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.地质认知不足;
2.开挖方法不当;
3.支护强度不够;
4.工序衔接不紧。
人的不安全行为,物的不安全状态。要注重人的行为(主观),少强调物的状态(客观)。
案例一:围岩级别判定
案例二:围岩变质过程:
案例三:围岩变质后产生的危害
二、施工准备
各种机械设备应本着性能优良、污染小、能耗低、配套合理、工效高的原则配备,主要机械设备性能应满足以下要求:
装渣设备应选择斗容不小于2.0m3的正装侧卸式装载机或斗容不小于0.8 m3的短臂式挖掘机。
出渣运输车辆应选择载重量不小于25t的自卸式汽车。
隧道衬砌台车制作应能满足任何情况下使通风管顺利通过,且每个施工洞口至少配备一台。
湿喷混凝土设备必须是集空压机、速凝剂供给机、喷射机械手等为一体的整体式结构,其生产能力应不小于6 m3/h。
混凝土输送泵的额定泵送量必须大于60m3/h。
三、隧道开挖
中跨度分离式隧道开挖方法一般有:
1、全断面法;2、台阶法;3、中隔壁法;4、双侧壁法;5、环形留核心土法。
(一)中隔壁法开挖(CD法):
中隔壁法开挖时应符合下列规定:
1. 初期支护完成后方可进行下一分部开挖。地质较差时,每个台阶底部应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。
2. 各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺。
3. 应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后进行另一侧开挖。
4. 左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m。
5. 当开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合。
6. 中隔壁及临时支撑应在浇筑二次衬砌时,逐段拆除。
(二)双侧壁法开挖:
双侧壁导坑法施工应符合下列规定:
1. 侧壁导坑开挖后,应及时施工初期支护并尽早形成封闭环。
2. 侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑跨度宜为整个隧道跨度的三分之一。
3. 左右导坑施工时,前后拉开距离不宜小于15m。
4. 导坑与中间土体同时施工时,导坑应超前30~50m。
(三)环形留核心土法开挖:
1.开挖步骤:
开挖采用短台阶七步开挖法
2.环形开挖留核心土法施工应符合下列规定:
2.1. 环形开挖进尺宜为0.5~1.0m;核心土面积应不小于整个断面面积的50%。
2.2. 开挖后应及时施工喷锚支护、安设钢架支撑,相邻钢架必须用钢筋连接,并应按设计要求施工锁脚锚杆。
2.3. 围岩地质条件差,自稳时间短时,开挖前应按设计要求进行超前支护。
2.4. 核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成后、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。
(四)隧道开挖应注意:
1.隧道开挖宜采用光面爆破
光爆实例:周边眼间距一般不得大于40cm,炮眼总数一般不小于35+开挖断面面积(取整数,㎡)
2.隧道严禁单向掘进并出洞
案例:强行出洞造成山体坍塌(应反向掘进30m~50m,在洞内贯通。)
强行出洞造成山体坍塌后,反复加固山体,浪费巨大。
四、出渣装运作业
1.出渣量计算
出渣量应为开挖后的松散渣体积,装渣数量可按下式计算:Z=R△LS
式中:Z单循环爆破后石渣数量(m3);
R岩体膨胀系数,见表2-57;
△超挖系数,一般采用l.15~1.25;
L设计循环进尺(m);
s开挖断面面积。
岩体膨胀系数R值:
隧道工程安全质量控制要点总结_25
2.运输设备数量计算
t运= t装(Ncl)(1)
式中;t运每台运输设备在运输途中(往返)所用时间(min);
t装装渣设备装满一台运输设备所用时间(min);
Nc运输设备总台数。
t运=t1+ t2+ t3+ t4(2)
式中:t1重车洞内行驶时间(min);
t2重车洞外行驶时间(min)}
t3轻车空载洞外行驶时间(min);
t4轻车空载洞内行驶时间(min)。
根据施工隧道内行车安全要求,隧道内轻、重型车均应限速行驶,为计算方便,在隧道外可将轻型车与重型车视为同等速度行驶,故可得到下式:
五、初期支护
六、仰拱施工
仰拱部位开挖应符合下列规定:
1、挖至设计高程时,底面应圆顺,清除杂物。
2、做好排水设施,清除积水。
3、隧道底两隅与侧墙联接处应圆顺。
4、仰拱应全断面一次开挖成形,可跳槽开挖,跳槽开挖长度不得大于5m。
5、仰拱部位开挖时,应采用栈桥通过。
错误的仰拱施工:案例1
案例3.仰拱钢筋安装、填充混凝土浇筑
案例4.仰拱一次开挖过长,初支钢架弧度、连接不正确
七、二次衬砌
1.衬砌台车顶部未预留排气管通过的孔洞,致使拱顶混凝土与初支间产生空洞。
2.施工工艺错误,造成边墙与基础结合部位跑模,漏浆严重。
在侧向应力较大的情况下,边墙与基础的衔接部位首先开裂:
措施1:基础宽度应按设计一次到位,台车模板不得悬空,应安装在基础顶面。
措施2:从衬砌台车结构考虑,一次成型或不设矮边墙。
3.钢筋制作、安装不规范
八、三管两线的布设
九、软弱围岩(Ⅴ级)防沉降变形措施
1.加强超前小导管注浆或帷幕注浆
2.加强各部钢架脚部托梁设置
3.取消系统锚杆,增设径向注浆钢管,宜采用双液浆。
4.加强工序衔接,使初支、二衬尽早成环:
4.1.一般(Ⅲ级以上)围岩二衬距掌子面不得超过100m,仰拱距掌子面不得超过50m;软弱(Ⅴ级以下)围岩二衬距掌子面不得超过50m,仰拱距掌子面不得超过20m。
4.2.各部开挖循环进尺见控制要点。
十、防水与排水
150m~300m设检查井,营运养护难以进行,与永久性原则不适宜。
1.中心水沟结构排水施工
2.路侧排水、路面盲沟
十一、隧道位置选择
十二、洞口偏压处理
设计不到位,偏压处理滞后