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摘要:随着社会的不断发展,我国铁路建设技术也日渐成熟,一条条高难度、高技术的铁路诞生在中国的土地上。铁路是我国经济的重要命脉,由于它特有的优越性和灵活性,发挥了其它运输方式无法替代的作用。铁路隧道技术是铁路工程结构的重要组成结构之一,
关键字:铁路隧道;施工技术;管理;分析
引言
现代中国科学技术和经济的飞速发展,为基础设施建设提供了充足的技术和经济支持,铁路的覆盖率逐渐增加。在这种环境下,对各种复杂地形地貌的铁路施工提出了数量更多、质量更高的要求。隧道施工技术的不断发展由较大工程规模的地下施工工程要求所推动。
1.隧道安全事故起因
通过对近些年隧道施工事故的统计会发现,隧道安全事故主要集中在塌方、触电伤人、火工品、交通和机械伤害等方面,而且事故等级高,危害性大。其中尤以塌方事故发生率最高,且多为群死群伤,危害性尤甚之。下面就塌方事故谈一下塌方事故的起因。隧道塌方的诱发因素是多方面的,笔者综合了一下,主要有以下几种原因:
1.1偷工减料,减弱支护强度
隧道围岩压力主要由围岩本身的结构自承力,超前支护加固层、初期支护层、最后是仰拱和二衬围成的拱圈所承载。隧道支护设计是通过计算围岩压力确定支护参数的,但施工中往往会出现:一方面钻爆控制不好,破坏了岩层,致使围岩结构承载能力降低;另一方面超前支护、初期支护施工少放锚杆、钢筋、钢架等材料,施工不规范,降低了支护的强度。最终导致支护不足以承载上部围岩压力时,引发隧道塌方事故。
1.2开挖方法不当,支护不及时,监控量测不到位
根据隧道围岩级别,合理确定开挖方法非常重要。全断面开挖、台阶法、环形开挖预留核心土法,侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法等方法的选用是区别于不同的工程地质的,如果选用不当,也会导致塌方。但施工中图方便,求进度,而扩大开挖断面,扩大进尺,各工序间盲目的拉大施工距离,封闭不及时是造成塌方的主要原因之一。新奥法施工要求以监控量测作为辅助手段,对围岩和支护变形,应力变化作动态的量测,对异常情况早发现,早处理,监控量测流于形式,编造数据的情况还大量存在。
1.3地质灾害
工程地质灾害所引发的事故非常多,这是我们在不清楚前方不良地质情况下,仍沿用不变的施工手段,没有进行有针对性的采取应对措施造成的。如突水突泥、涌水、瓦斯等情况。
2.主要的施工方法和施工工艺
2.1岩石破碎方法及施工工艺
由于在50m范围内不能采取炸药爆破的方式进行开挖作业,因此为了天然气管道的安全,我们采用两种方案进行开挖:
2.2钻孔灌膨胀剂对岩石迫裂的办法进行开挖和破碎作业;
2.3当遇到比较破碎的岩层,灌注膨胀剂迫裂的效果不理想,采取人工风镐配合破碎机进行开挖。迫裂法作用机理:膨胀剂灌入孔中,发生水化反应,放热、固结、体积膨胀,对孔壁施加压力,将孔壁外的岩石破裂。
3.隧道工程各分项工程质量保证措施
3.1隧道开挖保证措施
开挖支护是隧道工程的质量控制的源头,针对不同的情况采取切实有效的措施是保证开挖支护质量。坚持“先治水、短进尺、强支护、早封闭、勤量测,快成环、早衬砌”的原则开挖过程中严格按设计控制开挖断面,每开挖循环均测量放样标出隧道中线位置和开挖轮廓,严格控制超挖。当出现超挖时,采用喷锚等永久支护体系时,多次复喷,直至大面平顺。根据预报了解的前方围岩情况,选择适宜的开挖方案。
开挖过程中钢架或临时支撑,重视锁脚锚杆(管)的施工,以确保钢架基础稳定,确保下一个工序的安全施工,要及早封闭成环,必要时增设临时仰拱,保护基底。
3.2砂浆锚杆施工措施
