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隧道论文赏析八篇

时间:2023-03-02 15:05:44

隧道论文

隧道论文第1篇

首先,在隧道进洞前应对隧道轴线范围内的地表水进行了解,分析地表水的补给方式、来源情况,做好地表防排水工作:用分层夯实的粘土回填勘探用的坑洼、探坑;对通过隧道洞顶且底部岩层裂缝较多的沟谷,建议用浆砌片石铺砌沟底,必要时用水泥砂浆抹面;开沟疏导隧道附近封闭的积水洼地,不得积水;在地表有泉眼的地方,涌水处埋设导管进行泉水引排;在隧道洞口上方按设计要求做好天沟,并用浆砌片石砌筑,将地表水排到隧道穿过的地表外侧,防止地表水的下渗和对洞口仰坡冲刷,并与路基边沟顺接成排水系统;洞顶开挖的仰坡、边坡坡面可用喷射混凝土将其封闭,并对洞口上方及两侧挂网喷浆;若在洞顶设置高压水池时,应做好防渗防溢设施,且水池宜设在远离隧道轴线处等。

二、开挖过程中对涌水地段的防排水处理

(一)涌水地段的防排水处理原则。在隧道施工过程中,应对开挖面出现的涌水进行调查分析,找准原因,采取“以排为主,防、排、截、堵相结合”的综合治理原则,因地制宜地制定治理方案,达到排水通畅、防水可靠、经济合理和不留后患的目的。

(二)涌水地段的原因分析。造成隧道涌水现象一般是由于地下水发育,洞壁局部有水流涌出;碰到断层地带,岩石破碎,裂隙发育,出现涌水现象;洞顶覆盖层较薄,岩石裂隙发育,开挖地表水下渗等原因。施工中应对洞内的出水部位、水量大小、涌水情况、变化规律、补给来源及水质成分等做好观测和记录,并不断改善防排水措施。

(三)涌水地段的处理方法。对于洞内涌水或地下水位较高的地段,可采用超前钻孔排水、辅助坑道排水、超前小导管预注浆堵水、超前围岩预注浆堵水、井点降水及深井降水等辅助施工方法。当涌水较集中时,喷锚前可用打孔或开缝的摩擦锚杆进行排水;当涌水面积较大时,喷锚前可在围岩表面设置树枝状软式透水管,对涌水进行引排,然后再喷射混凝土;当涌水严重时,可在围岩表面设置汇水孔,边排水边喷射。

三、二次衬砌中防排水处理与控制

(一)防水层安装与控制

1.防水层进场时检查。除按必要的工作程序进行取样检查外,还应检查防水板表面是否存在变色、皱纹(厚薄不均)、斑点、撕裂、刀痕、小孔等缺陷,存在质量缺陷时,应及时处理。

2.防水层铺设前对初期支护的检查和处理。防水层铺挂前,应先对初期支护喷射混凝土进行量测,对欠挖部位加以凿除,对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平。外露的锚杆头及钢筋网应头齐根切除,并用水泥砂浆抹平,使混凝土表面平顺。

3.防水层铺设好后检查和处理。防水层铺挂结束,监理工程师应对其焊接质量和防水层铺设质量进行检查。其检查方法有:(1)用手托起防水板,看其是否能与喷射混凝土密贴。(2)看防水板表面是否有被划破、扯破、扎破等破损现象。(3)看焊接或粘结宽度(焊接时,搭接宽度为10cm,两侧焊缝宽度应不小于2.5cm;粘结时,搭接宽度为10cm,粘结宽度不小于5cm)是否符合要求,且有无漏焊、假焊、烤焦等现象。(4)拱部及拱墙壁露的锚固点(钉子)是否有塑料片覆盖。(5)每铺设20延长米~30延长米,剪开焊缝2处~3处,每处0.5m。看是否有假焊、漏焊现象。(6)进行压水(气)试验,看其有无漏水(气)现象等,检查防水板铺挂质量。如果发现存在问题,除应详细记录外,并立即通知施工单位进行修补,不合格者应坚决要求返工。

(二)止水带安装与控制

防水混凝土施工缝是衬砌防水混凝土间隙灌注施工造成的,对于施工缝的防排水处理,在复合式衬砌中,一般采用塑料止水带或橡胶止水带。

1.二次衬砌端部的检查与处理。在浇筑二次衬砌混凝土前,可用钢丝刷将上层混凝土刷毛,或在衬砌混凝土浇筑完后4h-12h内,用高压水将混凝土表面冲洗干净,并检查止水带接头是否完好,止水带在混凝土浇筑过程中是否刺破,止水带是否发生偏移,如发现有割伤、破裂、接头松动及偏移现象,应及时修补和处理,以保证止水带防水功能。

2.止水带安装质量的检查与处理。检查是否有固定止水带和防止偏移的辅助设施、止水带接头宽度是否符合要求、止水带是否割伤破裂、止水带是否有卡环固定并伸入两端混凝土内等项目,做好详细检查记录,如存在问题时,应立即通知施工单位进行修补,不合格者应坚决要求返工。

(三)混凝土浇筑与控制

衬砌混凝土施工时,应督促施工单位加强商品砼的后仓管理,定期不定期的进行检查。混凝土振捣时必须专人负责,避免出现欠振、漏振、过振等现象。加强施工缝、变形缝等薄弱环节的混凝土振捣,排除止水带底部气泡和空隙,使止水带和混凝土紧密结合。

四、二次衬砌渗漏处理与控制

(一)引流堵漏。对于滴水及裂纹渗漏处,可采用凿槽引流堵漏施工方法。如在渗漏部位顺裂缝走向将衬砌混凝土凿出一定宽度和深度(如宽20mm,深30mm)的沟槽,埋设直径略大于沟槽宽度或与沟槽宽度相当的半圆胶管将水引入边墙排水沟内,再用无纺布覆盖半圆胶管或防水堵漏剂封堵,然后用颜色相当的防水混凝土封堵或抹面。

(二)注浆堵漏。对于渗漏严重部位,可采用注浆堵漏施工方法。如在渗漏部位凿出一定宽度和深度(如直径80mm,深40mm)的凹坑,清理混凝土渣,并检查表面混凝土密实性,从渗漏部位向衬砌钻孔,其深度建议控制在衬砌厚度范围内,埋管注浆,其注浆浆液通过设计确定。注浆结束后,其凹坑可按文中上述4.1方法做防水堵漏处理。

五、结语

每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响,施工中的每一点疏忽都可能造成渗漏水隐患。因此,应加强对每道工序的施工质量控制,严格按规范施工确保施工达到设计效果,使隧道防排水工程质量有保证。

参考文献:

[1]JTJ4294,公路隧道施工技术规范[S].

[2]JTJ07198,公路工程质量检验评定标准(隧道部分)[S].

