隧道施工工艺 桥梁与隧道毕业论文.doc

目 录 第一章 实习概况4 1.1 实习概况4 第二章 工程概况5 2.1 工程简介5 2.2 地质、地貌5 2.3 气候水文6 第三章 总体施工方案6 3.1 总体概述6 3.2 施工方案7 第四章 主要施工工艺7 4.1 隧道施工总工艺流程7 4.2 隧道开挖8 4.3 隧道施工支护12 4.4 超前支护12 4.5 出渣运输14 4.6 仰拱施工14 4.7 防排水施工17 4.8 二次衬砌施工17 4.9 衬砌背后注浆施工19 2 4.10 隧道用电、通风措施 20 第五章 铁路坡隧道重大塌方处理21 5.1 隧道内状况21 5.2 施工方案22 5.3 施工难点及重点24 5.4 铁路坡隧道塌方处理个人总结 26 第六章 结语27 6.1 结语27 3 第一章 实习概况 1.1、实习概况 本人为路桥工程系监理 0802 班的学生。很幸运本次实习我来 到了北京华路顺工程咨询有限公司实习。参建的项目为龙永公路 1- 5 合同段，具体为龙永公路第四合同段中担任现场监理一职。主要 的工作职责为安全与质量监督等。很感激北京华路顺工程咨询有限 公司给予我的实习机会。很感激我们监理处的领导及同事对我的关 心及爱护。很感激我师父对我的谆谆教导。该合同段属于龙山茨岩 塘至永顺改建工程。本合同段起于龙山县红岩溪镇铁路坡 （k23+300） ，接本项目第 3 合同段终点，路线以隧道横穿铁路坡， 终点止于龙山县农车镇新寨村（k25+300） ，全长 2km。公路等级按 二级公路设计,设计车速为 40km/h,路线采用双向双车道设计，路面 宽度为 23.5m，路基宽度为 8.5m，荷载等级为公路-级，平曲线 最小半径 60，最大纵坡 7%。铁路坡隧道为重点控制工程。铁路隧道 设计进口里程为 k23+515,出口里程为 k24+630，隧道全长 1115 米，属长隧道。隧道平面位于 r=600m 的圆曲线+直线+r=400 的 圆曲线上，纵坡为 1.9%的上坡，横向超高最大为 2%。主要工程数 量：路基挖土方 1.5415 万 m3，挖石方 2.9963 万 m3；填土方 1.3259 4 万 m3；填石方 113710 万 m3；防护、排水 0.8147 万 m3；，围岩 6.42 万 m3，围岩 1.2485 万 m3，围岩 8642m3；涵洞 55.2m/3 道。 第二章工程概况 2.1 工程简介： 该合同段属于龙山茨岩塘至永顺改建工程。本合同段起于龙山县红 岩溪镇铁路坡（k23+300） ，接本项目第 3 合同段终点，路线以隧道 横穿铁路坡，终点止于龙山县农车镇新寨村（k25+300） ，全长 2km。公路等级按二级公路设计,设计车速为 40km/h,路线采用双向 双车道设计，路面宽度为 23.5m，路基宽度为 8.5m，荷载等级为 公路-级，平曲线最小半径 60，最大纵坡 7%。铁路坡隧道为重点 控制工程。 2.2 地质、地貌 本线路地形条件复杂，全线均为重丘地貌，地面高程为 340900 余米，地势起伏大，线路穿越多重山脉，既有 x004 和 g209 采用盘山绕线方式翻越山岭。区内地质条件一般较简单，多为 二元结构，基岩出露良好，受褶皱、断裂等地质结构影响，岩石较 破碎程度不一，风化较严重，山体缓坡地带多堆积有岩堆等松散堆 积层，影响道路的路基边坡稳定。区内主要地质构造有九龙山至农 车断裂、铁路坡断裂，以及农车至铁路坡向斜、茨岩塘背斜等。路 5 线所经地域的地震动峰值加速度值小于 0.05g，设计地震特征周期 为 o.35s(相当于地震基本烈度小于度区)。 2.3 气候、水文 本区属中亚热带山区季风湿润气候区，四季分明，雨量充沛。 年均降水量 13001500 毫米。线路所经区域为猛洞河西岸的山区， 区内无大型河流，以山区小河流为主。