隧道工程的施工方法范例(3篇)

来源:网络

隧道工程的施工方法范文篇1

【关键词】隧道工程;施工管理;问题;对策

现阶段隧道工程项目建设中施工管理质量水平的提高不仅影响到整个隧道工程质量水平的高低以及工程安全,也在一定程度上关系到广大社会民众的财产以及生命安全。但是,目前我国隧道工程项目建设管理中,存在施工管理方法不科学的现象,隧道工程项目建设的施工管理工作发展还不成熟,在实际管理工作中存在一系列问题。因此,隧道工程施工建设的相关管理人员要针对施工管理中存在的问题,制定科学的解决方案,提高隧道工程的施工管理质量水平。

一、现阶段隧道工程施工管理的现状分析

(一)现阶段隧道工程施工建设中设计环节监督管理不到位

在隧道工程的实际施工建设过程中,隧道工程施工建设的设计人员往往过多虑隧道工程的美观以及造型新颖,经常忽视设计环节中抗震设计、隧道工程建设的实际环境制约因素以及工程建设整改的难度系数等。此外,隧道工程施工建设的设计环节监督管理工作不到位,出现设计变更的频率不断加大,而隧道工程后期的工程建设设计变更工作中变更要求相对繁琐,会直接影响到整个隧道工程建设的质量水平[1]。因此,在实际隧道工程设计工作中,要尽量强化监督管理,在隧道工程的设计工作前期就要及早发现施工建设中可能会对隧道工程施工建设质量造成影响的安全隐患,从而杜绝后期发生的隧道工程质量事故。

(二)隧道工程施工建设中忽视隧道施工前的准备工作

做好隧道工程施工前的准备工作,可以在一定程度上有效控制隧道工程的施工质量水平。隧道工程正式施工建设前,隧道工程项目建设的管理人员往往忽视对施工前必要工作的监督管理,给隧道工程的正式施工建设带来严重影响。比如隧道工程施工建设的技术核定签字盖章速度相对缓慢、检测报告结果的显示不及时、隧道工程施工材料的实际供应速度相对缓慢以及隧道工程施工建设的资金周转管理不到位等。这些问题在一定程度上都与施工建设前的准备工作不到位有直接关系。隧道工程施工建设中忽视隧道施工前的准备工作,不仅浪费了工程建设的财力物力,也造成了隧道工程建设工期的延长,不利于隧道工程施工单位经济效益的获得。

(三)隧道工程施工建设中配套设施管理不科学

隧道工程的竣工验收环节,相关部门对隧道工程施工建设的质量安全等问题进行检查过程中,往往针对工程建设土建方面的具体问题,对于隧道工程建设管理中的水电、卫生方面、防火设备以及供暖等的配套检查管理力度较小,这就导致在隧道工程建设的正式施工过程中,隧道工程的施工单位忽视工程建设配套设施的控制管理。比如,工程施工建设中电线的超负荷工作从而使其寿命缩短,水压控制不合理导致实际工作中供应不足,保温隔声效果不好等,这些不合理的配套设施将直接影响到用户的后期使用,严重影响到用户的日常生产生活。

二、隧道工程施工管理的对策

(一)隧道工程施工管理中关键控制点的质量管理

隧道工程项目施工管理贯穿于整个隧道工程的建设全过程,不仅需要隧道工程的施工企业从全局出发,综合考虑问题,保证隧道工程的施工质量安全,而且还需要隧道工程的施工企业高度重视施工建设过程中的细小环节,做好隧道工程施工关键控制点的质量管理,从而实现整个隧道工程施工建设的质量安全。比如,隧道工程项目施工建设的区域山体爆破操作环节,施工企业需要对山体爆破的具置以及支护位置等进行规范化控制管理,尽量实现爆破实际结果与预想结果的一致[2]。隧道工程施工建设的施工企业不仅要制定科学的监督管理制度,还需要利用先进的科学技术手段,不断提高关键控制点的质量监管。比如,隧道工程施工建设施工企业要采用先进的质量检测技术,正确测量隧道围岩建设过程中需要的力学信息数据,并按照规范化操作程序将信息数据传输给隧道工程的质量管理人员,使其能够对隧道工程的施工全过程进行有效监控,为隧道工程施工方案的选用提供科学参考依据。

