地下与隧道工程技术(精选11篇)
1.地下与隧道工程技术 篇一
◆培养目标培养掌握地下工程与隧道工程的基本理论和知识,具备岗位职业能力,从事地下工程与隧道工程生产一线技术与管理工作的高等技术应用性专门人才。
◆主要课程:高等数学、概率论与数理统计、英语、计算机应用基础、工程测量、工程力学、钢筋混凝土结构、工程地质、工程CAD、岩体力学、土力学与地基基础、地下建筑结构、地下建筑施工、水力水文学、工程监理、地下工程计价与招投标、隧道及地下工程设计等。
◆实践环节工程制图与识图课程综合练习、工程应用软件实训、工程测量实习、深基坑支护技术设计、地下工程计价与招投标综合练习、生产实习、毕业设计、毕业顶岗实习等。
◆就业范围主要面向大、中城市地下工程项目。在铁道、隧道、地下管网、水利工程等领域的设计、施工、管理、投资、开发等部门从事现场施工、技术管理、测试等工作
前景还是比较好的。现在这个专业的毕业生比较少,专业从事这个工作的也不多。
2.地下与隧道工程技术 篇二
北京地下直径线为国内第一条城市地下国有铁路隧道, 采用大直径泥水盾构施工, 没有可以直接类比测试的工程条件。为寻找相关工程进行类比测试, 特对北京地区类似线路进行调研。根据调研结果, 选择北京西长线槐树岭隧道、北京延庆县军都山隧道及京原线大灰厂隧道作为振动源强类比调查和测试对象, 相关条件比较见表1。
由表1可见, 北京地下直径线隧道与槐树岭隧道、军都山隧道主要差别为道床差异, 即无砟轨道与有砟轨道间差异。大灰厂隧道为单线, 线路为有缝线路, 但为整体道床。考虑通过对比不同隧道、线路条件下的振动测试成果确定北京地下直径线的振动源强分布范围, 最终确定工程的振动强度。根据相关标准要求, 测试数据应有过车期间列车振动的最大值VLzmax和累计百分Z振级VLZ10。根据线路条件, 北京地下直径线不考虑采用弹性支承块式整体道床, 而采用普通整体道床条件下, 应有:
1.1 振动源强位置
隧道衬砌后内壁表面较光滑, 隧道侧壁处由于疏散、排水等要求设有平台, 该处与隧道内壁结构为一体, 从可比较性角度出发, 以隧道受列车运行产生的振动为可比较数据, 因此将振动源强测试点设于隧道内壁平台处 (由于安全等因素, 测试一般在避车洞附近) 。为保证测试数据的可靠性, 每一种类型通过列车数量不少于6组, 以数据平均值作为测试结果。振动监测采用符合相关规定并经过年度检定的AWA6256B环境振动统计分析仪, 各隧道监测数据见表2。由监测数据可以看出: (1) 比较北京地下直径线与军都山隧道、大灰厂隧道的相关条件可知, 直径线隧道为刚性支承块整体道床、列车速度为80 km/h条件下, 其振动源强 (VLzmax) 应大于军都山隧道91 dB, 小于大灰厂隧道96 dB。考虑到振动措施采取后进行改变难度较大, 偏保守取94 dB。 (2) VLzmax与VLz10值两者相差2~4 dB, 预测时可按3 dB考虑。 (3) 除采用最普通碎石道床的槐树岭隧道外, 上、下行线路行车的Z振级相差2~4 dB, 预测时, 可按其平均值3 dB考虑。由于碎石道床具有很好的减振作用, 碎石道床隧道上、下行的Z振级相差达13 dB。 (4) 混凝土宽型轨枕较碎石道床线路振动高3.5 dB左右。
注:以上隧道均处于北京地区, 隧道基本位于黏粘土地层, 地质条件基本相同。
注: (1) *表示换算为80 km/h时的Z振级; (2) 行驶旅客列车, 机车轴重21.5~23 t; (3) 测点布设均在下行侧。
1.2 振动衰减规律
大地是传播隧道振动的介质, 它的成份、弹性、湿度等参数以及地下管线等地质条件和状况直接影响振动传播。为获得最好的类比条件, 利用位于北京地下直径线区段的既有环线地铁宣武门—和平门站、和平门—前门—崇文门站3个区间地面振动衰减规律的实测结果 (北京地下铁道设计研究所测试) , 经频谱 (1/3倍频程) 分析, 北京地铁隧道结构的主频范围为200~315 Hz, 传播至地面的振动主频为63~80 Hz。
根据实测结果归纳分析得出, 该区段地面振动Z振级衰减值的回归方程为:
(相关系数r=0.981 5)
式中:ΔR——距离衰减修正, dB;
L——地面测点至隧道中心线的水平距离, m;
H——地面至轨顶面的垂直距离, m;
R——地面测点至隧道内中心 (轨顶面高度) 的直线距离, m。
由于实测结果回归方程的相关系数较高, 因此该公式较适用于该工程预测。
1.3 列车运行振动影响
根据上述方法确定的振动源强及衰减规律, 考虑相应的速度修正和建筑物减振修正后, 可按如下公式预测计算:
式中:V——列车运行速度, km/h;
Cg——建筑物减振修正, dB。
根据预测, 在采取普通钢筋混凝土道床时, 楼外地面和建筑物内仍然不能满足相关标准要求, 列车运行使大部分敏感点楼外地面VLZ10预测值超过75 dB, 尤其是在天宁寺桥以西区段将达到77 dB, VLzmax达到80 dB, 即列车通过时地面和建筑物内振动强烈, 将严重恶化振动环境。
2 振动控制执行标准
在工程设计过程和环境影响评价阶段, 针对工程执行环境振动标准与北京市环境保护局进行了协商:北京地下直径线工程为国家铁路干线, 如执行“铁路干线两侧”距离铁路外轨中心30 m外, 昼夜间列车振动最大值均为80 dB的标准, 有相当一部分较为敏感的居民住宅位于水平距离30 m之内, 无相应标准, 与市区密集分布居民住宅的实际不适应;如严格执行居民文教区标准, 则存在较大困难。最终确定居民住宅执行GB 10070—1988《城市区域环境振动标准》之居民文教区标准, 居民住宅室外执行GB 10070—1988《城市区域环境振动标准》之交通干线道路两侧标准。
3 振动控制措施选型
无砟轨道主要由钢轨、扣件及无砟道床组成。因此, 对无砟轨道的减振措施也相应分为阻尼钢轨、减振型扣件和减振型无砟道床3种主要形式。
(1) 阻尼钢轨 (见图1) 一般是在钢轨腹部粘上橡胶后再粘上一层钢板, 以增加振动质量, 起到衰减作用。其减振效果一般为2~7 dB。
(2) 减振型扣件主要是利用扣件垫板的良好弹性, 达到减振目的。目前常用的减振型扣件有科隆蛋扣件、VANGUARD扣件 (见图2) , 以及其他适用于无砟轨道的各种低刚度扣件等。根据扣件类型不同, 其减振效果一般为5~15 dB。
(3) 减振型道床主要是在道床下设置弹性垫层, 从而形成质量弹簧系统, 达到轨道减振目的。减振型道床主要有参振质量较小的弹性支承块式无砟轨道 (见图3) 和梯形轨道, 以及参振质量较大的橡胶浮置板道床和钢弹簧浮置板道床 (见图4) 等类型。前者减振效果一般为8~16 dB, 后者减振效果可高达15~25 dB, 甚至更高。
考虑到阻尼钢轨、减振型扣件的减振效果相对较低, 且存在工程造价较高、减振型扣件在地铁运营中存在波磨、车内噪声升高等问题, 因此建议选择性价比较高的弹性支承块式无砟轨道进行基础减振;在环境影响评价中发现, 部分居民住宅距离较近段落可能会受到通过结构传播振动引发的二次结构噪声影响, 考虑采用橡胶浮置板道床或钢弹簧浮置板道床进行减振。在设计方案中, 除隧道进出口段外, 采用弹性支承块式无砟轨道减振, 其中需要特殊减振治理二次结构噪声段落, 采用橡胶浮置板道床或钢弹簧浮置板道床进行减振。
4 存在的问题与思考
(1) 在生活水平不断提高的同时, 民众对环境的要求也越来越高。因此, 满足铁路运营安全并具有足够减振效果的减振措施研究及验证, 需要尽快予以实施。
(2) 北京地下直径线结构与其他线路的普通隧道存在较大差异, 因此预测存在相当的不确定性, 需要在通车后进行监测验证。随着动车组列车越来越多投入运营, 由于其技术标准较高且采用低轴重设计, 产生的振动影响低于普速铁路, 在后续验证中应予以考虑。
参考文献
[1]铁道第三勘察设计院集团有限公司.北京铁路枢纽改建工程北京站—北京西站地下直径线环境影响报告书 (报批搞) [R], 2004
[2]GB 10070—1988城市区域环境振动标准[S]
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.地下与隧道工程技术 篇四
郭陕云万姜林
中铁隧道集团有限公司
提要:简要介绍了我国采用岩石掘进机和盾构修建隧道的发展情况,阐述了我国掘进机法与盾构法的技术进步及存在的主要问题,展望了我国掘进机与盾构技术的发展前景,并提出了发展掘进机和盾构技术及产业化的几点建议。
关键词:隧道及地下工程,岩石掘进机,盾构,产业化,展望与建议,前言
本文所谓的隧道掘进机法是指应用掘进机开挖隧道的方法,隧道掘进机英文全称为(Tunnel Boring Machine,简称TBM).应用于岩石隧道的称为岩石掘进机(本文简称掘进机),用于软土层隧道的则称为盾构。