隧道论文第2篇

关键词:隧道建设;安全;管理措施

太佳高速公路吕梁段,全长119.55km,共有隧道18座(其中:石质隧道2座、土质隧道16座),单洞长45133m,占总里程的19.24%,宝塔山、架梁山、临县3号隧道为特长隧道,难度最大,且为全线的控制性工程。由于本项目地处山区,地形地貌地质非常复杂,建设工期又短,因此,如何安全组织管理好全线隧道工程建设显得尤为重要。

1加强培训,落实责任

加强安全宣传、教育和培训,建设符合工程实际的安全生产文化;提高安全生产认识,认真做好技术培训工作,包括光面爆破技术、湿喷混凝土施工技术、黄土隧道分部开挖法、隧道施工技术培训等。不断提高管理人员、操作人员的技术水平和安全生产知识。建管处根据有关安全生产的法律法规和规章制度,多次通过会议、文件及现场督导等多种方式,促使各施工、监理单位建立健全了安全管理组织机构和安全生产保障体系,落实各项安全生产措施,做好了隧道塌方、涌水、瓦斯、交通事故等各类事故应急救援预案,配备应急救援人员、器材、设备,应急救援预案按规定报监理单位批准并报建设单位核实,并进行了多次预演;各施工单位组织管理人员和作业人员进行了隧道开挖、喷锚支护、二次衬砌施工的岗前技术、安全培训,建管处组织进行考试,考试合格后方可上岗;特种作业人员必须持证上岗。同时。将地质超前预报、洞内通风、钻爆设计和爆破器材的管理、围岩变形监控量测及初期支护、二次衬砌、防水堵漏、临电管理等工作作为主要控制点,通过巡检、专检、旁站、指令、专题会议等手段进行监控;对预防坍塌、漏水、突泥、瓦斯爆炸事故措施的落实以及应急预案的审查和演练情况进行监控。

2强化组织,规范现场

严格施工现场安全管理,强化安全管理隧道施工组织设计,把安全生产、危险源识别、评价与控制、应急救援预案等作为主要内容。对穿越断层破碎带、软岩变形、膨胀土、富水黄土等不良地质地段编制专项施工方案。由项目经理、技术负责人和安全负责人共同组织编制,经监理部审核、建管处审查以及专家评审论证后实施,并由施工员、专职安全员进行现场监督。严格按照安全生产的相关法律法规、规章制度和现行隧道施工技术规范,对隧道的开挖、锚杆施工、钢筋网加工及安装、钢支撑的加工及安装、喷射混凝土、仰拱全幅施工、二次衬砌、隧道防排水以及隧道辅助措施等各分项工程进行了逐级交底工作。施工中,严格工序管理,规范作业流程,加强对进入隧道人员的管理,建立出入隧道登记制度。严格按照相关法律法规和规章制度对火工品进行管理,火工品专库存放专人管理,雷管、炸药、导爆索分库存放,严格执行火工品的出入库登记和使用登记制度。对纳入合同的安全生产费用,必须保证足额投入,绝不允许挪作他用。

3超前预报,实时监测

对隧道施工中可能出现的不良地质现象,结合隧道工程地质条件和指导性施工组织设计编制超前地质预报方案,明确隧道超前地质预报的方法、预报的内容、预报频次、实施计划,配备符合信息判断、数据采集与处理、预报成果报告编制等技术要求的先进仪器和能够胜任超前地质预报工作的技术人员。同时,将超前地质预报工作纳入工序管理,严格按超前地质预报方案实施。超前地质预报显示地质条件异常时,应及时采取措施,防止事故发生。

在上述前提下,将监控量测纳入施工工序,制定详细的监控量测方案。配备监控量测专业人员,并根据地质情况及时进行调整;建立最大日变形量和累计变形量的风险预警机制;严格按照规范要求布点量测,确保监控量测数据真实、准确、完整,及时对量测数据进行分析,根据分析结果调整支护参数。并及时反馈量测数据和分析结果,设计验证后及时根据量测数据调整设计参数,随时调整开挖轮廓、支护参数,根据量测数据指导施工生产。

4严细程序,稳妥进洞

隧道进洞前,由建管处组织设计单位、技术专家组、监理单位和施工单位的相关人员参加,详细调查洞口地质、地形特点,对洞口段100m范围内每2m实测横断面,对洞顶冲沟发育情况进行掌握,并查看地质资料,做到心中有数。同时,结合隧道洞口的实际情况。每一个隧道洞口均进行了大管棚超前支护,短进尺、强支护、预留核心土、三台阶开挖支护的进洞方案。进洞施工专人负责监控量测,逐榀开挖,及时支护,进洞15m后仰拱封闭成环,并且在进洞前衬砌台车进场,对洞口段尽快施工衬砌,确保了安全进洞。

5严格工序,均衡推进

隧道施工既不能盲目追求单工序的超前,也不能单单把开挖进尺作为隧道进度的考核指标,而是应科学组织、严格工序。均衡推进。我们一是做好了开挖支护断面上中下分部施工之间的工序衔接及质量控制,确保在各台阶分部转换时隧道沉降、收敛变形受控,保证开挖支护安全顺利进行;二是坚持以新奥法指导施工,开挖后立即初喷混凝土封闭,及时进行初期支护施工,缩短岩面暴露时间,充分发挥围岩自稳能力,保证洞身稳定;三是坚持“仰拱超前,衬砌紧跟”,V级洞口段仰拱距掌子面不大于30m,二衬距掌子面不大于40m,不留隐患。

隧道论文第3篇

近几年我国经济发展不断提速,作为经济发展的重要枢纽,道路交通工程建设也随之加快进程。然而,建设过程中频发的桥梁隧道坍塌事故,使人们不得不将目光转移到桥梁隧道施工的安全问题上。从另一个角度来看,正是由于人们对施工安全问题的重视,对施工单位起到了很大程度的监督作用,加强了施工单位的施工安全意识,促进了桥梁隧道施工安全评估监控技术的发展。自20世纪50年代开始,道路桥梁隧道的安全监控体系就已经得到了应用,但是由于该安全监控体系在我国发展较晚各方面理论与实际措施并不完善,监控范围与内容也相对较少,在应用过程中暴露出很多缺陷。随着科技的不断发展,网络信息通讯技术与计算机技术得到了广泛地普及,衍生为结构振动理论、信号分析及处理技术、现代传感技术,为桥梁隧道施工安全评估监控技术的发展注入了新鲜的血液,同时公路工程桥梁隧道施工在理论、结构设计、施工等各方面的技术愈加成熟,这些客观因素都从各个方面推动了我国公路工程桥梁隧道施工安全评估监控技术的发展,对于该项技术的研究与科研,也成为了当下国内外专家学者的重点课题,大部分国外和国内部分桥梁隧道都相继装配了安全检测系统,对于桥梁隧道施工结构损伤识别以及安全监控等方面的研究有了显著的成效。将目光转向国内,从20世纪90年代开始,我国开始投用桥梁隧道施工安全评估监控系统,较为典型的是宜万铁路隧道工程,其安全评估监控措施包括红外探水、地质雷达、TSP、超前炮孔、水平钻探和地质素描等。桥梁安全评估监控方面,较为典型的是上海徐浦大桥,该工程应用了结构状态检测系统主要涵盖了应变、车辆荷载、挠度、斜拉索振动、温度、主梁振动等六个方面。