砂浆锚杆长度根据围岩状况及设计确定严格按交底长度下料,锚杆打设角度与岩层层理相匹配,锚杆角度尽可能与岩层面垂直多穿岩层,呈梅花形布置。要求锚孔内砂浆饱满,保证锚杆、砂浆、围岩间的粘结力。
3.3喷射混凝土施工措施
喷射混凝土采用湿喷工艺,按初喷和复喷组织施工。喷射混凝土由混凝土拌合站拌合。初喷在清帮、找顶后立即进行,初喷混凝土厚度4~5cm,及早快速封闭围岩。复喷在拱架、挂网、锚杆施工完成后进行。
3.4衬砌混凝土施工措施
二次混凝土衬砌采用衬砌台车进行。混凝土衬砌施工采用输送泵灌注,拌合站集中拌和,严格按混凝土配合比生产,混凝土输送车输送。挡头模板及台车下缘注意模板拼缝防止漏浆,确保施工缝质量。采用同条件养护试件强度,控制衬砌混凝土强拆模时间,严禁提前拆模。隧道衬砌前,必须将隧道底部和墙脚的虚碴、浮碴清除干净,确保仰拱及隧道的拱墙衬砌置于坚实的基础上,避免衬砌不均匀下沉开裂。添加粉煤灰等改善混凝土性能,尽量降低水灰比,控制水泥用量。
4.铁路浅埋隧道技术未来的发展趋势
近半个世纪来,中国铁路浅埋隧道建设技术虽然有了很大进步,但与世界铁路浅埋隧道长度不断增加并向水域方向发展的趋势比较,还有一定的差距。如果要建设出具有高技术、高质量、高效率的浅埋隧道,就必须学习和创新更适合我国铁路浅埋隧道建设的新技术。对于新技术的应用和改进,有两个方面可供参考,
运用新奥法技术,考虑围岩自身的承载能力,可在坑道爆破后采用喷锚和单喷作为初期支护,然后要多次量测位移,判断围岩基本稳定时间。再进行第二次支护,这样可以建造较经济的衬砌结构。
5.结束语
铁路隧道浅埋施工技术等相关知识进行了粗略的分析和研究。技术的创新,才是中国发展前进的动力,浅埋隧道技术在铁路建设中是一次重大突破,也证明我国在铁路建设上又跨越一步,中国铁路工程建设人员在总结自己的经验和学习国外经验的基础上。同样取得了许多成绩,即在施工控制、勘察设计方面以及运营管理水平等取得了显著的成果。
参考文献
[1]《铁路隧道施工技术安全规则》( TBJ403 —87) 中国铁道出版社, 1987 年。
[2]金绍元主编《铁路安全工程》, 西南交通大学出版社, 1989 年。
关键字:铁路隧道;施工技术;管理;分析
引言
现代中国科学技术和经济的飞速发展,为基础设施建设提供了充足的技术和经济支持,铁路的覆盖率逐渐增加。在这种环境下,对各种复杂地形地貌的铁路施工提出了数量更多、质量更高的要求。隧道施工技术的不断发展由较大工程规模的地下施工工程要求所推动。
1.隧道安全事故起因
通过对近些年隧道施工事故的统计会发现,隧道安全事故主要集中在塌方、触电伤人、火工品、交通和机械伤害等方面,而且事故等级高,危害性大。其中尤以塌方事故发生率最高,且多为群死群伤,危害性尤甚之。下面就塌方事故谈一下塌方事故的起因。隧道塌方的诱发因素是多方面的,笔者综合了一下,主要有以下几种原因:
1.1偷工减料,减弱支护强度
隧道围岩压力主要由围岩本身的结构自承力,超前支护加固层、初期支护层、最后是仰拱和二衬围成的拱圈所承载。隧道支护设计是通过计算围岩压力确定支护参数的,但施工中往往会出现:一方面钻爆控制不好,破坏了岩层,致使围岩结构承载能力降低;另一方面超前支护、初期支护施工少放锚杆、钢筋、钢架等材料,施工不规范,降低了支护的强度。最终导致支护不足以承载上部围岩压力时,引发隧道塌方事故。
1.2开挖方法不当,支护不及时,监控量测不到位
根据隧道围岩级别,合理确定开挖方法非常重要。全断面开挖、台阶法、环形开挖预留核心土法,侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法等方法的选用是区别于不同的工程地质的,如果选用不当,也会导致塌方。但施工中图方便,求进度,而扩大开挖断面,扩大进尺,各工序间盲目的拉大施工距离,封闭不及时是造成塌方的主要原因之一。新奥法施工要求以监控量测作为辅助手段,对围岩和支护变形,应力变化作动态的量测,对异常情况早发现,早处理,监控量测流于形式,编造数据的情况还大量存在。