盾构法和掘进机法是修建隧道的一种先进方法。最近十多年来,随着我国隧道和地下工程的快速发展,盾构法和掘进机法也得到了快速发展,尤其在城市地铁、水利水电隧洞中越来越多应用盾构法和掘进机法修建。我国是目前世界上应用盾构数量较多的国家之一,并且随着我国隧道和地下工程的发展,对盾构和掘进机的市场需求仍会有较大的增长。由于盾构和掘进机技术在一定程度上反映了国家的综合国力和科技水平,并且对我国的制造业和建筑业影响较大,因而也引起了国内业内外的普遍关注。近几年来在国内已召开过许多国际、国内的盾构和掘进机技术交流会或专题研讨会;2001~2002年国家科技部已将盾构研发技术列入国家“863”发展计划,并在国内就盾构研发试制进行了招标,落实了中标单位;2002~2003年10余位全国政协委员提出“实现隧道掘进机本地化生产”和若干政策建议的提案;2004年3月,钱伟长同志上书胡锦涛主席,提出充分发挥盾构作用,推进我国隧道掘进机产业发展的建议,得到中央领导的重视。2004年4月,建设部、中国土木工程学会和中国岩石力学与工程学会在北京联合召开了推进隧道掘进机技术及产业化的专家座谈会。可见,隧道盾构和掘进机技术的发展已成为当前国内工程技术界和政府部门关注的一个重大课题。本文就我国掘进机和盾构技术的发展情况、技术发展动态及应用前景等作一简介,并就今后的技术发展以及其产业发展提出若干建议,以抛砖引玉。我国隧道盾构法和掘进机法的应用情况
2.1 开始于二十世纪五、六十年代,发展于二十世纪九十年代
2.1.1盾构
我国研究应用盾构法修建隧道是从20世纪50~60年代开始的。1956年在东北矿山采用直径
2.6m的手掘式盾构在砂层中修建疏水巷道,这是我国的第一条盾构隧道。1957年北京采用2台直径2.0m和2.6m的手掘式盾构施工下水道。上海从1963年开始研究应用盾构法技术,用于城市地下排水隧道修建,1965年研制两台直径5.8m的网格式盾构用于地铁区间隧道修建试验,掘进长度1200m。1966年研制直径10.22m的网格式盾构并辅助于压气稳定开挖面施工打浦路越江隧道。从此之后,我国陆续研制应用手掘式盾构总计达30台用于各种排水隧道施工,施工总长度约20km。
1985年引进日本的1台直径4.33m的土压平衡盾构施工排水隧道,之后研制应用了几台土压平衡盾构,但效果并不理想。二十世纪九十年代初,随着上海、广州地铁的建设,开始大量引进国外的土压平衡盾构施工地铁区间隧道。1994年开始引进日本的直径11.2m泥水平衡盾构修建延安东路越江隧道。由于采用土压平衡式、泥水平衡式等现代盾构修建隧道具有安全、可靠、快速、环保等优点,因而盾构法在我国特别是地铁建设中得到了迅速的发展。继上海地铁1号、2号线区间隧道、1
广州地铁1号、2号线部分区间隧道成功采用盾构法外,北京、天津、深圳、南京地铁以及上海、广州地铁的其它地铁线区间隧道等也相继大量推广采用盾构法,并且在越江道路、输气和市政排水隧道等也越来越多采用盾构法。盾构法目前已成为我国地铁隧道的一种主要方法。据不完全统计,我国各城市地铁采用的盾构已有60多台,掘进完成的和正在掘进的隧道总长度已超过200km(单线),采用的盾构类型为土压平衡(包括加泥式土压平衡)和复合式盾构计50余台,泥水加压平衡盾构10 台。采用的盾构直径3.3m~12m不等,其中以6.3m左右直径的居多。
2.1.2岩石掘进机
1964年,经周恩来总理批准,在国家科委领导下,成立全断面岩石隧道掘进机攻关小组,完全自力更生,先后制造出50多台掘进机。由于核心技术不过关,在地下工程建设中基本没有发挥作用。80年代初,国家科委成立掘进机办公室,采取联合攻关方式制造了8台掘进机,先后在云南西洱河水电站等工程应用,但与国际水平相比差距甚大。80年代中期,在天生桥水电站引水隧洞采用了罗宾斯公司的一台直径10m的二手掘进机施工,但效果并不理想。
进入九十年代以后,在甘肃引大入秦工程中,山西万家寨引黄入晋工程中,由外国承包商采用岩石掘进机施工多条输水隧洞取得成功。在2000年后,云南昆明掌鸠河引水工程也由外国承包商应用掘进机施工,并且中国第二重型机械集团与美国罗宾斯公司合作制造了一台双护盾岩石掘进机在该工程中使用。九十年代初,铁道部在西安~安康铁路18.4km长的秦岭铁路隧道,引进2台德国的8.8m直径的敞开式掘进机由国内单位操作使用成功建成隧道,之后采用该2台掘进机在西安~合肥铁路成功完成了6km长的磨沟岭和7km长的桃花铺隧道施工。由此也推动了我国掘进机技术的应用。
2.2 工程应用技术得到快速发展提高
2.2.1 盾构应用技术水平迅速提高
随着盾构法应用的增加以及对技术研究的深入,我国在盾构隧道的设计计算、盾构的选型及配套、盾构的使用及施工技术等方面都得到了快速提高和发展。技术已基本成熟,有的(尤其在地铁隧道盾构技术)达到了国际先进水平。
以城市地铁盾构法技术为代表,目前已有二十家国内承包商在使用近60台盾构施工,不仅采用了土压平衡盾构,也采用了泥水平衡盾构,还有复合式盾构;除区间单圆盾构外,在上海地铁还采用了双圆盾构一次施工两条平行的区间隧道;盾构隧道地面环境除复杂的建构筑物外,也有在江下、湖下穿越的(上海穿越黄浦江、广州穿越珠江、南京穿越玄武湖);盾构穿越地层除粘土、淤泥质软土、砂粘土外,还有砂层、砂砾层、卵石层、以及较高强度的岩石地层等。需要特别指出的是,广州地铁2号线越三区间研究采用具有土压平衡、气压平衡和局部气压平衡模式的新型复合式盾构成功修建了既有软土、又有坚硬岩石以及断裂破碎带的复杂地层的区间隧道,打破了长期被认为的盾构法应用的地质禁区,大大拓宽了盾构法的应用范围。
目前,我国地铁盾构法隧道管片环宽已从1.0m,普遍加大到1.2m,在广州地铁2号线率先采用了1.5m环宽的管片,是目前地铁区间隧道所用的最宽管片,有利于提高隧道结构的整体刚度,拼装接缝减少,安装效率提高,并节约成本。接缝防水大多采用遇水膨胀橡胶或三元乙丙橡胶弹性密封防水,使隧道建成后不渗不漏,达到A级防水标准。
采用激光导向或陀螺仪导向,并辅于人工测量技术等,以及运用盾构推进油缸分区操作和姿态控制与纠偏技术,管片排版选型和拼装技术等,可将隧道线形精度控制在30~50mm以内,管片错台高度控制在5~10mm内。
管片背后环形间隙注浆除采用日本常用的即时注浆和欧洲常用的惰性浆液同步注浆外,也已开发应用非惰性浆液的同步注浆技术,具有更好的早期稳定管片和控制地层沉降效果。在掘进控制、泥水与土压力和排碴管理、碴土改良、防刀盘结泥饼技术等方面也已作的很好。端头加固、联络通道施工、始发到达、安全换刀、信息化施工等方面都已掌握。在盾构的故障诊断及管用养修上已有很高技术,可以达到55%~67%的高机时利用率。
我国盾构施工中的地表隆沉一般可控制在+10~-20mm以内,可以在距既有建构筑物很近的距离下安全掘进隧道。广州地铁2号线越三区间隧道穿越既有14股铁路轨道,轨面沉降控制在5mm以内,轨道沉降差小于2mm。上海地铁2号线近距离下穿地铁1号线区间隧道、引水箱涵和地下室,地面沉降控制在3.5~8.5mm。我国盾构掘进速度平均一般为180~200m/月以上,广州地铁2号线越三区间最高月进尺405m,平均进度为236m/月。在相似地质的广州地铁三号线大汉区间,盾构施工进度平均已达334米/月,最高月进度达到562.5米,达到国际先进水平。
在城市地铁隧道盾构法得到快速发展的同时,我国采用盾构法修建越江隧道技术也得到了发展。上海采用直径11.2m的泥水盾构已建成穿越黄浦江的大连路隧道,平均进度超过200m/月。上海、广州地铁也成功采用土压平衡盾构修建地铁越江区间隧道。此外,也建成了或在建一些地层复杂、水头高度超过60m越江隧道,南京三江口、湖北忠县红花套、湖南城陵矶采用泥水盾构修建穿越长江输气隧道(直径3.3m),已建成2条,第三条即将建成;重庆正在采用直径6.5m的泥水盾构修建穿越长江的排污隧道,计划于今年建成。
2.2.2岩石掘进机应用技术开端良好,且在运用中不断创新
以西安-安康铁路秦岭隧道为标志,我国已掌握了岩石掘进机隧道的设计施工及掘进机的使用技术,不但在秦岭特长铁路隧道施工中得到成功的使用,而且在磨沟岭、桃花铺隧道长距离破碎带岩石中施工也发挥了它的优异的机械性能,在配件、配套国产化上迈出了第一步。秦岭隧道全长18.4km,采用2台直径8.8m的岩石掘进机相向施工,由铁道第一设计院设计,中铁隧道集团和中铁十八局集团施工。结合设计、施工和掘进机的管用养修等开展了6大课题24个子课题的研究和攻关,解决了极硬岩和不良地质的掘进、刀具布置及磨损与围岩特性的关系,高地应力圆形衬砌、掘进机的故障诊断与维修保养等一系列技术难题,隧道掘进最高月速度达到573m,平均达到300m以上。掘进机机时利用率平均达到58.31%的高水平。该工程技术成果获国家2003科学技术一等奖。在西安-合肥铁路,采用敞开式岩石掘进机成功完成施工磨沟岭隧道和桃花铺隧道,运用超前管棚支护、超前周边预注浆加固地层等辅助技术较好解决了不稳定破碎围岩的安全掘进施工难题,拓宽了敞开式掘进机的应用范围。同时实现了17英寸盘形滚刀和部分部件及部分后配套设备的国产化。
2.2.3 设备的设计制造有了新的进步