2公路工程桥梁隧道施工安全评估监控内容及流程分析

公路工程施工中,最重要的内容就是桥梁隧道的安全问题。在进行桥梁隧道施工环节,地形环境、地质条件、围岩的变形与荷载、水文情况以及有害气体等因素,都会诱发施工中的事故与灾害,与此同时,施工单位可以通过实施安全评估监控,制定详尽科学的安全预案,组织专业的技术管理团队,对整个施工过程进行全面、深入的监管和控制。同时,要不断总结与反思以往施工安全管理中的缺陷,不仅要积极进行工程技术和管理方面的研究,扩展监控内容与类别,有效完善安全评估监控体系,使之能够达到地质灾害超前预报、毒性有害气体探测、水文检测、监控预警及量测等技术水平,还需要相关监管人员对施工人员、安全防护设施等采取合理、实时的管理措施,从细节入手全方位掌握施工情况,有效降低甚至是杜绝施工安全事故的发生,或者在事故发生之后采取及时科学的补救措施,将人员财产损失降到最低,达到优化设计、保障施工安全的目的,实现桥梁隧道施工安全评估监控的真正意义。对于桥梁施工过程的安全评估监控,主要是通过系统的测试对桥梁结构的参数(挠度、应变、温度、变形等)实行测量,并将测量的数值与常规数值进行全方位对比,根据对比结果判断该桥梁结构是否属于正常范围。该检测系统仅对桥梁结构施工中的安全情况实行评估,目的在于有效预报和预测结构的工作状态。结合桥梁的特征和实际情况并遵循刚构桥的力学特点,选择合理的检测测点、检测周期、检测参数,继而将预测结果与实际检测结果进行对比验证,在对数值误差进行变量调控之后,由相关设计人员进行后期施工直至竣工之后的结构状态分析,对后期施工中可能会出现的状况进行合理的预测,同时对下一环节需要安装或者已安装的设备进行状态分析并预报,从而判断现阶段施工中是否需要调整相关变量。

有关桥梁施工安全评估监控系统工作流程如图1所示。针对隧道施工安全的评估监控系统主要是通过对隧道施工环境、地质条件、水文情况、井内岩层变形情况等一系列监测信息进行管理、处治、预警,该评估监测的目的是保障施工安全,及时对施工环境、结构荷载、地质灾害、围岩变形等一系列施工环境异常信息的预警采取及时有效的应对措施,该流程是隧道施工安全评估监控系统实际价值的体现,也是辅助管理人员有效处理施工过程中安全问题的前提条件,由此可知,对隧道施工安全评估监控流程的清晰认知相当重要。针对我国现行公路隧道施工监控技术标准和规范、监控技术的发展状态和隧道施工管理监控要求分析。

3有效实施公路工程桥梁隧道施工安全评估监控的具体措施

3.1建立科学的监督管理体系

(1)凭借法律的监督和和强制性作用,在管理体系中明确划分各部门的工作职责。譬如,管理部门要确认在管理、规划、监理、设计等内容的合同中出现明显错误,以及管理不到位和监理不全面因而致使工程发生问题的责任方。要明确划分施工单位在施工质量、施工现场职业健康安全、施工环保等方面的职责,同时,还要明确在实施监督管理工作中所参照的检验标准和规范的检验程序。另外,还需要定期对工程施工进行分段式检查,验收检查结果。

(2)在管理体系中对质量费用设立详细的管理规范,在进行工程设计阶段时,将质量费用纳入工程整体预算中,并结合工程的实际情况如工程性质、工程规模等要素进行预算编列。并且,需要将质量费用单独标注在招标文件中,需要注意的是,质量费用不属于投标条件。通常情况下,质量费用所占整体建安费用的0.6~2.0%。质量费用主要包含第三方管理机构对施工材料的抽样检查费用,以及相关工程质量管理人员的劳务费用。

(3)聘任专业的管理人员实行工程施工质量监督管理工作,按照相关条例规定,施工单位需要在施工现场配备两名或两名以上具备专业资质的管理人员,根据设计施工图纸以及有关合同,结合技术规范和行业标准,制定全面的施工质量监管流程并实施到实际工作中。另外,积极实行施工单位内部的质量检查工作,统计检查结果并进行深入的分析,根据自身实际情况制定解决或者完善问题的有效途径。

3.2对施工质量进行严格的管理控制

进行工程施工现场安全评估监控,主要就是从施工材料检验和施工工序检查等两个层面入手,确保工程施工的质量,该环节的工作主要是由第三方监理单位实施。第三方监理单位需要在工程施工之前,结合实际的工程内容制定出工程监理计划,监理计划中需要确定施工检查中的重点项目以及关键阶段,在实际检查中要落实检查方案,细化施工安全与施工质量的具体内容,并对检查过程进行录像保存,以满足后期工作中的需求。在对工程施工现场安全评估监控中,还需要将检查工作延伸到施工材料的进场监督与质量审查中,此过程需要取得施工单位、建设单位与监理单位的三方合作,相互配合联合实施施工材料的抽样检查,在通过三方单位以及具有检测资质的实验室检测合格后,才能顺利进场投入建设施工使用中。

4结束语

隧道论文第4篇

关键词:地铁防排烟隧道通风

1科学地设置防排烟设施及事故状态下进行合理的防排烟处置,对于减少人员伤亡和财产损失具有极为重要的意义。

在地铁站台、隧道设置通风排烟设施是由地铁的建筑结构决定的。与地面建筑相比,地铁工程结构复杂,环境密闭、通道狭窄,连通地面的疏散出口少,逃生路径长。发生火灾,不仅火势蔓延快,而且积聚的高温浓烟很难自然排除,并迅速在地铁隧道、车站内蔓延,给人员疏散和灭火抢险带来困难,严重威胁乘客、地铁职工和抢险救援人员的生命安全,这是造成地铁火灾人员伤亡的最大原因。经统计,北京地铁自1969年至今的34年运营历史中就曾发生过151起火灾。1969年11月11日,北京地铁客车行至万寿路东600米处时,在隧道内因车下放弧引燃车体起火,造成300多人中毒,3人死亡的重大事故。1987年11月18日英国伦敦地铁国王十字车站电梯引发火灾,造成32人死亡、100多人受伤。2003年2月18日韩国大邱市中央路地铁车站因纵火造成火灾,造成196人死亡、147人受伤。国内外地铁火灾的历史充分证明:地铁车站、客车和隧道不仅会发生火灾,而且一旦发生火灾将很难进行有效的抢险救援和火灾扑救,极易造成群死群伤的重大灾害事故。根据国内外地铁火灾资料统计,地铁发生火灾时造成的人员伤亡,绝大多数是因为烟气中毒和窒息所致。而且地铁是人员高度密集的公众聚集场所,恐怖集团、组织、对社会不满分子均有可能把地铁作为袭击的目标,人为破坏造成的火灾,其损失和影响将更为严重。因此,有地铁的国家,均对地铁的通风排烟设施极为重视,不仅将通风排烟设施做为地铁必备和最为重要的安全设施,在各自国家的规范中明确提出了很高的设计标准和设置要求,而且无一例外在地铁的站台、隧道都设置了机械通风排烟设施。由此可见,在地铁站台、隧道科学地设置防排烟设施以及事故状态下合理地进行防排烟处置,对于减少人员伤亡和财产损失具有极为重要的意义。