地表水系主要由小河和山间 沟、渠形成，干旱季节严重缺水，雨季时河、溪水陡涨陡消，水流 冲刷强烈，水位随季节变化大，枯水期一般为 8 月至翌年 3 月，枯 水期为本线路良好的施工时期。 2.4 工地交通、水、电情况 本合同段内主要公路为 g209，材料和机械设备进入施工现场须 修筑一条 2500m 的施工便道。沿线水资源丰富，可满足施工用水需 要。 2.5 材料及资源 钢材、水泥从张家界、湖北鹤峰县购买，木材就近解决。 砂、砾石料场：由于沿线河流砂料较为匮乏，结构物用砂就地 采购机制砂。 石料场：我段砌体工程量较少，红岩溪古丈石场、绍文石场等 规模较大、运距较短，能满足施工需要。 第三章 总体施工方案 3.1 概述 6 隧道设计的围岩级别见下表。 铁路坡隧道围岩级别划分表（单位 m） 隧道名称合计 铁路坡隧道830m160125m1115m 施工方法全断面开挖两台阶三台阶 3.2 施工方案 采用钻爆法施工，风枪钻孔，光面爆破开挖；采用一般后八轮车出碴；一 般衬砌台车全断面泵送砼。施工支护采用锚、网、喷支护，喷射砼采用湿喷工 艺。洞外设砼自动计量拌合站，混凝土罐车运输。 开挖方法：为了便于隧道机械化施工,以及遇特殊地质施工方法转换方便, 、级围岩采用光面爆破全断面开挖；、级围岩采用正台阶法开挖，台 阶长度以 5m 为宜。级围岩地段分二部台阶，级分三部台阶。施工程序见图 -68。 采用非电毫秒雷管微差爆破。、级围岩采用直眼掏槽，、级围岩 采用斜眼掏槽。周边眼采用小药卷间隔装药。爆破参见图-9图-12。 瓦斯地段爆破，最后一段延期时间不得超过 130ms；采用煤矿专用炸药， 不得使用硬化或水分超过 0.5%的铵梯炸药。其爆破器材、母线、炮泥成分和堵 塞长度、爆破方向、爆破网络等做专门设计。 开挖进尺：级围岩每循环进尺采用 3m， ，级为 1.5m，级为 1.0m。 出碴：一般后八轮出渣。 衬砌：衬砌采用一般衬砌台车。iv、v 级围岩地段仰拱超前施做，衬砌紧 跟。 第四章主要施工工艺 4.1 隧道施工总工艺流程 开 挖 出 碴 施工准备 洞口段处理 测量画线 超前支护 施工支护 仰拱施工 防水板挂设 砼衬砌 水沟、电缆 槽测量画线 隧道压浆 竣工验收 铺底 7 4.2 隧道开挖 1、开挖作业工序流程 2、光面爆破设计 （1）光面爆破设计参数 围岩级别级级级 周边眼间距（cm）605550 光爆层厚度（cm）758090 （2）周边炮眼装药结构 周边炮眼采用 25mm 小药卷间隔装药，导爆索连接，导爆索用竹片和电 工胶布与炸药卷绑在一起。 （3）爆破顺序 3、光爆质量标准： 平均线性超挖 10 厘米以内， 炮眼痕迹保存率：硬岩90% 中硬岩80% 软岩60% 掏槽眼辅助眼掘进眼周边眼底眼 测量画线台车（钻孔平台）就位钻 孔装 药爆 破 通风排烟找顶刷邦 锚网喷支护 仰 拱衬 砌 8 炮眼利用率： 90% 4、施工要求 （1）放样布眼。隧道开挖每一个循环都要进行施工测量，控制开挖断面， 在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线，标出炮眼位置，误差不超过 5 厘米。 （2）定位钻孔。钻眼按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道 轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低 5 厘米，以便钻孔时的岩粉自然流 出，周边眼外插角控制在 2 度到 3 度以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比 其他炮眼深 20 厘米。 （3）清孔装药。