隧道及地下工程发展现状

2024-06-18

隧道及地下工程发展现状(共16篇)(共16篇)

1.隧道及地下工程发展现状 篇一

隧道及地下工程防水堵漏技术-江苏悦能

2007-6-13

隧道及地下工程防水堵漏技术-江苏悦能

地下工程渗漏水的治理技术地下工程主要包括工业与民用建筑的地下室以及防护工程、山岭洞库、地下铁道、输水隧道等。在地下工程中,由于设计不周、构造处理不当、选材不良、施工质量不好、地基下沉以及人为或自然灾害等引起工程附近水文地质的改变等因素,导致正在施工或已竣工的工程,发生渗漏水的现象,是比较常见的。若不进行及时治理,必将影响工程进度、使用功能、甚至会影响到工程的结构的安全。地下工程渗漏水的危害:

1、地下工程渗漏水,会使钢筋混凝土内部存在的氢氧化钙溶失,PH值变小,容易导致混凝土结构中的钢筋发生锈蚀,并会加快结构混凝土的碱骨料反应,从而影响到结构安全,缩短了工程的使用年限。

2、地下工程渗漏水,会失去它的使用功能。如人员长期在潮湿的环境中工作或生活容易发生氡污染,将会影响到身体健康乃至丧失劳动能力;若用于储存物资,则会使物资受潮乃至腐烂变质或失效。

3、地下工程的渗漏,须常年采用机械排水和使用抽湿机或用吸湿剂除湿,均会造成能耗损失,成本飙升。

4、输水隧道发生渗漏,不但会使输水量流失,提高输水成本,而且会使隧道周围的土壤坍塌,形成空洞,危及输水隧道的结构安全。

因此,开展特种地下工程渗漏水治理技术的调研、分析、研究提出可行的实施方案,进行工程应用,是具有重大的现实意义的一项工作。在用盾构法施工中,由钢筋混凝土管片(衬砌)拼装而成的隧道,由于各种原因造成管片的渗漏水,为保证隧道工程的质量,就必须进行防水堵漏处理。隧道防水堵漏工法,从理论和实践上总结了近30年来隧道堵漏经验。该工法在上海地铁一号线区间隧道、延安东路越江隧道、打浦路越江隧道、金山石化总厂进排水隧道等大型工程上得到应用,达到了止水、防水的目的,取得了较好的社会效益和经济效益。该工法中水溶性聚氨酯注浆材料,获得建设部科技进步三等奖。1 特点 1.1防水堵漏工法能有效解决地下工程中混凝土结构的接缝、施工缝、变形缝、蜂窝麻面及混凝土收缩裂缝等渗漏水、止水、防水效果显著。

1.2防水堵漏工法施工工艺简单有效,设备体积小巧,不受施工场地大小限制。

1.3防水堵漏工法中目前所用的注浆材料、嵌缝材料,例如油溶性及水溶性聚氨酯灌浆材料,821BF遇水膨胀橡胶,888膨润土嵌缝胶等,都已达到国内先进水平,有的已达到国际水平。

1.4防水堵漏工法中,利用特殊的工艺、材料可对混凝土裂缝进行补强,尤其对大面积浇捣的混凝土收缩而产生的细小裂缝也能进行防水堵漏处理。2 适用范围

适用于各种地下工程的防水、堵漏施工,如人防地下室、地下通道、地下车库等工程的防水堵漏。3 工艺原理 防水堵漏工法所采用的基本原理是化学灌浆。化学灌浆就是利用手工或机械手段,在压力作用下,将特制的化灌材料灌入到建筑物结构裂隙中,使灌浆材料在裂隙中凝固,以达到充填裂隙和止水的目的。对贯穿裂缝,可采取封缝、埋管、化灌的方法处理。对非贯穿裂缝,因闭气的关系,难以将浆液灌到裂缝的尖顶区,从而不能消除该尖端区所形成的应力集中区,故处理中应周密考虑各种因素,提高浆液的充填率。对于温度裂缝,考虑到混凝土建筑对气温的“滞后效应”,一般选择在混凝土体温度的低点进行灌浆处理,效果较好。4 施工工艺

4.1柔性防水堵漏施工工艺 防水施工工艺分为割缝、剔槽、打磨、刷涂料几步,见图1。

4.1.1切割与剔槽 根据设计要求,先用切割机在管片接缝两侧切割,然后用冲击电钻剔槽,再辅以人工精修成5cm深的沟糟。

4.1.2基面处理 基面处理采用两种方法。明显渗漏水部位采用凿孔注浆堵水(注浆材料为微分子纳米混合防水堵漏材料或水溶性聚氨酯),其他部位渗水采取快凝水泥封堵。快凝水泥SH外渗剂与425#普通硅酸盐水泥按比例混合,或用双快水泥。然后进行封堵。水泥凝结时间调节在2min左右。

4.1.3打磨 在管片接缝两边约20cm宽距离内,用湿工磨光机打磨。去掉凹凸不平杂物、浮尘等。打磨露出新鲜平整混凝土基面,为下一步涂涮防水涂料打下基础。4.1.4嵌缝 把配合好的851焦油聚氨酯密封膏或888膨润土嵌缝胶、FUP聚氨酯密封系列止水材料,嵌入修好的沟槽内,填至管片表面平整为止。嵌缝完毕还应以刮刀压刮,以增强密封膏与混凝土的粘结。

4.1.5涂刷防水涂料层 为保护嵌填料和加强管片接缝的防水能力,在接缝两侧涂刷2~3层柔性防水涂料。防水涂料成膜厚度应保持在2mm,涂刷时应注意形成整体防水胶膜,可采用刮刀或毛刷满涂均匀:也可用氯丁乳胶聚合物砂浆作外防水层。嵌缝及涂刷防水涂料层应在无渗水、干燥情况下进行。4.2柔刚结合防水堵漏工艺柔刚结合 防水堵漏工艺程序为:打毛、切割、剔槽;抽管、嵌缝、抹面、注浆。见图2。4.2.1凿毛、割缝、剔槽 凿毛;在管片接缝两侧,各宽20cm,人工用剁斧凿毛,露出新鲜混凝土基面并使其粗糙,为增强刚性抹面与混凝土的良好粘结打下基础。割缝、剔槽;用日产金刚石锯片混凝土切割机切割,切割宽度4~5cm,沟深5~6cm,然后用冲击电钻剔槽,最后用电铲和人工精修成5~6cm深的沟槽。4.2.2抽管 采用φ14mmPVC胶管作模,双快水泥或其他快凝水泥压管封缝,进行抽管作业,最后留出引水注浆管。4.2.3嵌缝材料可选用:(1)环氧煤焦油涂料(底胺和密封膏)(2)851焦油聚氨酯涂料(3)TPC聚氨酯密封系列止水材料 嵌缝;先用钢丝刷和毛刷清理掉沟槽和两侧的浮灰、泥土,然后嵌入缝材料(施工中按各种嵌缝材料的施工工艺进行),要求嵌填后反复挤压至密实,在嵌缝材料固化过程中最好用刮刀或人工按压两遍,以使粘结更好。

4.2.4抹面 抹面防水可按五层抹面防水做法实施。也可采用氯丁胶聚合物砂浆抹面。抹面完成后要浇水养护3~4天。

4.2.5注浆 首先用手掀式注浆泵向引水管压水,然后再压注水溶性聚氨酯浆液(或其他化学灌浆材料)。待浆液固化后,用小刀割掉预埋引水管,再用双快水泥封闭。5 防水堵漏材料

5.1封缝材料 目前防水堵漏施工中所采用的封缝材料有以下几种(1)525#普通硅酸盐水泥加SH水泥外掺剂(2)双快水泥(3)特速硬(4)525#普通硅酸盐水泥加防水浆(5)525#普通硅酸盐水泥加水泥速凝剂(红星一号、水玻璃、氯化钙等等)5.2嵌缝材料(1)上隧牌851焦油聚氨酯涂料(2)TPU聚氨酯双组份密封胺(3)TPU聚氨酯止水腻子(4)888膨润土聚氨酯嵌缝膏(5)环氧煤焦油嵌缝材料

5.3化学灌浆材料 化学灌浆材料种类繁多,但在选择时,应考虑以下要求: 5.3.1化学灌浆材料的可灌性、凝胶时间可以按需要调节。5.3.2化学灌浆材料固化后收缩小,与混凝土粘结性能要好。5.3.3化学灌浆材料固结体有一定抗压抗拉强度,耐久性、稳定性好。5.3.4化学灌浆材料来源丰富,毒性小,对环境污染少。

5.3.5化学灌浆材料操作安全、方便,压注设备简单。目前采用的化灌材料有:

5.3.5.1注浆适用地下人防、洞库、泵房、水池、水坝遂道、岩基、地缆沟等工程进行堵水、补漏、防渗透,它是以微生物化工原料为主剂的多种化学材料配制成A、B两液,用特定的高压器具、等量注入渗漏部位,使其填补充实渗透漏的裂缝中,在20年以上不再渗漏,我公司并提供特种高分子材料施工技术咨询服务。

5.3.5.2水溶性聚氨醌。5.3.5.3油溶性聚氨酯,注浆时还需加入适量发泡灵、三乙胺有机锡等材料,以调节其发泡时间和凝固体的性能。

5.3.5.4环氧树脂灌浆材料,由环氧树脂、稀释剂、固化剂、增韧剂、亲水剂等组成的灌浆材料。5.4外层防水材料(外涂层)(1)氯丁乳胶聚合物砂浆(2)851焦油聚氨酯防水涂料(黑色和各种彩色)(3)普通硅酸盐水泥加外掺剂 外防水层的施工一定要基面干燥。6 质量要求

防水堵漏质量首先要满足委托方要求,各种具体防水堵漏要求,要根据具体情况分析决定,但基本上达到所堵漏的范围应无渗漏水。大型的隧道、地下车站、泵站等防水堵漏经施工后的渗漏量应符合“防水工程规范”所规定的渗漏量,例每昼夜每平方米允许渗漏多少升。施工中要及时做好隐蔽工程验收工作。机械设备 冲击电锤、冲击电钻; 空气压缩机、风镐、齿轮注浆泵、仿日手掀泵、手压泵、涂料搅拌机; 五金工具(钢丝钳、活络扳手、钢锯、管钳、榔头、钢凿等)、泥工工具(泥板、刮刀等)。8 施工安全

应遵守上海市劳动局、上海市建委、上海市市政工程局等有关安全规定,并做到以下安全措施; 8.1施工人员上岗工作应戴好安全帽、防护手套、穿好防护鞋。8.2凿除混凝土和进行化学灌浆时应加强现场通风。8.3应有专门的技术管理人员保管化灌材料和配制化灌浆液。

8.4在进行聚氨酯灌浆时,操作人员应戴好防护眼镜以防止浆液溅入眼睛内。8.5搭建脚手架要符合有关安全规定,高空作业要戴好安全带。9 劳动组织

以小型施工队为好,通常由5~8名施工人员组成。其中需配备1名中等专业技术人员,进行灌浆材料的配制。施工小队中还应配有电工、机修工各1名,整个施工队由队长负责。10 效益分析

10.1隧道防水堵漏工法社会效益

l0.1.1通过对隧道的防水堵漏施工,减少隧道内或地下工程中渗漏水,保证隧道质量,保护装饰层,延长了使用寿命。

10.1.2经防水堵漏处理后的隧道地下工程可以充分发挥其作用,例如原来因渗水而不能使用的地下工程,经堵漏处理后就可以充分利用起来发挥其作用。例如可开设地下商场、旅游停车库、仓库、娱乐场、变电站等,发挥其社会效益。10.2隧道防水堵漏工法经济效益 隧道防水堵漏施工,只要加强管理,重视质量、安全,就能取得较好的施工利润和经济效,利润一般可达10%~20%。11工程案例

11.1打浦路越江隧道防水堵漏 上海黄浦江打浦路越江隧道是我国采用盾构法建造的第一条水底公路隧道,1965年建造,1970年通车,全长2736m,属单管双车道隧道。造成隧道漏水的原因是;

11.1.1上海市地下水位普降,形成江中段与江岸段沉降不均匀,引起了隧道变形,使管片接缝开裂漏水。11.1.2长期动载作用,使接缝中刚性环氧煤焦油涂料震裂。

11.1.3管片接缝用的是环氧煤焦油涂料,该涂料是属刚性防水材料,不适合隧道变形要求。11.1.4隧道建造中,油泥在管片表面没清除完,造成涂料粘结性能降低。

11.1.5靠近三号井附近地表面,堆集大量预制管片。2号井与1号井之间有一公园,园内有一土山。长期受压,造成负载下隧道变形。隧道渗漏水量达250m3/d左右。1990年,对此隧道进行防水堵漏处理,施工中采用的是柔刚结合的方案。所用的嵌缝材料为环氧煤焦油涂料和851焦油聚氨酯涂料,采用的灌浆材料有丙凝、水溶性聚氨脂、油溶性聚氨酯、水泥--水玻璃浆液等,采用的封缝材料是普通525#硅酸盐水泥加SH水泥外掺剂或双快水泥。经过4个月堵漏施工,达到止水防水的目的。11.2上海地铁一号线漕宝路地铁车站、上体馆车站的防水堵漏施工

