于本設(shè)計(jì)襯襯砌的配筋應(yīng)應(yīng)該是:5Φ20二.Ⅴ級(jí)圍巖襯砌安全性性評(píng)價(jià):1.抗拉檢算:由于,不需要檢算算抗壓強(qiáng)度,只只要檢算抗拉拉強(qiáng)度和裂縫縫。根據(jù)《鐵路隧道設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB100003—2001)的規(guī)定::隧道襯砌大大偏心受壓混混凝土構(gòu)件,在在最后的檢算算主要是受拉拉裂縫的檢算算,主要裂縫縫檢算合格,就就可以不驗(yàn)算算此項(xiàng)。2.裂縫驗(yàn)算:(1)、最大正彎矩裂裂縫檢算因?yàn)椋核圆恍枰M(jìn)行裂裂縫驗(yàn)算。(2)、最大負(fù)彎矩裂裂縫檢算因?yàn)椋核圆恍枰M(jìn)行裂裂縫驗(yàn)算。3.截面強(qiáng)度檢算根據(jù)《鐵路隧道設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB100003—2001)的有關(guān)規(guī)規(guī)定:鋼筋混混凝土矩形截截面的偏心構(gòu)構(gòu)件(),其其截面強(qiáng)度檢檢算應(yīng)按照以以下公式進(jìn)行行:其中:K-安全系系數(shù),按規(guī)范范有關(guān)規(guī)定采采用;-混凝土彎曲抗壓壓極限強(qiáng)度;;—鋼筋的抗拉或抗壓壓計(jì)算強(qiáng)度;;-受拉和受壓區(qū)鋼鋼筋的截面面面積;在本設(shè)計(jì)中,以上上參數(shù)的取值值為:(1)最大正彎矩K=2.4,=21..0MPa,,=520MMPa,,b=1000mmm,代入計(jì)算有:左邊邊<右邊滿足要求?。?)最大負(fù)彎矩相關(guān)參數(shù)如下:K=2.4,=21..0MPa,,=520MMPa,,b=1000mmm帶入計(jì)算有:左邊邊〈右邊滿足要求!對(duì)于本設(shè)計(jì)的襯砌砌配筋就按以以上計(jì)算的選選取,對(duì)稱配配筋每側(cè)鋼筋筋為5Φ20。3.2Ⅳ級(jí)圍巖隧隧道洞身設(shè)計(jì)計(jì)及配筋3.2.1荷載計(jì)算算根據(jù)分析隧道平面面圖、隧道縱縱斷面圖、隧隧道橫斷面圖圖并結(jié)合工程程地質(zhì)條件最最終選定里程程為SDK1+390處的斷面作作為Ⅳ級(jí)圍巖計(jì)算算截面,隧道開挖寬度B=14.33m,高度Ht=12..2m,埋深59.2m,地下水位位靠近拱頂?!惰F路隧道設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》計(jì)算圍圍巖松動(dòng)壓力力的統(tǒng)計(jì)公式式。式中,hq——等等效荷載高度度值;s——圍巖級(jí)別,如Ⅲ級(jí)級(jí)圍巖,則s=3;γ——圍巖容重,kN/m3;ω——寬度影響系系數(shù),且;B——坑道的寬度,m;i——以B=5m為基準(zhǔn),B每增減1m時(shí)的圍巖壓壓力增減率,當(dāng)B<5m時(shí),取i=0.2,B>5m時(shí),取i=0.1。等效荷載高度值hhq=6.995m,H1=599.2m時(shí),,屬于深深埋條件。垂直荷載水平荷載拱頂頂處仰拱處3.2.2內(nèi)力計(jì)算算采用ANSYS結(jié)構(gòu)分分析軟件對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載載分析并計(jì)算算結(jié)果得隧道道斷面的變形形圖、軸力圖圖、彎矩圖。圖4-5變形圖圖4-6彎矩圖圖4-7軸力圖3.2.3配筋計(jì)計(jì)算及檢算根據(jù)內(nèi)力圖知道::最大正彎矩為M==1818220N·m;軸力為N=17113800NN。最大負(fù)彎矩為M==-1387710N·m;軸力為N=15113900NN;襯砌單元截面為bb×h=10000mm5000mm,考慮撓度度影響的軸向向力偏心距增增大系數(shù),對(duì)對(duì)隧道襯砌取取=1.0,襯砌混凝凝土等級(jí)為C35,混凝土彎彎曲抗壓強(qiáng)==14.3MMpa,鋼筋采用HRB4000,抗拉、抗抗壓強(qiáng)度=3360MPaa,=0.56。取=35mmm,則=4655mm。1.