装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时派 专人分好雷管段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位， 确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装好药后用 炮泥堵塞。 （4）网络连接。起爆网采用复式网络，联接时每组控制在 12 根以内；联 接雷管使用相同的段别，且使用低段别的雷管。雷管联接好后有专人负责检查， 检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管，检查无误后起爆。 （5）调整控制。开挖过程中经常观察石质的变化情况及爆破效果，及时 调整钻爆设计。严格控制周边眼的装药量，减少对围岩的扰动，控制超欠挖。 （6）排水。控制隧底超欠挖，保证底面平整。保持临时排水系统畅通不 积水，防止浸泡围岩。 4.3 施工支护 1、砂浆锚杆 (1)砂浆锚杆施工工艺流程 （2）原材料及配合比 a、锚杆杆体采用直径 22 毫米的螺纹钢，使用前调直、除油，砂浆采用中 砂和 425 号水泥拌制，砂最大粒径不大于 2.5 毫米，使用前过筛清洗。 布点 点 点 钻孔 点 点 注浆 点 点 安装锚杆 点 点 安装止浆塞 点 点 养护 点 点 拉拔试验 点 点 9 b、砂浆配合比控制在（水泥：砂子）1：11：0.5 之间，水灰比控制在 0.450.5 之间。 c、砂浆拌合均匀，随拌随用，在砂浆初凝前使用完毕。 （3）钻孔 a、采用手持凿岩机、锚杆台车钻孔。 b、钻孔的深度、方向和布置严格按设计施工。 c、孔深误差不超过 5 厘米，孔径大于杆体直径 15 毫米。 d、钻孔完毕吹净孔内积水、积粉和岩碴。 （4）注浆 a、采用牛角泵注浆。灌浆开始或中途停止超过 30 分钟，用水或稀水泥浆 润滑注浆泵及管路。 b、注浆时注浆管插入距孔底 5-10 厘米处，随砂浆的注入缓慢均匀拔出， 灌浆压力不大于 0.4mpa。避免孔中砂浆漏灌，保证锚杆全长锚固。 c、锚杆的插入长度不小于设计长度的 95%，锚杆安装后不得随意敲击。 2、中空注浆锚杆 （1） 中空注浆锚杆施工工艺流程 （2）钻孔 将凿岩机对准孔位，直接钻孔。 （3）安装锚杆 钻至设计深度后，清孔、安装锚杆，确认杆体通畅，锚杆外露 10-15 厘米。 （4）注浆 a、将止浆塞通过锚杆打入孔口 30cm 左右。 b、连接锚杆、注浆管、注浆泵。 c、注浆，直至浆液从孔口周围溢出。 d、注浆完成，卸下注浆管和锚杆接头，转入下一孔注浆。 初喷砼测量布点钻 孔安装锚杆 钻进 安装止浆塞 注 浆封 口复喷砼 检查孔口是否畅通 10 3、钢筋网 钢筋网在洞外预先按设计焊接绑扎成片，运至洞内随围岩起伏铺设，并与 锚杆、钢支撑焊牢，钢筋网与围岩间距 3-4cm，喷砼后钢筋网片不外露，最小 保护层厚度 2cm。 4、格栅钢架支撑 （1）钢架加工：按照设计尺寸在平面上放出 1：1 大样，并把整个钢架分 成若干个单元，并焊好连接法兰，法兰的焊接准确周正，孔眼对应。 （2）钢架架立：首先要测量准确，架立后并复核，钢架尽可能与围岩贴 靠紧密，两侧底脚使用垫 块支垫牢固。 （3）连接：法兰之 间对正，用螺栓连接牢固， 钢架与锚杆焊牢，钢架与 钢架之间用 22 螺纹钢 焊接连成整体，起到整体 支护效果。 5、喷射砼 采用 tk-961 型喷射 砼机湿喷作业 （1）湿喷砼工艺流 程见右图 湿喷砼工艺流程图湿喷砼工艺流程图 （2）配合比设计： 水泥： 砂： 石子：速凝剂：水灰比 初选湿喷砼配合比为： 1 2.47 1.53 0.04 0.45 水泥： 砂： 石子：速凝剂：钢纤维:水灰比 施工时钢纤维掺量按设计及规范要求掺加。 （3）原材料要求： 水泥：为 425 或 525 普通硅酸盐水泥。 粗细骨料：石子最大粒径为 10 毫米；砂子细度模数为 2.5-3.0，含水率 搅 拌 机 湿 喷 机 喷 头 压缩空气 速 凝 剂 原 材 料 选 择 配 合 比 设 计 水水 泥细 骨 料粗 骨 料 受喷面 11 5-7%。 