2目前国内地铁站台、隧道设置的通风和排烟设施的情况

因建设年代不同,北京地铁、上海地铁、广州地铁的通风和排烟系统不尽相同。总体可分为两类。

第一类是通风和排烟同为一个系统,即通风和排烟系统均由相同的风机、消音器、风口、风道和风亭组成。由风机的风叶进行正转或反转,来实现系统的送风或者排烟。隧道、站台内的烟气流动方向为沿隧道或站台水平方向流动。站台发生火灾,通风排烟方式是站台隧道入口上部的风机反向运转,将站台内的烟气由风口吸入风道,经风道尽头处的风亭排到地面;隧道内发生火灾,区间风机反转吸风,站台风机正转送风,使隧道内烟气从事故发生处流向区间风口,经风口进入风道,再从风道尽端的风亭排到地面。

另一类是通风系统和排烟系统分开设置,各自分别成为相对独立的系统。即通风系统和排烟系统是由各自独立的风机、消音器、风道、风口(排烟系统含风亭)分别组成。进烟口、通风口分别设在站台行车道上方和站台集散厅顶部,站台内的烟气流动为垂直方向流动。

因建设年代早,北京地铁的站台和隧道采用的是通风和排烟共为一个系统。上海、广州地铁的通风和排烟是将两种方式结合使用,即隧道内采用第一种方式,站台上采用第二种方式。

国内地铁设置的通风排烟设施的实际排烟能力至今没有经过重特大火灾的实践检验。站台的通风排烟设施在通风排烟的设计能力上,能够有效解决站台火灾的排烟问题。北京地铁每个站台及隧道的通风排烟系统均采用双风道、双风机,单台风机的设计排气量为每小时20万立方米,(即每分钟3333立方米,每6分钟为2万立方米),每个站台或隧道通风排烟系统的通风排烟能力为每小时40万立方米,北京地铁多数站台的体积为6000立方米至10000立方米。依靠现风机能力,仅需1~1.5分钟即可对站台内空气实现一次换气。现《地下铁道设计规范》对疏散的要求是6分钟内将一列客车及站台候车乘客疏散完毕。按此要求,在车站乘客6分钟的疏散时间内,排烟系统能够对站台实现4~6次换气。因此北京地铁站台的通风排烟设施是具备了足够的设计排烟能力。作者虽没详细了解上海、广州地铁站台通风、排烟系统设计的具体情况。但上海、广州地铁均为九十年代设计建造的,建设年代近,且通风排烟方式较北京地铁的通风排烟方式更为先进和有效。因此,上海、广州地铁站台的通风排烟系统应该具备了有效的排烟能力,能够保证人员的疏散安全。

3地铁站台、隧道的通风和排烟存在的问题

3.1地铁隧道在通风排烟方面存在严重问题

隧道内排烟的原则是沿乘客安全疏散方向相反的方向送风。这样既可以阻止烟气与人同向流动,又给疏散逃生人员送去新鲜的空气。地铁隧道内起火部位与客车的位置关系决定了乘客的疏散方式。而乘客的疏散方式又决定了隧道内的排烟方向。因此,隧道内发生火灾时,起火部位与客车的位置关系既决定了乘客的疏散方向,又决定了区间两端站台风机和区间风机的送风排烟方向。

发生火灾时,起火部位与客车大致有三种位置关系,即起火部位位于车头、车中或车尾。

当起火部位位于车头时,乘客必然向车尾即后方车站疏散,后方车站的风机送风,前方车站的风机排风,使隧道内的烟气流动方向与乘客的疏散方向相反。

当起火部位位于车尾时,乘客必然向车头方向即前方车站疏散,前方车站的风机正转送风,后方车站的风机反转排风,使隧道内的烟气流动方向与乘客的疏散方向相反。

若火灾发生在客车的中部,起火处前部车厢的乘客将向前方车站疏散;起火处后部车厢乘客将向后方车站疏散。无论客车迫停在区间隧道的任何位置,乘客自然分成两部分分别向隧道两端进行疏散。在此种情况下,用地铁隧道现有的排烟设施无论采取怎样的排烟措施,隧道内烟气流向必然与部分乘客的疏散逃生方向相同,威胁同向逃生乘客的生命安全。

由此可见,现在地铁隧道采用的通风和排烟共用一个系统的方式,势必造成烟气在排入风道前与疏散逃生人员均同处隧道内,这种通风排烟方式既不科学合理也不安全有效,无法从根本上保证隧道内避难人员的安全疏散,因此没有彻底解决地铁隧道的通风排烟问题。

3.2地铁风机的实际耐火性能以及《地下铁道设计规范》对风机耐火性能的规定要求过低

《地下铁道设计规范》规定“火灾状态下不超过150℃时连续工作1小时”。北京地铁风机的轴温继电器的正常工作温度为90℃,风机的实际火灾工作时间和工作温度均与《地下铁道设计规范》的规定相同。然而地铁的特点及地铁火灾的历史充分证明了:抢险救援力量难以在短时间内完成抢险救援工作和灭火作战任务。因此《地下铁道设计规范》对火灾时风机的150℃的最高工作温度和1小时的工作时间的规定以及北京地铁风机的实际耐火性能,均不能满足实际地铁火灾的防排烟要求。此外,风机的电源箱设在风机房内,电器线路也没有经过防火保护,火灾状态下风机的电源系统必然在短时间内被高温烟气损坏,使风机停止运行,无法进行通风和排烟。

3.3北京地铁站台防排烟设施不完善

一是没有实施防排烟分区,二是站台通向站厅的出口处也未设挡烟垂幕。

4地铁站台、隧道通风排烟问题的整改意见

总原则是实施人、烟分流。即在地铁发生火灾时,用设施将人员和火灾烟气有效分隔,使避难人员在无烟气的环境中进行避难和逃生。

4.1改变通风排烟系统的通风排烟方式

在站台、隧道顶部设置排烟管道,将通风系统和排烟

系统分开设置,用垂直方向的排烟方式取代水平方向的排烟方式。

因为自下向上是烟气本身的扩散规律,且排烟管道内气体的流动降低了烟道内部压力,使隧道和烟道形成压差,这种“吸啜效应”进一步加快了隧道内的烟气进入烟道中的速度,从而提高了排烟效率。此外通过排烟管道也使避难人员和烟气进行了有效的分隔,从而使避难人员的安全有了更好的保障。

