隧道工程相對(duì)于橋梁工程與公路工程而言施工難度更高而且危險(xiǎn)系數(shù)更大,今天本文從某坍塌隧道開始,深入淺出的和大家一起聊聊隧道工程施工質(zhì)量安全的控制要點(diǎn)都需要注意什么。

一、隧道坍塌的主要原因

XX隧道k229+893~+915段坍塌事故,分析隧道坍塌的主要原因:

1.地質(zhì)認(rèn)知不足;

2.開挖方法不當(dāng);

3.支護(hù)強(qiáng)度不夠;

4.工序銜接不緊。

人的不安全行為,物的不安全狀態(tài)。要注重人的行為(主觀),少?gòu)?qiáng)調(diào)物的狀態(tài)(客觀)。

案例一:圍巖級(jí)別判定

案例二:圍巖變質(zhì)過程:

案例三:圍巖變質(zhì)后產(chǎn)生的危害

二、施工準(zhǔn)備

各種機(jī)械設(shè)備應(yīng)本著性能優(yōu)良、污染小、能耗低、配套合理、工效高的原則配備,主要機(jī)械設(shè)備性能應(yīng)滿足以下要求:

裝渣設(shè)備應(yīng)選擇斗容不小于2.0m3的正裝側(cè)卸式裝載機(jī)或斗容不小于0.8 m3的短臂式挖掘機(jī)。

出渣運(yùn)輸車輛應(yīng)選擇載重量不小于25t的自卸式汽車。

隧道襯砌臺(tái)車制作應(yīng)能滿足任何情況下使通風(fēng)管順利通過,且每個(gè)施工洞口至少配備一臺(tái)。

濕噴混凝土設(shè)備必須是集空壓機(jī)、速凝劑供給機(jī)、噴射機(jī)械手等為一體的整體式結(jié)構(gòu),其生產(chǎn)能力應(yīng)不小于6 m3/h。

混凝土輸送泵的額定泵送量必須大于60m3/h。   

三、隧道開挖

中跨度分離式隧道開挖方法一般有:

1、全斷面法;2、臺(tái)階法;3、中隔壁法;4、雙側(cè)壁法;5、環(huán)形留核心土法。

(一)中隔壁法開挖(CD法):

中隔壁法開挖時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:

1. 初期支護(hù)完成后方可進(jìn)行下一分部開挖。地質(zhì)較差時(shí),每個(gè)臺(tái)階底部應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)臨時(shí)鋼架或臨時(shí)仰拱。

2. 各部開挖時(shí),周邊輪廓應(yīng)盡量圓順。

3. 應(yīng)在先開挖側(cè)噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行另一側(cè)開挖。

4. 左右兩側(cè)導(dǎo)坑開挖工作面的縱向間距不宜小于15m。

5. 當(dāng)開挖形成全斷面時(shí),應(yīng)及時(shí)完成全斷面初期支護(hù)閉合。

6. 中隔壁及臨時(shí)支撐應(yīng)在澆筑二次襯砌時(shí),逐段拆除。

(二)雙側(cè)壁法開挖:

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工應(yīng)符合下列規(guī)定:

1. 側(cè)壁導(dǎo)坑開挖后,應(yīng)及時(shí)施工初期支護(hù)并盡早形成封閉環(huán)。

2. 側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)近于橢圓形斷面,導(dǎo)坑跨度宜為整個(gè)隧道跨度的三分之一。

3. 左右導(dǎo)坑施工時(shí),前后拉開距離不宜小于15m。

4. 導(dǎo)坑與中間土體同時(shí)施工時(shí),導(dǎo)坑應(yīng)超前30~50m。

(三)環(huán)形留核心土法開挖:

1.開挖步驟:

開挖采用短臺(tái)階七步開挖法

2.環(huán)形開挖留核心土法施工應(yīng)符合下列規(guī)定:

2.1. 環(huán)形開挖進(jìn)尺宜為0.5~1.0m;核心土面積應(yīng)不小于整個(gè)斷面面積的50%。

2.2. 開挖后應(yīng)及時(shí)施工噴錨支護(hù)、安設(shè)鋼架支撐,相鄰鋼架必須用鋼筋連接,并應(yīng)按設(shè)計(jì)要求施工鎖腳錨桿。

2.3. 圍巖地質(zhì)條件差,自穩(wěn)時(shí)間短時(shí),開挖前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行超前支護(hù)。

2.4. 核心土與下臺(tái)階開挖應(yīng)在上臺(tái)階支護(hù)完成后、噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后進(jìn)行。

(四)隧道開挖應(yīng)注意:

1.隧道開挖宜采用光面爆破

光爆實(shí)例:周邊眼間距一般不得大于40cm,炮眼總數(shù)一般不小于35+開挖斷面面積(取整數(shù),㎡)