钢纤维满足质量要求。 （4）喷砼作业 a、喷射前，先用高压风、水清洗岩面，清除浮石，检查机具设备和管路。 b、送风前先打开计量泵，以免高压混凝土拌合物堵塞速凝剂环喷射孔； 送风之后调整风压，使之控制在 0.45-0.70mpa 之间。 c、喷嘴与岩面距离为 60-100 厘米，喷射方向尽量与受喷面垂直。 d、一次喷射厚度不超过 10 厘米，两次喷射时间间隔为 15-20mim。 e、喷射作业分段、分片进行，每段长度不超过 6 米。喷射顺序按先边墙 后拱脚，最后拱顶施喷。喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈 直径约 30 厘米。 掌子面喷浆 （5）注意事项 a、开机先开主机，再按依次开震动棒、计量泵、风阀的顺序进行。 b、喷射完成先关主机，再依次关风风阀、计量泵和振动棒，然后用清水 将机内、输送管路内残物清理干净。 c、严格控制拌合物水灰比，经常检查速凝剂注入环的工作情况，发现问 12 题及时处理。 d、如有堵管情况，则必须先关闭主机，然后才能进行处理。 4.4 超前支护 在级围岩地段及松散破碎洞口段，设有超前支护，以便在开挖前对围岩 进行予加固、支护，超前支护手段有中空注浆锚杆、小导管注浆、大管棚注浆。 1、中空注浆锚杆 超前中空注浆锚杆钻孔仰角为 5o7o，其施做方法参见“八、(三)施工支 护” 。 2、小导管注浆 （1）小导管设计 每循环小导管长度为 3.5 米，每环间搭接不小于 1.0 米，小导管采用风枪 钻孔，注水泥-水玻璃双液，以加固岩体。 （2）小导管施工工艺流程 （3）导管工艺有关参数和控制标准 a、采用 42 的无缝钢管，管壁开花孔，双侧梅花型布置，孔距 40 厘米。 b、长度 3.5 米，有效长度 2.5 米。 c、二排导管搭接长度 1.0 米。 d、仰角 5o8o。 （4）注浆参数设计 水灰比 w:c=0.8-1:1 注浆终压 0.5-1mpa （5）主要材料机具设备 主要材料：425 号普硅水泥。 机具设备：vb-3 型灰浆泵 立式灰浆拌合机 3、大管棚注浆 （1） 大管棚施工工艺 封闭掌子面布设管位钻 孔安装钢管注 浆检 查 13 （2）施工机具： dk-300 型钻机 tbw-250 注浆泵 灰浆拌合机 电焊机、管钳、钻头 102、76、钢管联接套等。 （3）管棚设计 钢管：热轧无缝钢花管，外径 89 毫米，壁厚 6 毫米，长 35 米。每间隔 30 厘米设 1 对 10 花孔，尾部 2.0 米不设。 管距：环向 40 厘米 倾角：5o 水泥浆：水灰比 0.8 左右 注浆压力：2mpa。 （4）管棚施工 a、按设计在拱部施做砼导向墙。导向墙宽、厚各 1.0 米，并在导向墙内 按间距预埋孔口管。 b、先用 dk-300 型钻机钻深孔，达到设计要求，钻杆用连接套接长，直至 钻至比设计孔深长 0.5 米。 c、钻孔达深度要求，依次拆卸钻杆。 d、顶管作业：采用钻机连接套管自动跟进装置连接钢管，将第一节管子 推入孔内。 e、接管。钢管孔外剩余 30-40 厘米时，用管钳卡住管棚，反转钻机，使 顶进连接套与钢管脱离，人工安装下一节钢管，对准上一节钢管端部，人工持 管钳用钢管连接套将两节钢管连在一起，再以冲击压力和推进压力低速顶进钢 管。 f、注浆。按配合比拌制水泥浆，注浆管路联连检查正确，注浆使管内浆 液充填密实。 测量放线开挖工作室施作导向墙（预埋孔口段）钻机就位 钻孔及接长钻杆钻杆退出顶进钢管接长钢管注 浆 14 4.5 出碴运输 隧道分别采用一般后八轮出渣，指定渣场离隧道距离较短。 4.6 仰拱施工 、级围岩地段设计有仰拱。仰拱应及时施工，以便施工支护封闭成环。 1、仰拱砼施工采取防干扰作业平台，在仰拱施工区段搭设一简易防干扰作 业平台，平台上铺设轨道，使洞内出碴运输和仰拱施工互不影响。 