我国已完全能够自行设计制造手掘式盾构。而对现代盾构的设计制造则是从二十世纪八十年代末、九十年代初以后,通过与国外公司合作,设计制造了一定数量的盾构,包括上海、广州、北京等城市的重型机械厂或造船厂等,由国外公司设计,国内制造组装,在工程应用基本能够满足要求。通过中外合作,我国在设计制造的关键技术有所提高,已经掌握了结构件的设计及制造技术与工艺,已实现了部分部件的国产化,如盾构用于软土和软硬不均地层的刀盘、刀具已基本能够自行设计制造;盾构和掘进机的后配套设备、运输设备和高精度管片钢模具等已能自主设计制造,因此也降低了设备的采购和使用成本,也有利于促进掘进机和盾构技术的发展。
2.3 存在的主要问题
总体说来,经过多年来在掘进机和盾构技术上的应用研究,我国在盾构施工使用技术方面已达到了国际先进水平,在岩石掘进机施工使用技术方面已接近国际水平,有的盾构监控软件已具有自主知识产权,在盾构和掘进机的选型设计、维修、零部件、后配套设备的设计制造等已接近国际水平,但也还存在不少的问题,主要有以下几个方面:
(1)岩石掘进机和盾构的设计制造的关键核心技术尚未完全掌握,与国际先进水平尚有相当大的差距,目前国内使用的盾构和掘进机基本都是国外公司设计制造的,依赖国外的局面未得到改变;
(2)岩石掘进机的应用仍然较少,掘进机数量少、机型和应用方法单一;
(3)在盾构和岩石掘进机施工中仍然出现过一些问题,如盾构施工时隧道端头塌陷、沉降过大、有的甚至引起地面建筑物的损坏等;在岩石掘进机施工中出现围岩坍塌、掘进方向严重偏差等。我国盾构和掘进机技术的前景展望及发展建议
3.1发展前景广阔
21世纪是我国隧道及地下工程大发展的世纪,据有关专家预测,到2020年,我国将要完成近6000km的地下隧道建设,平均每年约300km。到2010年,国内各种地下工程建设约需岩石掘进机、盾构约180台(不包括微型机),年均需求量约为30台,可见市场需求巨大,发展前景广阔。
(1)城市地铁快速发展,对盾构需求最多。我国城市地铁正处在高速发展期,地铁和轨道交通规划总长度已超过3000km。目前已建成和在建的数量仅占规划数量的10%多,未来城市地铁建设仍将快速发展。除上海、北京、广州、南京、深圳、天津地铁将继续需要采用较大数量的盾构施工外,武汉、杭州、苏州、成都、沈阳等城市地铁也有采用盾构施工的需求。城市地铁仍将是今后对盾构需求最多的领域。
(2)越江隧道建设方兴未艾,对大直径和超大直径盾构的需求将有快速增长。除上海、广州地铁区间越江隧道外,上海计划在2010年采用盾构法建成20多条越江隧道,穿越黄埔江的中环隧道已开工,盾构直径14.87m;穿越长江的双向六车道公路崇明隧道,采用直径15.2m的盾构施工,计划于2004年底开工;武汉长江隧道为双向四车道,采用直径12m的盾构施工,计划于2004年下半年开工建设;南京穿越长江双向六车道公路隧道已通过预可研设计,目前正在前期准备;举世瞩目的南水北调中线工程,采用2条3.9km隧洞穿越黄河,计划采用直径9m的盾构施工。此外,拟建的浦东铁路越江段也计划采用盾构法施工;北京站至北京西站的地下直径线也在考虑盾构法施工;温州欧江道路隧道、哈尔滨松花江隧道也计划采用盾构施工,正在规划之中。
(3)城市各种地下管线隧道有待发展,对盾构的潜在需求大。有关专家预测,我国城市的给水、排水、电缆、电讯、热力、输气等隧道工程的长度将超过1000km,其对小型盾构、微型盾构或掘进机的需求量也相当大。
(4)长大、特长山岭隧道增加,对掘进机需求增加。在山岭隧道工程领域,铁路和水利水电工程都将出现越来越多的长大、特长隧道,对掘进机的需求也越来越大。85km长的辽宁大伙房输水隧洞,采用3台直径8m的掘进机施工,掘进机施工长度约60km,掘进机计划2004年下半年进场掘进。云南、青海、陕西、山西、新疆等拟建的水利水电隧洞总长超过200km,约需掘进机10台。规划修建的南水北调西线工程一期约有240km输水隧洞,也计划大部分采用掘进机施工。拟建中的锦屏二级水电站4条长16.6km、直径13m的输水隧洞,也有采用掘进机施工的方案设想。
3.2 几点建议
鉴于我国盾构和掘进机巨大的市场需求以及存在的问题,实现盾构和掘进机的国产化,全面提升工程应用技术水平已是必然的趋势。作者提出如下几点建议:
3.2.1加速盾构和掘进机的研发步伐,掌握设计制造等关键技术,形成具有自主知识产权的产品,推进我国掘进机的产业化
(1)组织力量协同攻关,尽早突破核心关键技术
现代的盾构和掘进机是高科技设备,其设计制造涉及机、电、液、气、控、测、计算、结构、材料、制造、自动化、信息化、管理科学等多学科领域,是复杂的系统工程,难度很大。必须有效组织整合国内的各有关学科领域的优势技术资源共同努力方能完成。在引进技术、合作制造的同时,应组织国内设计、施工、研发、制造等单位对掘进机的核心技术、综合集成技术等进行攻关,在国外现有技术基础上进行创新,形成具有自主知识产权的全套技术和掘进机产品。
(2)国家应加大力度扶持盾构和掘进机的研发
原国家经贸委将全断面岩石掘进机技术研究与开发列为“十五”重大攻关项目,国家科技部于2002年将直径6.3m盾构掘进机研发列入了“863”重大专项,并由中铁隧道集团、上海隧道公司分别牵头,联合国内有关单位正在进行研究攻关,已在河南和上海建立盾构研发基地和设计试验中心,前期计划研制两台样机,目前正在进展之中。由于盾构和掘进机的研制风险高,基地建设及样机研制资金投入大,回报难于预期。建议国家重点扶持,在政策上实行优惠,在资金上加大投入,以使尽快建立起盾构从研究、设计、制造、工业性试验和改造,以及集产、学、研、用等为一体的研发基地。同时也避免一哄而上,粗制滥造和重复建设,造成不必要的浪费。研发的思路必须正确,不搞象计划体制下那样的“大而全”或“小而全”。
(3)建立实验工程或示范工程
盾构和掘进机样机的现场工业性试验必不可少并且十分重要。由于样机可能存在缺陷,试验性施工可能出现一些问题,甚至实验失败的可能等,由研发承担单位找寻并通过有关业主来确定试验段工程的方法不太现实,难度很大。建议国家给予特别支持,在适当的地方分别划出若干典型的专门的国产盾构和掘进机的试验性工程。
(4)加强修理改造研究和配件及消耗材料的研发
如前所述,我国目前及今后使用的盾构和掘进机数量很大,而盾构和掘进机是对地质高敏感的非标设备,并且我国地域广大,地质类型多样,因此应加强对盾构和掘进机旧设备的修理和更新改造的技术研究,以尽可能延长设备的使用寿命,提高设备利用率;同时也应加强盾构和掘进机配件和消耗材料的国产化研发,以降低工程费用。
(5)盾构和掘进机类型的多样化
我国地质类型多样,各地区环境条件不同,隧道功能和断面各异,需要的盾构和掘进机有所不同,因此,盾构和掘进机的研发宜多样化。
3.2.2进一步创新发展设计与施工技术,全面提升盾构和掘进机的工程应用水平
由于我国掘进机和盾构技术的应用将迅速增加,应用范围不断加大,遇到的地质水文条件、周边环境条件会千变万化,并且对其应用的可靠性、安全性、经济性、以及效率的要求也会随之提高,因此建议在以下几个方面加强其工程应用技术的创新研究:
3.2.2.1在盾构法方面:
(1)进一步研究盾构与地质的适应性关系,以及地中障碍物的超前探测技术,开发盾构在复杂地质条件及穿越障碍物时的安全、高效掘进技术及配套技术;
(2)深入研究高水压下和长距离隧道盾构(包括超大断面盾构)掘进技术,尤其在防突水涌水、停机检修和换刀安全技术方面应有所突破;
(3)城市地铁车站多采用明挖法,拆迁量大,对地面干扰大,费用也不断增加,因此应研究采用异型盾构修建地铁车站或单圆盾构先行掘进然后扩挖的修建车站的成套技术;
(4)应研究完善盾构辅助工法的应用配套,尤其是始发、到达端头加固技术以及联络通道的安全施工技术;
(5)简易的盾构如插刀盾构、网格盾构等在我国仍然具有一定的适应性,并且其价格低,设计制造简单,适合中国国情,目前已完全具备自行设计制造能力。建议加强对简易盾构及施工配套设备的研究开发与工程应用,研究压缩混凝土衬砌与简易盾构的成套技术。
3.2.2.2岩石掘进机法方面:
(1)进一步研究掘进机法的适应性、可靠性和经济性等方面的综合对比研究,尤其要进一步研究完善掘进机在不良地质的安全掘进技术及配套与辅助技术,以为扩展掘进机的应用提供依据和技术支持;
(2)研究应用岩石掘进机与钻爆法结合的“混合法”施工成套技术;
(3)进一步研究完善适应掘进机施工的围岩分类(或岩石分级)和地质工作规范,尤其要完善创新掘进机施工中的配套的地质超前预报技术和手段。
3.2.3 规范市场,完善法规,有序发展
目前在我国掘进机法和盾构法隧道工程的招标、投标中,还在一定程度上存在不公正、不公平,地方保护和行业保护以及无序竞争等现象,在一定程度上影响着盾构和掘进机的国产化;建筑队伍“鱼龙混杂”、低价中标,缺乏统一的权威的规范、规程等也影响着我国盾构和掘进机工程应用技术水平的提高。因此建议:
(1)建立健全并严格执行相关的政策法规,努力做到招投标的公正、公平、科学、有序,营造有利于我国盾构和掘进机产业的形成与发展及工程应用技术水平提高的市场环境,尤其要避免无资质、无业绩和无技术的队伍进入盾构和掘进机市场,要改变不合理低价中标现象;