結(jié)構(gòu)承受最大正正彎矩的配筋筋計(jì)算:矩形截面的配筋計(jì)計(jì)算:M=1811820N··mN=177138000N初始偏心距e0::;所以要考慮附加偏偏心矩的影響響,故取此時(shí)的初始偏心矩矩為:;大小偏心距的判別別:按《鐵路路隧道設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》(TB100003—2001)有:所以按小偏心計(jì)算算。由于N=17138000N〈故可不按離軸向力力較遠(yuǎn)一側(cè)混混凝土先壓壞壞情況驗(yàn)算面面積選為充分發(fā)揮混凝土土的受壓特點(diǎn)點(diǎn)——補(bǔ)充如下方方程:=0.56;取:41017;非少筋。非超筋。滿足要求求!2.結(jié)構(gòu)承受最大負(fù)負(fù)彎矩的配筋筋計(jì)算:矩形截面的配筋計(jì)計(jì)算:M=-1338710NN·mN=155139000N初始偏心距e0::;所以要考慮附加偏偏心矩的影響響,故取此時(shí)的初始偏心矩矩為:;大小偏心心距的判別::按《鐵路隧隧道設(shè)計(jì)規(guī)范范》(TB100003—2001)有:所以按小偏心計(jì)算算。此時(shí)離縱向力較遠(yuǎn)遠(yuǎn)的一側(cè)鋼筋筋?。河捎贜=15139000N〈故可不按離軸向力力較遠(yuǎn)一側(cè)混混凝土先壓壞壞情況驗(yàn)算面面積選為充分發(fā)發(fā)揮混凝土的的受壓特點(diǎn)——補(bǔ)充如下方方程:=0.56;取:41017;非少筋。非超筋。滿足要求求!以上是隧道襯砌的的最大正彎矩矩和最大負(fù)彎彎矩的配筋計(jì)計(jì)算,但對(duì)于于一個(gè)就要承承受最大正彎彎矩又要承受受最大負(fù)彎矩矩的構(gòu)件來說說,它的上緣緣筋就應(yīng)該是是其承受最大大負(fù)彎矩時(shí)的的受拉筋,同同樣,它的下下緣筋就應(yīng)該該是其承受最最大正彎矩時(shí)時(shí)的受拉筋。根據(jù)上面的計(jì)算可可以得知:對(duì)對(duì)于本設(shè)計(jì)襯襯砌的配筋應(yīng)應(yīng)該是:4Φ18非少筋。非超筋。驗(yàn)算合格!二.襯砌安全性評(píng)評(píng)價(jià):1.抗壓強(qiáng)度檢算::根據(jù)《鐵路隧道設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB100003—2001)的規(guī)定::混凝土矩形形截面軸心和和偏心受壓構(gòu)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度應(yīng)按照以以下公式進(jìn)行行:其中:-混凝土的的抗壓極限強(qiáng)強(qiáng)度;K--安全系數(shù);;B——截面寬度;;H——截面厚度;;φ—構(gòu)件縱向彎曲系數(shù)數(shù);α—軸向力的偏心影響響系數(shù);由于,不需要檢算算抗壓強(qiáng)度,只只要檢算抗拉拉強(qiáng)度和裂縫縫。2.裂縫驗(yàn)算:(1)最大正彎矩裂縫縫檢算因?yàn)椋核圆恍枰M(jìn)行裂裂縫驗(yàn)算。(2)最大負(fù)彎矩裂縫檢檢算因?yàn)椋核圆恍枰M(jìn)行裂裂縫驗(yàn)算。3截面強(qiáng)度檢算根據(jù)《鐵路隧道設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB100003—2001)的有關(guān)規(guī)規(guī)定:鋼筋混混凝土矩形截截面的偏心構(gòu)構(gòu)件(),其其截面強(qiáng)度檢檢算應(yīng)按照以以下公式進(jìn)行行:其中:K-安全系系數(shù),按規(guī)范范有關(guān)規(guī)定采采用;-混凝土彎曲抗壓壓極限強(qiáng)度;;—鋼筋的抗拉或抗壓壓計(jì)算強(qiáng)度;;-受拉和受壓區(qū)鋼鋼筋的截面面面積;在本設(shè)計(jì)中,以上上參數(shù)的取值值為:(1)最大正彎矩K=2.4,=21..0MPa,,=520MMPa,,b=1000mmm,x==119.88mm;代入計(jì)算有:左邊邊<右邊滿足要求?。?)最大負(fù)彎矩相關(guān)參數(shù)如下:K=2.4,=21..0MPa,,=520MMPa,,b=1000mmm,x=1005.8mmm帶入計(jì)算有:左邊邊〈右邊滿足要求!對(duì)于本設(shè)計(jì)的襯砌砌配筋就按以以上計(jì)算的選選取對(duì)稱配筋筋每側(cè)鋼筋為為4Φ18。