漕宝路地铁车站和上体馆地铁车站,长达240m,分上、下两层。现侧墙、顶板产生混凝土收缩裂缝而引起渗漏水。采用防水堵漏工法进行处理,每个车站约处理2000m左右的渗漏水缝。经验收质量达优良,止水率达99.9%,得到地铁总公司的好评。11.3人民广场地下变电站防水堵漏施工 人民广场地下变电站是圆桶形钢筋混凝土结构,直径为60m,深约20m。由于混凝土收缩产生裂缝渗漏水,同样采用防水堵漏工法进行施工,共处理1000多m得渗水缝,质量达到了优良。防水堵漏工程

堵漏-对于厂房渗水隧道防水堵漏、地下室渗水堵漏、水池渗水堵漏、电缆沟渗水堵漏、隧道渗漏水等情况,我公司具有带水止水堵漏技术、带压堵漏技术、深层裂缝灌浆技术,采用柔性防水和钢性防水相集合的综合治理方法,能有效解决各种地下及人防工程的渗漏水问题。

水塔堵漏-水塔堵漏具有较高的技术要求。因为热水的长期浸泡,凉水塔很容易发生腐蚀而渗水。水塔渗漏必须及时防腐堵漏施工。水塔堵漏技术的好坏直接影响水塔的安全生产与环境美观。我公司在水塔堵漏方面具有丰富的施工经验,欢迎广大朋友来电垂询。

堵漏工程-我公司在堵漏工程中,具有带水止水堵漏技术、带压堵漏技术、深层裂缝灌浆技术,对于厂房渗水堵漏工程、地下室渗水堵漏工程、水池渗水堵漏工程、电缆沟渗水堵漏工程、隧道渗漏水堵漏工程等,能够采用柔性防水和钢性防水相集合的综合治理方法,能有效解决各种堵漏工程的渗漏水问题。

堵漏施工-厂房渗水隧道防水堵漏施工、地下室渗水堵漏施工、水池渗水堵漏施工、电缆沟渗水堵漏施工、隧道渗漏水施工等,都是我公司经常遇到的堵漏施工工程。我公司具有带水止水堵漏技术、带压堵漏技术、深层裂缝灌浆技术,可以优质高效地解决各种地下及人防工程的渗漏水问题。

防腐堵漏-先进的防腐堵漏技术对于厂房渗水、地下室渗水、水池渗水、电缆沟渗水等防腐堵漏工程非常重要。我公司具有多种先进的防腐堵漏技术和高科技防腐堵漏材料,能够有效解决各种地下及人防工程的渗漏水问题。

1、屋面防水

我国房屋屋面、地下室渗漏一直是比较突出的问题,不少建筑新建成就渗漏,老建筑的渗漏现象更严重。为了给广大客户创造舒适安宁的工作、生活环境,我公司联合多家科研院所专项攻关,成功掌握了柔性防水、钢性防水、多道设防、复合防水、防排结合、综合治理等多种防水方法。几年来,防水面积累计达数十万平方米,工程质量优良。所用防水卷材产品有:沥青防水卷毡、SBS、APP汉性沥青防水卷材、三元乙丙橡胶防水卷材、氯化聚乙稀-橡胶共防水卷材。防水涂料包括:溶剂性高聚物改性沥青防水涂料、聚氨脂防水涂料、青凝系列特种防水涂料等。

2、堵漏止水

对于地下渗水、水池渗水、电缆沟渗水、隧道渗漏水等情况,我公司还研究试验成功了“带水止水堵漏技术、带压堵漏技术、深层裂缝灌浆技术”等多项新技术成果,解决了许多地下及人防工程的渗漏水问题。

(1)、带水止水堵漏技术:地下建筑物以及水下建筑物普遍存在渗漏问题。针对结构中存在的裂缝、孔洞漏水、伸缩缝漏水或结构表面渗水等,我公司运用有压力与微压化学灌浆技术和伸缩缝止水技术,在结构渗水的情况下进行止水堵漏,并具有永久的止水效果。

(2)、带压堵漏技术:带压堵漏,是用手动液压泵通过注射枪来完成,牵涉到现场钻孔和捻逢时,使用风(气)钻和风镐,不用电,对于像石油化工生产和储运企业,煤气管道等易燃易爆介质泄漏的场合进行操作极为安全。实用范围:连续生产的石油化工、电力、煤气供应、冶金、煤炭化工、自来水、医药、供热、印染纺织、造纸、码头、罐区储运、食品等行业和部门装置中的设备、管道、伐门、仪表上的法兰、器壁、焊缝、螺纹连接、填料函膨胀节等部位出现外部泄漏时,可以用本该技术给予消除。

(3)、深层裂缝灌浆技术:对结构中出现的内部深层裂缝进行灌浆补强处理与渗透水止漏,恢复结构整体性,也是本公司多次在水坝、高层建筑底板等大体积混凝土结构上应用的一项成熟技术。目前已实施灌浆处理中最深裂缝达2m,随机取样的钻芯检验表明灌浆后混凝土结构密实度及强度均满足要求。

2.隧道及地下工程发展现状 篇二

与此同时, 在海底开发方面也有序展开, 厦门翔安海底隧道、大连海湾海底隧道先后投入建设, 开启了沿海、沿江城市利用隧道发展城市交通的新思路。2012年, 中国工程院设立了“渤海海峡跨海通道战略规划研究”项目, 许多新技术都得以大展身手——青岛胶州湾大断面双洞6车道海底公路隧道工程, 采用了钻爆法和浅埋暗挖法;武汉的双向4车道长江城市公路隧道, 采用了盾构法和浅埋暗挖法;广深港高铁海底隧道、南水北调中穿越黄河段的隧道工程均采用了盾构法施工技术……在保障工程进度和质量方面做出了重大贡献。

地下空间的开拓为城市交通、停车、购物和仓储提供了更多的可能, 实际地拓展了城市的土地面积, 为城市地面建设, 尤其是城市空间美化留出了余地;山体隧道的贯通, 不仅为道路设计选择最佳布局和距离, 节省人力物力创造了条件, 更为提高道路质量和利用率奠定了基础, 大大减少修路给沿线环境带来的负面影响;江海隧道的修筑, 不仅具有交通意义, 还对沿海沿江经济带的形成、构建立体发展提供了空间, 尤其是对沿海沿江地下资源的开发利用也具有积极作用。

1 隧道及地下工程的建设理念

(1) 地下工程是不可逆工程, 不具备拆除重建的条件, 因此必须是遗产工程, 不允许做成遗憾工程和灾害工程。

不合理工期、不合理造价、限额设计、轻方案研究是产生遗憾的根本。取消单线建设, 修建复线、多线或局部多线, 全面合理提速, 用技术条件取代规范, 多搞指南少搞规范, 为创新构建平台。

(2) 地下工程是高风险性工程, 必须实事求是, 科学地进行施工安全评价、施工质量评估, 最后是施工进度和施工成本评估。

在建设全过程中应对可研段、初步设计阶段、施工阶段和运营阶段进行全方位工程风险和环境等因素分析。

(3) 必须进行信息化动态反馈设计, 通过支护参数调整确保施工安全。隧道工程不确定因素很多, 不改变设计是不对的, 设计者必须实事求是, 及时修改图纸, 这是衡量设计水平高低的标准之一。

(4) 合理工期、合理造价、合理合同、合理施工方案是隧道建设的四条标准。

(5) 风险责任主体与风险转化。据国际隧道工程保险集团对施工现场发生安全事故原因的调查结果表明, 将施工方作为工程安全的唯一主体是不对的, 目前各阶段的风险界定不清, 而这些风险往往到施工时才反映出来, 由施工方完全承担这些风险是不合理的。

2 隧道及地下工程的几点关键技术

2.1 江、河、海底隧道技术

江河隧道施工方法应优选钻爆法和浅埋暗挖法, 其次选择盾构法、掘进机法, 在松软地带才可采用沉管法。严禁在岩石中采用沉管法, 水下爆破不可行。

2.2 钻爆法施工技术

钻爆法施工应遵守以下4项原则: (1) 光面爆破; (2) 喷锚支护; (3) 信息化施工监控量测与信息反馈; (4) 动态管理。

2.3 浅埋、超浅埋暗挖法施工技术

(1) 浅埋暗挖法18字方针是施工原则和要点的精辟总结, 即:“管超前、严注浆、短进尽、强支护、早封闭、勤量测”。

(2) 突出快速施工, 考虑时空效应, 做到四个及时, 即及时支护、及时量测、及时反馈、及时修正。

(3) 采用监控量测技术控制地表下沉和防塌方是最可靠的方法。

(4) 采用复合式衬砌结构, 一次支护由喷射混凝土、钢筋网、网构钢拱架组成。钢拱架联结处设索脚锚管和钢拱架焊接, 取消系统锚杆, 形成一次支护。

(5) 必须遵循信息化反馈设计、信息化施工、信息化动态原理。

(6) 选择适宜的辅助施工工法, 大跨施工应选择变大跨为小跨的施工方法, 隧道宜近不宜联, 双联拱、多联拱结构尽量少用。

(7) 拓宽浅埋暗挖法在有水、不稳定地层中应用时, 要采用以注浆堵水为主、以降水为辅的原则。采用劈裂注浆加固和堵住80%的水源, 降掉20%的少量裂隙水, 以达到减少地表下沉的目的。

2.4 盾构法施工技术

(1) 不同地层应选择不同类型的盾构, 少水地层、砂卵石地层宜选择开敞式网格盾构。 (2) 地压平衡盾构不是全能的, 应同时考虑选用泥水盾构。 (3) 根据不同地层选择不同的刀盘类型。

3 隧道及地下工程的风险管理

随着隧道工程建设的增多和水文地质不确定等复杂性因素, 如何优质、快速、安全的施工不留隐患的保障运营, 需在工程的规划、投标、勘测设计、施工直到运营等五个阶段都进行全方位的安全风险性和可靠性评估。

3.1 隧道勘测、设计阶段在安全风险上应注意的问题

3.1.1 隧道洞口位置、间距的确定原则

从洞口的安全和环保出发, 应遵守早进晚出、不刷洞口仰坡, 甚至可设置明洞段进洞, 隧道洞口应选在从山梁上凸处进洞, 切勿沿沟凹处进洞, 造成洞口引线处在深路堑之间, 从水文和地质条件评价, 这都是最不利的断层发育带, 给设计、施工和运营带来许多长久性的灾害。

洞间距的设计原则为宜近不宜联。从运营通风角度考虑, 防止上下行洞口污浊空气短路, 上下洞口之间应设置高挡墙或建筑小品, 或将上下行的洞口在里程上错开30m左右, 不要设在一个横断面上。

3.1.2 支护结构衬砌形式必须采用复合式衬砌

(1) 一次支护设计荷载应考虑全部土压力和部分水压水, 当变位稳定后可施作二次衬砌。二次衬砌实质上是安全储备, 应重视一次支护的设计, 以调整适应不同围岩的受力, 而不是用二次衬砌厚度来调整。

(2) 从环保和保护水资源考虑, 不能因施工降低了地下水位而影响人居和农田, 必须采用“以堵为主, 限排为辅”的防水设计原则, 二次衬砌应按折减后的水压力进行设计。在岩溶、石灰岩地区的隧道更应重视这个问题, 取消中心水沟的设计构思。

3.1.3 洞口段及洞门要考虑地震的影响

从安全角度出发, 隧道设计不应采用上下行共用一个隧道的做法, 上下行应分洞设置, 两洞之间的联络通道, 尤其车辆通道应适当加密, 以利防灾和调头, 通道两端畅通, 不设防风门。

3.1.4 结构设计的首要任务是做好方案设计

结构设计包含方案 (概念设计、结构创作、构思、选型) 和结构分析或核算两个内容, 目前重分析、轻方案的做法很普通, 许多设计人员把结构设计看成是规范加计算, 很少重视结构创新, 在设计中采用低安全度带来的节约仅能使工程造价降低1%~2%, 而带来的风险可能贻患无穷, 如一次支护安全度设计过低, 是造成塌方的主要原因之一。因此, 应把精力集中到方案设计和概念设计上来, 跳出因方案陈旧而使材料消耗指标过高、结构安全度过低的设计误区。

3.1.5 走信息化设计的道路

信息化设计的重要手段是用先进的量测仪器进行及时量测、及时反馈、及时研究、及时修正, 要避免时空效应带来的灾害隐患。

3.2 施工阶段安全风险评估应重视的几个问题

3.2.1 必须做到地质超前预报

工程的安全保障离不开超前预报, 尤其在岩溶地区, 若不明确前方是否存在含泥砂、水的岩溶, 施工中将有可能造成人身伤亡。我国有近2/3的岩溶地区, 必须重视这个问题。其预报手段必须采用几种方法同时进行检测的综合性预报。

3.2.2 必须进行信息化施工

量测是安全、优质建成隧道工程的重要手段, 通过量测可及时检查施工方法是否妥当, 设计参数是否合理, 各施工工序是否正确。目前, 应用先进的无尺量测仪器和软件是非常必要的, 可以做到及时决策和及时修正。

3.2.3 应正确选择施工方法

硬岩采用全断面开挖法或超前导洞后部扩大法, 无轨运输、无轨装碴;软弱地层必须采用正台阶法, 台阶不分长、中、短, 一律一倍洞高, 过长会引起大变形和塌方, 过短会引起工作面失稳, 可采用CD法、CRD法和双侧臂导洞法等。