(2)要认真总结国内外盾构和掘进机应用的经验与教训,在此基础上,结合我国国情,尽快组织编制我国盾构和掘进机研发、设计制造、和施工生产的系统完善的技术法规,使规划、设计、研制、工程建设、施工等都有法可依,有章可循。
3.2.4加速人才培养,建立数量足够的、技术过硬的队伍
目前我国在盾构和掘进机研发人才特别是高素质的复合人才十分匮乏,建议尽快培养和引进,有关高校和研究机构设置相关课程和实验室,以尽快建立起数量充足、技术过硬的研发、生产、设计、施工队伍。
五、结束语
综上所述,我国的隧道盾构和掘进机技术历经四、五十年的“波折”,特别是经过最近十多年来的快速发展,取得了显著的成就,积累了比较丰富的技术和经验,已成为世界上应用数量最大、发展最快、今后需求最大的国家。但在掘进机和盾构设计制造及工程应用技术方面总体上与先进国家相比尚有相当的差距,需要我们广大科技工作者携手努力,不断创新,迎头追赶。
作者简介:
1、郭陕云,大学本科学历,现任中铁隧道集团有限公司董事长,中国土木工程学会隧道及地下工程分会理事长,教授级高级工程师。
2、万姜林,硕士研究生学历,中铁隧道集团有限公司副总工程师,中国土木工程学会隧道及地下工程分会秘书长,教授级高级工程师。
通讯地址:河南省洛阳市陵园东路3号院,邮编:471009
联系电话:0379-2632027,2632757(总工办),***(万姜林)
5.地下与隧道工程技术 篇五
本专业立足土木工程建设与发展需要,面向隧道、地下与道桥工程等各类土木工程设施,以土木工程学科为背景,土木工程研究、设计、施工、管理与养护的基础理论和工程素质教育为重点,适应现代大土木发展需要的宽口径工程教育。建成行业特色鲜明、全国先进的土木工程专业。
培养目标:
培养适应社会主义现代化建设和科学技术高速发展需要,德、智、体全面发展,掌握扎实的数学和力学基础理论和较宽广的专业知识,具有较强的外语和计算机应用能力,具备独立从事隧道及城市轨道交通工程以及相关道路、桥梁规划、设计、施工、监理、管养等专业知识和较强能力的卓越人才。
核心课程:
画法几何及工程制图、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、工程测量、工程地质、土力学与基础工程、结构设计原理、岩石力学、建筑材料、有限元法应用、隧道工程、地下建筑结构、桥梁工程、地下工程施工与组织管理、隧道通风与运营管理、爆破工程、基坑工程(其中企业学习一年时间)。
就业服务方向及从事主要工作:
6.地下与隧道工程技术 篇六
广州生物岛至大学城隧道地下连续墙施工
针对广州生大沉管隧道地下连续墙工程的.重要性,对该工程的地质条件进行了分析,介绍了地下连续墙施工方案和施工工艺,提出了地下连续墙施工的主要保证措施,积累了地下连续墙施工经验.
作 者:高攀 马磊 GAO Pan MA Lei 作者单位:高攀,GAO Pan(中铁隧道集团,河南,洛阳,471009)马磊,MA Lei(郑州大学环境与水利学院,河南,郑州,450001)
刊 名:山西建筑 英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE 年,卷(期): 35(7) 分类号:U455 关键词:隧道 地下连续墙 施工工艺 保证措施7.北京地下直径线城市隧道工程管理 篇七
北京地下直径线位于北京市中心区前三门大街下方,沿线地面建筑密集,周边环境异常复杂,施工风险极高,地面沉降控制标准高,被北京市列为“最难、风险最大的在建地下工程”,被铁道部列为“极高风险1号工程”。工程特点:(1)北京市首次采用大直径泥水盾构施工的隧道;(2)北京市盾构独头掘进最长的隧道,盾构独头掘进5.175 km; (3)北京市第一条采取全线风险评估的隧道。
2 北京地下直径线工程难点
(1)下穿明城墙、箭楼、正阳门等重要文物;(2)上跨地铁5号线,下穿地铁4号线,平行地铁2号线;(3)下穿西便门、天宁寺、护城河和白云桥;(4)隧道上方管线多,特别是自来水管线沉降要求高;(5) 沿线建筑物密集,包括国务院国有资产监督管理委员会、团中央等国家部委机关;(6)换刀次数多,每100 m需停机带压进仓换刀。
3 北京地下直径线城市隧道工程管理
城市隧道不同于山岭隧道,其沿线有较多地下管线,地面建筑物密集,施工时要重视对周边环境的保护。为确保北京地下直径线城市隧道修建时不破坏周边环境,确保首都的安全和稳定,建设单位要做好管理工作,控制好工程的安全和质量。
3.1 前期协调工作
北京地下直径线工程地处市中心区,涉及征地拆迁、管线改移、园林伐移等大量前期工作。为不影响工程进度,必须加大协调力度,抓好前期工作。通过与地方政府、产权单位的积极协调,目前工程的征地拆迁工作基本完成,管线改移工作有序进行,为主体工程施工创造了良好的条件。
在北京地下直径线主体工程施工阶段,仍有很多专项方案需要实施,涉及占路围挡、交通导改等前期工作。因此,必须做到超前预想,提前下手,为方案实施及手续办理等前期工作预留充足的时间。
3.2 安全质量工作
3.2.1 风险评估
一是城市隧道沿线存在很多不安全因素,为确保施工及周边环境的安全,做好风险评估工作。北京地下直径线工程沿线环境十分复杂,工程初期,北京铁路局北京地下直径线工程建设指挥部(简称指挥部)组织相关单位对工程沿线所有风险因素进行全面排查,共排查涉及既有地铁、房屋、桥梁、文物、地下管线及重要的人防工程六大类风险源。组织专家对北京地下直径线工程进行风险评估和方案评审。通过评估,确定了128个风险点,其中重大风险点23个。对每个风险点进行分级管理,登记造册,明确施工时间、风险概况和种类、工程情况、控制危险源的主要措施和施工现场安全责任人,并上报铁道部工程质量安全监督总站北京监督站和北京铁路局建设项目管理处审批备案,同时根据风险评估对既有设计方案进行优化和调整。
3.2.2 关键技术掌控
掌握关键技术,提高安全质量管理工作的科学合理性。城市隧道施工具有工法多、施工工艺复杂、技术含量高等特点。建设单位应加强对工程施工技术的学习和研究,了解不同的工程和工法、不同风险点的安全质量控制重点,使安全质量控制做到有的放矢,提高工作效率。
北京地下直径线采用了浅埋暗挖法、盾构法和明挖法。浅埋暗挖隧道施工严格遵循“管超前、严注浆、强支护、勤量测”的技术要求。预支护、预加固一段,开挖一段;开挖一段、支护一段。建立以“防塌、限沉”为核心的技术控制原则,除采用正常暗挖施工程序中的技术措施外,对特殊建筑还要根据具体信息做好针对性预备措施:(1)穿过建筑物或上方有重要管线时,主要采用密排小导管超前支护并注浆加固地层;(2)加强对相应建筑物或市政管线监测,必要时采用地表注浆加固地基、跟踪补偿注浆补偿土体损失及洞内环向注浆补偿土体变位等措施。将回填注浆作为暗挖施工的必需工序加以控制,施工过程采用扩散性好的浆液进行初支背后回填注浆、二次衬砌背后回填注浆,做到及时、饱满充填,减少对土体的扰动。
盾构隧道施工的安全质量控制重点是保证设备状态正常,加强施工过程中的压力管理和渣土管理,保证同步注浆量和注浆压力,及时进行二次注浆,保证管片安装质量及防水条的保护。施工过程严格按照信息化进行组织管理,对地表沉降和建筑物变形进行严密监测,对所有受影响的建筑物进行布点监测,对楼房应增加倾斜监测,特殊地段应加强量测频率,并及时分析反馈监测结果。同时利用实测数据进一步修正完善地表沉降和建筑物变形的预测结果,对可能引起有害变形的建筑物做出早期预警并制定应急措施,确定备用方案的实施与否。
3.2.3 标准化管理
认真贯彻铁道部“高标准、讲科学、不懈怠”的方针,严格按照北京铁路局“人员配备标准化、管理制度标准化、现场管理标准化、过程控制标准化”的要求进行管理,做到高起点准备,高标准要求,高水平施工。注重抓源头、抓过程、抓细节,扎实工作,稳步推进,依标准化管理的要求,对北京地下直径线的建设管理模式逐步落实,并针对工程特点制定和完善各项管理制度,提高管理水平。
3.2.4 安全质量管理体系
建立安全质量管理体系,健全安全质量管理组织机构。北京地下直径线的安全质量受铁道部安全质量监督总站和北京市安全质量监督总站双重监督管理。指挥部下设安质部,负责对工程施工的日常安全质量监督、检查及问题整改。同时指挥部通过加强对工程监理的管理,确保施工单位严格按照设计和规范施工。指挥部还聘请了第三方监测单位负责在施工过程中对沿线房屋建筑、桥梁、路面及管线的变形监测,随时掌握工程风险点的安全状态,避免突发性安全事故的发生。
3.2.5 信息化施工
信息化施工是以数据指导施工,利用施工中获取的各种工程信息反馈指导、调整施工工作,现代化施工中必不可少。北京地下直径线隧道沿线地面建筑密集,地下管线密布,施工引起的沉降控制标准极高。因此,在施工监测的同时引入第三方监测单位,在各个关键点安装各种监测系统,对既有地铁、桥梁、建筑及地面进行监控量测,用以采集地铁结构变形、地面建筑物沉降、隧道拱顶变形、收敛、地下水位、水质、岩土体变形、土压力变化等数据。对这些数据进行分析,并将分析结果反馈到施工中,及时调整施工参数及施工方案,既可保证施工安全,又可优化和完善设计,使设计更加合理。