3.3Ⅲ級(jí)圍巖隧道洞身設(shè)設(shè)計(jì)及配筋3.3.1荷載計(jì)算算根據(jù)分析隧道平面面圖、隧道縱縱斷面圖、隧隧道橫斷面圖圖并結(jié)合工程程地質(zhì)條件最最終選定里程程為SDK1+490處的斷面作作為Ⅲ級(jí)圍巖計(jì)算算截面,隧道開挖寬度B=14.11m,高度Ht=12..1m,埋深108m,地下水位位靠近拱頂?!惰F路隧道設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》計(jì)算圍圍巖松動(dòng)壓力力的統(tǒng)計(jì)公式式。式中,hq——等等效荷載高度度值;s——圍巖級(jí)別,如Ⅲ級(jí)級(jí)圍巖,則s=3;γ——圍巖容重,kN/m3;ω——寬度影響系系數(shù),且;B——坑道的寬度,m;i——以B=5m為基準(zhǔn),B每增減減1m時(shí)的圍巖壓壓力增減率,當(dāng)B<5m時(shí),取i=0.2,B>5m時(shí),取i=0.1。等效荷載高度值hhq=3.444m,H1=108m時(shí),,屬于深深埋條件。垂直荷載水平荷載考慮水壓力的作用用后水平荷載拱頂處處仰拱拱處3.3.2內(nèi)力計(jì)算算采用ANSYS結(jié)構(gòu)分分析軟件對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載載分析并計(jì)算算結(jié)果得隧道道斷面的變形形圖、軸力圖圖、彎矩圖。圖4-8變形圖圖4-9彎矩圖圖4-10軸力圖圖3.3.3配筋計(jì)算算及檢算根據(jù)內(nèi)力圖知道::最大正彎矩為M==848355N·m;軸力為N=10004300NN。最大負(fù)彎矩為MM=-504400N·m;軸力為N=10887000NN;襯砌單元截面為bb×h=10000mm4550mm,考慮撓度度影響的軸向向力偏心距增增大系數(shù),對(duì)對(duì)隧道襯砌取取=1.0,襯砌混凝凝土等級(jí)為C35,混凝土彎彎曲抗壓強(qiáng)==14.3MMpa,鋼筋采用HRB4000,抗拉、抗抗壓強(qiáng)度=3360MPaa,=0.56。取=35mmm,則=4155mm。1.結(jié)構(gòu)承受最大正正彎矩的配筋筋計(jì)算:矩形截面的配筋計(jì)計(jì)算:M=848835N·mN=100043000N初始偏心距e0::;所以要考慮附加偏偏心矩的影響響,故取此時(shí)的初始偏心矩矩為:;大小偏心心距的判別::按《鐵路隧隧道設(shè)計(jì)規(guī)范范》(TB100003—2001)有:所以按小偏心計(jì)算算。此時(shí)離縱向力較遠(yuǎn)遠(yuǎn)的一側(cè)鋼筋筋?。河捎贜=10043000N〈故可不按離軸向力力較遠(yuǎn)一側(cè)混混凝土先壓壞壞情況驗(yàn)算面面積選為充分發(fā)揮混凝土土的受壓特點(diǎn)點(diǎn)——補(bǔ)充如下方方程:=0.56;?。?1017;非少筋。非超筋。滿足要求求!2.結(jié)構(gòu)承受最大負(fù)負(fù)彎矩的配筋筋計(jì)算:矩形截面的配筋計(jì)計(jì)算:M=-500400N··mN=100870000N初始偏心距e0::;所以要考慮附加偏偏心矩的影響響,故取此時(shí)的初始偏心矩矩為:;大小偏心心距的判別::按《鐵路隧隧道設(shè)計(jì)規(guī)范范》(TB100003—2001)有:所以按小偏心計(jì)算算。此時(shí)離縱向力較遠(yuǎn)遠(yuǎn)的一側(cè)鋼筋筋?。河捎贜=10870000N〈故可不按離軸向力力較遠(yuǎn)一側(cè)混混凝土先壓壞壞情況驗(yàn)算面面積選為充分發(fā)揮混凝土土的受壓特點(diǎn)點(diǎn)——補(bǔ)充如下方方程:=0.56;?。?1017;非少筋。非超筋。滿足要求求!以上是隧道襯砌的的最大正彎矩矩和最大負(fù)彎彎矩的配筋計(jì)計(jì)算,但對(duì)于于一個(gè)就要承承受最大正彎彎矩又要承受受最大負(fù)彎矩矩的構(gòu)件來說說,它的上緣緣筋就應(yīng)該是是其承受最大大負(fù)彎矩時(shí)的的受拉筋,同同樣,它的下下緣筋就應(yīng)該該是其承受最最大正彎矩時(shí)時(shí)的受拉筋。根據(jù)上面的計(jì)算可可以得知:對(duì)對(duì)于本設(shè)計(jì)襯襯砌的配筋應(yīng)應(yīng)該同樣是::4Φ18非少筋。