【铁路实务】陈士甲 冲刺串讲班教案 11-第1篇-第5章-5.6-特殊岩土及不良地质隧道施工-5.10-隧道施工辅助作业

5.6特殊岩土及不良地质隧道施工一、黄土黄土隧道施工方法选择应根据隧道断面大小、围岩级别、土层含水量、监控量测情况综合考虑，一般情况下可采用台阶法施工，对浅埋、偏压及地表有沉降要求地段隧道可采取中隔法、交叉中隔法或双侧壁导坑法施工。1.黄土隧道洞口工程施工应符合下列要求：（1）洞口工程施工前，应先核查边、仰坡周围山体稳定情况，清除松散体及不稳定土体；对洞口附近黄土陷穴、人为坑洞和裂缝应提前夯填、灌注水泥浆、施作防渗水沟引排地表水等方式进行处理。（2）进洞前应按设计做好洞顶、洞门及洞口防排水系统，排水沟应进行防渗铺砌。洞门不宜在雨期施工。（3）洞口段加强初期支护，仰拱紧跟，及时形成封闭结构，二次衬砌应尽早施作。（4）当洞口受地形限制出现高陡坡、仰坡时，应尽早完成明洞工程。2.黄土隧道开挖应符合下列要求：（1）各分部宜采取弧形导坑并预留核心土，核心土长度宜3～5m，面积不宜小于开挖面的50%。（2）上台阶长3～5m，中台阶长5～8m；上台阶开挖高度3.0～4.0m，下台阶高度3.0～3.5m；仰拱距掌子面距离宜20~30m。（3）上台阶开挖循环进尺以一榀拱架间距为宜，小、中跨度间距为1.0～1.2m,大跨度间距为0.8～1.0m,特大跨度间距为0.5～0.8m；中、下台阶的开挖进尺、浅埋地段与上台阶进尺相同，深埋地段不大于上台阶一次进尺的2倍。（4）开挖方式宜采用机械开挖，墙脚、拱脚等隅角处应预留60～70cm厚土体，采用小型设备或人工开挖，且不应超挖。3.黄土隧道支护施工应符合下列要求：（1）开挖后应立即喷混凝土封闭开挖工作面，及时施作钢架、钢筋网、锚杆及复喷混凝土。（2）钢架基脚或分部开挖基脚等处应设置锁脚锚杆（锚管），并设置垫板。每侧锁脚锚杆不少2根，锁脚锚杆直径不小于22mm，长度不少于3.5m，外插角35°～40°。拱脚、墙脚宜采用大拱脚。垂直节理地段，应在拱脚设置测点，监控拱脚下沉状态。4.黄土隧道基底处理应符合下列要求：（1）明洞工程湿陷性黄土地基：换填法、挤密桩法或混凝土灌注桩法等进行处理。（2）当场地内有易形成集中入渗通道陷穴、坑洞：洞内换填、桩基处理等措施。（3）新近堆积黄土及饱和黄土地基不满足承载力要求时，可采取换填、树根桩（小直径的钻孔灌注桩）或混凝土桩等一种或多种相结合处理方法。5.黄土隧道二次衬砌施工应符合下列要求：仰拱应超前，并应一次灌注成型，仰拱距离掌子面宜控制在30m以内。拱墙衬砌应整体灌注，并及时施作。二、瓦斯1.一般规定（1）开工前，施工单位应对施工作业人员及管理人员进行专项安全技术培训。瓦斯检测、爆破作业、安全员、领工员等管理作业人员均应通过专项技术培训，并持证上岗。（2）瓦斯隧道煤系地层宜采用台阶法施工，上下断面距离应根据围岩稳定和通风需要确定。2.瓦斯工区钻孔作业应符合的要求（1）瓦斯工区钻孔作业必须采用湿式钻孔；（2）炮眼深度不宜小于0.6m。（3）必须采用煤矿许用炸药，瓦斯突出地段必须使用安全等级不低于三级煤矿许用含水炸药。（降低瓦斯引爆的风险）（4）瓦斯工区必须采用电力起爆，必须采用煤矿许用电雷管（保证起爆的精准性和安全性）。使用毫秒延期电雷管时末段延期时间不得大于130ms（这个时间瓦斯浓度不足以引发爆炸），严禁使用秒或半秒级电雷管。（5）瓦斯区段严禁反向装药起爆。反向装药缺点：但反向爆破不仅需要较长的脚线而且不够安全反向起爆时，容易引爆瓦斯，所以高瓦斯矿不允许反向起爆。（6）爆破网路必须采用串联连接方式，严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同串联网路中使用。（7）必须使用防爆型起爆作为起爆电源，一个开挖面不得同时使用两台及以上起爆器起爆。