(二)隧道工程施工管理中新技术的规范化使用管理

隧道工程的施工管理过程中涉及较多的管理问题,主要包括安全监督管理、质量监督管理以及施工设施设备的监督管理等,这些管理工作实际工作量较大,不仅需要大量的施工管理人员,也需要消耗较多的时间。因此,隧道工程施工建设的施工企业要学会利用新技术来解决隧道工程施工建设中的实际管理问题,尽量简化隧道工程施工管理的监督管理流程,降低施工管理成本。隧道工程项目建设管理过程中的每一项新技术都发挥着至关重要的作用,有着自身特有的优势。比如,在隧道工程施工建设的横截面尺寸、形状以及平整度等技术指标的测量过程中,可以利用激光断面仪进行准确测量,确保隧道工程的顺利施工。隧道工程施工建设的施工企业在对锚杆的压浆密度以及长度进行测量时,可以利用声波仪技术准确测量。在隧道工程施工建设的山体空洞情况检测过程中,可以借助地质雷达按照一定的操作程序对山体固化混凝土之后的实际情况有效检测,确认是否存在空洞现象,从而在一定程度上避免隧道工程施工过程中塌方以及山体滑坡质量安全事故的发生。

(三)正确使用新奥法隧道工程施工技术,确保隧道工程施工管理水平的提高

隧道工程施工建设中的新奥法主要是通过实践检验的方式对隧道工程施工建设进行有效管理,现阶段新奥法在隧道工程施工建设的科研方面、设计管理方面以及正式施工管理等方面进行了有机结合,并取得了较好的效果。首先,新奥法隧道工程施工技术经过多年的调查研究,对隧道工程项目建设中每个施工环节的具体操作流程进行了严格规定,可以在一定程度上确保隧道工程施工作业流程的规范化[3]。其次,隧道工程施工建设存在着自身的特殊性,在山体开挖的施工过程中地质条件会随着空气状况的变化而发生改变,若施工过程中不注意这个问题,就难以确保隧道工程的施工质量。新奥法规定在地质勘察的操作过程中,隧道工程的地质勘察人员要对施工现场的地质条件进行全方位实时监控管理,及时发现质量变化问题,并采取科学解决方案进行控制管理。最后,在隧道工程施工建设的支护岩体施工环节,新奥法采用规范化的干喷法,对灰尘以及可能形成的化学损害进行严格防护,重视隧道工程施工人员眼睛的有效保护。

三、结语

总而言之,隧道工程的施工管理工作是一项专业性以及复杂性较强的综合性工作,施工管理质量的好坏直接影响到整个隧道工程施工建设的全过程。需要隧道工程建设的施工管理人员高度重视隧道工程施工建设的质量安全管理,借助先进科学技术的支持,采用科学隧道工程施工管理方法以及管理手段。在专业化理论知识以及丰富实践经验的基础上,不断提高隧道工程的实际施工管理效率,推动隧道工程施工管理工作健康发展。

参考文献:

[1]吴敬东.建筑工程施工管理现状与对策分析[J].科技创新与应用,2012,15:239.

隧道工程的施工方法范文

关键词:浅埋隧道超浅埋隧道设计施工技术

中图分类号:U459文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)07(c)-0042-02

城市地下空间作为新型国土资源日益受到全世界各国的重视。地下空间的开发利用已成为医治“城市综合症”、解决城市人口、资源、环境三大危机以及保持城市可持续发展的重要途径之一。近年来,我国城市化水平发展较快,城市基础设施建设投入很大。为缓解快速发展的城市交通机动化所带来的“行路难”问题,几乎各大城市都在下大力气开发和利用地下空间。为尽量避免兴建基础设施对正在运营的城市交通条件产生过大的影响,地下暗挖工程越来越多,市政工程中的大跨浅埋和超浅埋隧道工程不断涌现[1]。越来越苛刻的城市环境限制条件,给市政浅埋隧道工程的设计和施工提出了更高的要求。由于浅埋隧道在结构受力和环境影响程度以及控制条件和标准上与深埋隧道具有很大的差别,不能照搬照抄已有较多工程经验积累的公路或铁路深埋隧道经验,必须对浅埋隧道的特征有清晰的认识,才能科学地组织市政浅埋隧道工程的建设。本文针对市政浅埋隧道的界定和特点出发,对其如何开展设计和施工进行探讨。