非超筋。驗(yàn)算合格!二.襯砌安全性評(píng)評(píng)價(jià):根據(jù)《鐵路隧道設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB100003—2001)的規(guī)定::混凝土矩形形截面軸心和和偏心受壓構(gòu)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度應(yīng)按照以以下公式進(jìn)行行:其中:-混凝土的的抗壓極限強(qiáng)強(qiáng)度;K--安全系數(shù);;B——截面寬度;;H——截面厚度;;φ—構(gòu)件縱向彎曲系數(shù)數(shù);α—軸向力的偏心影響響系數(shù);最大正彎矩和最大大負(fù)彎矩均屬屬于小偏心,需需按下面方式式檢算。(1)最大正彎矩:K=2.0N=100043000N滿足要求。(2)最大負(fù)彎矩:K=2.0N=100870000N所以有滿足要求。對(duì)于本設(shè)計(jì)的襯砌砌配筋選取對(duì)對(duì)稱配筋每側(cè)側(cè)鋼筋為4Φ18。第四章隧道施工組織設(shè)計(jì)計(jì)5.1施工準(zhǔn)備工工作施工準(zhǔn)備工作應(yīng)根根據(jù)調(diào)查資料料,對(duì)洞外相相鄰工程、既既有建筑及其其他設(shè)施的拆拆遷作出施工工安排;研究究和分析施工工地段交通運(yùn)運(yùn)輸條件的利利用程度,并并對(duì)擬建施工工運(yùn)輸?shù)缆纷髯鞒霰冗x方案案;根據(jù)洞口口可供施工場場地布置的條條件提出分期期用地、材料料供應(yīng)、供水水和節(jié)約能源源等方案;對(duì)對(duì)施工中和運(yùn)運(yùn)營后周圍環(huán)環(huán)境的影響(污污水、廢氣、噪噪聲等)提出出必要的防治治措施。同時(shí)應(yīng)考慮修建臨臨時(shí)運(yùn)輸便道道、輕型軌道道,臨時(shí)房屋屋、臨時(shí)通信信、給水、照照明、附屬企企業(yè)、料庫以以及施工場地地平整,材料料機(jī)具配備運(yùn)運(yùn)送,洞外天天溝、側(cè)溝及及場地排水,改改移道路及拆拆遷建筑物等等的工程數(shù)量量及需要時(shí)間間,這些工作作可與洞外土土石方同步進(jìn)進(jìn)行,在進(jìn)洞洞前應(yīng)先對(duì)洞洞口工程作出出安排;凡對(duì)對(duì)隧道出渣有有干擾的橋涵涵(含泄水洞洞)要先安排排施工4.2總體施工方案Ⅲ級(jí)水平成層圍巖采采用臺(tái)階法施施工。臺(tái)階分分為上下臺(tái)階階兩部開挖支支護(hù);周邊眼眼間距40cm,采取間隔隔裝藥,光面面爆破鉆爆施施工。上臺(tái)階階每循環(huán)進(jìn)尺尺不得超過3m,上臺(tái)階長長度3~10m,高度5~6m;下臺(tái)階長長度40~60m;仰拱距掌掌子面距離不不得大于90m;二襯至掌掌子面距離不不得大于120m。下臺(tái)階一一次開挖長度度不得超過4m,及時(shí)噴砼砼支護(hù)。Ⅳ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法法施工。臺(tái)階階分為上下臺(tái)臺(tái)階兩部開挖挖支護(hù)。周邊邊眼間距40cm,采取間隔隔裝藥,光面面爆破鉆爆施施工。上臺(tái)階階每循環(huán)進(jìn)尺尺不得大于2榀鋼架間距距,上臺(tái)階長長度3~10m,高度4~5m;下臺(tái)階長長度20~30m,下臺(tái)階一一次開挖長度度不得大于2榀鋼架,及及時(shí)噴砼支護(hù)護(hù)。隧道開挖挖后初期支護(hù)護(hù)應(yīng)及時(shí)施作作封閉成環(huán),仰仰拱開挖前必必須完成鋼架架鎖腳錨管,每每循環(huán)進(jìn)尺不不得大于3m,仰拱距掌掌子面距離不不得大于35m;二襯至掌掌子面距離不不得大于90m。Ⅴ級(jí)圍巖臺(tái)階法分為為上、中、下下三部開挖支支護(hù)+臨時(shí)仰拱施施工,也叫三三臺(tái)階增設(shè)臨臨時(shí)仰拱工法法。上臺(tái)階高高度3.5m以內(nèi),長度3~5m;中下臺(tái)階階高度3~4m,長度2~3m;施工采取取短臺(tái)階循環(huán)環(huán)進(jìn)尺。上臺(tái)臺(tái)階開挖支護(hù)護(hù)每循環(huán)不得得大于1榀鋼架;邊邊墻每循環(huán)開開挖支護(hù)進(jìn)尺尺不得大于2榀鋼架。