串联连接可以确保所有雷管在同一时间被激发，从而提高爆破效果。瞬发电雷管和毫秒电雷管的激发特性不同，同时使用可能导致爆破效果不稳定，甚至可能引发安全事故。（8）在非瓦斯突出工区进行爆破作业时，爆破15min后应巡视爆破点，检查通风瓦斯、煤尘、瞎炮、残炮等情况，如有危险必须立即处理。（9）在瓦斯突出工区，揭煤爆破15min后，应由救护队员佩戴防毒面具或自救器到工作面对爆破效果、瓦斯浓度等进行检查，确认安全后方可通知送电、开动局部通风机；通风30min后，由瓦斯检测人员检测工作面、回风流瓦斯浓度；在瓦斯浓度小于1%，二氧化碳浓度小于1.5%后，方可解除警戒，允许工作人员进人开挖工作面。3）瓦斯突出隧道施工，应采用的防突技术措施（1）接近突出煤层前，必须对设计标示的各突出煤层位置进行超前探测，标定各突出煤层准确位置，掌握其储存情况及瓦斯状况。（2）施工时，应至少选用瓦斯压力法、综合指标法、钻屑指标法、钻孔瓦斯涌出初速度法和“R”值指标法5种方法的两种方法对突出危险性进行预测，并相互验证。5.7隧道盾构法施工（略）5.8隧道掘进机法施工掘进机选型及组装调试1.掘进机选型隧道掘进机（TBM）可选用开敞式、单护盾形式、双护盾形式，主要根据工程地质和水文地质条件、隧道设计要求、支护与衬砌形式等综合分析后确定。围岩条件以岩石为主的长及特长隧道可采用掘进机（TBM）法。开敞式TBM适用于整体较完整、有较好自稳性的围岩；单护盾TBM（由于掘进和安装管片不能同时进行）适用于当隧道以软弱围岩为主、抗压强度较低时；双护盾TBM（由于掘进和安装管片能同时进行）：当围岩有软有硬，同时又有较多的断层破碎带时；2.组装调试TBM洞内组装分三个阶段进行：第一阶段，组装主机、连接桥及后配套设备台车；第二阶段，组装余下的设备台车，并开始整机调试，同时主机逐步进到始发洞；第三阶段，在后配套组装洞室安装连续皮带机，同时完成整机调试。组装总体顺序如下：主机→连接桥→后配套及辅助设备。主机与连接桥安装按照从前至后、先内后外、先下后上的原则进行。“从前至后”的原则避免在安装过程中出现混乱或遗漏；“先内后外”的原则强调了在安装过程中优先考虑内部结构和部件。5.9隧道防排水施工一、结构防排水措施1.基面出现股状涌水时，宜采用局部注浆、围截注浆法进行封堵，封堵后的剩余水量可用排水盲管或排水板集中将水引入洞内排水沟排出。2.排水盲管施工：衬砌背后设置纵、横、环向排水盲管应符合设计要求，可根据渗漏水情况适当增设、调整。通向水沟泄水管应有足够的排水坡度。3.隧道防水板应采用分离式，先铺缓冲层，再铺防水板。防水板铺设应符合下列要求：（1）防水板铺设应超前衬砌施工，并应与开挖工作面保持一定安全距离。（2）缓冲层铺设时，应用射钉或膨胀螺栓将热塑性垫圈和缓冲层固定在基面上。5.9隧道防排水施工（3）环向铺设时，下部防水板应压住上部防水板，防水板纵向搭接与环向搭接应采用丁字接头，除正常施工外，应再覆盖一层同类配料防水板材，用热熔焊接法焊接。（4）搭接宽度不应小于15cm，分段铺设防水板边缘部位应预留至少60cm搭接余量。搭接缝应采用热熔双焊缝，单条焊缝有效焊接宽度不应小于15mm，不得焊焦焊穿。搭接缝焊接质量按充气法检查，发现漏气及时修补。防水板搭接缝与施工缝错开1.0~2.0m。5.10隧道施工辅助作业施工供水、供电一、施工供水1.由于凿岩、防尘、浇筑衬砌及混凝土养护、洞外空压机冷却等工作都需要大量用水,施工人员生活也需要用水，因此要设置相应供水设施。施工供水主要应考虑水质要求、水量大小、水压及供水设施等几个方面问题。二、施工供电1.供电方式隧道施工供电方式有自设发电站供电和地方电网供电两种。2.变压器选择一般根据估算施工总用电量来选择变压器，其容量应等于或略大于施工总用电量，且在使用过程中，一般使变压器用电负荷达到额定容量60%左