3.2.6 地质灾害探测
做好工后空洞、水囊等地质灾害的探测工作。北京市有些工程在施工过程中并未出现任何问题,但是工后出现了地面塌陷现象。北京地下直径线工程吸取以往类似工程的经验,在完成施工的浅埋暗挖隧道沿线全部采取空洞、水囊等地质灾害雷达探测,并根据探测信息对存在空洞、水囊等安全隐患的部位及时采取注浆填充措施,减小工后沉降,确保工后地面安全。
3.2.7 施工材料管理
北京地下直径线工程包括隧道、道床、轨道、信号、接触网等工程,所需原材料种类繁多。因此,对原材料实行“先检验,后使用”的原则。每一批进场的原材料质量必须符合现行规范、标准和规定的要求,材料报验后由实验室负责取样、检验并出具检验报告,判定原材料是否符合技术要求。对实验室无法检验的项目,必须报监理委外试验,其试验报告作为判定原材料是否合格的依据;对不合格的原材料一律不许进场或予以清退。
3.3 投资控制
加强工程投资控制,科学合理使用项目建设资金,降低工程造价,提高投资效益,以实现项目投资目标。在严格执行国家相关法律、法规的基础上,必须严格执行北京铁路局“三重一大”资金管理办法、大额资金联签制度,并根据北京地下直径线工程的特点,制定和完善《北京地下直径线工程资金管理制度》。验工计价严格按照《北京铁路局地下直径线工程验工计价管理办法实施细则》实施,严禁虚验和超验,确保“验工计价”的真实、完整。指挥部还与银行、施工单位签订了三方监管协议,规范资金使用。
4 北京地下直径线工程进展
通过不懈努力,北京地下直径线工程管理水平逐渐提高。地面沉降控制由开始时的30 m m减小到现在的15 mm以内;盾构掘进速度也由开始时的2~3环/天提高到现在的3~4环/天;带压换刀也由原来的2~3仓/天增加到现在的5~6仓/天。在管理水平提高的同时,工程也取得阶段性进展,盾构隧道完成掘进1 620 m,两端浅埋暗挖隧道全部完成,并安全通过沿线11个重大风险点,其中包含距离北京地下直径线主体结构仅1.2 m的白云观南里9, 10号楼,距离盾构隧道结构仅2.34 m的地铁2号线试验段。既有地铁的沉降控制在2 mm以内,变形均控制在允许变形值以内,工程处于安全可控状态。
5 结束语
8.地下与隧道工程技术 篇八
关键词:基坑工程;地下工程;安全;环境影响;控制
1引言:因为我国的土地资源越来越紧缺,所以对地下空间的开发与利用成为了近年来关注的焦点。地下空间已成为城市发展的重要目标,对于地下空间的利用逐渐在向更深的方向推进,例如以地铁为主的城市轨道交通已经与城市的可持续发展密不可分[1]。本文通过基坑工程与地下工程的安全问题进行分类,并针对基坑施工引起的地下隧道变形、基坑降水引起的变形等问题提出了一些控制措施。
2基坑工程与地下工程安全问题分类
我们通过国内外地下工程以及基坑工程施工中自身安全稳定问题和对环境产生的影响进行全面的分析,可以把基坑工程与地下工程安全问题分为如图1所示的三类,分别是施工引发变形及其环境影响、局部破坏与连续破坏引发自然灾害、水土流失引发的灾害[2]。
(1) 第一类。由于地下工程施工以及使用过程中产生形变而引起的环境破坏和灾害。对于变形问题,常规的地下工程分析理论与方法、渗流与固结理论、本构模型、数值分析等都可以适用。
(2) 第二类。基坑工程与地下工程施工以及使用过程中所引起的局部空洞、塌陷、腐蚀以及水土流失等造成的环境影响和灾害。因为其设计到土、水、以及土的相互作用等方面的因素,所以常规的分析理论与方法、现有的本构模型、数值分析以及渗流与固结理论都不能适用。
(3) 第三类: 地下工程施工过程中支护结构局部破坏、土体局部剪切破坏、基坑渗漏等原因引发的基坑与隧道的损坏以及引发的大范围塌陷和连续破坏。国内对这种非线性的大变形以及多场强耦合动力问题研究较少。
3基坑工程的控制
3.1基坑降水引起的变形及控制
回灌主动控制技术被作为控制降水引起形变的主要方式之一,可以有效的控制基坑降水引起的变形。通过在基坑和隧道间建造回灌井进行地下水回灌,可以使由基坑建设以及降水导致的坑外土体变形得到有效的限制,沉降速度明显降低[3]。这种方法充分的证明了回灌方式对降水引起的基坑变形起到很大作用。
3.2基坑施工引起地下隧道的变形控制
3.2.1隔离桩控制。隔离桩作为一种被动控制技术,可以有效的控制基坑或隧道施工对周边建筑造成的破坏,它通过隔离软土地基大面积荷载下应力的传播而减小对附近建筑设施的破坏。将隔离桩合理的设置在基坑围护装置和隧道之间,能够使基坑施工过程中坑外土变形传递有效地减少,从而起到控制基坑或者隧道施工对邻近建筑造成的影响[4]。
研究还表明,隔离桩还能够在阻止坑外土体以及隧道平移时起到隔离和牵引的作用,当牵引作用比较大时,反而会加大一定深度区域内的隧道和土体的水平位移。基坑施工中坑外位移区最容易出现卸荷效应,如果将大部分隔离桩放置在该区域内时,隔离桩产生的牵引效果最为明显。而通过改善埋入式隔离桩的桩长以及桩顶埋深,可以使其牵引作用减弱而隔离效果增强。相同情况下,隔离桩与隧道之间的距离越短,隔离效果越好。
3.2.2隧道内注浆主动控制。微扰动袖阀管注浆方式是对隧道不利变形进行纠偏的重要手段,在我国隧道病害治理中获得了一定程度的应用,并取得良好的效果。注浆初期可以通过对管片转动的影响,使隧道接口的张开量减小;随着泥浆的不断注入,隧道横向收敛不断减小,但由注浆造成的隧道侧向位移以及接头错台量则逐渐增加。
3.2.3基坑外注浆控制技术。在基坑开外过程中,如果被动控制不能控制基坑外隧道向基坑方向的位移,可以采用在隧道和基坑之间设置竖向袖阀管注浆的方式来控制隧道变形,在注浆过程中,可以通过产生的水平力以及竖向力来迫使隧道发生设计好的水平和竖向位移,从而使基坑工程中产生的基坑外隧道变形得到良好的控制。
3.2.4钢支撑轴力液压伺服主动控制基坑变形。当基坑与车站以及地铁相邻时,基坑的变形很难用常用手段进行控制,实际的施工过程中,可以采用在基坑水平刚支撑两端与地下连续墙连接处放置用于液压伺服控制的千斤顶,根据基坑以及基坑外隧道的实际变形情况,通过动态调整支撑轴力的方式有效的对隧道变形进行控制。
3.3基坑工程连续破坏的控制设计方法
由于深基坑工程的复杂性和不确定性较高,已经发生的较多事故表明,其发生重大连续破坏工程事故的概率可高于結构工程,同时基坑工程连续破坏事故的影响程度和破坏程度也不亚于结构工程,其破坏类型如图2所示。通过对实际施工过程中典型的坍塌事故进行分析与研究,提出了一下几点增加基坑支护结构体系冗余度的方法,来防止连续破坏的发生。
(1)间隔加强法:每隔一定的距离就对支撑体系以及维护桩进行加强设计;(2)增加传力路径:科学合理的设计与布置支护结构可以有效的增加支护体系的传力路径; (3)保证延性:确保支护结构的构件以及节点都拥有足够强度的延性;(4)保证节点强度:加强支护结构连接点的强度,可以使支护体系的鲁棒性和整体性得到提高;(5)增强横向连续性:通过安装强度较高的梁体使支护结构水平度上的冗余度得到提高,这种方式在外凸形支护组织平面中效果最为明显。
3.4盾构法隧道施工引起变形控制
在对盾构法隧道进行施工时,由于其千斤顶推力、土仓压力、盾尾注浆施工参数以及盾构机姿态在不断的发生变化,所以盾构隧道在不同地质条件的图层中,施工单位要采用不同的施工工艺以及施工精度,这回很难做到有效的预测和控制地的表沉降。尤其是如果隧道工程位于城市中心区域,由于建筑物密集,管线复杂,盾构法隧道施工具有很高的环境敏感度,对于一些年代久远的建筑、道路、管线,其抗变形能力大大降低,很难承受盾构法施工过程中的剧烈反应,因此需要高要求的精细化控制施工中的各项参数。
3.5盾构隧道连续破坏的控制
(1)控制破坏范围:在容易发生连续破坏的区域设置加强环,如果发生局部破坏可以将其控制在一定范围之内。(2)防止局部破坏发生:通过加强隧道中容易发生破坏区域内的盾构隧道管片连接螺栓、设置临时加固措施、进行隧道外土体加固等方式来防止局部破坏的发生(3)防止连续破坏:在容易发生破坏区域内设置隧道加强段来防止连续破坏的发生。
3.6地下工程漏水漏砂灾害的控制
(1)通过坑外快速降水来控制地下工程漏水造成的灾害,这项措施能否成功的关键取决于降水速度(2)通过控制孔洞或缝隙的持续发展也可以有效的控制灾害的产生。(3)如果采取的措施都不能奏效,那么最后可以采用向地下工程灌水的措施是控制灾害的持续发展。
结语:随着我国科技水平的不断发展,我国的地下工程和基坑工程在施工技术方面不断进步。通过基坑工程和地下工程的安全以及环境影响进行科学有效的控制,可以提高地下工程的整体施工水平,为我国地下工程的持续发展奠定良好的基础。
参考文献
[1]陆明,秦灏,朱祖熹. 上海轨道交通 9 号线盾构区间隧道抢险修复工程介绍[J].中国建筑防水,2007,27( 1) : 27-30
[2]尹光明.城市隧道临近建筑物超深基坑支护理论与安全控制技术研究 [D] .中南大学,2012.