4.2充分利用上下行隧道并行的特点,对现有隧道安全设施进行改造和完善

应在上下行隧道的联络通道处安装甲级防火门,使上下行隧道各自成为独立的防火分区,并在隧道内设置应急事故照明和蓄光型或蓄电池型疏散导流指示标志,使上下行隧道相互作为紧急事故避难通道。保证事故状态下,避难人员能够尽快由起火隧道疏散到非起火隧道。这样不仅可以使避难人员免受起火隧道中烟气的伤害,而且能够在非起火隧道中进行安全有序的逃生。

4.3完善地铁站台的防排烟设施

在站台按规范标准设置防排烟分区,在站台通向站厅的楼梯口处设置挡烟垂幕。

4.4提高地铁排烟风机及其供电设施的整体耐火性能

提高规范对地铁排烟风机耐火性能的标准,提高地铁排烟风机的实际耐火性能。将设置于风机房内的风机电源箱迁出风机房;对风机房内的电气线路进行耐火保护,提高电气线路的实际耐火性能。从而使地铁排烟风机的整体性能真正能够满足防止重特大火灾的实际需要。

隧道论文第5篇

关键词:防水板隧道施工应用

在隧道施工建设过程中,解决好防水问题,是确保隧道工程质量、从根本上消除隧道病害和增加隧道寿命的重要环节,而选择好防水材料和正确的施工方法是隧道防水成功的关键。下表1所列是部分合成树脂防水卷材的主要技术性能指标。

一、施工准备

1、施工器具的准备

(1)热合焊接机1-2台:用于防水材料之间搭接时进行热合焊接。

(2)热风焊枪1-2把:在铺设防水材料进程中,用其对人为或其它原因造成防水板破损而进行的修补。

(3)检漏器:用于检测双焊缝搭接质量,加压检查焊接是否牢固。

(4)另还需配备作业平台1个、电钻2台、电络铁(75W)2把、小压轮2个、钉锤2把等。

2、施工现场的准备

(1)施工平台车要尽可能的便于施工,并确保安全。

(2)按照规范的要求,尽可能使基面平整,对于超欠挖要进行处理。

(3)对初期支护外露的锚杆,尖锐物要进行处理,避免损伤防水材料。

(4)清理作业现场,清除一切对防水材料可能造成损伤的锐利之物。

二、施工技法及流程

1、铺设防水板

(1)铺设防水布时,用专用的塑料垫片,并根据基面的不同情况尽量选在基面的四处采用钢钉、螺丝钉及塑料胀管将防水板固定在基面上。

(2)在铺设防水布时,应使防水布保持一定的松弛度,松弛度以手掌将防水布贴在岩面上没有紧绷感为准;在环向铺设时,应注意防水板的纵向与隧道的纵向垂直。

(3)在铺设过程中,两块防水板搭接处应预留不少于20cm的搭接余量,防水板的焊缝宽度为10-20cm。

(4)在进行焊缝前,先将热合焊接机进行预热,并设定好温度和爬行进度,温度一般设定在300℃左右,速度设定在2个速度单位,当指示灯由绿变红时即可操作,焊接过程中要根据缝的热熔情况随时调整温度或速度控制旋扭,直至焊缝熔接达到最佳效果。

(5)焊缝尽可能一次完成,尽量减少间断和停机次数,避免不必要的修补,如有间断或停机应及时进行修补。

(6)防水板的纵向焊缝与横向焊缝重合时,首先将焊好的焊缝边缘部位剪平约100cm,再进行另一条焊缝的焊接,然后用热风焊枪将两条焊缝的重合部分焊接密实。

(7)在铺设防水板时,应预留下一段1-2m的搭接余量。

2、验收检查

(1)领工员要随时检查焊接质量,防水布有无漏洞,有破损漏洞的用黑色记号笔圈出来,质检人员也要随时检查安装质量,并用红色记号笔圈出破损处。[]

(2)在防水板搭接的双焊缝中间所形成的气带,用检漏器进行焊缝气压检测,如有泄压,应查出泄漏点并及时用热风焊枪进行修补,直至检测合格。

(3)在完成铺设后和进行二次衬砌前,应对防水板进行全面认真的严格检查,防止施工过程的某些遗漏和人为损坏。

(4)对发现的破损处要进行标记,并用热风焊枪及时进行修补,修补时,补丁要剪成圆角,不宜剪得过小。修补质量以手撕不掉为准,如能被撕掉需重新修补。

(5)二次衬砌前还应注意加强对防水板的防护,避免造成人为的损坏和不必要的修补。

(6)进行二次衬砌浇注时,更要注意对防水板的保护,因为此时再使防水板破损,将无法再进行修补,必将留下永远的隐患。

(7)在二次衬砌完成后,要注意对防水板预留部分的保护,以保证下一施工段的顺利进行。

三、防水板的保护及施工时的注意事项

1、防水板的保护

(1)当衬砌紧跟开挖时,衬砌端部预留的接头防水板要采取防护措施,防止掌子面放炮时,飞石砸破防水板。

(2)衬砌加强钢筋的安装、各种预埋件的设置、挡头模板的安装、混凝土输送管道的就位以及灌筑混凝土等作业都很有可能出现撞破、刺穿或烧穿防水板的现象,防水板一旦遭到破坏必须立即进行修补。

2、施工时的注意事项

(1)开始挂防水布之前,先检查岩面是否有突出的尖锐棱石,如果有,应先将尖锐棱角打掉,而对于凹陷得特别大的地方,要先用喷射硂给填充起来。

(2)在挂外层防水板时,要让防水板紧贴岩面,锚钉应尽量钉在四处,并保持防水板有一定的自由运动空间,防水板要焊接好,防止脱落。

(3)对于在挂防水板时损坏的地方,要逐一检查出来,焊补好。

(4)打硂的过程中,要随时检查防水板有无被拉动、脱落、损坏,如有应及时修补,并派专人在现场检查修补质量。

四、防水板铺设与相关工序间的关系

1、光面爆破、初期支护是基础工序。光面爆破与初期支护尽管都不属于防排水系统施工范畴,但它们与防排水系统施工密切相关,光面爆破效果好,环向弹簧排水管就可以圆顺地沿围岩表面设置,初期支护表面平顺(指表面凹凸部分的矢高/弦长≤1/6)时,就可减去挂防水板前局部找平这一环节,且能保证防水板与喷射混凝土表面密贴,同时钉与钉之间防水板松弛量的预留易得到合理控制。

2、衬砌背后的各种排水管必须按设计认真设置,遵循“以排为主,防排结合”的原则,确保排水畅通,以降低二次衬砌背后的水压力,从而延长防水板的使用寿命,达到防水可靠的效果。

3、灌筑二次衬砌混凝土前,必须将边墙基底的浮渣清理干净,否则会造成洞身衬砌不均匀沉降,混凝土施工接缝处的防水板易被拉裂。

4、灌筑二次衬砌混凝土时,在输送泵的出料口处要设防护物,防止出料管冲出的料流不断冲击防水板,将防水板磨破。

五、结束语

防水板的应用在隧道施工中处于至关重要的地位,它是确保隧道工程质量、从根本上消除隧道病害和增加隧道寿命的重要环节。因此,对防水板在隧道施工中的应用进行研究和探讨具有重大的现实意义。

参考文献:

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2、孙继伟.隧道无钉铺设复合防水板在宝兰二线的应用[J].石家庄铁道学院学报.2002(1).