3.2.4 应正确选用辅助工法

长管棚是公路常采用的进洞方法, 但不适宜洞内。洞内应以小导管为主, 特殊情况下才在洞内采用长管棚, 该方法造价高, 严重影响工期, 扰动地层较严重, 应采用深孔注浆以取代洞内长管棚。

3.2.5 应合理设计, 保证施工安全

合理的设计周期能全面优化方案设计和结构设计, 过短的设计周期和不合理的施工工期是违背科学的, 赶工期、低造价是工程安全性和可靠性的大忌。

3.2.6 应建立工地试验室, 严把材料关

材料是工程费用的重要组成部分, 对钢筋、水泥、砂、石等大宗材料必须有严格的投招标优选制度, 建设单位提供甚至监理方规定都是可以的, 但必须规范自己的制度和行为, 严格检验签字负责是做好工程的先决条件。

4 几点建议和意见

(1) 每项工程必须建立强有力的项目经理部。项目经理部是确保安全、质量、环保、工期进度和效益五大指标的执行者, 应严格按安全、质量、环保第一, 其次是工期进度的次序安排建设, 最后还要落实到设计、施工单位应获得经济效益, 建设单位也能在限额内得到一个满意的精品工程。首先要选择一名懂业务、品德好、有号召力、艰苦奋斗的项目经理, 另外, 从开工之日起就要建立质量成本目标管理, 仔细斟酌投入, 严格照章办事, 严格管理, 严格纪律, 严格工艺, 防止为争名誉、抢工期而不顾质量, 搞粗放型管理, 从建设单位、施工方和监理方都应强化质量意识, 严格成本控制, 创立市场信誉。

(2) 必须建立健全各项管理机制, 提高工程管理层的品德素质和业务水平。工程实践证明, 只要有一个素质好、业务精的建设单位, 尊重合同, 求真务实, 平等待人, 必定可以干出好的精品工程, 也能有科研成果和人才涌现。

(3) 每个工程应确定合理的建设周期, 要知道, 安全措施的实施是需要时间的。

(4) 工程造价应合理, 要实事求是, 不赞成工程的限额设计, 这样很难保证安全措施的落实到位。施工、设计变更费用要及时到位。

(5) 施工阶段应以施工单位为主体, 施工方案由施工单位确定, 建设单位牵头, 设计方和监理方进行完善, 做到及时修改、及时实施。

(6) 应在工程可行性研究阶段增加《安全风险评估》专项规定, 安全评估可一票否决, 设置专项经费保证安全措施到位。

3.守望遥远的地下隧道 篇三

地下道,是我和同伴们每天上学的必经之路。我喜爱那条地下道,即便它很嘈杂。

刚进入地下道,就有轰隆隆的声音铺天盖地席卷而来。此时,我会习惯性地将耳机塞入耳朵里,将音量调至最大,简直震耳欲聋。感觉到声音和血液交融在一起,在身体的每个角落里流淌,无比的欢畅。也许最本质的喜爱并非是音乐的美妙,而是用一种介质将自己与外界隔开,让此外的一切都与自己无关的这种感觉令我陶醉。行人的川流不息与自己没有关系,红、绿灯的交替也与自己没有关系。在这里可以找回久违的平静,让内心舒适。

喜欢地下道,多在于喜欢它温和的个性。地下道之外,每一个人都有特定的身份和属于自己的生活轨迹。但只要进入地下道,每个人就只有最简单的目的——寻求温暖。地下道消解了我们一切的不快与烦恼,让我们在走出地下道的时候如沐春风笑容依旧。一进入地下道,似乎钟表会停止在和朋友们在一起的时刻,大家彼此用自己的方式温暖对方。不管生活有多么艰辛,只要相聚在地下道,有友谊作强大的后盾,那么再大的问题也不是问题。

在地下道里,不会有冬季凛冽的风,也不会有夏天炎炎的烈日。用晓的话来说:“地道果然是个冬暖夏凉的地方。”她总是可以那样直白地表达出自己的心情,让旁边的人可以不用猜测就明白她的想法。晓就像冬天洁白的雪花一样,装点着这个世界,圣洁无瑕。可能,将一个人确定为自己的好朋友只是一瞬间。但是,那一瞬间却给我最大的感动。好朋友的喜怒哀乐会决定晓的快乐与否,我伤心的时候,她会闷闷不乐,我开心的时候,她的脸上也会有欣喜的笑容。有时候,我想用“傻”来形容她,可是我做不到。因为好朋友的实质就是简单的关心和支持。

诚,每一次和他一同经过地下道的时候,他都会把自己口袋里的零钱给那些行乞的人。我告诉诚:“他们都是装的,别相信这些人。”诚回答我:“我只是觉得他们可怜。”我不再说什么,只是从那次以后,我学着诚将零钱给那些可怜的人。诚天性善良,他简单地相信,善良的爱心是无法用言辞解释的,这么做不为什么,只是对美好生活的向往罢了。诚,让我更加懂得生活的意义。

我所有的朋友给予我太多的感动,他们让我知道,友谊是不会因为时间的流逝而变质,只会像佳酿一样,时间越长越甘醇。就算相隔甚远,只要心灵相通,彼此想念,互相关心,就可以让这永不泯灭的情感一直延续下去。

我想沿着地下道,走回到我们成群结队上学去的曾经,走回到我们站在十字路口敞开心扉的曾经。我想念那个像家一样的班集体。

我站在与地下道相隔甚远的地方遥望,我想我会一直守望着它。

4.(隧道与地下工程)认识实习报告 篇四

一、实习目的

1、通过对一些典型工地的参观与了解,增强我们对本专业——土木工程的好奇心与兴趣。在感性认识的基础上逐渐升华为理性认识。

2、通过参观,培养我们提出问题、分析问题、解决问题的能力。以便我们在以后的专业课的学习中更能够理论联系实际。

3、通过施工现场操作和参观,了解隧道和道路施工的基本工序和施工方法。了解隧道的勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作。

4、通过实习,将所学理论知识与实践知识相结合,同时为以后的专业知识的学习打下基础。

二、实习时间

2013年6月8号

三、实习地点

重庆中环公司承建的渝中连接隧道

四、隧道与地下工程简介

地下工程是以深入地面以下为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程。它包括地下房屋和地下构筑物,地下铁道,公路隧道,水下隧道,地下共同沟和过街地下通道等。但狭义上是一般把矿井和矿山巷道等地下构筑物排除,单指建造在地下的工业、交通、民用和军事建筑物;隧道,广义定义:最终使用于地表面以下,不论以何种方式建造的所需形状和尺寸的空洞,内部净空面积在2平方米以上者。狭义定义:是一种修建在地下的工程建筑物,修建在地下、两端有出入口,供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。严格来说,它只是地下工程的一大类,但因其在地下工程中占有绝对多的数量和特殊的重要性,往往将其与地下工程并列而称为隧道与地下工程。隧道与地下工程因其建造于地下,不同于地面结构,由支护结构以外的岩体或土体(称作围岩)、支护结构以及支护结构(衬砌)所围成的空间组成。由于地质条件以及周围建筑环境的多样性和复杂性,需要采用的施工方法和建造工艺也有多种,故隧道与地下工程的结构形式和施工方法多样。

四、工程总体施工方案

渝中连接隧道一端连接千厮门大桥,位于洪崖洞附近,一端连接东水门大桥,位于东水门附近。隧道与两座大桥一样,设计为双向四车道,时速40公里,隧道单洞长约717米。将串起江北嘴、解放碑、弹子石三大中央商务区。项目负责人称,“渝中连接隧道工程难度之大,是过去从未遇到过的。”所以设计了安全两端两套施工方案:

一是两江大桥是公路和轻轨同桥分层通过的大桥,上层公路与下层轻轨隧道间的最小距离只有32厘米,作业时不能用炸药爆破。二是施工区内高楼林立,其基桩侵入隧道施工岩层,必须采取先托换基桩,再进行切除的技术处理。而且,隧道两端与两座大桥的桥梁路面不平行,只有挖断公路,延伸一百多米后才能凿洞施工,极有可能影响交通。加上施工区内地下管网纵横交错,不仅施工难度大,很可能影响水电气供应。

项目部最后确定隧道东水门一端,采用另开施工便道以避开障碍的施工方案,千厮门一端则采用长距离明挖公路进洞的施工方案。“两个方案,既保证了安全,又最大限度地方便市民。

五、实习内容

今天我们来到的是重庆中环公司承建的渝中连接隧道施工现场,从老师口中我们知道地下工程的施工方法较多,一般隧道开挖方法分为明挖法和暗挖法。明挖法多用于浅埋隧道或城市铁路隧道,而山岭铁路隧道多用暗挖法。按开挖断面大小、位置分,有分部开挖法和全断面开挖法。在石质岩层中采用钻爆法最为广泛,采用掘进机直接开挖也逐渐推广。在松软地质中采用盾构法开挖较多。从现场我们可以看出,在渝中连接隧道的修建中采用的是明挖法和暗挖法相结合的办法,由于岩层较硬,故其主要采用钻爆法。先是挖一深坑做好防护后再在要挖的位置在隧道洞门在施工过程中首先是套拱,这不仅起挡土支架的作用,还为开挖提供了工作面,拱养护好回填表层土。而拱身则是采用新奥法循环施工,一个循环为爆破,除渣,初次衬砌,二次衬砌。洞身施工则采用典型新奥法工序,首先是爆破,然后除碴,接着是用工字钢弧线形支柱和喷射混凝土进行初期支护。在进行初期支护养护好后,开挖下部基础,浇注两拱混凝土以支撑侧向压力,达到结构整体性效果。下部结构中部留有排水沟,在两侧拱脚加设钢板防止拱产生水平推力产生侧向位移。最后进行二次支护,在初期支护和二次支护层间加有防水布,将山体可能产生的土下水隔在外层。二次支护在打好二衬钢拱后采用二衬台车进行浇注混凝土,自动化控制,大大减小施工工序。

六、内容拓展:隧道设计、施工及维护

一、隧道设计

1、选线:根据线路标准、地形、地质等条件选定隧道位置和长度。选线应作多种方案的比较。长隧道要考虑辅助坑道和运营通风的设置。洞口位置的选择要依据地质情况。考虑边坡和仰坡的稳定,避免塌方。

2、纵断面设计:沿隧道中线的纵向坡度要服从线路设计的限制坡度。因隧道内湿度大,轮轨间粘着系数减小,列车空气阻力增大,因此在较长隧道内纵向坡度应加以折减。纵坡形状以单坡和人字坡居多,单坡有利于争取高程,人字坡便于施工排水和出碴。为利于排水,最小纵坡一般为2‰~3‰。

3、横断面设计:隧道横断面即衬砌内轮廓,是根据不侵入隧道建筑限界而制定的。中国隧道建筑限界分为蒸汽及内燃机车牵引区段、电力机车牵引区段两种,这两种又各分为单线断面和双线断面。衬砌内轮廓一般由单心圆或三心圆形成的拱部和直边墙或曲边墙所组成。在地质松软地带另加仰拱。单线隧道轨面以上内轮廓面积约为27~32平方米,双线约为58~67平方米。在曲线地段由于外轨超高车辆倾斜等因素,断面须适当加大。电气化铁路隧道因悬挂接触网等应提高内轮廓高度。中、美、苏三国所用轮廓尺寸为:单线隧道高度约为 6.6~7.0米、宽度约为4.9~5.6米;双线隧道高度约为7.2~8.0米,宽度约为8.8~10.6米。在双线铁路修建两座单线隧道时,其中线间距离须考虑地层压力分布的影响,石质隧道约为20~25米,土质隧道应适当加宽。

4、辅助坑道设计:辅助坑道有斜井、竖井、平行导坑及横洞四种。斜井是在中线附近的山上有利地点开凿的斜向正洞的坑道。斜井倾角一般在18°~27°之间,采用卷扬机提升。斜井断面一般为长方形,面积约为8~14平方米。竖井是由山顶中线附近垂直开挖的坑道,通向正洞。其平面位置可在铁路中线上或在中线的一侧(距中线约20米)。竖井断面多为圆形,内径约为4.5~6.0米。平行导坑是距隧道中线17~25米开挖的平行小坑道,以斜向通道与隧道连接,亦可作将来扩建为第二线的导洞。横洞是在傍山隧道靠河谷一侧地形有利之处开辟的小断面坑道。

二、隧道施工

隧道施工法分为明挖法和暗挖法。明挖法分为基坑开挖法、盖挖法、沉管法,其中盖挖法又分为逆筑法和顺筑法。暗挖法分为钻爆法(矿山法)和非钻爆法。其中钻爆法分为传统的矿山法和新奥法,非钻爆法分为盾构法、掘进机法和顶进法。

1、钻爆法:在隧道岩面上钻眼,并装填炸药爆破,用全断面开挖或分部开挖等将隧道开挖成型的施工方法。钻爆法开挖作业程序包括测量、钻孔、装药、爆破、通风、出碴、锚杆、立架、挂网、喷锚等工序。