[3] 李俊松.基于影响分区的大型基坑近接建筑物施工安全风险管理研究 [D] .西南交通大学,2012.
[4] 李曙光,方理刚. 土压平衡盾构在富水饱和粉细砂层中掘进事故实测分析[J]. 铁道建筑,2005( 12) : 35-37
9.隧道不良地质与塌方处理技术 篇九
羊角脑隧道不良地质与塌方处理技术
摘要:隧道塌方是一种不容回避的现象,除了加强预防外,更重要的是如何整治处理、减小损失和挽回进度。在隧道出现塌方的情况下,塌方处理分2步进行:首先对受塌方影响的初期衬砌裂缝地段进行加固,及时施作二次衬砌;其次是对塌方体进行抢险处理。在现场把握情况的基础上认真研究处理塌方对策,认真制定处理塌方的步骤、方法及预防塌方的施工措施。公路软弱围岩段隧道施工必须早封闭成环及紧跟二次衬砌,使其与初期衬砌共同参与受力。关键词:羊角脑隧道、塌方处理、小导管加固
1、工程概况
郴宁高速公路是厦门至成都高速公路在湖南省境内重要路段之一,也是湖南等内陆省份通往东南沿海地区前线的一条重要的国防军事快要通道,同时也是构成湖南省五纵七横高速公路网络主骨架组成部分,是连接我国东、中南部及西南地区的主要运输通道。本合同段起讫里程K151+134~K154+100,起点位于桂阳县保和乡上张家村,终点位于桂阳县方元镇周家水村。
其中主要工程为羊角脑隧道(双线),右洞起讫桩号为YK151+155~YK154+025,长2870m,左洞起讫桩号为ZK151+160~ZK154+090,长2930m,属长隧道,其余路基工程178m。隧道左、右洞线型为大半径C型曲线,郴州端为直线,宁远端左、右洞曲线半径分别为2350m、2450m,超高为2%。右洞纵断面郴州端约1960m的范围内位于2.5%的上坡段内,其余位于0.5%下坡段内;左洞纵断面郴州端约1965m的范围内位于2.5%的上坡段内,其余位于0.5%下坡段内。隧道段内地形较为平坦,局部坡陡,冲沟发育,冲沟走向以被动走向为主,呈“U”字型沟谷。隧道区内地层由上至下为 2009论文(技术总结)隧道塌方处理
2.3.3施工方面原因。施工时对地质复杂程度认识不足,对岩石受到裂隙及溶槽切割后对隧道结构的不利影响认识不足、不清晰,重视程度不够,同时参加施工的人员经验不足,没有对不良地质灾害很好的进行预测。
3、处理措施 3.1不良地质:
在不良地质区段进行施工时,就实际情况增加不稳量测断面,并就重点断面进行重点跟踪量测,作好地质报告。
选择最合理的辅助施工措施,包括大管棚支护、超前导管、钢支撑加密等,并在施工中掌握以下几个要点:“勤量测、管超前、严注浆,短开挖、弱爆破、强支护、早封闭、快衬砌”。3.2塌方:
3.2.1在塌方体表面喷1层30cm厚的C20早强混凝土将塌方体封闭,保持塌方体稳定,防止塌方体继续扩大。
3.2.2后方围岩补强:
a、在后方未稳定区域,确定了不能立即衬砌的段落,环向打入Φ42小导管作为注浆管,(小导管采用φ42mm(壁厚3.5mm)的热轧无缝钢管,)注浆管长度以5米为宜,间距为100㎝×100㎝,主要针对围岩裂隙及受塌方影响变形扰动的松散体。
b、对于上台阶已经施工完的工字钢(ZK151+228.75~ZK151+256左右侧)段锁脚位置打设三层Φ42小导管,每层间距40cm。
c、注浆采用水泥---水玻璃浆液,水泥浆与水玻璃体积比1:0.5,水泥浆水灰比1:1,水玻璃浓度35波美度,模数:2.4,注浆压力:初压0.5~1MPa,终压2Mpa,注浆后,根据监控量测数据来看,后方围岩已趋于稳定,可以进行下一步施工方案的实施。
3.2.3仰拱施工:掌子面暂停施工,立即采取下台阶仰拱紧跟掌子面封闭成环的原则措施,保证安全,从ZK151+228.75开始在仰拱底部工字钢与边墙工字钢连接封闭成环,直至跟到掌子面位置,仰拱必须采用短跨度开挖,最大不得超过3m。
3.2.4超前支护:
为防止前导开挖继续塌方的发生,同时能够保证施工质量及运营安全,根据实际情况对掌子面前方进行探孔,探孔深度20米,查看前方地质情况,探孔时分别对每米进尺做好地质描述,用以指导下一步施工。根据以上地质描述,经专家、公司、总监办、工作站、设计院、监理处等单位现场仔细勘查后,确定掌子面采取直径108mm的大管棚进行超前支护。根据地质情况,掌子面围岩为全风化泥质砂岩夹黄粘土,结构面发育无序,稳定性较差,对于难于成孔的部位采用跟管施工,一次成型,在桩号ZK151+256处,沿渣堆顶部初支出露的轮廓线施工大管棚,Φ108mm大管棚的环向间距为30cm、外插角为8°、长度为15m,在每2根大管棚间打入外插角为25°、长为7m的Φ42mm的小导管,小导管纵向间距为2.5m,并压浆固结塌方体和周边围岩,注浆压力为0.5~1.0MPa。
2009论文(技术总结)隧道塌方处理
大管棚—跟管示意图
a、大管棚——跟管制作方法
跟管分为:管靴、跟管和管丝三部分组成。其中此工程中跟管制作所用数据如下:管靴长度为30cm,一端内侧做10cm反丝扣,另一端做成10cm长、壁厚8mm,中间段采用直径108mm,壁厚为4mm。跟管采用长度为1.5m,直径108mm,壁厚为4mm,两端内侧做成反丝扣,长度为10cm,一部分要求在管壁钻孔,孔间距15cm,梅花形布置,用于跟管中前部,为了注浆时使浆液外流,一部分不钻孔,主要用于跟管尾部,防止漏浆。管丝长30cm,直径108mm,壁厚为4mm,两端外侧做成反丝扣10cm。
钻头采用直径80mm偏心钻头(偏心后成孔108mm),直径100mm连接头和直径80mm冲击器,钻杆采用直径73mm,长度1.5m。
b、大管棚——跟管施工放样
本次工程中大管棚——跟管环向间距为30cm,为了保证大管棚不侵入开挖轮廓线,顶部的大管棚的导向管应符合隧道纵向坡度、线路曲线要求以及根据管棚机性能以及考虑塌方处围岩情况,本工程技术人员初步定为8度。施工人员用钢筋把定向管按照8度焊接于钢拱架上,使定向管在大管棚——跟管施工中不移动,其中定向管规格直径130mm,壁厚为4mm,长度为1.5m。
c、大管棚——跟管的钻孔
首先在管棚机上安装带有钻头的钻杆,同时在钻杆上套一个管丝和一个有孔跟管,并将管丝与跟管丝扣连接及焊接牢固,将管靴从钻头前端套入与管丝丝扣连接并焊接牢固。管棚机开始钻孔,当 2009论文(技术总结)隧道塌方处理
否运行正常,将运行正常的机械,水泥、水玻璃运至工地。机械就位后,进行浆液的调配,浆液一般为水泥砂浆和水玻璃双液浆按一定的比例参配。严格进行大管棚注浆,注浆采取水泥-水玻璃浆液,水泥浆与水玻璃体积比1:0.5,水泥浆水灰比1:1,水玻璃浓度:35波美度,水玻璃模数:2.4,注浆压力:初压0.5~1.0MPa,终压2.0MPa。施工时由2名工人配制水泥浆,水玻璃浆液是用买好的35波美度浆液,1名工人开注浆机,2名工人连接注浆管。注浆从下往上对称注入双桨液,至从导气孔内流出浆液,关闭导气管的阀门,继续注浆直至压力达到设计要求。注浆时所有跟管的注浆阀门应全部打开,如果发生串浆,应将串浆跟管及其导气管的阀门关闭后再继续注浆,直至注浆压力达到设计要求后方可停止。每一根跟管一定要连续注浆,不间断。
3.2.5坍塌体开挖:
坍塌碴体下部开挖时,从ZK151+256开始初期支护工字钢纵向间距调整为40cm,并施作系统锚杆及铺挂双层φ8钢筋网。钢筋网安设时应注意:施作前,初喷3cm厚混凝土形成钢筋保护层;钢筋横纵相交处焊接或绑扎牢固;钢筋网搭接长度不得小于一个网格,焊接或绑扎牢固;施作前钢筋要进行校直、除锈及油污。塌方空腔采用C20喷射混凝土填满,大里程方向预留钢管到塌方顶部,作为二次填充用。3.3塌方处理的施工要求