3、司伟锋.隧道防水板无锚钉铺设技术[J].重庆交通学院学报.2002(2).

4、黄健文.地下工程EVA防水板施工技术[J].广东建材.2006(6).

隧道论文第6篇

论文摘要:全面介绍某公路改建工程隧道开挖与支护、防排水、二次衬砌、地质超前预测预报与监控量测等方面的技术,解决了地质超前预测预报、光面爆破、无滴渗防水、二次衬砌等多项技术难题。 论文关键词:公路隧道;施工技术;超前预测预报 1 工程概况 1.1 工程规模 项目桩号K15+900~K23+800,共长7.9km。其中隧道工程主要有:明洞开挖土石方11906m3、洞身开挖石方103046m3,明洞衬砌1644m3,初期支护喷射砼5402m3,二次衬砌模筑砼13892m3,注浆小导管20440m,管棚3690m,砂浆锚杆100215m、洞内路面2496m3。山坑隧道405米/半座、小黄操口隧道795米/座。 1.2 工程地质条件 项目位于王村口沉降盆地的南侧,主要受新华夏构造体系控制,岩浆活动和断裂构造较发育,褶皱不发育;中生代以后主要表现为脆性构造变形,并经历了多期构造运动,最终形成了一系列以北东向为主、其次近南北向、北北东向及北西向的断裂。 根据《中国地震动参数区划图》划分,路线所经地区地震动峰值加速度系数小于0.05g。地震动反应谱特征周期小于0.35s,相当于地震基本烈度小于Ⅵ度,本项目隧道按Ⅵ度设防。 2 工程施工技术 根据隧道工程特点,按照“新奥法”的施工原则,总体施工顺序:施工准备测量放样洞口防排水工程施工明洞开挖防护超前管棚施工洞身掘进洞身支护二次衬砌洞内路面整平层洞内路面面层洞内边沟洞门工程墙面瓷砖、拱部内墙喷涂、电器安装等竣工验收。 2.1 洞口施工 土方施工采用机械化作业,石方爆破主要用浅眼台阶爆破法,底部和边坡用小炮松动爆破,以保护底板和边坡受破坏,倾角按设计边坡施工,预留保护层厚1.5~2m,在明洞拉槽开挖前结合路基情况事先做好排水工作,洞口环形截水沟先期完成。 2.2 洞身开挖 隧道现场监控量测是新奥法原理进行隧道设计和施工必不可少的手段,施工时要根据设计要求加强量测,及时反馈以便修正设计,指导施工。 ①Ⅴ级围岩。Ⅴ级围岩条件较差,先进行超前管棚或超前小导管施工,开挖采用留核心土分部开挖法进行施工。开挖采用弱爆破并采用预裂爆破,严格控制炸药用量。施工中遵循管超前,弱爆破、严注浆,短开挖,强支护,早封闭、勤测量的原则。 先施工管棚超前支护,然后再开挖上部环形部,上部初期支护完毕后进行核心土开挖,最后进行下部开挖及支护。初期支护采用锚、喷、网、工字钢联合支护结构和每榀间距50cm钢拱架支撑,系统锚杆采用Ф25中空注浆锚杆,锚杆长4m,间距0.5m×1.0m,按梅花形布置,喷混凝土厚25cm,并通过施做钢架锁脚锚杆加固拱脚,使初期支护与围岩形成完整体系。开挖完成后立即喷射混凝土封闭围岩,然后打锚杆、挂网,钢拱支撑后,经分层喷射混凝土至设计厚度。②Ⅳ级围岩。采用上半断面长台阶法施工。短开挖、强支护、快衬砌,在上断面支护保证岩体稳定的条件下,再进行边墙扩大及底部开挖,上部开挖高度暂定为5m,施工时视实际情况调整,进尺一般控制在2m以下,并严格控制爆破药量,保证光面爆破效果。初期支护采用锚、喷、网联合支护结构和必要时设置超前锚杆,锚杆长3.0m,间距1.0m×1.2m,按梅花形布置,喷混凝土厚15cm,使初期支护与围岩形成完整体系。开挖完成后立即喷射混凝土封闭围岩,然后打锚杆、挂网,经分层喷射混凝土至设计厚度。 2.3 防排水层施工 ①排水工程:在衬砌与喷锚层之间设隧道专用复合防水卷材,复合防水卷材能使漏水能从衬砌背面通过排水滤层排至墙角,再由墙角处衬背纵向盲沟集水,通过横向排水管引出。衬背纵

隧道论文第7篇

在隧道工程运营阶段中,由于地下水产生的影响作用重点表现在衬砌渗漏水方面。渗漏水无论是在隧道的稳定方面,还是在隧道设施与行车的安全方面均会造成极大的不良影响。渗漏水促使衬砌风化及腐蚀,同时也使衬砌结构受到破坏。另外,还对设备的正常使用造成极大的影响,并在很大程度上对行车安全造成严重影响。造成渗漏水的原因主要体现在两大方面:其一为排水不够顺畅,其二为防水设施劣质。

1.1排水过程不具顺畅性

对于隧道的设计施工,将新奥法原理理论作为参考依据,在设计过程中,把隧道周边岩体渗水经过衬砌之后的倒水设备,进一步往集水沟引入,继尔往隧道排除。如果存在某些排水设备系统不能够正常运行,将水往隧道排出,便会基于衬砌后期形成难以解决的集水现象。在此位置的水充满空隙的状况下,衬砌会受到和地下水位高度相同静水的压力,而并不是基于设计当中的无水压,也不是折减水压。同时,在渗流的动水压力的影响下,衬砌承受的压力会在在很大程度上高于此前设计标准,进而造成衬砌涌水开裂的破损情况。因为隧道铺地基面长期浸泡在积水当中,到列车动力的催动之下,便会引发底部吊空现象,列车经过时产生呼吸作用把碎石排空,也把砂子排空,知识行车产生限速,并且会引发断轨等诸多情况。在排水系统不够顺畅的情况下,便会进一步造成雨季积水等不良状况。

1.2防水设施劣质

在隧道和外部水环境之间,防水层是极其重要的部件,能够在隧道与外部水环境分隔中发挥重要作用。基于隧道工程当中,具备两种防水层:其一是柔性防水层;其二为刚性防水层。对于柔性防水层来说,其效果与材质及施工质量存在很大的联系。若防水材料劣质,没有足够的耐久性,便非常容易在运营一段时间后,将防水能力丧失。对于刚性防水层,由于它的功能和混凝土的性能之间具备一定的联系性,如果防水混凝土的衬砌施工质量比较差,在收缩大的作用下便会呈现孔隙及裂缝等一系列情况,进而使得防水层的防水能力大大降低。