隧隧道開挖后初初期支護(hù)應(yīng)及及時(shí)施作封閉閉成環(huán),仰拱拱開挖前必須須完成鋼架鎖鎖腳錨管,每每循環(huán)進(jìn)尺不不得大于3m,仰拱距掌掌子面距離不不得大于35m;二襯至掌掌子面距離不不得大于70m開挖上臺(tái)階→施作作上部初期支支護(hù)→監(jiān)控量測→開挖下臺(tái)階→施作下部初初期支護(hù)→開挖仰拱→施作仰拱初初期支護(hù)→仰拱混凝土土澆筑→仰拱填充混混凝土施工→監(jiān)控量測評(píng)評(píng)估→矮邊墻施工→施作二次襯襯砌4.3施工工藝4.2.1小導(dǎo)管管超前注漿(1)超前小導(dǎo)管管設(shè)計(jì)參數(shù)超前小導(dǎo)管規(guī)格::采用直徑Φ42mm的無縫鋼管管制作,長度度3.5m,前端做成成尖形,每隔隔20cm鉆眼,各排排小導(dǎo)管拱搭搭接長度1.2m。鋼管沿開挖輪廓線線在拱部布置置,環(huán)向間距距33.3ccm,外插角,注注漿材料選用用M20水泥砂漿。(2)超前小導(dǎo)管管施工測量放樣,在設(shè)計(jì)計(jì)孔位上標(biāo)記記,采用風(fēng)槍槍鉆孔,將小小導(dǎo)管沿孔打打入。注漿前前先噴射5cm厚混凝土封封閉掌子面,先先用高壓水沖沖洗清除管內(nèi)內(nèi)雜物,然后后再注漿,注注漿由下向上進(jìn)行。漿漿液用拌合機(jī)機(jī)拌合。然后后采用小型機(jī)機(jī)具開挖,每每次進(jìn)尺0.5m。注漿過程程中若出現(xiàn)堵堵管現(xiàn)象,則則應(yīng)及時(shí)清理理錨桿、注漿漿軟管和注漿漿泵。4.3.2初期期支護(hù)(1)噴射混凝土土本工程噴射混凝土土均采用濕噴噴施工工藝,采采用TK500型濕噴機(jī)?;旎炷敛捎肅20混凝土,混混凝土在拌合合站集中拌合合。①噴射混凝土前的準(zhǔn)準(zhǔn)備工作。a噴射混凝土前撬去去掌子面危石石和欠挖處理理。用高壓風(fēng)風(fēng)清除雜物。b施工所需的機(jī)具設(shè)設(shè)備及原材料料均已配備齊齊全,并且機(jī)機(jī)具設(shè)備能夠夠正常運(yùn)行,原原材料經(jīng)檢驗(yàn)驗(yàn)合格,粗骨骨料加工拌合合前要再次過過篩,以防止止超徑骨料混混入,造成堵堵塞。細(xì)骨料料堆放在防雨雨料庫,以控控制含水量,且且滿足施工需需要。c機(jī)電檢查:噴前進(jìn)進(jìn)行電器及機(jī)機(jī)械設(shè)備檢查查和試轉(zhuǎn),檢檢查各部分連連接是否符合合要求,施工工作業(yè)場所配配備充足照明明及通風(fēng)設(shè)備備。②濕噴法噴射混凝土土a噴射機(jī)械安設(shè)調(diào)整整好后,先注注水、通風(fēng),清清除管道內(nèi)雜雜物,清除掌掌子面雜物塵塵埃。b噴射混凝土大堆料料要儲(chǔ)放于儲(chǔ)儲(chǔ)料棚內(nèi),避避免露天堆放放、淋雨、環(huán)環(huán)境污染和倒倒運(yùn)材料而引引起的泥污染染集料,引起起堵管和強(qiáng)度度降低等現(xiàn)象象。c噴射前,先開風(fēng),再再送料,后開開速凝劑閥門門,以易粘結(jié)結(jié)、回彈小、表表面濕潤光澤澤為準(zhǔn)。嚴(yán)禁禁隨意增加速速凝劑和防水水劑滲量,盡盡量用新鮮的的水泥,存放放較長時(shí)間將將會(huì)影響噴射射混凝土的凝凝結(jié)時(shí)間。d噴射機(jī)的工作風(fēng)壓壓嚴(yán)格控制在在0.3~0.5MPPa范圍內(nèi)。嚴(yán)嚴(yán)格控制好噴噴嘴與受噴面面的距離和角角度。噴嘴與與受噴坡面垂垂直,有鋼筋筋時(shí)角度可調(diào)調(diào)至左右,噴噴嘴與受噴坡坡面距離控制制在0.8-00.9m范圍內(nèi)。噴噴射順序自下下而上,料束束呈旋轉(zhuǎn)軌跡跡運(yùn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半徑30cm,一圈壓半半圈,縱向按按蛇形狀布設(shè)設(shè)。噴射過程程中因及時(shí)檢檢查混凝土的的回彈率和實(shí)實(shí)際配合比。噴噴射混凝土的的回彈率:邊邊墻不應(yīng)大于于15%,拱部不應(yīng)應(yīng)大于25%。