1浅埋隧道的界定

在隧道的设计与施工建设中,根据工程特点和埋深的大小分为深埋、浅埋和超浅埋隧道等。埋深深度不同,隧道的设计和施工方法也会有很大区别[2]。深埋与浅埋之分,并非单纯指隧道顶至地表的地层厚度而言,还应结合上覆岩层的水文地质与工程地质特征,围岩松散、风化、破碎、断层影响的程度与结构强度以及地下水和围岩力学变形特征等因素进行综合判定[3]。要严格准确的给出深埋、浅埋和超浅埋隧道的分界一般是比较困难的,通常采取以下几种方法界定[4]。

(1)根据工程设计经验界定。

由于我国在铁路隧道方面的工程实例较多,实践经验丰富,对于铁路单线和双线隧道,深埋与浅埋隧道分界以2.5倍塌方高度确定。当地面水平或接近水平,且隧道覆盖层厚度小于表1情况时,可按浅埋隧道设计。

(2)以不对地面产生影响为限界定。

以不对地面产生影响为原则进行隧道深埋和浅埋的划分,具体做法是按压力拱高h和地表宽度影响系数ω大小来确定,见表2所示。

其中,压力拱高h由式(1)计算,即:

(1)

式中,f为岩土坚实系数;b为压力拱跨度之半;a为开挖断面高度;为摩擦角。

地表宽度影响系数ω可参照下式确定:

(2)

式中,ω为宽度影响系数;B为隧道开挖宽度;i为系数,当B5m时,i取0.1。

(3)根据塌方统计平均高度界定。

以埋深等于坍方统计平均高度的2倍作为分界参考标准。根据文献[5],深埋与浅埋隧道的分界标准见表3。

(4)依据荷载等效高度界定。

以荷载等效高度判断深埋与浅埋隧道的判定式为:

(3)

式中,为深埋与浅埋隧道分界深度;为荷载等效高度,;q为深埋隧道垂直均布压力,KN/m2,;J为围岩级别。

若洞顶覆盖层厚度大于时,为深埋隧道,否则为浅埋隧道。若隧道施工按照矿山法施工,采取钻爆法施工的隧道,Ⅳ~Ⅵ级围岩,Ⅰ~Ⅲ级围岩。

2超浅埋隧道的界定

城市的市政工程建设中经常遇到超浅埋隧道。目前,针对超浅埋与浅埋隧道划分而言,尚无严密的界定方法,通常借助以下方法判定[6]。

(1)覆跨比判别法。覆土层厚度H与隧道跨度B(隧道断面直径)之比,当H/B≤0.4为超浅埋隧道,H/B>0.4为浅埋隧道。

(2)覆盖层整体下沉时,即隧道洞内拱顶变位值≤地表沉降值时,可视为超浅埋隧道。

(3)若隧道结构顶部进入地面以下5m范围的管道层中时,统称超浅埋。

(4)在具备试验条件下,可用实测压力P与垂直土柱重量γh之比来确定。但P/γh≤0.4为深埋隧道,0.40.6为超浅埋隧道。超浅埋隧道在初期支护作用下,围岩塑性区一般可达到地面,覆盖层易发生整移下沉。

3超浅埋隧道的工程特点

对浅埋隧道工程而言,其显著的特点就是埋深浅,因开挖施工扰动而引起的地层运移明显,对浅埋地下管线、地表建(构)筑物及周边环境会造成很大的影响或破坏。所以,浅埋隧道的设计与施工技术均有很高的要求。浅埋暗挖技术被证明是浅埋与超浅埋隧道施工的较佳选择,已在全国范围内得到了普遍推广[7]。该法是在山岭隧道硬岩新奥法施工经验基础上,结合地质与水文地质状况而建立的隧道施工技术。它利用新奥法的基本原理,采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系,初期支护进行承载设计,二次模筑衬砌作为安全储备,初衬与二次衬砌共同承担特殊荷载的设计理念。

