4隧道一级建造师公路实务

隧道工程施工方法、质量通病及防治11B414010隧道的组成、围岩分级和施工技术1B414011掌握隧道组成一、种类一类是修建在岩层中的，称为岩石隧道又称山岭遂道；一类是修建在土层中的，称为软土隧道：水底隧道和城市道路隧道。二、组成(一)洞门类型及构造1.洞门类型：端墙式洞门、翼墙式洞门、环框式洞门、遮光式洞门等。2.洞门构造(1)洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不应小于1.5m，洞门端墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外围的高度不应小于1.0m，洞门墙顶应高出仰坡坡脚0.5m以上。(2)洞门墙应根据需要设置伸缩缝、沉降缝和泻水孔。(二)明洞类型及构造1.明洞类型：明洞一般用明挖法施工。应根据明洞的用途、地形、地质条件、荷载分布情况、运营安全、施工难易等条件确定明洞形式。明洞主要分为两大类，即拱式明洞和棚式明洞。按荷载分布，拱式明洞可分为路堑对称型、路堑偏压型、半路堑偏压型和半路堑单压型。按构造，棚式明洞分为墙式、钢架式、柱式。2.明洞构造(1)拱式明洞(2)棚式明洞：顶盖通常为梁式结构；内边墙一般采用重力式结构，当岩层坚实完整，干燥无水或少水时，可采用锚杆式内边墙；外边墙可以采用墙式、钢架式、柱式。(三)洞身类型及构造1.洞身类型：按隧道断面形状分为曲墙式、直墙式和连拱式等。2.洞身构造：分为一次衬砌和二次衬砌、防排水构造、内装饰、顶棚及路面等。(四)隧道的附属设施通风设施、照明设施、安全设施、应急设施、公用设施等。1B414012掌握围岩分级一、公路隧道围岩分级Ⅰ级：坚硬岩，岩体完整；550MPaⅡ级：坚硬岩，岩体较完整；550MPa-451MPaⅢ级：坚硬岩，岩体较破碎；450MPa-351MPaⅣ级：坚硬岩，岩体破碎,碎裂结构；350MPa-251MPaⅤ级：较软岩，岩体破碎；250MPaⅥ级：黏土、细砂、软土二、围岩分级的判定方法1.隧道围岩分级的综合评判方法宜采用两步分级，并按以下顺序进行：(1)根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度综合进行初步分级。(2)考虑修正因素的影响，修正岩体基本质量指标值。2.围岩分级中岩石坚硬程度、岩体完整程度两个基本因素的定性划分和定量指标及其对应关系应符合有关规定。3.围岩详细定级时，如遇下列情况之一，应对岩体基本质量指标进行修正：(1)有地下水；(2)围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用；(3)存在高初始应力。1B414013掌握隧道施工技术一、隧道施工的主要技术1.新奥法：采用喷锚技术、监控量测等并与岩石力学理论构成的一种施工方法。2.传统的矿山法：是采用钻爆法开挖和钢木构件支撑的施工方法。3.隧道掘进机法：4.盾构法：是一种钢制的活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市中心区修建隧道的一种机械。在它的掩护下，头部可以安全地开挖地层，一次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度。5.明挖法：是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。6.盖挖法：是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部的工程在封闭的顶盖下进行施工，主体结构可以顺作，也可逆作。7.浅埋暗挖法：开挖中采用多种辅助措施加固围岩，充分调动围岩的自承重能力，开挖后即时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系。“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”8.地下连续墙：二、山岭隧道施工技术(一)山岭隧道的洞口、明洞与浅埋段施工技术1.洞口施工开挖进洞时，宜用钢支撑紧贴洞口开挖面进行支护，围岩差时可用管棚支护，支撑作业应紧跟开挖作业，稳妥前进。2.