1.3地质灾害
工程地质灾害所引发的事故非常多,这是我们在不清楚前方不良地质情况下,仍沿用不变的施工手段,没有进行有针对性的采取应对措施造成的。如突水突泥、涌水、瓦斯等情况。
2.主要的施工方法和施工工艺
2.1岩石破碎方法及施工工艺
由于在50m范围内不能采取炸药爆破的方式进行开挖作业,因此为了天然气管道的安全,我们采用两种方案进行开挖:
2.2钻孔灌膨胀剂对岩石迫裂的办法进行开挖和破碎作业;
2.3当遇到比较破碎的岩层,灌注膨胀剂迫裂的效果不理想,采取人工风镐配合破碎机进行开挖。迫裂法作用机理:膨胀剂灌入孔中,发生水化反应,放热、固结、体积膨胀,对孔壁施加压力,将孔壁外的岩石破裂。
3.隧道工程各分项工程质量保证措施
3.1隧道开挖保证措施
开挖支护是隧道工程的质量控制的源头,针对不同的情况采取切实有效的措施是保证开挖支护质量。坚持“先治水、短进尺、强支护、早封闭、勤量测,快成环、早衬砌”的原则开挖过程中严格按设计控制开挖断面,每开挖循环均测量放样标出隧道中线位置和开挖轮廓,严格控制超挖。当出现超挖时,采用喷锚等永久支护体系时,多次复喷,直至大面平顺。根据预报了解的前方围岩情况,选择适宜的开挖方案。
开挖过程中钢架或临时支撑,重视锁脚锚杆(管)的施工,以确保钢架基础稳定,确保下一个工序的安全施工,要及早封闭成环,必要时增设临时仰拱,保护基底。
3.2砂浆锚杆施工措施
砂浆锚杆长度根据围岩状况及设计确定严格按交底长度下料,锚杆打设角度与岩层层理相匹配,锚杆角度尽可能与岩层面垂直多穿岩层,呈梅花形布置。要求锚孔内砂浆饱满,保证锚杆、砂浆、围岩间的粘结力。
3.3喷射混凝土施工措施
喷射混凝土采用湿喷工艺,按初喷和复喷组织施工。喷射混凝土由混凝土拌合站拌合。初喷在清帮、找顶后立即进行,初喷混凝土厚度4~5cm,及早快速封闭围岩。复喷在拱架、挂网、锚杆施工完成后进行。
3.4衬砌混凝土施工措施
二次混凝土衬砌采用衬砌台车进行。混凝土衬砌施工采用输送泵灌注,拌合站集中拌和,严格按混凝土配合比生产,混凝土输送车输送。挡头模板及台车下缘注意模板拼缝防止漏浆,确保施工缝质量。采用同条件养护试件强度,控制衬砌混凝土强拆模时间,严禁提前拆模。隧道衬砌前,必须将隧道底部和墙脚的虚碴、浮碴清除干净,确保仰拱及隧道的拱墙衬砌置于坚实的基础上,避免衬砌不均匀下沉开裂。添加粉煤灰等改善混凝土性能,尽量降低水灰比,控制水泥用量。
4.铁路浅埋隧道技术未来的发展趋势
近半个世纪来,中国铁路浅埋隧道建设技术虽然有了很大进步,但与世界铁路浅埋隧道长度不断增加并向水域方向发展的趋势比较,还有一定的差距。如果要建设出具有高技术、高质量、高效率的浅埋隧道,就必须学习和创新更适合我国铁路浅埋隧道建设的新技术。对于新技术的应用和改进,有两个方面可供参考,
运用新奥法技术,考虑围岩自身的承载能力,可在坑道爆破后采用喷锚和单喷作为初期支护,然后要多次量测位移,判断围岩基本稳定时间。再进行第二次支护,这样可以建造较经济的衬砌结构。
5.结束语
铁路隧道浅埋施工技术等相关知识进行了粗略的分析和研究。技术的创新,才是中国发展前进的动力,浅埋隧道技术在铁路建设中是一次重大突破,也证明我国在铁路建设上又跨越一步,中国铁路工程建设人员在总结自己的经验和学习国外经验的基础上。同样取得了许多成绩,即在施工控制、勘察设计方面以及运营管理水平等取得了显著的成果。
参考文献
[1]《铁路隧道施工技术安全规则》( TBJ403 —87) 中国铁道出版社, 1987 年。
[2]金绍元主编《铁路安全工程》, 西南交通大学出版社, 1989 年。