信息化施工是浅埋与超浅埋隧道工程中必不可少的重要环节。监控量测是隧道信息化施工的基础,是检验设计参数、评价施工方法合理性,动态跟踪围岩和支护结构稳定性、确保施工安全、修订和指导施工工艺、进行科学信息化施工管理的重要手段。浅埋暗挖隧道的施工根据不同隧道各自特征,采用不同的开挖及支护方式,并配合监控量测,形成一套完整的信息反馈、设计与施工体系。

4浅埋隧道设计方法

对于不同埋深的隧道,通常按不同的方法进行设计计算:深埋隧道按塌落拱荷载计算,浅埋隧道按松散荷载计算,超浅埋隧道则按全土柱加地面动、静换算荷载计算。超浅埋隧道由于埋深浅,不能有效形成承载拱,施工不当会引起很大的附加荷载,容易坍塌或产生很大的地面下沉。因此,超浅埋隧道的设计应遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,着重从超前预支护加固方法和衬砌结构设计两个方面入手[8]。

超前预支护设计应结合隧洞上覆土层厚度和围岩条件,采取长管棚、小导管注浆加固,当具备条件时也可采取隧道拱顶地表预加固处理措施。超浅埋隧道一般应采用大刚度管棚,管棚内压注水泥浆或化学浆液,改良地层,形成一定厚度的加固带,构成有效的伞状保护壳,然后在其保护下开挖隧道。超前预支护通常采取工程类比法进行设计。

隧道衬砌结构的设计,一般先根据规范方法确定隧洞所受围压压力,将衬砌结构离散为连杆单元,用在节点设置双向弹簧的方法模拟地层反力,借助有限元方法试算后,将产生拉力的土弹簧删除,再次试算,直至所有弹簧全部受压。隧道初衬和二衬之间用连杆单元模拟二者之间的荷载传递与分担关系,分担比取值依据经验确定。通过模拟计算各个施工阶段,确定出最不利工况,并以此为依据确定支护结构参数。

前述设计主要从隧道稳定性角度进行的初步设计,而对于隧道围岩变形则难以定量考虑,需要在确定隧道施工方法后,根据现场实测反馈信息,再开展进一步的支护参数和施工参数优化设计,以使隧道的设计与施工达到最优状态。

5浅埋隧道施工技术

实践已证明:不同的开挖方法和开挖顺序对地面沉降有很大影响,隧道施工方法的确定应结合超浅埋隧道的变形与受力特点,选择有利于控制沉降的方式。浅埋隧道开挖常用的方法有台阶法、中隔壁法(CD法)、交叉中隔墙法(CRD法)、双侧壁导洞法(眼镜工法)等[9]。不同施工方法的适用条件及特点如表4所示。

从国内外现有的工程实践和实验研究来看,若基于经济性和工期考虑,其工法优选顺序为:正台阶法、CD工法、CRD工法、眼镜工法;若从安全性和环境影响角度考虑,其优选顺序则正好相反。工程实践中,应根据地质条件、断面大小、地面环境等因素从工法的可实现性、工期、安全性、适应性、技术性和经济性六个方面综合考虑,选择合适的施工方法[10]。

6结语

浅埋与超浅埋隧道工程在城市市政工程建设中越来越多。而以往的实践中,工程实例和工程经验积累较多的是公路、铁路以及水利水电等行业的深埋隧道工程。随着对隧道工程空间跨度和环境影响限度的要求增高,浅埋与超浅埋隧道所具备的与深埋隧道不同的特征应逐渐被清晰的认识,并在其设计和施工中得以体现。

(1)浅埋、深埋和超浅埋隧道的变形和受力各不相同,应首先界定隧道工程的属性才能进行合理的设计,虽有一些常用的经验性分类方法,但其理论并不严密。

(2)浅埋大跨隧道应根据施工过程进行多工况计算,由最不利工况确定隧道支护参数。同时,施工信息反馈是浅埋与超浅埋隧道工程中,进行设计优化的必不可少环节。

(3)浅埋暗挖是浅埋与超浅埋隧道工程普遍适宜的施工方法。浅埋暗挖有多种工法,应根据地质条件、断面大小、地面环境等因素,从工法的可实现性、工期、安全性、适应性、技术性和经济性等方面综合考虑,选择最合适的施工方法。

参考文献

[1]王志达.城市人行地道浅埋暗挖施工技术及其环境效应[D].杭州:浙江大学,2009.