明洞工程(1)当边坡能暂时稳定时，可采用先墙后拱法。(2)当边坡稳定性差，但拱脚承载力较好，能保证拱圈稳定时，可采用先拱后墙法。(3)半路堑式明洞施工时，可采用墙拱交替法，且宜先做外侧边墙，继作拱圈，再作内侧边墙。(4)当路堑式明洞拱脚地层松软，不能采用先拱后墙法施工时，可待起拱线以上挖成后，采用跳槽挖井法先灌筑两侧部分边墙，再做拱圈，最后做其余边墙。隧道工程施工方法、质量通病及防治2(5)具备相应的机具条件时，可采用拱墙整体灌筑。3.浅埋段工程(二)山岭隧道的洞身开挖施工技术一般选择新奥法或矿山法施工技术。岩石隧道的爆破应采用光面爆破或预裂爆破技术。(三)山岭隧道的洞身衬砌施工技术选择支护方式时，应优先采用锚杆、喷射混凝土或锚喷联合作为临时支护。在软弱围岩中采用锚喷支护时，应根据地质条件结合辅助施工方法综合考虑。(四)山岭隧道的排水与防护施工技术1.施工防排水洞内顺坡排水，其坡度应与线路坡度一致，洞内反坡排水时，必须采取机械抽水。洞内有大面积渗漏水时，宜采用钻孔将水集中汇流引入排水沟。洞内涌水或地下水位较高时，可采用井点降水法和深井降水法处理。严寒地区隧道施工排水时，宜将水沟、管埋设在冻结线以下或采取防寒保温措施。1B414020隧道施工测量和监控量测技术1B414021掌握隧道施工测量技术一、一般规定1.控制测量的精度应以中误差衡量.最大误差(极限误差)规定为中误差的两倍.2．隧道施工时应做好下列工作：(1)长隧道设置的精密三角网或精密导线网.应定期对其基准点和水准点进行校核.(2)洞外水准点、中线点应根据隧道平纵面、隧道长度等定期进行复核.洞内控制点应根据施工进度设定.3、洞内施工隧道测量.桩点必须稳定、可靠.且通视良好.水准点应设在不易损坏处.并加以妥善保护.测量仪器、工具在使用前应作检校.保证仪器具的技术状态符合使用要求.使用光电测距仪时.应按其使用规定要求进行.4.隧道平面控制测量的精度、隧道内两相向施工中线在贯通面上的极限误差、由洞外和洞口内控制测量误差引起在贯通面产生的贯通误差影响值、洞内导线测角、量距的精度以及两洞口水准点间往返测高差不符值.均应符合交通部现行的《公路隧道勘测规程》(JTJ063—85)的规定.5．隧道竣工后应提交贯通测量技术成果书、贯通误差的实测成果和说明、净空断面测量和永久中线点、水准点的实测成果及示意图.二、洞内施工测量1.洞内导线应根据洞口投点向洞内作引伸测量.洞口投点应纳入控制网内.由洞口投点传递进洞方向的联接角测角中误差.不应超过测量等级的要求.后视方向的长度不宜小于300m.导线点应尽量沿路线中线布设.导线边长在直线地段不宜短于200m；曲线地段不宜短于70m.无闭合条件的单导线.应进行两组独立观测.相互校核.用中线法进行洞内测量的隧道.中线点间距直线部分不宜短于100m；曲线部分不宜短于50m.2．特长隧道、长隧道及采用大型掘进机械施工的隧道.宜用激光设备导向.3.供导坑延伸和掘进用的临时点可用串线法标定.其延伸长度在直线部分不应大于30m；曲线部分不应大于20m.串线法的两吊线间距不宜小于5m.用串线法标定开挖面中线时.其距离可用皮尺丈量.4．开挖前应在开挖断面标出设计断面尺寸线.开挖工作完成后应及时测量并绘出断面图.采用上下导坑法施工的隧道.上部导坑的中线每引伸一定距离后.应与下部导坑的中线联测一次.用以校核上部导坑的中线点或向上部导坑引点.5.供衬砌用的临时中线点.必须用经纬仪测定.其间距可视放样需要适当加密.但不宜大于l.6．衬砌立模前应复核中线和高程.标出拱架顶、边墙底和起拱线高程.用设计衬砌断面的支距控制架立拱模和墙模.立模后必须进行检查和校正.确保无误.7．洞内水准路线应由洞口高程控制点向洞内布设.结合洞内施工情况.测点间距以200～500m为宜.8．洞内施工用的水准点.应根据洞外、洞内已设定的水准点.按施工需要加设.为使施工方便.在导坑内拱部、边墙施工地段宜每100m设立一个临时水准点.并定期复核.三、贯通误差的测定及调整1．贯通误差的测定应按下列要求进行：(1)采用精密导线测量时.在贯通面附近定一临时点.由进测的两方向分别测量该点的坐标.所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上.得出实际的横向和纵向贯通误差.再置镜于该临时点测求方位角贯通误差.(2)采用中线法测量时.