2.隧道嚴(yán)禁單向掘進(jìn)并出洞

案例:強(qiáng)行出洞造成山體坍塌(應(yīng)反向掘進(jìn)30m~50m,在洞內(nèi)貫通。)

強(qiáng)行出洞造成山體坍塌后,反復(fù)加固山體,浪費(fèi)巨大。

四、出渣裝運(yùn)作業(yè)

1.出渣量計(jì)算

    出渣量應(yīng)為開挖后的松散渣體積,裝渣數(shù)量可按下式計(jì)算:Z=R·△·L·S                

式中:Z——單循環(huán)爆破后石渣數(shù)量(m3);

          R——巖體膨脹系數(shù),見表2-57;

          △——超挖系數(shù),一般采用l.15~1.25; 

          L——設(shè)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺(m);

          s——開挖斷面面積。

巖體膨脹系數(shù)R值:

隧道工程安全質(zhì)量控制要點(diǎn)總結(jié)_25

2.運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量計(jì)算  

t運(yùn)= t裝(Nc — l)              (1)

式中;t運(yùn)——每臺(tái)運(yùn)輸設(shè)備在運(yùn)輸途中(往返)所用時(shí)間(min);

            t裝——裝渣設(shè)備裝滿一臺(tái)運(yùn)輸設(shè)備所用時(shí)間(min);

            Nc——運(yùn)輸設(shè)備總臺(tái)數(shù)。

t運(yùn)=t1+ t2+ t3+ t4           (2)

式中:t1——重車洞內(nèi)行駛時(shí)間(min);

          t2——重車洞外行駛時(shí)間(min)} 

          t3——輕車空載洞外行駛時(shí)間(min);

           t4——輕車空載洞內(nèi)行駛時(shí)間(min)。

根據(jù)施工隧道內(nèi)行車安全要求,隧道內(nèi)輕、重型車均應(yīng)限速行駛,為計(jì)算方便,在隧道外可將輕型車與重型車視為同等速度行駛,故可得到下式:

五、初期支護(hù)

六、仰拱施工

仰拱部位開挖應(yīng)符合下列規(guī)定:

1、挖至設(shè)計(jì)高程時(shí),底面應(yīng)圓順,清除雜物。

2、做好排水設(shè)施,清除積水。

3、隧道底兩隅與側(cè)墻聯(lián)接處應(yīng)圓順。

4、仰拱應(yīng)全斷面一次開挖成形,可跳槽開挖,跳槽開挖長(zhǎng)度不得大于5m。

5、仰拱部位開挖時(shí),應(yīng)采用棧橋通過。

錯(cuò)誤的仰拱施工:案例1

案例3.仰拱鋼筋安裝、填充混凝土澆筑

案例4.仰拱一次開挖過長(zhǎng),初支鋼架弧度、連接不正確

七、二次襯砌

1.襯砌臺(tái)車頂部未預(yù)留排氣管通過的孔洞,致使拱頂混凝土與初支間產(chǎn)生空洞。

2.施工工藝錯(cuò)誤,造成邊墻與基礎(chǔ)結(jié)合部位跑模,漏漿嚴(yán)重。

在側(cè)向應(yīng)力較大的情況下,邊墻與基礎(chǔ)的銜接部位首先開裂:

措施1:基礎(chǔ)寬度應(yīng)按設(shè)計(jì)一次到位,臺(tái)車模板不得懸空,應(yīng)安裝在基礎(chǔ)頂面。

措施2:從襯砌臺(tái)車結(jié)構(gòu)考慮,一次成型或不設(shè)矮邊墻。

3.鋼筋制作、安裝不規(guī)范

八、三管兩線的布設(shè)

九、軟弱圍巖(Ⅴ級(jí))防沉降變形措施

1.加強(qiáng)超前小導(dǎo)管注漿或帷幕注漿

2.加強(qiáng)各部鋼架腳部托梁設(shè)置

3.取消系統(tǒng)錨桿,增設(shè)徑向注漿鋼管,宜采用雙液漿。

4.加強(qiáng)工序銜接,使初支、二襯盡早成環(huán):

4.1.一般(Ⅲ級(jí)以上)圍巖二襯距掌子面不得超過100m,仰拱距掌子面不得超過50m;軟弱(Ⅴ級(jí)以下)圍巖二襯距掌子面不得超過50m,仰拱距掌子面不得超過20m。

4.2.各部開挖循環(huán)進(jìn)尺見“控制要點(diǎn)”。

十、防水與排水

150m~300m設(shè)檢查井,營(yíng)運(yùn)養(yǎng)護(hù)難以進(jìn)行,與永久性原則不適宜。

1.中心水溝結(jié)構(gòu)排水施工

2.路側(cè)排水、路面盲溝

十一、隧道位置選擇

十二、洞口偏壓處理

設(shè)計(jì)不到位,偏壓處理滯后