2、施工顺序： （1）测量放样，确定内轨顶标高，用于推算仰拱基坑底标高； （2）采用隧道扒碴机一次性开挖到位（隧道开挖时仰拱爆破一次到位，仰 拱暂不出碴） ，人工辅助清理底部浮碴杂物； （3）将上循环砼仰拱接头凿毛处理，仰拱与边墙基础间设连接筋； （4）自检合格后，报监理工程师隐蔽检查签证，砼输送车运输浇筑，插入 式振动棒捣固。为能尽早便于轨道通行，掺入适量早强剂。 4.7 防排水施工 隧道部分地段设有防排水措施:铺设防水板、施工缝设止水条、环向设软 式透水管、抗渗砼，这对隧道衬砌不渗不漏的质量要求及防止地下水对砼的侵 蚀具有重要的作用。根据设计地段及实际需要施作。 1、隧道防排水施工程序见下图： 钻爆开挖 施工支护 大股水流 加工弯钢管 施做钢管引排 锚固钉固定 防水板悬挂 施工缝凿毛、清洗 清洗 安设止水条 模筑砼 拱顶压浆 单个漏水点 施作透水管 大面积漏水 点 施放大幅防 水板 15 2、软式透水管施工 施工程序： （1）锚喷支护完毕后，用防水板条（宽 30-50 厘米）和塑料膨胀螺栓将软式透 水管按环向固定在锚喷支护面上； （2）用快凝水泥砂浆将塑料胀栓包住； 3、施工缝膨胀性止水条 （1）根据衬砌厚度及衬砌形式自制拼装式钢模挡头板，每块钢模宽度为衬砌厚 度的一半，同时将钢模根据安装顺序编号。 （2）全断面液压钢模衬砌台车就位后，按照钢模挡头板编号安装钢模挡头板， 中间预留小凹槽，拆模后将止水条粘嵌在凹槽内，并用砼钉固定。 安装软式透水管 16 铺设防水布 4、防水板铺设 采用无射钉铺设工艺，防水板台架 铺设作业。施工要求如下： （1）防水板的拼接：橡胶防水板 采用洞外拼接，拼接前先检查产品质量， 产品质量合格后方可拼接。拼接现场要 平整、清洁。拼接过程中严禁过度拉伸， 不准出现褶皱、空鼓等，防水板之间搭 接宽度不小于 10 厘米，接缝处涂胶均匀， 粘接时要压平、压实，保证粘接质量。 （2）塑料防水板拼接采用焊接工 艺，橡胶防水板采用粘接工艺。 （3）岩面检查。铺挂前认真检查 喷混凝土面，保持喷混凝土面平顺，若 局部凹凸严重，应先喷混凝土找平，突 养 护 拆 模 封 顶 捣 固 砼 灌 注 各项检查 施工准备机械设备检查 原材料准备 测量放样 台车就位 防水板、止水条、透水 管 安装堵头模板 模板整修、清理 砼 运 输 砼 拌 合 配合比设计 上料、计量 17 露的锚杆头、管棚头、钢筋头等应割除掉，并用砂浆抹平。 （4）防水板搭接：隧道内两幅防水板搭接时，接缝处搭接 15 厘米宽，并 用钢筋或木条等压住接缝。铺设防水板地段距离开挖工作面不应小于爆破作业 安全距离。 （5）防水板铺设。采用多功能自制台架，在岩面上打眼，锚钉锚固的方 法进行铺设，保证防水板挂设的固牢性，同时，在锚固点上另外敷贴一块防水 板，与挂设的防水板粘（焊）结牢固，保证其防水效果及铺设质量。 4.8 砼衬砌 1、衬砌工艺流程如右图: 衬砌工艺流程衬砌工艺流程 2、施工要求 a、衬砌台车就位时进行测量控制，灌注前进行复核。台车下部支垫稳固， 上部及两侧面用短撑支撑牢固，防止晃动。 b、对模板进行测量控制，保证模板缝成直线。 c、灌筑砼两侧对称同时进行，注意控制两侧泵送砼的均匀性，两侧灌注 砼高差不得超过 50 厘米。 d、每循衬砌前，对上一组衬砌接缝处的砼凿毛、清洗，并刷一层水泥浆 以使新旧砼接合良好。 e、砼灌注连续一次灌筑完毕，如发生停电等意外事故必须停工时，将灌 注面整平、振捣好。停工 2 小时以上，要等 24 小时后才能接灌。 f、拱部封顶时，必须填满捣实，不得有空隙。 g、根据洞内湿度情况采用洒水或自然养生。拆模在拱部砼达到设计强度 的 75%以上时进行，拆模时注意砼模角及表面的保护。 h、耐腐蚀砼，按耐腐蚀外加剂掺量要求准确计量拌合均匀，灌注中分层振捣密 实。 