①钻孔:要先设计炮孔方案,然后按设计的炮孔位置、方向和深度严格钻孔。单线隧道全断面开挖,采用钻孔台车配备中型凿岩机。双线隧道全断面开挖采用大型凿岩台车配备重型凿岩机。炮孔分为掏槽孔(开辟临空面)、掘进孔(保证进度)和周边孔(控制轮廓)。②装药:在掘进孔、掏槽孔和周边孔内装填炸药。一般装填硝胺炸药,有时也用胶质炸药。③爆破:在全断面掘进中,为了减低爆破对围岩的震动和破坏,并保证爆破的效果,多采用分时间阶段爆破的电雷管或毫秒雷管起爆。④施工通风:排出或稀释爆破后产生的有害气体和由内燃机产生的氮氧化物及一氧化碳,同时排除烟尘,供给新鲜空气,借以保证隧道施工人员的安全和改善工作环境。⑤施工支护:隧道开挖必须及时支护,以减少围岩松动,防止塌方。施工支护分为构件支撑和喷锚支护。喷锚支护特点是支护及时、稳固可靠,具有一定柔性,与围岩密贴,能给施工场地提供较大活动空间。⑥装碴与运输:在开挖作业中,装碴机可采用多种类型,如后翻式、装载式、扒斗式、蟹爪式和大铲斗内燃装载机等。运输车辆有大斗车、槽式列车、梭式矿车及大型自卸汽车等。

钻爆法开挖采用的方法有全断面开挖法和分部开挖法:①全断面开挖法:一次开挖成型的方法。一般采用带有凿岩机的台车钻孔,用毫秒爆破,喷锚支护。还要有大型装碴运输机械和通风设备。全断面开挖法又演变为半断面法。半断面法是弧形上半部领先,下半部隔一段距离施工。②分部开挖法:先用小断面超前开挖导坑,然后,将导坑扩大到半断面或全断面的开挖方法。这种方法主要优点是可采用轻型机械施工,多开工作面,各工序间拉开一定的安全距离。缺点是工序多,有干扰,用人多。

2、上导坑法、中央导坑法、下导坑法、台阶法

根据导坑在隧道断面的位置分为:上导坑法、中央导坑法、下导坑法以及由上下导坑互相配合的各种方法,另有把全断面纵向分为台阶进行开挖,而各层台阶距离较短的台阶法。

1)、上导坑法适用于软弱岩层、衬砌顺序是先拱后墙,中国短隧道一般用这种方法。2)、中央导坑法是导坑开挖后向四周打辐射炮眼爆破出全断面或先扩大上半部。3)、下导坑法即下导坑领先的方法。其中包括:a.上下导坑法,利用领先的下导坑向上预打漏斗孔,便于开展上导坑等多工序平行作业。衬砌顺序多用先拱后墙,遇围岩较好时亦可改为先墙后拱。b.漏斗棚架法,适用于坚硬地层,以下导坑掘进领先,由下而上分层开挖,设棚架,先衬砌边墙后砌拱。c.蘑菇形法,同漏斗棚架法类似,也设棚架,但先衬砌拱部后砌边墙。d.侧壁导坑法。4)、台阶法。在稳定性较差的岩层中施工时,将整个隧道断面分为几层,由上向下分部进行开挖,每层开挖面的前后距离较小而形成几个台阶。台阶法包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法三种,其划分是根据台阶长度来决定的。长台阶法可以上下同时作业,而超短台阶法只能采取交替作业。最后是分部开挖法,分部开挖法是把设计的隧道断面划分成若干部分,进行二次及其以上开挖,最后达到隧道设计开挖断面的一种施工方法。

3、盾构法

采用盾构作为施工机具的隧道施工方法。松软地质多采用盾构法开挖。盾构是一种圆形钢结构开挖机械,其前端为切口环,中间为支撑环,后端为盾尾。开挖时,切口环首先切入地层并能掩护工人安全地工作;支撑环是承受荷载的主要部分,其中安设多台推进盾构的千斤顶及其他机械;盾尾随着上述两部分前进,保护工人安装铸铁管片或钢筋混凝土管片。盾构法适用于松软地层,施工安全,对地层扰动少,控制围岩周边准确,极少超挖。

4、掘进机法

在整个隧道断面上,用连续掘进的联动机施工的方法。掘进机是一种用强力切割地层的圆形钢结构机械,有多种类型。普通型的掘进机的前端是一个金属圆盘,以强大的旋转和推进力驱动旋转,圆盘上装有数十把特制刀具,切割地层,圆盘周边装有若干铲斗将切割的碎石倾入皮带运输机,自后部运出。机身中部有数对可伸缩的支撑机构,当刀具切割地层时,它先外伸撑紧在周围岩壁上,以平衡强大的扭矩和推力。掘进机法的优点是对围岩扰动少,控制断面准确,无超挖,速度快,操作人员少。

掘进机是全断面开挖隧洞的专用设备。它利用大直径转动刀盘上的刀具对岩石的挤压、滚切作用来破碎岩石。隧洞掘进机开挖比钻爆法掘进速度快,用工少,施工安全,开挖面平整,造价低,但机体庞大,运输不便,只能适用于长洞的开挖,并且本机直径不能调整,对地质条件及岩性变化的适应性差,使用有局限性。

5、新奥法施工

新奥法是应用岩体力学的理论,通过对隧道围岩变形的量测、监控,采用新型的支护结构,尽量利用围岩自承能力指导隧道设计和施工的方法。其特点是在开挖面附近及时施作密贴于围岩的薄层柔性喷射混凝土和锚杆支护,以便控制围岩的变形和应力释放,从而在支护和围岩的共同变形过程中,调整围岩应力重分布而达到新的平衡,以求最大限度地保持围岩的固有强度和利用其自承能力。其目的在于促使围岩能够形成圆环状承载结构,故一般应及时修筑仰拱,使断面闭合成圆环。它适用于各种不同的地质条件,在软弱围岩中更为有效。

6、隧道衬砌

隧道开挖后,为使围岩稳定,确保运营安全,需按一定轮廓尺寸建造一层具有足够强度的支护结构,这种隧道支护结构称为隧道衬砌。常用的衬砌种类有就地灌注混凝土类、预制块拼装、喷锚或单喷混凝土、复合式衬砌。复合式衬砌是在喷锚或单喷支护之后,再就地灌注一层混凝土,形成喷锚支护同混凝土衬砌结合的复合式衬砌结构。如遇有水地段可在两层支护间加挂一层塑料板或做其他防水层。

七、实习感言

实践是大学生活的第二课堂,是知识常新和发展的源泉,是检验真理的试金石,也是大学生锻炼成长的有效途径。一个人的知识和能力只有在实践中才能发挥作用,才能得到丰富、完善和发展。

通过这次认识实习,我不仅学到一些新的知识,也巩固了在校期间所学到的理论知识,同时也增强了我对专业学习的热情。以前对一些工程地质问题及工程问题的处理,只是从理论上略知一二,在实习过程中我们却有了感性上的认识,这样不仅增强了自己的实际处理问题的能力,也丰富和提高了自己的理论水平。

5.隧道及地下工程发展现状 篇五

您好!我的名字叫xiexiebang,我是XX资源环境职业技术学院的一名好范文,专业是地下工程与隧道工程,本人希望能到您单位做测量及其相关地工作。在三年的学习生涯中,我刻苦学习,力求上进,向实际困难挑战,让我在挫折中成长。培养了我实事求是、开拓进取的作风。直凭着“细节决定命运、细节决定成败”的准则,坚持“没有最好,只有更好”的观念为之奋斗,取得了较优异的成绩,奠定了坚实的专业基础。

在校期间我学习了地下工程施工技术、地下工程施工结构、建筑材料、工程招投标与合同管理、矿山测量、AUTOCAD2008、高等数学、大学外语、岩体力学、工程制图、工程爆破、土力学地基基础、工程造价、水文水利学等并具备较好的英语听、说、读、写、译等能力;能熟练操作计算机办公软件。同时,我利用课余时间广泛地涉猎了大量书籍,不但充实了自己,也培养了自己多方面的技能。

我热爱贵单位所从事的事业,殷切地期望能够在您的领导下,为这一光荣的事业添砖加瓦;并且在实践中不断学习、进步。

我相信象贵单位那样重能力、重水平、重开拓,有潜力、有远见的单位,一定会把能力、水平与经验等同视之,给新人一个机会。一颗真挚的心在热切期待您的信任,一个人的人生在等待您的改变,望贵单位能接收我,支持我,让我加入您们的大家庭,我将尽我最大的能力为贵单位发挥我应有的水平和才能。

此致

敬礼!

6.隧道工程试题及答案之三 篇六

隧道工程试题及答案之三

一、单项选择题(每题1分,共10分)

1.隧道施工是指修建()。

A.隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称;

B.地下洞室及巷道;

C.躲避洞;

D.地下交通工程。

2.控制测量的精度应以中误差衡量,最大误差(极限误差)规定为中误差的()。

A.两倍B.三倍C.一倍D.四倍

3.按设计要求进行边坡、仰坡放线,自上而下逐段开挖,不得掏底开挖或()。

A.左、右开挖

B.分步开挖

C.上下开挖

D.中间开挖

4.隧道明洞施工当具备相应的机具条件时可采用()。

A.边墙法B.拱墙整体灌筑

5.加强对地表下沉、拱部下沉的量测及反馈,以指导施工.量测频率宜为深埋段的()

A.3倍B.2倍C.1倍D.四倍

6.锚杆支护或构件支撑,应尽量靠近开挖面,其距离应小于()。

A.1倍洞跨B.0.5倍洞跨C.2倍洞跨D.4倍洞跨

7.全断面法适用于V1—IV类围岩,该法可采用深孔爆破,其浓度可取()。

A.1—2米B.2—4米C.3—3.5D.4—6

8.当衬砌采用先拱后墙施工时,拱圈混凝土达到仪器强度70%之后方可进行()。

A.拱脚B.下部断面的开挖C.边墙

9.仰拱施工应当结合拱墙施工抓紧进行,()。

A.使结构尽快封闭

B.浇筑仰拱混凝土

10.二次衬砌混凝土其强度达到2.5mpa时()。

A.方可拆模B.继续浇筑C.不能拆模

二.多项选择题(每题1分,共40分)

1.隧道施工必须坚持以下施工原则()。

A.强支护B.短进尺C.弱爆破D.勤量测

2.锚喷支护实测项目检查为()。

A.混凝土强度B.锚杆拨力C.喷层厚度D.尺寸

3.当拱脚、墙基松软时,灌筑混凝土前应排净基底积水,()。

A.并采取措施加固基底

B.提高衬砌的早期承载能力

C.提高混凝土强度

D.增加混凝土数量

4.控制试埋段地表沉降时应()。

A.短进尺,弱爆破

B.尽快施作锚杆

C.修筑二次衬砌

D.做好仰拱

5.锚插抗拨力试验与检查()。

A.锚插质量检查

B.锚插抗拨试验

C.锚插抗拨力合格条件

6.喷射混凝土强度检查试件制作方法()。

A.喷大板切割法

B.凿方切割法

C.拉拨法

D.试件法

7.隧道一般采用的开控方法()。

A.全断面法B.短台阶法C.多台阶法D.长台阶法

8.隧道工程质量保障措施()。

A.工程质量保证体系

B.提高全员质量意识

C.狠抓工序质量

D.选派丰富施经验的队伍

第1页。

9.边墙首轮马口中心宜选在()。

A.拱圈接缝处

B.岩层稳定处

C.拱圈悬臂长度内

D.拱圈中心处

10.采用喷身混凝土作隧道支护的主要优点()。

A.速度快,支护及时

B.质量好,强度高

C.省工、省料、操作简单

D.施工灵活性大,满足要求

11.隧道的支护方式()。

A.初期支护

B.二次衬砌

C.复合衬砌

12.锚插的作用和效果()。

A.支承围岩

B.加固围岩

C.提高层间磨擦力

D.悬吊作用

13.隧道中有害气体包括()。

A.一氧化碳

B.二氧化碳

C.二氧化氮

D.二氧化硫

14.在隧道施工中采取的防尘措施()。

A.湿式凿岩

B.机械通风

C.喷雾洒水

D.个人防护

15.拟建明洞的原则()。

A.核查地形、地貌和地质水文情况

B.地基与基础处理

C.明洞结构型式选定

D.洞项覆盖厚度

16.衬砌施工准备工作()。

A.断面检查

B.放线定位

C.拱架模板整备

D.立模

E.混凝土制备和运输

17.隧道堵水措施()。

A.喷身混凝土堵水

B.塑料板堵水

C.摸筑混凝土衬砌堵水

D.注浆堵水

18.隧道施工现场调查事项()。

A.隧道施工现场调查研究

B.施工单位应全面熟悉和核实文件

C.编制实施性施工组织设计

D.社会调查

19.隧道开挖使用的爆破材料()。

A.常用炸药

B.起爆材料

C.电起动器

20.二次衬砌设计基本要求()。

A.二次衬砌的厚度确定

B.二次衬砌受力状态分析

C.外观要求

D.尺寸要求

21.围岩压力是作用于()。

A.隧道支撑

B.衬砌结构

C.拱顶上

第2页

22.混凝土配合比().A.干集料中水泥与砂石重量比

B.含砂率

C.水灰比

D.速凝剂和其它外加剂

23.喷身混凝土抗压强度试块制取()。

A.试块制取数量

B.试块标准制作方法

C.试块的非标准制取

D.喷射砼试块试验

24.隧道施工中的防水与排水()。

A.施工防排水

B.结构防排水

C.路面防排水

25.隧道衬砌实测项目()。

A.混凝土或砂浆强度

B.衬砌厚度

C.断面平整度

D.高度

26.隧道施工中的一般要求()。

A.深入施工现场做好调查

B.确定方案,编制实施性施工组织设计

C.保证足够的技术人员

D.保证足够的设备

27.洞身工程质量监理要点()。

A.洞身开挖工程

B.施工支护

C.衬砌工程

D.养护

28.隧道的辅助坑道有()。

A.横洞

B.平行导坑

C.斜井

D.竖井

29.预护坍方的施工措施有()。

A.观察法

B.一般量测法

C.微地震学测量法

D.声学测量法

30.隧道坍方的处理措施().A.制订处理方案

B.加固未坍地段

C.加强防排水工作

D.加强对坍方地段的衬砌

31.盾构的开挖有以下几种()。

A.分敞胸式开挖

B.挤压式开挖

C.闭胸切削式开挖

32.隧道施工的掘进方式()。

A.钻眼爆破掘进

B.单臂掘进机掘进

C.人工掘进

33.隧道的断面形式有()。

A.正方形

B.圆形

C.椭圆形

D.多边形

34.锚喷支护工程的特点()。

A.灵活性及时性

B.密贴性深入性

C.呆性

D.封闭性

35.隧道竣工后应提交测量资料主要有()。

第3页

A.洞口导线网

B.贯通误差

C.净空宽度测量

D.洞内控制网

36.隧道量测方法有()。

A.地质素描

B.水准仪测拱顶下沉或地表下沉

C.收验计测坑道周边相对位移

37.隧道浅埋段施工()。

A.明挖法施工

B.地下连续墙施工

C.其它法施工

38.隧道施工场地布置()。

A.弃渣场地及卸潭道路的布置

B.大宗材料的堆放场地和材料库的布置

C.生产房屋和生产设施的布置

D.水泵房的布置

39.隧道施工过程主要包括()。

A.开挖方式

B.开挖方法

C.临时支护

D.永久支护

40.隧道围岩分为几类()。

A.六类B.三类C.四类D.五类

三.判断题(每题1分,共10分)