2隧道工程影响作用分析

2.1案例分析

隧道工程在建设过程中,也会对水环境构成极大的影响。隧道工程将地下水渗流原有拥有的平衡破坏,在长期疏干的作用之下,使渗流场产生了极大的变化,进而对地下水正常循环造成了非常大的影响,最后恶化了自然生态环境。以某隧道工程作为案例,该隧道工程全长为15.365千米,洞顶埋深为100米~910米,洞中部属于斑古坳地区,地表面植被非常茂密,年平均气温维持在20摄氏度,年均降雨量为1500mm。此隧道的主要问题是渗漏水现象严重,通过多次整治之后,问题仍旧没有得到有效解决。在长期排水的作用下,致使地下水位呈现下降的现象,井水干涸,并且正常的农业灌溉也受到了非常大的影响。另外,因为地面沉降致使房屋产生变形及开裂情况,使当地农业及生活均无法正常开展,该地区居民只能外迁,从而损失了很大一笔经济费用。对于此隧道工程,对地下水环境的主要影响包括两方面的内容:一方面为疏干地下水;另一方面为渗流场变化使岩土应力发生变化。

2.2疏干地下水造成自然环境灾害最主要的原因

为隧道长期排水。隧道挖掘之后,把水循环系统破坏,例如知识地下水资源被很大程度的流失。在隧道积水与汇水的作用下,使形成地下水运动的方向发生较为的改变。在长期排水的情况下,位于隧道中的地下水系统渐渐将地下水排出。将有关理论当作参考标准,地下水的补给量不能让其排水量得到充分满足,于是其水位便会发生持续下降的现象。在地下水位慢慢减弱的状况下,地下水和地表水径流间都会产生一定程度的变化,以直接的方式导致岩溶泉发生出水量极少的情况。与此同时,也可能造成地表的取水井水位下降及水井干涸等现象,进一步知识居民生活用水尤为匮乏。另外,地下水位下降会知识原农田土壤的含水量大大减退,尤其对水稻区域的影响更为严峻,可能引发无法继续种植的情况,最终对农业的正常运作产生了非常大的影响。

2.3渗流场变化使岩土应力发生变化

首先,由于隧道让许多地下水疏干,进一步让水位产生下降情况,而饱和岩土层当中空隙的水压力则会呈现减弱的趋势,不饱和区域负水压力区变大,在总应力不发生变化的状况之下,有效的应力便会得到进一步的上升。其次,应渗流场发生明显改变,地下水渗流的方向也会随着发生改变,变成在新水力梯度的状况下,便可能朝着隧道中心发生流动,此时方向为向下方向。另外,应渗流方向发生明显变化,地下水的渗流力也会随之发生变化,从而让竖直向下应力加大,最终导致总应力提升。在此状况下,岩土便会产生新的沉降,直至达到新的动态平衡状态为止。土体沉陷则会让隧址区的房屋产生倾斜现象,也会产生开裂现象,进而导致不能继续应用,在土体沉陷对农田造成严重影响的状况之下,便在很大程度上增加了农业耕种的难度。

3结语

隧道论文第8篇

本工程场地位于珠海十字门水道岸边,为人工吹填砂区域,场地标高2.0~3.2m。根据地质勘探报告,场地内自地表至持力层深度范围内的土层为人工素填土、细砂、淤泥、黏土、淤泥质黏土、细中砂、中粗砂、砾砂及砂质黏性土,其SMW工法桩最深段人行出入口处的地质柱状图。地表水主要为大气降水形成的径流水、鱼塘水、潮汐海水等,海水深度0.7~3.8m,地下水位0.8~2.5m,随季节变化明显。

2工程难点分析

SMW工法桩刚度较小,在常规建筑基坑支护中,通常用于开挖深度11m以下的基坑,桩长在15~25m。本工程横琴侧人行出入口基坑开挖深度达16.94m,SMW工法桩桩长达到33m,超越了常规SMW工法桩支护的应用范围,属于超深SMW工法桩。超深SMW工法桩受成桩深度的影响,成桩质量的控制难度大。本工程场地内地下水丰富,水位高,对搅拌桩的施工质量要求更为严格。横琴侧人行出入口段33m桩长SMW工法桩采用密插H型钢,插入精度要求高,且H型钢的插放受到桩深及桩体水泥土硬化的影响,插入阻力大。SMW工法桩的施工机具为三轴搅拌桩机,由于受到搅拌桩机桩架高度的限制,如果桩深超过30m,则需要通过加钻杆工艺实现。33m长的搅拌桩如果通过加钻杆工艺实现,既不经济,效率也低。据此,本工程选择了1台步履式JB-160桩机作为33m长SMW工法桩的施工机具,该桩机桩架高度达到39m,配套了35m的钻杆,自重130t,稳定性好,而且使用了大功率的钻头,可以有效保证垂直度与搅拌成桩质量。

3施工工艺及解决方案

3.1三轴搅拌桩施工

三轴搅拌桩通常采用套接一孔法施工,即先施工的搅拌桩与后施工的搅拌桩有一孔是重复搅拌搭接的。搅拌桩的施工顺序一般有3种,分别为跳槽双孔套打连接式、单侧挤压连接式以及先行套打式。跳槽双孔套打连接式即施工时先施工第1单元,然后施工第2单元,第3单元的A孔及C孔分别与第1单元C孔及第3单元A孔套打复搅,完全套接施工。依次类推,施工第4和套接的第5单元,形成连续的搅拌桩墙体。本工程主要采用跳槽双孔套打连接式施工。与单独作为止水帷幕的三轴搅拌桩不同,SMW工法桩在搅拌桩桩体未硬化前插入了H型钢,形成了一种复合的具有挡土与截水功能的结构。基坑开挖后,SMW工法桩桩体直接暴露在外,既作为围护结构也作为止水帷幕,桩体间一旦出现渗漏,则会对围护结构整体及基坑安全造成重大影响,所以其质量要求更高。为保证搅拌桩的成桩质量,采取了以下措施。

3.1.1水泥掺量及水灰比的选择

水泥掺量及水泥浆配合比是影响SMW工法桩成桩质量的重要参数。目前SMW工法桩的水泥掺量为18%~22%,水灰比为(1.5~2.0)∶1,具体数值需要通过现场试桩确定。本工程在施工前进行了超深桩的试桩,试桩分为3组,根据钻孔抽芯桩检结果,A组桩水泥土芯样抗压强度最小值0.6MPa,平均值1.1MPa;B组桩水泥土芯样抗压强度最小值为1.1MPa,平均值为1.3MPa;C组桩水泥土芯样抗压强度代表值为1.4MPa,平均值1.7MPa。本工程搅拌桩设计强度为1.0MPa,A组不满足设计要求,B,C组满足设计强度要求,但C组强度超出设计值较大范围。综合考虑,采用了22%的水泥掺量;另外根据现场施工需要,水灰比采用了2种,搅拌下降时为2∶1,搅拌提升时为1.8∶1。