18 检验级围岩段二衬钢筋 4.9 衬砌背后充填注浆 按设计要求，、级衬砌背后进行充填注浆，将衬砌背后的空隙填满， 同时起到防水作用。 1、工艺流程 2、施工要点 a、压浆和衬砌作业保持 70m100m 距离。采用风枪按设计注浆孔间距进 行钻孔。 b、有防水板段衬砌背后压浆，应在衬砌时预埋注浆管，安装注浆管时与 预埋管焊接。无防水板段，则进行钻孔埋管。 c、压浆工程分初次和检查压浆两步进行。初次压浆用压气双筒压浆机， 在 0.40.5mpa 压力下压注 1:1 1:1.5 的水泥砂浆，水灰比 1:1。注浆要保 证充填密实。 d、注浆孔口用水泥砂浆封堵密实，避免地下水从孔口渗出。 拌制浆液 配合比设计 安装注浆管压水试验 钻孔 初次压浆 检查压浆 预埋注浆管 搭工作台 机具准备 19 e、各洞口为上坡时，从洞口开始向前逐段压浆，循向压浆按先拱脚后拱 顶顺序压浆。当为下坡时，拱部衬砌应每隔 20m 用混凝土同时灌筑 0.5m 宽的 隔墙，防止压浆时有浆液远流。 f、效果检查采用压水泥浆进行：在已注完水泥砂浆地段 57 天另外钻孔， 用电动式压浆泵注纯水泥浆，压力在 0.6-1.0mpa，若压力达到规定数值，并持 续 20 分钟不再吸浆，则表示该段压浆已满。 4.10 隧道用电、通风措施 （1）隧道施工通风 通风方式采用压入式通风。在隧道在出口设 1 台 sd-no12.5 110kw2 轴流式通风机。 风量计算 按同一时间洞内最多工作人员人数计算: q=kmq+w3 k风量备用系数 k=1.25 m同时最多工作人数 m=100 q每人所需新鲜风量 q=3m3/min 人 q=1.251003=375m3/min=6.25m3/s 按同一时间内最大炸药量计算： q压入=0.13(av2)-3/t 式中：a同一时间爆破药量。按正洞全断面每掘 进循环进尺 3.0m 计，开挖量约 300m3，炸药用量 2.3kg/m3,则 a=690kg， t通 风时间；取 t=30 分。l炮烟抛掷区域，施工中炮烟充满 1/2 断面且在隧道上 半部。l 取 150m。 按最小风速验算，废风抽出过程中自然稀释，浓度较低，参考经验值取 vmin=0.15m/s。 故：q=vminsmax =6.4m3/s。 供风量确定： 采用 pvc 拉链式软风管,直径 d=1.0m，管节长 100m。风流在管道中呈完 全紊流,管壁光滑取 k=0.001 则 =/8,式中 =1/(1.74+lg(d/k)2; =0.122kgf.s2/m4得出 =0.000258，考虑到通风最困难时期,风管长 l=800m。 20 则 h摩=luq2/s3 式中： h摩-摩擦阻力 mmh2o-摩擦阻力系数 n.s2/m4 l-风管长度 mu-风管周长 m s-风管断面积 m2k-风管壁突起平均高度 mm -风流状态参数-空气重率 kgf.s2/m4 q-通过风管的供风量 m3/s-局部阻力系数 n.s2/m4 g-重力加速度 9.80665s/m2 局部阻力:采用直径 1.5m 的风管,管道内局部阻力系数 取 0.3，则 h局=q2d/（2gs2）=2.57mmh2o 弯道阻力:忽略不计。 总阻力: h总=h摩+h局=500.32+2.57=502.89mmh2o 通风机选择：风机功率：n=bq供h总/(102) 式中：b通风机安全系数采用 1.05，b1电机安全系数采用 1.2， 通风机效率取 0.7，1电机效率取 0.95 则 n=1.0518.72502.89/(1020.7)=138.5kw 电机功率：n1=nb1/1=138.41.2/0.95=175kw 根据供风量和 n1=175kw 选用 1 台 2110kw 轴流式风机，能够满足风 量需要。 通风管理 风管联接采用密封法兰盘接头，垫板采用橡胶板或软聚氯乙烯塑料板，厚 度 36mm，以减少接头漏风。