1.判别深埋与浅埋隧道的分界,可按荷载等效高度值,并结合地质条件、施工方法等因素综合判定()

2.隧道现场监控量测,包括隧道施工阶段与营运阶段控制测量和监控测量。()

3.隧道遇到溶洞处理措施,分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。()

4.由于岩石风化需要一定时间,岩风化对开挖不生产影响。()

5.盾结构法是一种集施工开挖、支护、推进、衬砌、出土等多种作业于一体的大型暗挖隧

道施工机械。()

6.洞内顺坡和反坡排水时可在二侧挖排水沟,排水沟坡必须满足自流要求。()

7.隧道通常指用作地下通道的构造物。()

8.隧道工程施工可分为洞口工程、洞身工程、防水排水工程、附属设施工程。()

9.洞身开挖工程的开挖方法主要是新奥法、矿山法。()

10.严格控制断面的开挖,可少量欠挖。()

参考答案

一.单项选择题:

1.A2.A3.C4.B5.B6.A7.C8.B9.A10.A

二.多项选择题:

1.ABCD2.ABC3.AB4.ABCD5.ABC6.AB7.ABC8.ABCD9.AC10.ABCD11.ABC

12.ABCD13.ABC14.ABCD15.ABC16.ABCDE17.ABCD18.ABC19.AB20.AB21.AB22.ABCD23.ABCD24.AB25.ABC

26.ABCD27.ABC28.ABCD29.ABCD 30.ABCD31.ABC32.ABC33.ABC34.ABCD35.ABC36.AB37.ABC38.ABCD39.A

40.AB

三.判断题:

1.√2.√3.√4.×5.√6.×7.×8.√9.√10.×

7.隧道及地下工程发展现状 篇七

隧道地下水的处理一直是隧道施工的技术难点之一。在隧道施工过程中, 地下水会通过渗流作用涌入隧道, 涌水量过大还将带来大量的泥沙, 造成严重的突水、突泥事故。地下水对软弱围岩不断的溶解、溶蚀、冲刷, 使围岩强度降低, 从而引起围岩的变形破坏、失稳甚至塌方, 给施工带来巨大的困难和安全隐患。

山体内部岩体本身处于一定的应力场中, 同时还存在地下水渗流场, 它们互相作用, 构成了一种特定的动态平衡体系。隧道的开挖使岩体的地下水渗流场与地应力场的平衡状态遭到破坏, 地下水动力条件和围岩力学平衡状态发生急剧变化, 岩体和承压水渗流发生耦合作用, 导致应力场改变, 含水岩体的裂隙开展程度增大, 造成围岩出现大塑形变形, 从而出现围岩崩解, 涌水突泥灾害。而处于松散岩土、岩溶裂隙发育或断裂破碎带等不良地质环境的隧道, 围岩中饱含地下水。渗流场的改变引起围岩裂隙水压力增大, 增加了围岩的自重荷载, 更加剧了发生隧道塌方的可能性。

2 地下水对隧道运营阶段的影响

运营阶段地下水对隧道的影响主要表现为对隧道衬砌的侵蚀, 常见的有溶解作用, 冻融作用和潜蚀作用。地下水的侵蚀会对隧道结构稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑产生诸多不良影响甚至威胁。

衬砌周围的地下水长期对衬砌混凝土有溶解作用。由于地下水的侵蚀作用, 隧道围岩和衬砌逐渐被软化, 衬砌结构的可靠性、耐久性降低, 对隧道整体的稳定影响很大。如果地下水通过衬砌混凝土损伤部位, 工缝变形缝等穿透隧道防排水体系, 造成隧道内部环境潮湿, 使洞内供电、照明及通信设备等发生锈蚀, 降低这些设备的使用效率和使用寿命, 严重恶化隧道运营环境, 降低服务质量, 增加隧道的维护运营费用。隧道内的渗透水还会形成路面积水, 造成车辆打滑, 危及行车安全。

3 隧道建设对地下水环境的影响

地下水渗流系统给隧道的建设和运营造成了严重影响, 同时隧道建设也会给地下水环境带来严重影响。隧道工程对于地下水的疏干和改造作用显得尤其突出, 目前一些竣工的隧道工程已经表现出对隧址区的严重影响。

(1) 隧道对地下水的疏干作用

隧道开挖后, 由于集水和汇水作用, 地下水不断进入隧道中, 地下水动力场因此发生改变, 引起地下水的运动通道发生转移, 形成新的势汇。随着隧道排水过程的延续, 整个隧址区的地下水系统发育形成了新的地下水转移通道, 隧道开始大量排出地下水, 从而形成一个降位漏斗, 漏斗不断扩展, 疏干其影响范围内的地面水源, 引起地下水与地表水径流发生改变, 直接造成隧址区地表泉水流量减少甚至溶泉消失, 井水水位下降, 水量减少甚至干涸, 直接影响当地工农业生产及人民的生活。隧道的建设造成地下水位降低, 当地下水位到一定程度时, 会使当地土壤含水量减少, 植物生长受到抑制, 甚至萎蔫、停止生长, 给当地的环境带来负面影响和经济损失, 尤其是水稻种植区域影响更为严重, 原有作物无法继续种植, 给正常农业生产造成极大危害。

(2) 隧道排水导致岩土应力变化

隧道排水会引起地下水渗流场的变化, 造成地下水位下降, 饱和岩土层中的孔隙水压力下降, 围岩承受的有效应力增加。其次, 由于地下水动力场的改变, 地下水流方向改变为向隧道中心流动, 其方向是向下的, 地下水渗流力增大了竖直向下的应力, 造成总应力上升, 更增大了围岩的有效应力。在有效应力增大的情况下, 围岩会发生新的沉降, 直到岩体应力达到新的动态平衡。大面积的岩体沉降使隧道的使用效能降低, 维护成本增加。隧址区的房屋由于地面沉降普遍出现房屋开裂、倾斜, 给当地居民的生产生活带来不便和安全隐患。农田由于土体沉陷而毁坏, 无法继续耕种, 使得土地基本丧失耕作功能。

4 建议处理隧道和地下水关系的对策措施

(1) 选择地质条件优良的隧址, 是避免或者减轻隧道和地下水矛盾关系的最有效方法。隧道选址时尽量避开岩体断裂破碎区和地下水蕴藏丰富区域。若选址无法绕避地质不良地段, 则应在施工前做好详细的地质勘察工作, 对隧址区地层岩性, 地质构造, 地下水的渗流规律等情况进行详细调查, 做好易涌突水段衬砌的防渗措施, 避免施工时突水和塌方事故的发生。

(2) 对于隧道中的地下水, 必须建立"防、排、截、堵结合, 以堵为主"的处理理念, 根据实际情况选择合适的防排水方案, 形成完整的隧道治水体系, 并且结合隧址区生态环境的承受力和施工成本因素控制隧道的排水量, 减少对地下水环境平衡的扰动。

(3) 施工之前应制定完善的施工方案, 施工过程中加强水文观测和超前地质预报工作, 加强对软弱围岩和断层破碎带的支护, 严密监测隧道涌水量, 增强动态设计和施工管理, 做好各种突水事件预案。

(4) 随着隧道施工技术的不断进步, 出现了很多经济环保的施工方法。比如采用冷冻法预处理隧道可能出现的突水涌水段, 这样既能封堵地下水, 也能加固围岩。在条件允许时采用排供结合模式, 能有效降低隧道持续排水造成的不良地质效应, 减少水资源的浪费。隧道排水回灌方法能够减小地下水位下降幅度, 减轻隧道对环境的破坏, 适用于干旱半干旱缺水地区的隧道建设。

参考文献

[1]王廷亮.隧道工程地下水处理的环境地质效应[J].工程勘察, 2010, 12:43-47.

8.隧道及地下工程发展现状 篇八

【关键词】 地下工程 渗水 防水

在我国,随着城市化进程的加快,城市建设快速发展,城市规模不断扩大,城市人口也随之急剧膨胀,许多城市都不同程度地出现了建筑用地紧张、生存空间拥挤、交通阻塞、基础设施落后、生态失衡、环境恶化等弊病,给人们的居住生活带来很大影响,也制约城市经济与社会的进一步发展,成为我国现代城市可持续发展的障碍。在这样的背景下,我国城市地下空间发展由九十年代前的人防工程建设转变到九十年代以“城市可持续发展”为目标的地下空间开发利用的发展战略上来。随着立体开发城市用地空间的迅速发展,人们在向高空发展的同时,亦在积极地开拓地下空间。地铁、过江隧道、地下商场等大型地下工程屡见不鲜。地下水的含水量和赋存条件直接关系着地下工程的施工安全和室工质量,因此,研究城市地下工程防水问题极为必要。

地下建筑防水工程是建筑工程的重要组成部分,是保证地下建筑使用功能的重要环节。地下工程防水是一项系统工程,是学术界和工程界十分关注的热点问题。地下工程属于隐蔽工程,且长期受地下水位变化影响或处于水的包围之中,一旦防水措施不当或失效而出现渗漏,不但不易修善,影响工程正常使用,而且会使混凝土腐蚀,钢筋生锈,地基下沉,甚至淹没构筑物,严重危及建筑物安全。因此修建地下工程时,必须认真考虑和做好防水处理,否则无法使用。而实际上已建成的地下工程均普遍存在着不同程度的渗漏水现象,所以讨论地下工程的渗漏问题显得尤为必要。

1.渗漏水的表现形式及原因分析

1.1 渗漏水的主要表现形式

1.1.1点漏:即在混凝土表面有明显的孔眼,地下水从此处渗出或流出。

1.1.2接缝渗漏:在施工缝、变形缝处地下水呈条状渗出。

1.1.3大面积渗水:混凝土表面出现大面积湿痕或漫流却没有明显的出水点。

1.1.4裂缝渗漏:沿混凝土裂缝部位出现湿痕或漫流。

1.2 原因分析

1.2.1施工缝处理不当,在该工程中,施工缝部位采用的止水带为橡胶止水带,在固定止水带时用铁丝穿透止水带将其固定以及工人在表面凿毛的施工过程中不慎将止水带凿破,使得止水带失去止水效用。

1.2.2混凝土浇筑过程已发生的通病:水灰比过大,形成开放性毛细沁水管道、塌落度不足;混凝土质地不均匀、水泥浆未能与骨料良好粘结,形成透水缝隙:混凝土浇筑时振捣不密实或漏振,造成混凝土内部疏松,形成孔眼。

1.2.3混凝土浇筑完成后,养护未能按规范进行养护,混凝土水花过程中形成漏水通道。

1.3 其他原因

1.3.1在防水砼浇筑中,为作业方便,任意加火水灰比;振捣不密实或振捣过久,表面浮浆过厚或漏振以致出现蜂窝和鼠洞;混凝土中混入杂物,绑扎铁丝穿透混凝土层,形成渗水通道;混凝土养护时间不足,表面干燥,聚冷聚热,引起裂缝。

1.3.2地基没有处理得当,产生不均匀沉阶,造成不同面积的结构断裂。防水结构由于防水卷材接头密判不严,尤其是拐角处处理不好或防水层被碰伤。细部构造处理不认真,如砼底板下的大量桩头处理、底板卷材与赢墙卷材分段施工的保护与接缝处理等。

1.3.3工程竣工后,底板下柔性防水层的保护不力,致使后续工程在其上部进行,破坏防水性能;外墙回填土质量不被重视,不能认真分层夯打密实,未形成防水帷幕,造成工程周围汇水区,一旦结构和防水层出现弊病,就会造成渗漏水。