e噴射層厚度邊墻77~10cm,拱部5~7cm,厚度過大大會(huì)削弱混凝凝土顆粒間的的凝聚力,促促使噴層因自自重過大而脫脫落,或拱頂頂處于圍巖面面間形成空隙隙;如果一次次噴射厚度過過小,則骨料料容易回彈,后后一層與前一一層噴射時(shí)間間間隔12~20min。影響噴層層厚度的主要要原因時(shí)混凝凝土坍落度、速速凝劑的作用用效果和氣溫溫。噴射混凝凝土厚度采用用預(yù)埋鋼筋法法測設(shè),不夠夠設(shè)計(jì)厚度的的重新加噴補(bǔ)補(bǔ)夠。f噴射混凝土終凝22h后,對(duì)噴射射混凝土進(jìn)行行養(yǎng)護(hù),噴射射混凝土由專專人濕潤養(yǎng)護(hù)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間間不小于14天,以減少少由于水化熱熱引起的開裂裂,若發(fā)現(xiàn)裂裂紋用紅油漆漆作上標(biāo)識(shí),進(jìn)進(jìn)行觀察和監(jiān)監(jiān)測,確定其其是否繼續(xù)發(fā)發(fā)展并找出原原因進(jìn)行處理理。對(duì)不再發(fā)發(fā)展的裂紋,采采取在其附近近加設(shè)土釘或或加噴一層混混凝土的辦法法處理,以策策安全。(2)砂漿錨桿各段鋼架之間用鋼鋼板栓接,接接頭部位增設(shè)設(shè)1根注漿錨管管,端頭與格格柵主筋焊接接,起鎖口作作用,以發(fā)揮揮格柵鋼架的的空間受力效效應(yīng)。在拱腳腳上下各1.5m范圍內(nèi),按按設(shè)計(jì)要求施施作長3m間距0.8×00.8m的砂漿錨桿桿。①砂漿錨桿施工方法法:采用錨桿桿臺(tái)車鉆孔,人人工安裝錨桿桿。鉆孔完成成后利用高壓壓水清孔,清清孔后采用后后退式注漿,以以保證孔內(nèi)漿漿液飽滿。②施工的技術(shù)措施::孔徑要與錨錨桿直徑相匹匹配,錨桿孔孔徑應(yīng)大于設(shè)設(shè)計(jì)的錨桿直直徑15mm,孔深比錨錨桿長15cm??紫驊?yīng)按按設(shè)計(jì)方向鉆鉆進(jìn),垂直巖巖面。(3)鋼筋網(wǎng)①鋼筋網(wǎng)的制作。鋼鋼筋網(wǎng)片采用用Ⅰ級(jí)6鋼筋焊制,在在鋼筋加工場場內(nèi)集中加工工。先用鋼筋筋調(diào)直機(jī)把鋼鋼筋調(diào)直,再再截成鋼筋條條,鋼筋網(wǎng)片片尺寸根據(jù)拱拱架間距和網(wǎng)網(wǎng)片之間搭接接長度綜合考考慮確定。鋼鋼筋焊接前要要先將鋼筋表表面的油漬、漆漆污、水泥漿漿和用錘敲擊擊能剝落的浮浮皮、鐵銹等等均清除干凈凈;加工完畢畢后的鋼筋網(wǎng)網(wǎng)片應(yīng)平整,鋼鋼筋表面無削削弱鋼筋截面面的傷痕。②成品的存放。制作作成型的鋼筋筋網(wǎng)片必須輕輕抬輕放,避避免摔地產(chǎn)生生變形。鋼筋筋網(wǎng)片成品應(yīng)應(yīng)遠(yuǎn)離加工場場地,堆放在在指定的成品品堆放場地上上。存放和運(yùn)運(yùn)輸過程中要要避免潮濕的的環(huán)境,防止止銹蝕、污染染和變形。③掛網(wǎng)。按圖紙標(biāo)定定的位置掛設(shè)設(shè)加工好的鋼鋼筋網(wǎng)片,鋼鋼筋片隨初噴噴面的起伏鋪鋪設(shè),綁扎固固定于錨固裝裝置上,再把把鋼筋片焊接接成網(wǎng),網(wǎng)片片搭接長度為為2個(gè)網(wǎng)格。(3)鋼拱架①鋼架的制作a拱架加工的焊接不不得有假焊,焊焊縫表面不得得有裂紋、焊焊瘤等缺陷,鋼鋼架接頭應(yīng)焊焊接密實(shí)、焊焊縫飽滿,接接頭處應(yīng)貼10×100cm鋼板并焊接接密實(shí),每榀榀鋼架加工完完成后應(yīng)試拼拼,周邊誤差差為±3cm,平面翹曲曲應(yīng)小于2cm,偏差超出出規(guī)定或焊接接質(zhì)量達(dá)不到到要求的鋼架架嚴(yán)禁使用。b主要施工技術(shù)要求求:型鋼拱架架和鋼筋網(wǎng)片片的鋼筋種類類、型號(hào)、直直徑和間距等等應(yīng)符合設(shè)計(jì)計(jì)要求。所有有加工好的鋼鋼架必須標(biāo)示示明確,將各各單元名稱用用紅油漆標(biāo)注注于鋼架兩側(cè)側(cè),如:A單元應(yīng)標(biāo)注“A”,臨時(shí)鋼架A單元應(yīng)標(biāo)注“臨A”。②鋼架的安裝a格柵拱架利用平板板車運(yùn)進(jìn)洞內(nèi)內(nèi),人工配合合機(jī)械在臺(tái)架架上進(jìn)行逐榀榀安裝。立拱拱時(shí)各節(jié)鋼架架聯(lián)結(jié)牢固、位位置正確。