风机由专业人员管理，并记录电机的工作电流 和电压及 u 型管压力。u 型管安装在风机出口的 l0-20m 处，u 型压力管可粗略 了解风机的工作压力，以免造成风阻过载而烧毁电机。并通过性能曲线监测通 风管路故障，以确保风机的正常运行。压入风管的出风口距工作面 2030m， 通风管的安装做到平顺，接头牢固严密 第五章 铁路坡隧道重大塌方处理 5.1 隧道内状况 隧道掌子面桩号为 k23+868.5，原本掘进至 k23+873，设计本段地质 条件为 iii 级，地质报告叙述同样为 iii 级。2010-12-29 日施工单位向 21 k23+873 断面进行开挖作业时，k23+880k23+875 拱顶部位发生掉块，并 发生塑象形变，项目部立即报告业主、监理单位后，召开会议决定按照 iii 级浅埋进行施工：此时的参数是 h=9cm 格栅拱架，纵向间距为 1.2m；12 月 30 日，施工单位按 2010-12-29 会议精神进行支护，但是再次发生坍塌， 砸毁已成型格栅拱架 3 榀，项目部立即通知业主、监理、监控量测单位进 行现场踏勘并要求加强支护，最后会议决定采用 i18 工字钢，纵距 1m 进 行支护，依据会议精神我部即刻采用 i18 工字钢替换已砸毁部位格栅拱架； 时值 2011-1-1 日2011-1-5 日下大雪、冰冻，施工现场无法进行作业，原 因有砂石料根本不能运输进场，施工用水无法保障。鉴于本段地质的特殊 性，本着尽早封闭腔体，顶进作业至掌子面的工作思路，利用洞内未结冰 的侵水进行喷浆拌料，支护作业时，均有经验丰富的开挖班负责人林生配 合值班人员进行安全指挥，及时发现围岩变化情况，疏散作业人员。截止 2011-1-5 日下午，才能从洞内调用侵水，5 号立架一榀，6 日同样立架一榀， 在立架喷砼前，均对塌腔体进行素喷，7 日下午正准备立架时，拱顶再次 发生坍塌。 二次塌方变形首次变形塌方 连同两次塌 方同步垮塌 稳定区域 k23+880 k23+875 k23+873 k23+ 868.5 截止 2011-1-07 拱顶发生两次大规模塌方，掌子面由 k23+873 塌落至断面 k23+868.5 桩号，第二次塌方后，我方立即停止掌子面施工，截止 2011-1-11 日， 拱顶、断面部位多次塌方，规模多样。 根据以往施工经验及同类地质地段支护条件，确定本段地质围岩不能形成 自稳，在没有强性支撑的情况下，作业人员，根本无法进入现场进行施工！ 现 k23+880k23+868.5 拱后塌腔 700m3多,依据现目前支护条件，根本无 法满足安全施工生产要件，质量保障要素。 从隧道施工安全预支护系列来讲主要存在小导管及大管棚作业两种操作思 路。结合现场实际塌腔条件，最大腔体进深达到 9m，小导管作业不可行，故采 22 用大管棚作业。 5.2 施工方案简介 施工方案宜采用确实可行的方法进行操作，前提是消除安全隐患，减少 质量隐患，提高生产效率为前提。 作业流程为： 回填断面、封闭掌子面泵送 c20 砼回填塌腔管棚钻进作业 管棚注浆检查周边断面变形情况、及时修正确认管棚作业成功断 面左幅小于 1.0m 进尺挖方初期支护断面右幅小于 1.0m 进行挖方 闭合平洞初期支护上部闭合 10m 对左幅仰拱进行开挖布设仰拱工字钢 左幅仰拱开挖闭合仰拱工字钢左幅 c15 片石回填右幅 c15 片石回填 下 10m 循环 5.3 施工重点及难点 一、一、洞内断面回填（断面封闭） ，现只能采用从路基部分借方进行回填，回填工 程量较大，需要周期 10 天左右；本项工作重要思想是顶住拱脚、边墙，抑制边 墙部位发生形变，再则即为腔体回填注浆提供相关模型，保障砼质量及回填数 量； 二、二、腔体回填：截止 2011-1-10 腔体容积已逾 700m3,注浆的规模及质量直接关 系后续大管棚的安全作业、功效及相关工序的连续性；腔体回填工作，直接用 输送泵泵送至塌腔内；挖机配合吊装泵管，禁止人员进入； 三、三、管棚作业：首先潜空钻布设于安全洞室，利用专线进行照明、施工，相关 作业支架须稳固； 四、洞室回填的挖除与型钢拱架的架设是应力构件发生受力变化的重要环节， 在挖除时必须进行短进尺（小于 1.5m） ，边墙及上部先进行挖除，以利于工字 钢的架立及相关初期支护的作业，待支护完毕后，方可进行挖除核心土，由此 进行循环。 