2.地下工程渗水治理措施

2.1 大面積渗漏水处理

出现大面积渗漏水,首先应对衬砌背后回填注浆,注浆顺序宜从低向高依次进行,并严格控制注浆压力,确保结构稳定。大面积渗水处理应采用综合治理方案,其施工程序是;材料选择一引水减压一喷涂封水、刚性防水、柔性防水一防水层保护斗注浆堵水一孔口处理。上述施工方案及程序已在多处地下工程中取得了满意的施工效果,具有普遍的适用性,可以有效地解决地下工程大面积渗水问题。

2.2 裂缝直接堵漏法

此法适用于水压较小的混凝土裂缝渗漏,可沿裂缝剔出八字形边坡沟槽,用水冲洗干净,将快硬水混胶浆搓成条形,等胶浆开始凝固时,迅速填入沟槽中,并向两侧用力挤压密实,使水泥胶浆与槽壁紧密结合,如果裂缝较长,可分段堵塞。经检验无渗漏后,用素灰和水混砂浆将沟槽表面抹平,等有一定强度后,随其他部位一起作防水层。

2.3 下线堵漏法

此法适用于水压较大,但裂缝长度较短时的裂缝漏水处理。可先沿裂缝剔凿凹槽,在槽底沿裂缝放置一根小绳,绳经视漏水量确定,长200~300mm,按“裂缝直接堵漏法”在槽中填塞水泥胶浆,堵塞后立即将小绳抽出,使漏水沿绳孔流出,最后堵塞绳孔。

2.4 处理施工缝渗漏的方法

可按渗漏程度的不同采用下述不同方法:①对尚未渗漏的施工缝,可沿缝剔成V型槽,将松散粗细骨料剔除,洗净后用水泥素浆打底,再以1:2.5水泥砂浆分层抹平压实。②对已渗漏的施工缝,如水压较小时可采用前述的直接堵漏法处理:如水压较大时可参照前述的下线堵漏法或下钉堵漏法处理;如遇急流漏水时可采用前述的下半圆铁片法进行封堵。③当泥凝土内部结构不密实,施工缝的新旧混凝土结合不严而出现较大渗漏时,可用氰凝灌浆堵漏法进行,灌注氰凝浆液的压力宜大于地下水压力0.05~0.10MPa为宜,待灌实后用快硬水泥胶浆将灌浆孔口堵塞封严。

2.5 合理地选择防水材料

近几年随着我国新型建筑防水材料研究的飞速发展,防水材料种类繁多,已初步拥有适用于堵、注、涂、抹(喷)等性能的系列产品,繁多的防水材料各有特点,无论采用何种材料,都有其结合面的耐久性问题,这也是影响防水堵漏效果的关键。有些防水堵漏工程,由于结合面处理不好,运行不久,防水材料就发生开裂脱落,导致防水处理失效。因此应根据材料的特点处理不同形式的渗水。

结束语

长期以来,人们对地下工程防水技术的复杂性、综合性认识不足。地下工程的防水性直接关系到地下工程是否能够投入使用,因此在对地下工程渗漏水的防治上应遵循“堵防结合、刚柔结合、因地制宜、综合治理”的原则,分别采用“堵、注、涂、抹(喷)”的施工方法,使结构渗水部位形成整体性的多道密闭防水层,从而保证地下工程整体质量。同时,还应加力推广新型建筑材料,注意开发利用防水新材料、新设备、新工艺。地下工程堵漏只有从工程内部进行,方案合理,操作正确,才能获得良好效果。

参考文献:

[1]叶志彬,《浅谈地下建筑防水工程施工》,广东科技,2008年4月,第l85期.

[2]王作书,《地下工程防水存在的主要问题及其对策》,河北工业科技,2005年7月,第4期.

9.隧道及地下工程发展现状 篇九

3.1垂直缝与水平缝相交处

在隧道纵向的水平施工缝与横向的垂直施工缝或者变形缝在结构的侧墙总是有交点的,但以往设计忽略这个细节,垂直缝的止水措施与水平缝的止水措施即便不相交,也会造成结构缝渗漏的相互影响。

3.2侧墙的水平施工缝

在结构底板与侧墙的转角处,通常会有高出底板面20~30cm的侧墙与底板一起浇筑,这样就会存留一道侧墙上的水平施工缝,这道施工缝往往就会成为渗漏的高发部位,通常称之为“烂根”。在隧道大量改用大型定型钢模板技术之后,设计改变了这条缝的设置位置,这种改变对于施工要求大大降低,施工质量可以得到保证。无锡太湖大道隧道和四川遂宁市观音湖隧道运用了这种新型施工技术,均未出现“烂根”现象。侧墙施工缝部位防水做法,

3.3兜绕成环的外贴式橡胶止水带

以往的明挖隧道顶板伸缩缝外侧通常采用密封胶嵌缝,与侧墙的外贴式止水带在转角处搭接密封,不同防水材料之间的搭接质量难以保证,处理不当往往会导致渗漏,因此设计在遂宁市观音湖隧道的伸缩缝处整环设置了外贴式止水带。为解决外贴式止水带在顶板的安装问题,设计人员在隧道顶板设置了上压模板,将顶板止水带固定在上压模板上,为外贴式止水带的整环设置创造了条件。

3.4外贴式橡胶止水带加贴反应型丁基橡胶腻子带

以往结构变形缝用的外贴式橡胶止水带,均以机械咬合的方式与结构混凝土粘结,在混凝土施工过程中,出现咬合不紧密就会增加接缝渗漏的概率。在无锡蠡湖隧道施工过程中,设计对外贴式橡胶止水带作了适当调整,在止水带两端加贴反应型丁基橡胶腻子带,使其与结构混凝土的粘结又多了一重保障。

4结语

10.隧道及地下工程发展现状 篇十

关键词:图纸会审;施工;检验;现场技术管理

1隧道工程施工技术管理的必要性

近年来,我国隧道工程数量急剧增加,根据《交通运输行业发展统计公报》中的数据显示,20末全国公路总里程为469.63万km,公路密度为48.92km/百km2;全国公路桥梁80.53万座、4916.97万m,其中特大桥梁4257座、753.54万m,大桥86178座、2251.50万m;全国公路隧道为15181处、1403.97万m,其中特长隧道815处、362.27万m,长隧道3520处、604.55万m。―年全国公路总里程与密度。上述数据充分证明我国隧道工程建设数量之多、规模之大,相应的很多工程实际施工难度大,如岩溶山区,曾因地质原因被视为隧道施工禁地,现也被纳入了隧道施工范围。由此,在隧道工程建设中,必须将施工技术管理放在重要地位[1]。隧道工程施工的复杂性决定了技术活动的复杂性,包括图纸熟悉、自审和会审,施工组织设计方案编制、现场签证与洽商、竣工验收等,技术管理任务重、难度大;施工技术管理综合性强,包括土建、机电调试安装、环境保护以及各种施工材料、设备的管理,也包括与政府主管部门的联系、沟通等;施工技术管理工作需具备超前意识,科学预测工程中可能出现的问题与困难,切实保证后续施工的顺利开展[2]。

11.地下水对工程施工影响分析及探讨 篇十一

关键词:地下水 建筑工程 施工影响 对策

在建设工程施工的周期当中,不得不提及的施工阶段是最为复杂和重要的阶段之一,在施工阶段也经常出现各种复杂的问题和情形。地下水作为天然形成的地下水质,在施工过程中有很大的阻碍作用。无论是地下工程还是地上工程,在进行工程建造时,都要或多或少的深入地表岩层。但是,地下水作为在广泛的地表岩土之中常见的现象,对建筑工程的影响却十分广泛而普遍。

1 地下水在工程施工中产生的影响分析

1.1 地下水的分布。地下水分布较为复杂,它不仅受一般规律影响,还受到岩土性质、地理环境条件与季节变换、结构发育程度、人类活动等不同因素的相互影响,各个因素可能单独影响,也可能多个因素共同影响。地下水在分布上包涵了地下水类别、储存数量、水位高低与补给条件等不同特征的分析,而在这些特征之中地下水的类别则最为重要。在地理学的研究中,按照埋藏条件来分,可以把地下水分为潜水、包气滞水、承压水。不同种类的地下水对其影响也自不同,具体有如下两点:首先,各种不同类型的地下水的固有特征有所不同,如季节的变化、是否承压、补给条件的差异等;其次,我国现今在工程建设技术的先进程度和行业限制有所不同,如大型水利工程、矿山与一般的建筑工程之间的不同。在工程施工过程中潜水的影响最大,因其在地域上分布较广、埋藏的深度和范围较大的特点,对工程施工建设过程中影响广泛而普遍;包气滞水由于埋藏浅、储量小,对工程的影响较小;承压水在工程施工中则影响较大,但承压水的影响概率则很低,只对个别地带、个别行业带来影响。

1.2 岩土的三相结构和岩土的水性质。在工程施工中的基础元素是岩土,岩土的结构、力学特征以及其他性质则直接决定了在工程施工中是否顺利。岩土在结构上呈现气、液、固三态。固态的岩土主要是由不同的粒径级配固体颗粒所组成,它是岩土的主体部分;液态的岩土主要是由依附于固态颗粒上以及游散在固相结构空隙中的液体;气态的岩土主要是由扩散在液态与固态上以及充溢在液态和固态空隙中的水蒸气和空气。岩土的三相结构之间相互作用,相互影响岩土的稳定性与强度。

在地理学上,我们通常将岩土中液态结构同地下水视为一种类型。其中,岩土的水性质则集中体现了地下水的性质,分别可以叙述为岩土的给水度、含水性与透水性。在满足工程施工需要的角度来观察,各个类型的岩土在理论上可以达到最佳水质的指标值,然而,岩土的水性质实际上的指标值同理论上的最佳值往往出现不同程度的偏差。

1.3 地下水和岩土之间的交互作用。地下水在工程施工方面,地下水和岩土之间的交互作用是其主要影响根源,地下水和岩土之间的交互作用不但直接决定了岩土三相结构中的性质,同时也决定了岩土三相结构在施工扰入后的变化发展趋势,从而在工程施工过程中地下水起到决定性的重要作用。地下水和岩土之间的交互作用相当复杂,下面我们将通过三个理论定律展开研究。

1.3.1 太沙基有效应力理论。这种理论是指把岩土结构中固液两种状态相对饱和的岩土结构,这种结构能得出固液两种状态的相对关联、相互影响和作用的一种规律,它是岩土三相结构重要的理论。太沙基有效应力理论认为液体不承受剪应力,但可以承受并传递法向应力,进而把结构总体应力区分为相对独立的两部分:液相空隙压力u、固相有效应力σ′。该理论可表达为:σ=σ′+u。由太沙基有效应力理论进行分析,液体在岩土之中具有流动性,施工开始后将会导致液体的不同程度的流动,因而造成了整体结构的稳定性和应力强度损失降低。

1.3.2 地下水运动规律。这种规律可以用一个公式来表明:V=ki1/m。在公式中,v的含义是水移动速度;k的含义是岩土的渗透系数;i的含义是水力的坡度;m的含义是综合反映流速、地下水的流动方式和岩土三相结构特征的参数。地下水在处于层流状态时,m的值应当为1;而当地下水在处于紊流状态时,m的值应当在1和2之间。然而,在大多数情况下,地下水在岩土中是以层流方式运动的,所以m值常取1。

1.3.3 岩土强度理论:t=σtan∮+c。其中t表示岩土抗剪强度;σ表示剪切面方向应力;∮表示岩土内摩擦角;c表示岩土黏聚力。此式即为闻名遐迩的摩尔—库仑强度理论。因为剪切破坏是岩土破坏最常见的方式,所以抗剪强度作为基础的摩尔—库仑理论变为岩土结构非常重要的理论。

在对以上叙述的三个理论在理解和运用时,首要且必须要做到的是全面与统一,同时须具体明确以下几点:

①在工程施工中,地下水的影响不是单独的,同时还受到许多其他因素的影响;

②以上三个理论是相互统一的,三个理论共同决定了地下水和岩土之间的交互作用;

③在工程施工过程中,地下水对其影响包含了物理、地理、化学等不同学科,只有结合工程和地下水的实际情况才能避免得出错误结论,能更正确有效的分析和解决问题。

2 对策分析

通过地下水对工程施工影响的分析,结合上述三个理论,在实践中遵循三个原则来确定对策:安全第一原则、经济可行原则、技术创新原则。以这三个原则为指导,所确定的对策可分为管理类和技术类。

2.1 管理类对策。管理类对策是指充分的运用决策理论、管理科学的成果和实践经验,这类对策可以通过科学、创新、高效的方法进行管理,从而减轻乃至消除在工程施工过程中地下水的影响。具体言之,有以下几点:①合理安排施工活动,提高管理效率,避免汛情、雨情等气候因素所带来的消极效应;②提高从业人员特别是工程技术人员的业务素质,发挥其技术专长与思维能动性;③在施工需求基础上适度调整施工质量、费用与进度,从而适应在特定环境下地下水问题的解决。

2.2 技术方面的对策。技术方面的对策在操作上方法和措施有很多种,但它们都能体现出共同的特征。在工程施工中不同中给的措施应当都有与其相适应的范围、具体做法和技术指标。下面我们对一些技术对策的共同特征具体进行论述:①堵和截:这种方法在本质上以隔断地下水补给源为特征,以及在地下水流动过程中设置障碍、提高阻力。具体方法可以利用设幕墙、打板桩等方法,这是为了把地下水在流动过程中加以控制,为整个工程施工时打下基础保障,从而有利于整个工程的施工。②排和降:排是指把地下水以及补给源排放到施工的作业范围外;降是指将高水位降至作业面以下从而使得作业面处于降水漏斗的范围内。利用排和降的方法可以把作业范围内中的岩土三相结构中液态比例降低,并有利于整个工程的施工。③保留:在工程施工过程中采取其它技术方法成本过高时,我们可以采用保留的方法,保留地下水,并采取开发或更换新施工方法和工艺来解决,譬如水下开挖土方工法以及机械顶管替代人工顶管等。④更换和固结:更换是指将更换后的土质和地下水凝固或降低地下水流动速率,从而与地下水结合而形成新的岩土三相结构;固结是指加入凝固性材料、冷冻等方法使岩土固化,以降低地下水的渗透破坏和流动性。⑤防:这种技术方法是指防止地表的径流,例如雨水以及其它特殊径流产生的地下水问题。

2.3 技术对策的举例:①管涌防治:这种方法是以堵截地下水补给源、阻碍或弱化地下水流动的方法,设置反滤层、减小地下水的水力坡度、替换土质等。②流土防治:采用人工降水、冻结、打板桩和水下开挖等方法。③基坑坍塌:降水、集中排水、护坡或基坑支炉等。④地面沉降防治:采用周转式回灌、缓慢均匀降低地下水等。

3 结语

地下水对工程施工的影响是十分普遍、客观的存在,随着社会的飞速发展,工程建设技术要求也越来越高,在工程施工过程中对地下水进行研究显得十分迫切,对建筑技术的提高起到很大的帮助。

参考文献:

[1]王成华土力学华中科技大学出版社.2010:85.