鋼鋼架安裝必須須嚴(yán)格按照設(shè)設(shè)計(jì)間距0.5m一榀進(jìn)行架架設(shè)。每榀鋼鋼架安裝時(shí),要要認(rèn)真定位,不不偏、不斜,輪輪廓要符合設(shè)設(shè)計(jì)要求。b安裝前應(yīng)徹底清除除底腳下的虛虛碴及雜物。底底腳標(biāo)高不足足時(shí),不得用用洞碴回填,必必要時(shí)可用混混凝土加固基基底。確保鋼鋼架底腳置于于牢固的基礎(chǔ)礎(chǔ)上。c拼裝可在開挖面以以后進(jìn)行,各各節(jié)鋼架間連連接板必須設(shè)設(shè)置橡膠墊板板,并同鋼架架連接板密貼貼,然后用螺螺栓螺母連接接牢固,螺栓栓連接時(shí)螺母母方向應(yīng)交錯(cuò)錯(cuò)開布置。鋼鋼架與鎖腳鋼鋼管焊接牢固固,相鄰鋼架架之間采用縱縱向鋼筋進(jìn)行行連接,呈梅梅花形布置,焊焊接采用點(diǎn)焊焊,同格柵鋼鋼筋焊接牢固固。d分步開挖施工時(shí),拱拱架拱腳應(yīng)打打設(shè)φ42mm的鎖腳錨管管,錨桿長度度2.5m,每側(cè)腳板板處數(shù)量為2根,并采用φ22“U”形鋼筋同鋼鋼架滿焊連接接。下半部開開挖后鋼架應(yīng)應(yīng)及時(shí)接長落落底至基巖。e鋼架與圍巖間的間間隙應(yīng)用噴混混凝土充填密密實(shí);噴射混混凝土應(yīng)全部部覆蓋鋼架,保保護(hù)層厚度不不得小于4cm。開挖下臺(tái)臺(tái)階時(shí),應(yīng)在在鋼架拱腳下下設(shè)混凝土墊墊塊,混凝土土墊塊、巖石石和鋼架連接接密實(shí)、牢固固。4.3.2二次襯襯砌(1)鋼筋骨架制制作骨架鋼筋的連接采采用搭接雙面面焊,鋼筋骨骨架制作時(shí)的的分段原則為為:根據(jù)鋼筋筋的定尺長度度,合理安排排,盡量做到到節(jié)省材料,減減少焊接的數(shù)數(shù)量及作業(yè)時(shí)時(shí)間。接頭錯(cuò)錯(cuò)開1.0m,主鋼筋接接頭根數(shù)在同同一截面不超超過總數(shù)的50%。(2)鋼筋骨架安安裝人工把分段后的環(huán)環(huán)形鋼筋搬運(yùn)運(yùn)至施工現(xiàn)場場,鋼筋骨架架分段對(duì)接采采用雙面搭接接焊,焊縫長長度不少于5d。骨架鋼筋筋采用高強(qiáng)度度砂漿墊塊使使骨架鋼筋有有足夠的保護(hù)護(hù)層。安裝時(shí)時(shí)骨架中心位位置要與樁位位中心相符,其其允許誤差為為±20mm。鋼筋骨架架橫向要與隧隧道橫斷面方方向平行。(3)混凝土澆筑筑混凝土的塌落度控控制在14~16cm,根據(jù)混凝凝土灌注部位位不同,墻部部混凝土坍落落度宜小,拱拱部混凝土坍坍落度宜大。在在保證混凝土土可泵性的情情況下,盡量量減小混凝土土的坍落度,并并提高混凝土土的和易性、保保水性,避免免混凝土泌水水?;炷敛捎帽盟?,用用分層、左右右交替對(duì)稱澆澆注,每層澆澆筑厚度不得得大于1m。兩側(cè)高差差控制在50cm以內(nèi)。接頭頭管箍避免接接觸不當(dāng)造成成爆脫,管路路用方木支墊墊高出地面,穿穿過臺(tái)車時(shí)管管箍不與臺(tái)車車構(gòu)件相接觸觸。混凝土輸輸送管路端部部設(shè)置一根軟軟管,軟管管管口至澆筑面面垂距控制在在1.5m以內(nèi),以避避免混凝土集集料堆積和產(chǎn)產(chǎn)生離析?;旎炷灵_盤前前先泵送同級(jí)級(jí)砂漿,砂漿漿量為在電覽覽溝底頂面上上平鋪2cm,以保證電電覽溝底頂面面混凝土同拱拱墻混凝土的的連接,防止止模板縫隙漏漏漿造成混凝凝土泛砂或露露骨;同時(shí)起起到潤濕輸送送泵和管路的的作用。振搗采用定人定位位用插入式振振動(dòng)器搗固,保保證混凝土密密實(shí);拱頂及及反弧段輔以以附著式平板板振動(dòng)器振搗搗。灌注過程程中嚴(yán)禁用振振動(dòng)棒拖拉混混凝土。(4)拆模按施工規(guī)范采用最最后一盤封頂頂混凝土試件件達(dá)到的強(qiáng)度度來控制。當(dāng)當(dāng)不承受外荷荷載時(shí),混凝凝土強(qiáng)度需達(dá)達(dá)到5MPa或在拆模時(shí)時(shí)混凝土表面面和棱角不被被損壞并能承承受自重時(shí)拆拆模;拆模時(shí)時(shí)先拆兩側(cè)模模板,最后拆拆頂模,支撐撐按先后順序序放松,防止止由于支撐絲絲桿放松不當(dāng)當(dāng)使臺(tái)車模板板扭曲,造成成混凝土表面面粘連擦傷。當(dāng)當(dāng)襯砌施作時(shí)時(shí)間提前,承承受有圍巖壓壓力時(shí),按規(guī)規(guī)范要求進(jìn)行行。