五、超前小导管的布设，作为塌方地段大管棚的必要开挖补充，特别是掘进至 垮塌断面下方，管棚由于上抬加大，开挖后，围岩临空面扩大，围岩应力释放， 极易产生垮塌，在搭接长度不小于 2m 情况下，稳步推进断面掘进，确保作业人 员安全及洞室稳定性； 23 六、仰拱部位开挖及支护，在塌方地段均受地质构造影响，底板的受力状态不 佳，故设置仰拱，与上部初支、二衬闭合成环形受力结构断面；开挖过程中进 行长度为 5m 左半幅仰拱工字钢作业，待过 12 小时后，对右半幅进行作业，并 进行改道，在右幅仰拱、填充作业完成后，改道进行左半幅仰拱、填充作业， 采用松动爆破方式，用挖机辅助修整底板，减少地质扰动，由此循环。 七、断面开挖，采用台阶与导洞结合方式，减少单位爆破除渣量，减少单次火 工品用量对围岩的冲击荷载，每循环 1.5m；且立即对开挖 1.5m 进行初期支护。 八、围岩监控，对已支护部位进行布点监控，及时发现洞室变化、地平变化， 发现隐患及时撤出人员、设备，并进行进一步分析、论证。 隧道 k23+875-k23+880 段塌方 24 打入管棚 打超前小导管 25 5.4 铁路坡隧道塌方处理个人总结 铁路坡隧道 k23+880-k23+860 段塌方处理历时 80 天，顺利完成整个塌方处 理工作。在处理过程中没有任何伤亡情况，安全与质量管理到位得到了上级领 导的一致好评。 在整个塌方处理过程中我担任一名现场监理员。在此过程中我的主要任务 是：1、熟悉整个塌方处理技术方案 2、全过程监督安全与质量 3、及时向上级 领导反映塌方处理进度 4、对塌方段施工工程量进行详细记录。 在 2011 年 3 月 20 日晚上 8 点左右，我和隧道施工员一起进隧道查看隧道 掌子面工作情况，当我们到隧道掌子面 k23+870 时，看到支护班正在掌子面立 拱架（i20 型钢） 。我便用手电筒往个个位置观看围岩情况并用相机拍下影响资 料，突然发现掌子面左侧顶部有一条明显的裂纹，于是我马上要求那些施工人 员马上停止施工，赶快离开立拱架的台车，在刚离开不到一分钟只听见一声巨 响，台车左边被一块大约 2-3 吨重的石块砸坏。现场所有人员都惊呆了，我立 刻要他们撤离现场，在我的组织下所有人员顺利出了隧道。没有出现任何意外 情况，事后我要求施工单位派专人在掌子面查看围岩变化情况。如果不是我及 时发现隧道拱顶有裂纹，并组织人员离开，后果不堪设想。通过这件事情，我 知道了生命只在一瞬间，施工单位人员要加强学习安全自我保护意识，在不保 证安全的情况下一定不要进行下道工序的施工。在突发事件发生以后，一定要 冷静不要慌，只有在冷静的状态下才能保持清醒的大脑才能更加有效的处理事 情。也让我知道了自己岗位的重要性。 铁路坡隧道塌方处理的 80 天的时间里，虽然我作为一名现场监理人员，但我对 整个隧道塌方处理过程有较深的了解，对每一道工序都现场旁站，熟悉每一个 地方的情况，可以说在塌方处理中我进隧道的次数是最多的，看到的也是最全 面。通过这次隧道塌方处理我有了一些关隧道塌方处理的经验和隧道坍塌防治 措施。 1、超前地质预报 为确保隧道隧洞施工安全，加快隧道隧洞施工进度，建议在施工中采用超 前地质预报技术。超前地质预报技术包括隧道隧洞不良地质超前地质预报和重 大施工灾害两大部分。隧道隧洞施工地质灾害的发生，与不良地质的存在和施 工辅助办法不当密切相关，主要是不良地质的存在。隧道隧洞不良地质的超前 26 预报。依据预报