[2]郭庆辉.浅谈地下水工程施工西部探矿工程.2008.6.

12.隧道及地下工程发展现状 篇十二

某地下交通隧道近距离平行下穿1埋深约7 m的砖砌人防工程, 该砖砌人防工程为建国初期建造, 地下交通隧道分左、右隧道暗挖, 暗挖断面为马蹄型 (图1) , 开挖分设上下2个导洞。暗挖初期支护采用250 mm C25网喷混凝土 (格栅钢架) , 开挖采用小导管注浆超前支护, 全断面设单层钢筋网, 每0.5 m设一榀格栅钢架;二次衬砌为模筑350mm C40、P10钢筋混凝土。

工程影响范围内无地下水影响, 主要地层为人工堆积、冲积物和风化岩: (1) 填土成分复杂, 岩性不均, 厚2 m; (2) 粉质粘土, 土质较均匀, 可塑~硬塑状态, 厚15.2 m; (3) 卵石母岩成分以灰岩、花岗岩为主, 磨圆度较差, 呈次圆状~次棱角状, 分选性一般, 充填物以砂砾石为主, 厚11.6 m; (4) 强风化砂岩为细粒结构, 层状构造。

为掌握施工过程中的整体稳定性状态, 通过数值模拟计算对开挖过程中人防工程变形受力、地层变形受力等进行分析, 提供隧道开挖过程中关键控制建议。

2 数值建模

2.1 整体模型

结合工程实际应用模拟计算实例[1~5], 选用有限差分法数值模拟软件, 结合工程实际情况, 地层模型采用大变形理论。根据实际工程注重对变形效力的控制作用的特点, 力学结构模型采用连续介质模型, 并考虑地层与结构的共同作用。

初期支护和结构周围土体采用实体单元, 人防干道采用shell结构单元, 顶面为自由边界, 其他面均采取法向约束, 外加荷载考虑地表均布超载20 k Pa等。

整体模型范围:几何尺寸80 m×32 m×50 m (长×宽×高) , 共划分成30 688个单元, 包含33 711个节点。 (图2)

2.2 计算参数

结合地层物理力学特征、暗挖设计参数, 模拟计算主要参数分别见表1所示。

2.3 计算工况

为综合施工中的各种施工不利因素, 本计算选取关键工况进行分步开挖, 以便对施工过程中矿山法隧道结构沉降及应力进行分析。按设计方案先右线后左线的顺序, 施工工序为:以小导管超前注浆加固——上导洞开挖——上导洞初期支护, 施作临时仰拱——下导洞开挖——下导洞初期支护, 全断面闭合成环。

因为是大变形模拟研究, 因此, 主要进行左、右线隧道贯通后引起的人防工程及周边地层变形与应力变化的分析, 根据分析结果指导进一步细化工作。

3 结果分析

3.1 初始应力场分析

根据整体模型形成初始应力场 (如图3) :并且各地层介面表现均一, 连续性较好, 仅局部受到不同介质模拟的网格划分影响。因此, 整体模型符合本工程实际情况。

3.2 人防工程变形与受力变化分析

3.2.1 人防工程变形分析

人防工程在开挖过程中表现出沉降状态:单个隧道开挖随着施工步序的进一步跟进, 沉降存在叠加影响作用, 开挖前方土体受到叠加影响明显, 开挖完成后的土体由于初期支护的作用, 叠加沉降较小, 沉降最大值在右线贯通时为11.9 mm (图4a) , 占总体沉降量的85.61%, 为人防工程沉降的主要影响因素;随着左线开挖的影响, 人防工程沉降继续发生叠加效应, 并沿着结构往角点转移, 沉降最大值在左线贯通时发展为13.9 mm (图4b) , 增加沉降量占总沉降量的14.39%, 是人防工程沉降影响因素之一。

3.2.2 人防工程应力变化分析

随着隧道开挖引起影响, 人防工程受力状态通过变形进行协调:右线开挖完成时, 人防结构的底板受力状态保持了基本不变状态, 侧墙和拱顶由于沉降作用表现出相应受压状态, 最大压应力为2.5MPa, 在拱腰线处、拱顶中线处存在受力不变的中性线, 未出现明显的拉应力区;随着左线开挖的进行, 由于人防工程沉降往角点转移, 引起了角点位置压应力范围有所扩张, 通过变形协调, 压应力值变化较小, 但由此引起了中性区的扩张, 导致人防工程底板、顶板及拱腰中隔板等局部出现拉应力区, 跨中最大拉应力增大至2 MPa。

3.3 地层变形受力分析

3.3.1 地表沉降分析

在隧道开挖方向上, 取隧道开挖最后段隧道上方的人防段断面为研究对象, 对地表沉降进行分析 (图6) :右线开挖引起地表沉降槽影响范围约30 m, 沉降最大位置并非地下交通隧道左、右隧道中心连线中心的上方, 由于右线上方人防工程的影响作用, 使得沉降最大位置稍往左线位置发生偏移, 并且沉降槽范围不随左线开挖而产生扩张;右线开挖引起地表最大沉降31 mm, 占地表总沉降量的85.72%, 左线开挖引起地表沉降为35 mm, 占总地表沉降量的14.28%。

3.3.3 地层主塑性区分析

由图7可知, 在右线隧道开挖完成后, 隧道周边土体出现了塑性区, 并且在人防工程底部的土体出现了相应的拉应力区, 左线的开挖对右线的塑性区部产生相应的影响, 但左线隧道周边形成相应的塑性区, 左、右线隧道间不存在贯通塑性区。

4 结论及建议

(1) 地下交通隧道建设引起的人防工程、地层变形与应力变化基本满足整体要求, 整体模型表现出对地下交通隧道自身及人防工程存在塑性变化区, 并不形成相应贯通, 满足弹性变化要求, 应结合人防工程、地下交通隧道的特点对关键工作实施控制。

(2) 地下交通隧道建设引起人防工程沉降最大为13.9 mm, 人防工程底板跨中拉应力局部最大达到2 MPa, 由于为砖砌结构, 承拉能力差, 因此在跨中可能产生裂缝, 并且该部位土体的拉应力分布较集中, 建议施工中加强对人防干道底部土体加固工作, 确保土体开挖过程中的强度;施工结束后, 应当对既有人防干道结构进行全面检查, 并对施工引起的裂缝等损伤进行修复。

(3) 地下交通隧道引起地表沉降最大值为35 mm, 其中:右线开挖引起了人防工程沉降总量的85.61%、地表沉降总量的85.72%。右线开挖工程为整个工程的变形控制关键, 并且开挖引起的沉降叠加效益对开挖前方土体作用小于初支设置完成后, 建议施工适当加强右线土体超前加固, 并结合周围环境状态对地层沉降实施控制。

摘要:结合地下交通隧道近距离穿越人防工程实例, 通过数值模拟分析了地下交通隧道施工过程中的人防工程变形与受力变化、地层变形与受力变化等, 得出相应结果: (1) 地下交通隧道施工引起的人防工程、地层变形与应力变化体现了工程建设的发展变化, 整体模型表现出地层塑性变化区并不形成相应贯通, 应结合人防工程、地下交通隧道的特点对关键工作实施控制; (2) 地下交通隧道施工引起人防工程沉降最大为13.9 mm, 跨中拉应力最大达到2 MPa, 人防工程在跨中可能产生裂缝, 并且该部位下的土体拉应力分布较集中, 建议施工中加强对人防工程底部土体加固工作, 确保土体开挖过程中的强度, 施工结束后, 应当对既有人防干道结构进行全面检查, 并对裂缝等损伤进行修复; (3) 地下交通隧道施工引起地表沉降最大值为35 mm, 地下交通隧道右线为整个工程的变形控制关键, 其中, 右线引起了人防工程沉降总量的85.61%、地表沉降总量的85.7%。

关键词:隧道,下穿,人防工程,数值模拟

参考文献

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13.隧道及地下工程发展现状 篇十三

为确保地下墙的施工质量,必须认真做好下列关键工序质量控制工作:

一、槽段成槽开挖垂直度质量控制

为达到地下墙的垂直度要求,在成槽前调整好成槽机的水平度和垂直度,成槽过程中,利用真砂成槽机上的垂直度仪表及自动纠偏装置来保证成槽垂直度。

初始挖槽精度对整个槽壁精度影响很大,要求分包单位在成槽过程中遵守:抓斗入槽,出槽应慢速均匀进行,严格控制垂直度,确保槽壁及槽幅接头的垂直度符合设计要求。

成槽时,避免在开挖槽段附近增加较大地面附加及振动荷载,以防止引起槽段坍塌。成槽过程中,应加强观测,如发生较严重局部坍塌对环境造成影响时,应将槽段及时回填后经处理重新开挖成槽。成槽机掘进速度不宜过快,以防槽壁失稳,当挖至槽底2~3米左右,应用测绳测槽,防止超挖或少挖,并进行泥浆置换和泥浆质量检测。

规范规定地下连续墙垂直度≯3‰,成槽机驾驶员可根据安装在液压抓斗上的探头,了解动态偏斜情况启动液压抓斗上的液压推板进行动态的纠偏,这样通过成槽中不断进行准确的动态纠偏,确保地下墙的垂直精度要求,

二、钢筋笼制作及吊装的质量控制

在施工现场,钢筋绑扎、加强筋布置不规范、钢筋焊接漏焊、咬肉、焊缝厚度、宽度不达标、接驳器精度不高,帽子缺失等成为质量通病,对此现场要加强“三检制度”。

要求做到结构焊缝满焊,钢筋笼吊点钢筋纵向钢筋桁架及主筋平面的斜向拉条的交点全部点焊,其余交点采用50%交错点焊,如有必要铁丝绑扎后再焊。钢筋笼吊装前,必须先检查吊具、钢丝完好情况,吊具的滑轮及钢丝绳质量是检查的重点,如发现钢丝绳有小股钢丝断裂现象,不得使用。

起吊前清除钢筋笼内的杂物,避免在起吊钢笼过程中发生高空坠物的事故。钢筋笼在入槽过程中,仔细检查接驳器的完好情况,如发生接驳器或钢筋脱焊和接驳器帽子脱落现象,必须马上弥补再入槽。

如钢筋笼下放困难,切不可强行冲击下放,必要时将钢筋笼拎出,对槽段重新处理后再入槽。

14.隧道及地下工程发展现状 篇十四

回顾了地下工程围岩稳定性研究的历史,总结了地下工程围岩稳定性分析的方法和围岩失稳的评判准则,并对其存在问题和发展趋势作了分析评述.