本着保安全、保质量的原则,特别事情特别对待,项目部一定要由领导亲自领头带班、技术人员和安全员轮流值班,遇到突发事件,能立即采取应急处理措施。初期支护量测要及时,先期每4小时一测,待围岩收敛量及下沉量稳定后每8小时一测,并及时向值班人员、业主及监理汇报监控结果。对于每步工序都要高标准高质量来施工,杜绝施工队偷工省料等事情的发生。洞外的护栏要拦好,禁止无关人员进入洞内,值班人员要随时注意观察围岩变化。若有突变,所有人员必须立即撤离。加快处理速度,尽量减少围岩变化。
4、经验与体会
隧道塌方不但是由自然因素引起的,而且还有人为因素引起的,更重要的时地质勘测、施工工序与治理对隧道塌方起决定性作用。塌方事故发生后,业主、设计、监理和施工单位应派出相关领导、隧道地质专家、工程技术人员等迅速到塌方点,具体勘察塌穴高度、宽度、纵向长度及塌穴稳定情况;检查塌方对初期支护的损坏情况和影响区域;分析塌方的主要原因和塌方可能继续发展的趋势等。前方封堵,后方加固,对塌方区形成合围,是防止塌方恶化的有效方法。而且必须认真制定处理塌方的施工措施,现场下达抢险口头指令,明确各自任务和要求。
隧道塌方后,不要急着去清除塌方渣体,应先待塌方体相对稳定后,对塌方体表面进行喷混凝土封闭,防止塌方体滑移,然后再加固未塌方地段,防止塌方范围扩大,最后向塌方体注浆加固为后序开挖做好预备。
为此在隧道的施工过程中要加强管理,重视地质超前预报及监控量测工作,围岩自稳不稳定地段要多打超前支护,并且不断培养工程技术人员在现场对围岩不稳定段施工的应变能力和处理能力。
10.地下与隧道工程技术 篇十
开发利用地下空间。综合开发城市地下空间这种新型国土资源是解决城市人口、资源、环境三大危机的重要措施,是城市走可持续发展道路的重要途径。
一、人防工程建设现状
为适应经济发展和城市规划建设的需要,过去单纯以对空防御的人防工程正在向抗灾救灾的民防工程转变。
60-70年代,以战备为目的的人防工程,因在组织上采用“群众路线”,在技术上强调“群众创造”,而导致缺乏整体规划与设计,功能单一,质量低劣,布局与城市建设脱节;人防工程约占地下建筑总数的一半以上。改革开发后,各行各业的工作重点逐步转移到经济建设,人防部门于80年代初开始以平战结合的形式,或对一些早期人防工程进行改造,或新建一些具有商机的人防工程,发挥人防工程的经济效益。80年代末,尤其是92年邓小平同志南巡讲话以后,随着经济经济建设的迅速发展,高层、超高层建筑在全国各大中等城市拔地而起,地铁工程、地下行人街道、地下商场等地下建筑物的大量兴建,人防工程建设逐步走向与城市建设相结合的道路。特别在经济发达的地区和城市,繁华的商业地段成为地下空间开发的热点和焦点,其地下空间的利用离不了以防灾救灾为目的的人防工程,但仅考虑人防作用势必影响其商业、交通、娱乐等功能的发挥,人防工程规划设计应纳入到城市地下空间综合利用中去。
事实上,早期人防工程因建造年代久远,质量差,或弃之不用,或因地下环境恶劣,在防漏、防火、通风等方面或多或少存在某些问题,使用功能难以发挥。新建的人防工程在整体规划方面与其它地下建筑物协调性差,某些地下建筑物所有者人防意识淡薄,人防工程在地下空间规划上所占的地位在下降,从某种程度上说,人防工程建设已难以适应城市地下空间综合开发利用的热潮。
二、人防工程建设现存问题
加强人防部门的行政管理职能目前,人防工程主要归属于国家人防委下的各级人防办管理。在地下空间开发利用初期,地下建筑以人防工程为主,地下空间资源开发的经济利益不明显,甚至被认为为无利可图,地下资源管理权之争矛盾较小,人防工程管理工作较为单纯。随着城市经济的快速增长所带来的城市地面空间拥挤,地下空间资源的重要性和优越性越来越明显,人防部门和其它地下建筑管理部门在地下空间的规划设计、功能、投资、经营管理等方面或多或少会发生矛盾。人防部门应从国家长远利益出发,遵守相关法规、条例,坚守人防阵地,在综合开发利用城市地下空间资源的前提下,积极发挥自己的行政管理职能。
提高公民的人防意识人防建设是国防建设的重要组成部分,是增强国家整体防卫能力的重要措施。在和平时期,坚持走人防建设与城市建设相结合的道路,增强城市整体防灾救灾能力,是人防部门的职责所在。人防部门应通过有关新闻媒体或教育、宣传等途径,广泛宣传人防工程是城市发展不可或缺的生命线程,增强公民防灾救灾的自我保护意识,寻求公民对人防工作的理解、支持和帮助,消除人们对人防工作的某些误解。
提高人防部门的自身素质人防工程的开发利用要纳入到城市地下空间综合开发利用中去,是人防事业发展的必由之路,这就对人防工程的规划设计、管理者的素质提出了新的要求。人防部门只有培养自己的专家,加大对地下空间规划设计、施工、新型建筑材料等科研、新技术开发和教育等的投入,广泛引进愿为人防事业献身的科技、管理人才,造就一批高素质的科研和施工队伍,拥有自身的强大技术支持,才有权利和能力在综合开发利用地下空间资源的领域中对人防工程的规划设计、施工等提出自己的方案而拥有发言权;才有能力搞好人防工程建设,才有能力逐步深化对人防工程的管理和对已建的人防工程进行改造和实施功能转换。不提高自身素质,没有强大的技术作后盾,人防部门在城市地下空间资源的综合利用领域是很难有所作为的。
加强对已建人防工程的管理60~70年代大量兴建的人防工程,因选址随意,规模小,施工质量差等原因,在某种程度上是对地下空间资源的破坏,对后续地下空间开发利用造成了不良后果。因此,人防部门应全面开展对已建的人防工程的调查、统计、评估等研究工作,对那些改造投资大、经济效益差,人防功能低,或对地下空间资源的进一步开发利用造成障碍的人防工程应予拆除;对可改造利用的人防工程进行改造,提高其使用功能,发挥其经济效益。
建议积极开展人防工程的技术经济研究,建立一套合理评价人防工程质量、功能、经济效益和平战结合效果等
系统的科学的分析方法和实施软件,大力开展人防工程改建、拆除等技术研究工作和试验。有条件的地区和城市,应建立人防工程数据库,加强人防工程的信息管理和为地下空间资源的开发利用提供信息服务。
加强人防工程规划根据各自城市自身发展方向及战略目标,人防工程规划应长远考虑,高瞻远瞩,面向世界,面向现代化,应坚持高起点综合规划。人防
部门不论在组织形式上,还是在技术上都应加强对人防工程规划领导,做到人防工程规划应与地下空间综合利用相结合,与城市整体发展形态、结构布局、地面建筑空间相协调。为搞好人防工程规划,应认真调查分析城市灾害特点,查明城市的主要灾害系统,建立各种灾害毁伤预测数学模型。运用现代科学技术确保人防工程规划的合理性、科学性和经济性,从而达到提高城市在灾害和战争条件下的稳定性和灾后城市功能的恢复能力。
人防工程规划还必须以可持续发展为指导思想,更新观念,树立环境价值观。我国是一个发展中国家,正处于经济高速发展的时期,在这样的历史时刻,迅速实现人防规划等发展战略的转变具有极其重要的现实意义。
人防部门还应充分发挥自身长期从事地下空间开发已积累了一定的规划设计、施工、管理经验等优势,与相关单位和部门紧密合作,敦促政府加快城市地下空间综合开发利用的法规建设,制定出权威性的统一规划。在新的历史时期,人防部门应为地下空间开发利用再立新功。
三、城市地下空间开发利用应考虑人防功能
确保必要的人防工程建设按照国家长期坚持、平战结合、全面规划、重点建设的人防建设方针和有关规定要求,人防工程必须在地下空间的开发利用中保持一定的地位,占有一定的数量。应在确定灾害背景的情况下,根据城市留城人口数量,测算各类人防工程的总数量;再根据核袭击条件下的城市危险区的划分,以及战备、社会、经济、环境等综合效益的优化,提出合理布局各类人防工程的方案。