3.1.2下沉、提升速度及注浆

控制搅拌机下沉和提升速度及注浆量对成桩质量起着关键性作用。搅拌机的下沉速度应控制在0.5~1.0m/min,提升速度控制在1.0~2.0m/min,在桩底部适当反复提升下沉搅拌。注浆泵的流量控制应与搅拌桩的提升、下沉速度相匹配。一般下沉时喷浆总量为每幅桩总量的70%~80%,提升时为总量的20%~30%。另外,注浆流量由于受到钻头处的土压力影响,钻头深度越大,注浆流量越小,所以在桩长范围内为了控制成桩的均匀性,通常需要动态控制下沉、提升的速度。根据试桩结果及现场实际情况,本工程的搅拌机下沉速度控制为0.5m/min,提升速度控制为1.0m/min,注浆泵标准流量为180L/min。SMW工法桩施工过程中在注浆管处安装了流量计,通过实时观察流量变化控制施工速度,保证成桩质量。一组33m桩长SMW工法桩的标准施工参数根据行业规范,搅拌桩搅拌土体的体积首开幅为3个圆形截面面积与深度的乘积,采用套接一孔法施工的后续单幅桩体积为2个圆形截面面积与深度的乘积,圆形相互搭接部分应重复计算。对于850mm搅拌桩,水泥掺量为22%,其每m桩长水泥用量为:首开幅:M=1800×π×0.852/4×3×22%=674kg/m;套打幅:M''''=1800×π×0.852/4×2×22%=449kg/m。

3.2H型钢插放H型钢插放

为本工程的关键所在。H型钢的插放在搅拌桩施工完成后大约20min内进行。插放时先在桩位上方放置H型钢定位装置,定位装置准确就位后,用汽车式起重机插入H型钢。通常情况下,H型钢在自重的作用下可直接插入搅拌桩体,插入困难时则采用振动锤辅助插放。本工程33m长SMW工法桩H型钢采用密插形式,内插H型钢为HN700×300×13×24。由于H型钢密插,H型钢间距仅为60cm,其插放需要达到非常高的精度,否则会影响后续H型钢的插入及后续桩的施工。H型钢的插入阻力随着深度的增加而增大,33m长H型钢的插放困难将更大。而且根据施工工艺,当1组搅拌桩(通常为1个新开幅与套打幅)施工结束后,才进行H型钢插放。现场每施工1组搅拌桩需要约4.5h,在此时间内先施工的搅拌桩已一定程度的硬化,增大了H型钢插放的难度。

3.2.1H型钢插放难题及解决方案

本工程33m长H型钢的插放过程中,H型钢在自重作用下可以插入22m左右,通过使用振动锤辅助可以插入到30m左右,后续的2~3m则难以。地质资料显示,在人行出入口段地面以下30m左右存在1个中粗砂层,此砂层摩擦力及渗透系数都比较大,地下水渗透带走搅拌桩水泥浆液,搅拌作用对土层阻力的改善不大,这与最后2~3m插入困难相符。针对H型钢插放困难的问题,项目管理团队最初尝试通过施加额外荷载的方式来解决:通过挖掘机在H型钢顶部施加压力或通过下放钻杆利用钻杆重力下压H型钢。试验效果不明显,耗时长,而且此方式容易造成H型钢头部位置变形,影响H型钢的位置与垂直度,导致H型钢间距不一,位置出现偏差。随后项目管理团队通过与协作队伍分析讨论,计划通过增大水泥浆的水灰比来缩短搅拌时间,减少地下水渗透及水泥土硬化带来的影响,但该方案没有获得监理方的同意而取消。项目管理团队决定尝试在利用现有振动锤的基础上,在出现插入困难后不施加额外荷载而是持续振动,在长时间振动作用下,H型钢开始逐渐出现了缓慢的迹象,最终在持续的振动下将H型钢插放到位。经分析这是由于在长时间的振动下,土体尤其是底部的砂层发生了一定程度的液化,插入阻力降低,使H型钢得以继续插入。至此,H型钢的插放困难通过最简单的方法得到解决方案,即长时间振动插入。

3.2.2H型钢插放顺序优化

由于H型钢采用密插,距离后续施工幅钻杆非常近,后续施工时钻杆常与插入后的H型钢相碰撞,造成钻杆偏离,甚至还出现钻头叶片被H型钢卡住而停机的现象。正常情况下,每完成一个新开幅与一个套打幅即进行一次H型钢插放,第1单元插放2根,后续每次插放4根,由于每批次插放的第4根H型钢与后续幅的距离太近,导致与钻杆发生碰撞。经认真分析,决定后移最后1根H型钢位置,使每次插放的最后1根H型钢与后续幅之间隔开足够的距离。通过调整插放方式,使得问题顺利解决。

3.2.3H型钢后定位

H型钢插入后由于桩体尚未硬化,会被后续施工桩的搅拌影响而晃动造成移位。但是前期插放H型钢的桩体是硬化的,故现场通过将新插H型钢固定在先插放的H型钢上,实现了H型钢的固定与定位。

4施工质量保证措施

1)桩位的放样与定位放样误差要求<1cm,放样后采用H型钢定位,桩置误差要求平行基坑方向<5cm,垂直基坑方向<1cm。

2)桩体垂直度控制桩机就位后需严格调整桩架垂直度,垂直度偏差≤L/250(L为桩长)。一般的桩机通过桩架上的铅垂线调整垂直度,而进口的桩机通常都有先进的电子控制系统,可以在机器内通过仪表控制桩架垂直度,其精度可以达到2″,效果非常好。

3)原材料进场SMW工法桩的主要材料为水与水泥,用量非常大,一幅33m长SMW工法桩水泥用量高达22t,日消耗量150t左右,每天需要保证足够的进场量,同时场地内需要用多个水泥筒仓储存水泥,保证连续施工。

4)施工用电SMW工法桩一套施工设备总功率达到340kW左右,多套设备同时开工需保证电力供给满足要求。尤其注意严防长时间停电,以免出现埋钻。

5)严格控制水泥浆配制水泥浆配制需专人负责,并作配制记录,每天定期检查水泥浆密度。

6)加强现场管理,保证施工效率搅拌桩的施工与H型钢的插放关系密切,如果施工不连续,搅拌桩施工时间长,将导致水泥土硬化,加大H型钢插放难度。

7)动态的水泥浆泵送控制水泥浆的泵送受到土压力的影响,施工深度越大则流量越小。为了保证搅拌的均匀性,需要安装流量计并根据流量计动态调整提升与下沉速度。通过以上措施,本工程SMW工法桩得以顺利连续施工,施工质量也得到了保证。基坑开挖后,桩体搅拌均匀,止水性良好,为后续施工创造了良好的条件;H型钢插放整齐划一,垂直度高,基坑的变形也能满足设计要求,证实了SMW工法桩可应用于更深的基坑。

5H型钢拔除

主体结构完工并进行基坑回填后,即可拔除H型钢。H型钢的拔除机具为汽车式起重机、千斤顶及H型钢夹具。拔除过程为先清除桩头部位的杂物,放置2台大功率千斤顶,并用汽车式起重机在千斤顶上放置H型钢夹具,夹具夹紧H型钢后启动千斤顶逐节顶升拔除H型钢。

6结语