(5)混凝土養(yǎng)護(hù)護(hù)拆模前用水沖洗模模板外表面,拆拆模后用高壓壓水噴淋混凝凝土表面,以以降低溫度,養(yǎng)養(yǎng)護(hù)期不少于于7天。4.4編制施工組組織設(shè)計(jì)的基基本原則1.采用分部開挖時(shí),導(dǎo)導(dǎo)坑斷面尺寸寸應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸輸要求、地質(zhì)質(zhì)條件、支護(hù)護(hù)類型、設(shè)備備外型尺寸及及技術(shù)條件,人人行安全及管管路布置等因因素確定。若若需作為通風(fēng)風(fēng)之用,則應(yīng)應(yīng)核算其面積積。2.隧道施工程序的安安排,應(yīng)適應(yīng)應(yīng)地質(zhì)條件的的變化和保證證施工安全,工工程質(zhì)量以及及進(jìn)度等要求求,一般采用用平行作業(yè)。3.道施工出碴及運(yùn)料料,應(yīng)根據(jù)施施工方法、機(jī)機(jī)具設(shè)備、運(yùn)運(yùn)量要求等選選擇裝碴及運(yùn)運(yùn)輸方式。4.隧道施工防排水設(shè)設(shè)施宜與運(yùn)營營防排水系統(tǒng)統(tǒng)考慮.5.施工通風(fēng)方式應(yīng)根根據(jù)坑道長度度、施工方法法和通風(fēng)設(shè)備備等因素確定定.6.隧道施工供電照明明應(yīng)符合下列列要求:(1)隧道施工供電電電壓一般可用用400/3300v三相四線系系統(tǒng),動(dòng)力線電壓壓一般采用380v。(2)輸電線路的容許許電壓降,在線路末端端不應(yīng)超過10%.(3)洞內(nèi)照明線路的的電壓,在作業(yè)地段段的額定電壓壓不超過36v,在成洞段或或不作業(yè)地段段可用220v。第五章防水施工工工藝5.1EVA復(fù)合防防水板施工工工藝(1)施工準(zhǔn)備①在二次襯砌施工前前對(duì)初支表面面進(jìn)行復(fù)噴,使使初支面平順順。②洞外防水卷材檢驗(yàn)驗(yàn)a外觀檢查:檢查卷卷材是否有變變色、波紋、斑斑點(diǎn)、刀痕、撕撕裂、小孔等等外觀缺陷;;卷材品種規(guī)規(guī)格是否與設(shè)設(shè)計(jì)相符。b取樣復(fù)試:按規(guī)定定取樣檢查卷卷材物理力學(xué)學(xué)性能。(2)初期支護(hù)止止水對(duì)暗挖初期支護(hù)表表面首先采取取注漿的方式式對(duì)滲漏較大大的部位止水水,做到初支支表面無成股股的流水。然然后用堵漏材材料對(duì)滲水部部位封堵。(3)基面處理①鋪設(shè)防水板的基面面應(yīng)無明水流流,否則應(yīng)進(jìn)進(jìn)行初支背后后回填注漿或或表面剛性封封堵處理,待待表面上無明明水流后才能能進(jìn)行下道工工序。②鋪設(shè)防水板的基面面應(yīng)平整,鋪鋪設(shè)防水板前前應(yīng)對(duì)基面進(jìn)進(jìn)行找平處理理,處理。方法可采用噴射混混凝土或砂漿漿抹面的方法法,處理后的的基面應(yīng)滿足足下列條件::D/L≤1/100式中,D——相鄰鄰兩凸面間凹凹進(jìn)去的深度度;L———相鄰兩凸凸面間最短距距離。③基面上不得有尖銳銳的毛刺部位位,特別是噴噴射混凝土表表面經(jīng)常出現(xiàn)現(xiàn)較大的尖銳銳石子等硬物物,應(yīng)鑿除干干凈或用1:2.5的水泥砂漿漿覆蓋處理,避避免澆注混凝凝土?xí)r刺破防防水板。④基面上不得有鐵管管、鋼筋、鐵鐵絲等凸出物物存在,否則則應(yīng)從根部割割除,并在割割除部位用水水泥砂漿覆蓋蓋處理。⑤變形縫兩側(cè)各5ccm的范圍內(nèi)基基面應(yīng)全部采采用1:2.5的水泥砂漿漿找平,便于于背貼式止水水帶的安裝以以及保證分區(qū)區(qū)效果。⑥當(dāng)仰拱初襯表面水水量較大時(shí),為為避免積水將將鋪設(shè)完成的的防水板浮起起,宜在仰拱拱初襯表面設(shè)設(shè)置臨時(shí)排水水溝。(4)鋪設(shè)緩沖層層①鋪設(shè)防水板前先鋪鋪設(shè)緩沖層,緩緩沖層材料采采用單位重量量為的短纖土土工布,用水水泥釘或膨脹脹螺栓和與防防水板相配套套的圓墊片將將緩沖層固定定在基面上,固
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