应由测量的相向两方向分别向贯通面延伸.并取一临时点.量出两点的横向和纵向距离.得出该隧道的实际贯通误差.(3)水准路线由两端向洞内进测.分别测至贯通面附近的同一水准点或中线点上.所测得的高程差值即为实际的高程贯通误差.2．贯通误差的调整应按以下方法进行(1)用折线法调整直线隧道中线.(2)曲线隧道.根据实际贯通误差.由曲线的两端向贯通面按长度比例调整中线.(3)采取精密导线法测量时.贯通误差用坐标增量平差隧道工程施工方法、质量通病及防治3来调整.(4)进行高程贯通误差调整时.贯通点附近的水准点高程.采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程.3．隧道贯通后.施工中线及高程的实际贯通误差.应在未衬砌的100m地段内(即调线地段)调整.该段的开挖及衬砌均应以调整后的中线及高程进行放样.四、竣工测量1．隧道竣工后.应在直线地段每50m、曲线地段每20m及需要加测断面处.测绘以路线中线为准的隧道实际净空.标出拱顶高程、起拱线宽度、路面水平宽度.2．隧道永久中线点.应在竣工测量后用混凝土包埋金属标志.直线上的永久中线点.每200～250m设一个.曲线上应在缓和曲线的起终点各设一个；曲线中部.可根据通视条件适当增加.永久中线点设立后.应在隧道边墙上画出标志.3．洞内水准点每公里应埋设一个.短于lkm的隧道应至少设一个.并应在隧道边墙上画出标志.五、辅助坑道测量1．经辅助坑道引入的中线及水准测量.应根据辅助坑道的类型、长度、方向和坡度等.按要求精度在坑道口附近设置洞外控制点.2．平行导坑与横洞的引线方法和高程测量均与正洞相同.3．斜井中线的方向应由斜井口外直线引伸.可采用正倒镜分中的串线法进行；斜井量距应丈量斜距.测出桩顶高程.求出高差.按斜距换算成水平距离.4．竖井测量时.应根据竖井的大小、深度、必要的测量精度决定测量方法.经竖井引人中线的测量可使用钢弦吊锤、激光、经纬仪等.经竖井的高程可将钢卷尺直接吊下测定.IB414022掌握隧道施工监控量测技术一、监控量测的目的掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈.指导施工作业；通过对围岩和支护的变位、应力量测.修改支护系统设计；分析各项量测信息.确认或修正设计参数.二、采用复合式衬砌的隧道.必须将现场监控量测项目列入施工组织设计量测计划应根据隧道的围岩条件、支护类型和参数、施工方法以及所确定的量测目的进行编制.同时应考虑量测费用的经济性.并注意与施工的进程相适应.三、量测内容与方法1．复合式衬砌的隧道应按表1B414022选择量测项目.表1B414022中的1—4项为必测项目；5—11项为选测项目.应根据围岩条件、地表沉降要求等确定.2．爆破开挖后应立即进行工程地质与水文地质状况的观察和记录.并进行地质描述.地质变化处和重要地段.应有照片记载.初期支护完成后应进行喷层表面的观察和记录.并进行裂缝描述.3．隧道开挖后应及时进行围岩、初期支护的周边位移量测、拱顶下沉量测；安设锚杆后.应进行锚杆抗拔力试验.当围岩差、断面大或地表沉降控制严时宜进行围岩体内位移量测和其他量测.位于Ⅳ一Ⅵ级围岩中且覆盖层厚度小于40m的隧道.应进行地表沉降量测.4．量测部位和测点布置.应根据地质条件、量测项目和施工方法等确定.5．测点应距开挖面2m的范围内尽快安设.并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数.6．测点的测试频率应根据围岩和支护的位移速度及离开挖面的距离确定.7．现场量测手段.应根据量测项目及国内外人工量测仪器的现状来选用.四、量测数据处理与应用1．应及时对现场量测数据绘制时态曲线(或散点图)和空间关系曲线.2．当位移一时间曲线趋于平缓时.应进行数据处理或回归分析.以推算最终位移和掌握位移变化规律.3．当位移一时间曲线出现反弯点时.则表明围岩和支护已呈不稳定状态.此时应密切监视围岩动态.并加强支护.必要时暂停开挖.4．二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行：(1)各测试项目的位移速率明显收敛.围岩基本稳定；(2)已产生的各项位移已达预计总位移量的80％～隧道工程施工方法、质量通病