城市建设与人防工程建设相结合对于城市中心、居住区中心和机场、码头、车站等城市政治、经济、文化活动中心,对外交通枢纽和人群相对较为集中的地区的开发建设,要坚持地上、地下综合规划,统一施工,必须考虑防空、防灾的地下人员掩护空间,避免自然灾害和空中袭击所造成的人员大量伤亡。在规划建设城市生命线工程时,如地下水库、地下输配电站、地铁工程、主干输水管道等,应保证它们有足够的防灾抗震、防空抗毁等防护能力,提高城市综合抗御灾害能力。
加强地下工程平战功能转换的研究工作要积极开展地下建筑工程的平战转换规划、设计、建筑材料和施工等技术的开发和研究工作,做到非人防工程在战时、自然灾害情况下能顺利、限时、安全地转换为地下掩护体。
四、结 论
11.浅谈地下工程细部构造渗漏与防治 篇十一
【关键词】渗漏与防治;止水带;事前预防
地下工程细部构造防水,常常由于设计考虑不周,选材不当或施工质量差而造成渗漏水,直接影响生产和使用。渗漏水易发生的部位主要在施工缝、蜂窝麻面、裂缝、变形缝及穿墙管道等处。本人就易发生渗漏的常用细部构造防治要点谈谈自己的看法。
1.变形缝渗漏与防治
1.1存在现象
地下工程的变形缝没有处理好导致渗漏水。
1.2原因分析
止水带固定方法不当,埋设位置不准确或在浇筑混凝土时被挤动,止水带两翼的混凝土包裹不严,特别是底板止水带下面的混凝土振捣不实;钢筋过密,浇筑混凝土时下料和振捣不当,造成止水带周围骨料集中、混凝土离析,产生蜂窝、麻面;混凝土分层浇筑前,止水带周围的木屑杂物等未清理干净,混凝土中形成薄弱夹层,均会造成渗漏。
1.3治理方法
1.3.1埋入式止水带漏水时,先用氰凝浆液压注灌入漏水部位,当下部已经止水后,凿除原止水带的破损处,修补好,然后补浇凿除破损处的混凝土。
1.3.2中埋入式止水带须全部剔出,用BW橡胶止水条压嵌入变形缝底止水,然后重新铺贴好止水带,再浇筑混凝土压牢。
1.4事前预防
1.4.1全埋式地下防水工程的变形缝应为环状,半地下防水工程的变形缝应为U字形,U 字形变形缝的设计高度应超过室外地150mm以上。
1.4.2对止水材料的基本要求是:适应变形能力强;防水性能好;耐久性高;与混凝土粘结牢固等。常见的变形缝止水带材料有:橡胶止水带、塑料止水带、氯丁橡胶止水带和金属止水带(如镀锌钢板等)。
1.4.3对环境温度高于50℃处的变形缝,可采用2mm厚的紫铜片或3mm厚不锈钢金属止水带,在不受水压的地下室防水工程中,结构变形缝可采用加防腐掺合料的沥青浸过的松散纤维材料,软质板材等填塞严密,并用封缝材料严密封缝,墙的变形缝的填嵌应按施工进度逐段进行,每300~500mm高填缝一次,缝宽不小于30mm。
1.4.4对环境温度经常低于50℃,在不受强氧化作用时,变形缝宜采用橡胶或塑料止水带,当有油类侵蚀时,应选用相应的耐油橡胶或塑料止水带,止水带应整条,如必须接长,应采用胶结,止水带的接缝宜为一处,应设在边墙较高位置,不得设在结构转角处,止水带埋设位置应准确,其中间空心圆环与变形缝的中心线应重合。
1.4.5中埋式止水带中心线应和变形缝中心线重合,止水带不得穿孔或用铁钉固定。在转弯处做成圆弧形,橡胶止水带的转角半径不应小于200mm,转角半径应随止水带的宽度增大而相应加大。
2.后浇带渗漏与防治|
2.1存在现象
沿后浇带缝渗漏水,影响地下工程使用功能。
2.2原因分析
2.2.1缝侧混凝土面光洁,没有凿毛处理。
2.2.2后浇混凝土配合比不当,水泥收缩率大,振捣不密实。
2.2.3没有及时养护,引起收缩裂缝。
2.2.4后浇带的混凝土的环境气温高于主体结构浇筑的温度,气温下降后收缩裂缝。
2.3治理方法
2.3.1沿裂缝漏水时,采用氰凝浆液或丙凝浆液压浆灌注法封闭缝隙,防止渗漏水。
2.3.2裂缝直接堵塞,即在水压较小时,沿裂缝剔成八字形坡的沟槽,用水刷洗干净,将快凝水泥胶浆搓成条形待胶浆开始凝固时,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,经检查无渗漏后再做保护层和防水层。当水压力较大,裂缝较长时,可分段堵塞,采用下绳堵漏法。
2.4事前预防
2.4.1后浇带宜用于不允许留设变形缝的工程部位,其间距和位置应按结构设计要求确定,宽度宜为700~1000mm。采用补偿收缩混凝土浇筑,其抗渗和抗压强度等级不应低于两侧混凝土。
2.4.2后浇带应在其两侧混凝土龄期达到42天后再施工,后浇带混凝土养护时间不得少于28天。
2.4.3后浇带混凝土应一次浇筑,不得留设施工缝。
2.4.4后浇带需超前止水时,后浇带部位的混凝土应局部加厚,并应增设外贴式或中埋式止水带。
2.4.5补偿收缩混凝土中的膨胀剂掺量不宜大于12%,并应以胶凝材料总量的百分比表示。
2.4.6施工期的温度应低于两侧混凝土施工时的温度,而且宜选择在气温较低的季节施工。
3.穿墙管道和螺栓渗漏与防治
3.1存在现象
水从穿墙管的下部漏出,或沿管周渗漏水。
3.2原因分析
有的穿墙管直径大于500mm,则管下的混凝土不易振捣密实;或穿墙管没有满焊止水环;或没有清除管外壁的锈斑。
3.3治理方法
管下混凝土漏水时,将管下漏水的混凝土凿除酥松部分,水的压力不大,用快凝水泥胶浆堵塞,其配合比为水泥:促凝剂=1:0.5~0.6,从拌制到操作完毕不宜超过2min为宜。操作时应特别迅速地将胶浆压在漏水处,使用时,注意随拌随用。
3.4事前预防
3.4.1在管道穿过防水结构处,要预埋套管,在套管上加焊止水环,要满焊严密,止水环数量按设计规定。安装穿管时,先将管道穿过预埋管件,并将位置找准,作临时固定,然后一端用封口钢板将套管焊牢,再将另一端套管和穿管之间的缝隙用防水密封材料嵌填密实,并将封口钢板封堵严密。
3.4.2采用遇水膨胀止水圈的穿墙管,管径宜小于50mm,止水圈应采用胶粘剂满粘固定于管上,并应涂缓胀剂或采用缓胀型遇水膨胀止水圈。
3.4.3穿墙管道应在浇筑混凝土前预埋。当结构变形或管道伸缩量较小时,穿墙管可采用主管直接埋入混凝土内的固定式防水法;当结构变形或管道伸缩量较大或有更换要求时,应采用套管式防水法。穿墙管线较多时,宜相对集中、采用封口钢板式的防水法。
4.沿混凝土墙体施工缝渗漏与防治
4.1存在现象
先浇地下室混凝土底板,后浇墙体,则施工缝留在底板上;或浇底板前立好200~500mm高的墙模板,但接缝形式和接缝处理不当,则沿施工缝渗漏水。
4.2原因分析
施工管理不善,施工前没有切实可行的施工方案和确保防水质量的措施。对墙体施工缝的位置、形式和接缝方式,以及继续浇筑的施工要求都不明确。
4.3治理方法
沿漏水的部位用压力灌注氰凝浆液,堵塞一切漏水的通道。再用氰凝浆液涂刷施工缝的内外两面。宽度不小于600mm。
4.4事前预防
4.4.1水平施工缝浇筑混凝土前,应将其表面浮浆和杂物清除干净,铺水泥砂浆或涂刷混凝土界面处理剂并及时浇筑混凝土。
4.4.2垂直施工缝浇筑混凝土前,应将其表面清理干净,涂刷混凝土界面处理剂并及时浇筑混凝土。
4.4.3施工缝采用遇水膨胀橡胶腻子止水条时,应将止水条牢固地安放在缝表面预留槽内4.4.4施工缝采用中埋止水带时,应确保止水带位置正确,固定牢靠。
5.结束语
地下工程细部构造渗漏水形式多种多样,治理方法也比较多,在处理渗漏水时应根据工程的不同漏水情况遵循“防排截堵,刚柔相济,因地制宜,综合治理”的原则,使得大漏变小漏,片漏变孔漏,线漏变点漏,逐渐缩小渗漏水范围,最后堵住漏水。我想,只要在实际施工中严格控制操作工艺,选用恰当的施工技术措施,则细部构造防水一定会取得很好的防治效果。
【参考文献】
[1]地下工程防水技术规范.(GB50108-2008),中华人民共和国住房和城乡建设部.
[2]卫明.建筑工程施工强制性条文实施指南,中国建筑工业出版社,2002-11.
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