作 者:周洪波 付成华 ZHOU Hong-bo FU Cheng-hua 作者单位:周洪波,ZHOU Hong-bo(二滩水电开发有限责任公司,四川,成都,610051)

付成华,FU Cheng-hua(西华大学能源与环境学院,四川,成都,610039)

15.隧道及地下工程发展现状 篇十五

1 关键技术

1.1 明挖技术

明挖技术是先将岩土挖除, 然后修建地下设施, 再回填的施工方法。施工简单快捷, 在地下隧道发展初期作为首选, 但对周围影响大。城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工, 浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法, 明挖法施工属于深基坑工程技术。由于城市地铁或公路工程一般位于建筑物密集的城区, 因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状的保护, 防止地表沉降, 减少对既有建筑物的影响。

1.2 暗挖技术

在我国, 暗挖技术主要有矿山法、盾构法、沉管法、顶管法、隧道掘进机施工法和新奥法等等, 其中盾构法和新奥法在我国都有较大的应用与发展。

(1) 盾构法, 盾构实际上是盾构机的简称。盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾, 它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用, 承受周围土层的压力, 有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。盾构工法问世以前隧道施工主要靠开挖法, 但就城市隧道施工而言, 开挖法存在受地形、地貌、环境条件的限制;开挖法给城市交通带来极大不便;开挖产生的地层沉降较大;施工机械的噪声和振动;施工对环境构成的污染等诸多不利因素。相对而言, 盾构工法不存在这些缺陷, 故受到人们的极大重视, 并得以迅速发展。人们不仅开发了软土盾构工法, 而且还开发了适于卵石地层等多种其它地层的盾构工法。此外, 还在提高安全性、提高工程质量、缩短工期及降低成本等方面作了精心的研究和开发, 并取得了较大的成功。目前盾构工法在城市隧道施工技术中已占领大部分市场份额。

(2) 新奥法, 新奥法施工是把岩体视为连续介质, 根据岩体具有的粘性、弹性、塑性的物理性质, 并利用了洞室开挖后围岩应力重新分布而产生的变形到松动破坏有一个时间效应的动态特性, 适时地采用薄壁柔性支护结构 (以锚喷为主) 与围岩紧密贴合共同起作用, 从而利用天然围岩的自身承载能力, 以达到洞室围岩稳定的目的, 光面爆破、锚杆支护、喷射混凝土和现场量测, 是隧道新奥法施工的“四大支柱”。我国在硬岩中开发地下空间取得举世瞩目的成就, 目前拥有世界上最多的山岭隧道。

1.3 托换技术

托换技术是为提高既有建筑物地基的承载力或纠正基础由于严重不均匀沉降所导致的建筑物倾斜、开裂而采取的地基基础处理、加固、改造、补强技术的总称。城市地下空间开发中遇到的设施冲突、空间交叉及文物和环境等特殊情况, 基础扩大托换、树根桩托换、坑式托换、预试桩托换、化学加固法托换、压入桩托换、打入桩或灌注桩托换、锚杆静压桩托换、基础加压纠偏法托换、基础减压和加强刚度法托换、地下铁道穿越托换和结构物的迁移等门类齐全的多种托换技术应运而生, 在城市建设和地下空间开发中发挥着不可替代的重大作用。

2 发展趋势

随着我国经济、科学技术的发展、城市化水平的提高及城市可持续发展战略的贯彻, 开发利用城市地下空间越来越体现出巨大经济效益和社会效益, 以及巨大的技术和市场开发潜力, 因而我国城市地下空间开发利用必将向现代化、国际化、科学化的方向发展。具体说来, 我国城市地下空间开发利用事业将出现下述几个发展趋势:

2.1 战略储备

我国从上世纪60年代开始地下存储建设, 目前有地下仓库, 地下油库, 地下粮库, 地下冷库等项目。我国第一个地下储库在大庆油田, 目前大港油田区建成6座地下储气库, 中石油规划10个储气库。我国于2003年正式启动建立石油储备计划, 地下储库成为首选。

2.2 地下商业与工业

和欧美发达国家相比, 我国地下公共空间利用内容简单, 地下车库、地下街道是我国城市建设地下空间利用的开始, 比过去单纯为战备而建造的人防工程向前迈了一步。就地下停车场而言, 我国地下停车场建设起于20世纪70年代结合人防使用。上海、深圳等城市平均每3辆车只有1个车位, 城市提供停车场能力低于最低要求。香港重视高层建筑基础部分的利用, 特别是地下停车场。香港高层建筑一般拥有2-3层地下室, 多数用于地下停车场或商场。在工业方面, 人们利用地下空洞来发电, 有水力发电和原子能发电等。地下水力发电站多设在岩石层中, 不受地形制约可自由选择位置, 与天气、气温无关, 可全年施工。

2.3 轨道交通

我国地铁始于1965年, 北京是第一个拥有地铁的城市。地铁具有诸多优点, 如节省土地, 缓解用地紧张;它不与地面交通系统交叉受到干扰少;地铁使用电能无尾气排放, 不会污染环境。地铁对于冰雪灾害抵御能力强, 对地震、水灾、火灾和恐怖主义抵御能力弱。地铁设计遇到地震要有即停驶功能以防出轨。地铁易导致雨水灌入, 必须规划防水排水。车站一旦发生火灾, 充满烟雾引发严重灾祸。

2.4 地下隧道与管线

1997年, 我国已兴建5 200余座、总长度超过2500余公里的铁路隧道, 称为“铁路隧道大国”。大瑶山隧道全长14.3 Km, 是我国目前最长的双线铁路隧道。有公路隧道、铁路隧道、饮水隧道、水下隧道等。隧道在地下水地区要进行防水排水设计。排水系统主要由衬砌背后排水、中央排水管、横断面方向排水管、侧沟、路基排水等组成。隧道还要注意通风与照明要求。汽车尾气含有害物质, 造成空气污染。严重时危及生命。可采用自然通风、机械通风等方式通风。隧道不分昼夜均需照明。问题主要是白天照明, 驾驶进出隧道光线视觉落差大, 易造成事故。一般采用基本照明、入口照明、出口照明与连续道路照明。

2.5 开发综合技术

我国目前地下空间土木工程技术已接近世界先进水平, 但涉及到一些核心辅助设施, 如计算机与电气控制技术、自动化技术等, 与世界先进水平还有差距, 这样会影响到地下空间开发的规模与成本。新技术及新材料的研发创新随着城市的发展会有较大进步空间。

3 结语

地下工程作为新兴的一门学科, 有着广阔的发展空间, 今后还会有更多的结构引入地下, 为人们创造出新的技术手段去改变和美化城市低下空间。

参考文献

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[2]周顺华.我国城市轨道交通地下工程的施工技术现状与发展[J].城市轨道交通研究, 2004, (2) .

[3]武雅俊.浅谈地下工程施工技术要求和方法[J].山西建筑, 2010, (8) .

16.隧道及地下工程发展现状 篇十六

统计分析显示,大多数地质灾害及各类岩土工程事故大多与地下水作用有关。杭州地铁坍塌事故,上海轨道交通4号线流沙事故还有各地煤矿突水事故一次又一次给我们敲响了警钟。分析地下水与土体间的作用,寻找防治地下水的相关措施,防范甚至杜绝地下水工程事故显得尤为重要。

一、地下水对土体作用及影响

(一)地下水浮力与抗浮验算

强大的地下水浮力作用往往会造成地下室底板开裂,严重时影响基础稳定性。位于高地下水位的淤泥地基上(如我国长三角地区)的地下构筑物主要是考虑抗浮力验算。

建筑物抗浮力R可表示为:

G、Q、——恒载、活载、可变荷载准永久系数;

YGi、YQi——恒载和活载的分项系数。

结构抗浮验算与地下水的性状、水压力和浮力、地下水位变化的影响因素及意外补水有关。

(二)边坡稳定分析

由于雨水渗入、水库蓄水使得地下水位上升,土体上部荷重增大;孔隙水压力提高,有效应力降低,相应抗剪强度降低;土的抗滑力小于滑动力,最终引发边坡失去稳定并沿滑动面下滑。边坡变形破坏给工程建设带来的危害非常广泛,常造成生命财产的巨大损失,目前边坡灾害已成为仅次于地震的第二大地质灾害。

(三)沙土的振动液化

饱和沙土受到振动后趋于密实,导致孔隙水压力骤然上升,据有效应力原理='+u,土颗粒间的有效应力相应减少,由库伦强度理论知,土的抗剪强度降低。在周期性的振动荷载(如地震荷载)作用下,孔隙水压力逐渐累计,甚至可以完全抵消有效应力,使土处于悬浮状态,而接近液体的性质,这时土便被液化。沙土液化时一般在地表裂缝中喷水冒沙、地基失效并发生过大的沉降(以液化著名的新泻市为例,全市22%的钢筋混凝土房屋破坏,有20栋以上产生了超过1.5m的沉降)。为了保护建筑物的安全,一般应避免采用未经加固处理的可液化土层作为天然地基持力层。可采用将桩基础深入液化深度下的稳定土层或采用振动加密、砂桩挤密、强夯等措施加密。

(四)流沙现象

地下水在渗流过程中对土产生的作用用动水力描述(以GD表示,单位KN/m3),当至下而上渗流的动水力等于土的有效重度'(即-GD=')时,土粒间有效应力消失,土粒处于悬浮状态,可随水而自由流动,就产生了流沙。

流沙现象是一种危害极大的工程地质灾害。例如在地下水位以下开挖地基,如果不进行降水处理,基坑外水头大于坑内,坑内地下水向上渗流,就有可能出现流沙现象,坑底泥沙翻涌,给施工带来很大困难,甚至威胁到临近建筑的安全。现在一般通过减少基坑内外水头差或增加渗流路径的方法防治流沙。

(五)地下水的腐蚀性

沿海地区地下中Mg-、Cl-、SO42-浓度较高,这些离子会对钢筋混凝土产生很强的腐蚀破坏作用 。地下水中的硫酸根离子SO42-与混凝土作用生成铝和钙的复硫酸盐3CaOAl2O33CaSO43H2O。这一化合物的体积比化合前膨胀2.5倍,会极大的破坏混凝土的结构;酸性地下水对混凝土中Ca(OH)2的及CaCO3起溶解破坏作用;氯离子对混凝土有中度腐蚀,对钢筋具有强烈腐蚀作用。

二、防治地下水的工程措施

防治地下水必须从思想上认识到地下水的危害,同时要加强监管,做好勘测、设计、施工。验收各阶段地下水防治工作,确保施工质量和安全。

(一)水文地质勘测

要详尽了解最高地下水位的标高、类型、补给来源、水质、流量、流向、渗透系数、压力以及历年气候变化情况、降水量、蒸发量及地层冻结深度等技术指标,这是合理确定工程防水标高、防护要求与地下水防止措施的前提与保证。

(二)结构自防水设计

1.选用合理结构形式:应根据防护要求、使用功能结合工程地质和水文地质条件等因素综合确定,能短的不长、能整的不散,避免结构突变(或断面突变),尽量使结构选型规则、整齐,借以提升结构的整体刚度。

2.优化构造节点设计:构造节点长期以来就有“十缝九漏”的说法,虽然有些夸张,却也充分暴露出变形缝防水存在的问题。结构设计中要尽量减少裂缝开展及变形缝的设置。后浇带与构造节点的防水宜优先采用复合式防水设计,如中埋式止水带与外贴防水层复合使用;中埋式止水带与遇水膨胀橡胶条、嵌逢材料复合使用等。

3.避免设计上“强度越高越好”的错误观念:高强度的混凝土中水泥含量较多,产生大量水化热易使结构开裂。如采用较高强度的混凝土时,宜优先采用水化热小的矿渣水泥。

(三)降排水系统设计

1.排水是指坑内明排,一般是在基坑周围设置排水沟及集水井,用抽水设备不断将基坑中的渗水排除,疏干开挖土方及基础施工的作业面,随排随挖,措施比较简单。

2.降水是人工强制降低施工面地下水位,常用的降水方法有轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水等,采用何种方法一般应根据含水层特性、渗透系数、降水要求 (深度)等确定。

(四)支护与隔水设计

支护结构不仅能承受基坑开挖卸载所产生的土压力,而且能够有效的承担动水压力,起到阻隔地下水的作用。其中地下连续墙在软土层大基坑开挖中应用最为广泛。地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体,其刚度大,止水效果好,并且可以作为拟建主体结构的外墙,可取得较好的经济效益。

此外,内撑式支护、水泥土重力挡墙支护、土钉支护、钢板桩支护、锚杆支护、喷射混凝土支护等也都能起到相应的支护隔水功能。尤其是锚杆支护现已广泛应用于煤矿井田开拓及地铁隧道掘进等地下工程中。

(五)抗浮设计

主体工程采用天然地基时,单层地下室或裙房地下室可采用加大恒载(如覆土)抗浮。例如,国家体育馆地基位置较深,恰恰这块地的地下水位较高,地下水对场馆产生较大浮力。经过多次研究,最终选用8万吨废旧钢渣回填。大空间、大面积的单层地下室亦可采用抗浮锚桩协助抗浮。

(六)特殊施工工艺——冻结法

冻结法是利用人工制冷技术对地层土体进行加固支护的一种施工方法。1862年英国首先利用人工地层冻结技术成功地进行了深基坑开挖围护,随后,我国的基坑及地下工程建设中也较多采用冻结法,如润扬大桥悬索锚碇施工、上海地铁线施工以及80%以上的煤矿井筒掘进等都采用了冻结法。

冻结法以氨水为制冷剂以盐水作为冷媒剂,通过人工制冷的方法实现施工面内地下水冻结,一方面有效地阻隔地下水对施工面的干扰,另一方面,被冻结的土层具有较强的承载力,能够很好的支撑土壁。

冻结法不仅具有适应性强、隔水效果好、干作业、无污染无噪音等优点,而且其经济效益也是不容忽视的。基坑越深,冻结法施工越具有优越性。一般认为,当基坑深度小于7m时,冻结法在经济上不合算,当基坑深度大于l0m时,冻结法在经济上显示出优越性。

三、结语

只有充分认识到地下水对工程建设的作用,深入了解防治措施,加强施工监管并及时出台相关法律、法规,我们才能真正做到防患于未然。

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