[2]王梦恕.浅埋暗挖法设计、施工问题新探[J].地下空间,1992,12(4):289-294.

[3]郑伟.超浅埋暗挖地下工程铺盖结构的分析与设计[D].北京:北京工业大学,2012.

[4]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京:人民交通出版社,2010.

[5]赵永国,谷志文,韩常领.浅埋、超浅埋隧道的设计与施工技术[J].公路,2009(10):323-327.

[6]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社,2004.

[7]孙飞.复杂地质条件浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降及控制技术研究[D].大连:大连大学,2009.

[8]向钰周.浅埋隧道破坏机理及设计方法研究[D].重庆:重庆交通大学,2012.

隧道工程的施工方法范文

瓦斯隧道在施工过程中会出现大量有害气体(主要成分为CH4),容易引起火灾、爆炸等事故,对隧道施工安全影响极大。同时,在隧道施工过程中,涉及到很多诸如开挖、喷浆等产尘环节,对职工的健康造成影响。因此,在瓦斯隧道施工过程中应特别注意瓦斯的排放及扬尘,保证施工安全及人员健康。瓦斯隧道中,及时的通风是降低隧道内瓦斯含量的最好方法,也是工作人员最常用的降低瓦斯含量的手段。在一般的瓦斯隧道内,最常用的就是压入式和混合式通风。在长度较长的隧道内,为了增强通风效果,往往使用两台风机同时工作,以增强通风效果。对于特长隧道一般在1.5公里以上时,可采取巷道式通风。

2高速公路瓦斯隧道施工技术措施

2.1选择科学合理的施工方案

针对特定的隧道地质及施工情况选择科学合理的施工方法,是对施工单位的综合能力的有效验证,也是隧道安全施工的强有力保障。实践已经证明,绝大多数的隧道塌方都与隧道施工方案制定的不合理有关。比如,当隧道围岩发生变化时,为了不影响施工进度或者节约施工成本,一些现场技术管理人员可能不会及时改变施工方案,而是抱着侥幸心理继续工作,从而造成隧道塌方,严重时甚至会给作业人员带来人身危险。其次,即使一些技术方案制定的很好,在实施过程中也有失败的可能,这主要是因为工程对施工工艺的控制不严。比如,在隧道施工中,超前支护不符合设计规范时,可能会导致掌子面的围岩坍塌和一次衬砌的塌落。这些确实可以归结为质量问题,但细究其根源,还是由于施工时对工艺控制不严。因此,在施工中选择科学合理的施工方案,同时注重工艺控制,才能保证施工的安全.

2.2实施地质预报,预防隧道塌方

隧道地质勘探工作贯穿于隧道的整个施工过程之中,地质状况的好坏会对隧道施工产生很大的影响,对于不良的地质状况尤其需要关注。隧道塌方会影响施工进度、耽误施工进程,甚至形成灾难性事故,导致人员伤亡、影响经济效益。因此应将地质预报工作纳入隧道施工技术管理中来,为隧道施工安全提供有力的制度保证。由于隧道地质具有相当的复杂性,地质预报工作在预测的准确性上尚待提高。但是,随着地质预测预报技术的发展,对隧道的地质状况进行探测的方法越来越多。综合考虑工程设计提供的地质资料以及施工过程中对隧道围岩的观察分析,相关人员可以优化组合预报手段,从而使对地质状况的预测与围岩的实际状况尽量符合。这对于制定合理的施工方案、有效预防及控制隧道塌方、保证隧道施工的安全有很大的作用。

2.3积极应用新奥法

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