【正文】 裝藥結(jié)構(gòu)：周邊眼采用空氣間隔不耦合裝藥，光爆藥卷每隔一定距離綁扎在定位竹片上，導(dǎo)爆索連接。 炮眼深度 L=，掏槽孔比其它孔深 ～ 。 裝藥結(jié)構(gòu)：周邊眼采用空氣間隔不耦合裝藥，光爆藥卷每隔一定距離綁扎在定位竹片上，導(dǎo) 爆索連接。 不偶 合系數(shù)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，周邊眼不偶合系數(shù)在 ～ 范圍光爆效果最好。端墻混凝土澆注必須保證位置準(zhǔn)確，墻面坡平順，灌注混凝土?xí)r杜絕跑模。 洞口開挖及洞門砌筑 斜井洞口明挖段采用挖掘機(jī)分層開挖人工刷坡，自卸車運(yùn)輸。 施工進(jìn)度安排 每一工作循環(huán)時(shí)間安排 正洞作業(yè)面 Ⅴ級(jí)圍巖開挖作業(yè)循環(huán)時(shí)間 如表 41 所示 。在掌子面的施工末端安裝同頻全向天線，滿足洞內(nèi)施工和運(yùn)碴車輛的不間斷通信。施工場(chǎng)地 四周設(shè)排水溝，洞口路塹地段兩側(cè)排水溝與洞口端墻上方天溝形成閉合排水系統(tǒng)，棄碴場(chǎng)擋墻設(shè)盲溝及排水管，將天溝與排水溝積水匯流引入洞外設(shè)污水沉淀池和凈化池，經(jīng)沉淀和凈化處理后排入河溝。 隧道三項(xiàng)目隊(duì)承擔(dān)太行山隧道正洞 DK359+786～ DK360+231 段共長(zhǎng) 445m 及斜井 124m 的施工生產(chǎn)任務(wù)。 項(xiàng)目經(jīng)理部設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理 1 人，副經(jīng)理 2 人，總工程師 1 人 。m) Ⅴ 級(jí)圍巖二襯結(jié)構(gòu)軸力如圖 33 所示： 圖 33 Ⅴ 級(jí)圍巖二襯結(jié)構(gòu)軸力圖 (kN) 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 結(jié)構(gòu)檢算 Ⅴ 級(jí)圍巖拱頂： 垂直壓力： q = 水平壓力： e = 仰拱彎矩最大處： 彎矩設(shè)計(jì)值： M=120kN?m。 m q =18kN/m3 對(duì)地質(zhì)，大跨度，多跨度和有特殊要求的隧道，除采用工程類比法外，還應(yīng)結(jié)合數(shù)值解法或近似解法進(jìn)行分析確定。 (3)洞內(nèi)外采用有線、無(wú)線通訊方式，及時(shí)將掌子面附近的情況報(bào)告調(diào)度室，提高施工調(diào)度的效率。 工程難 點(diǎn)及采取的對(duì)策與措施 本節(jié)簡(jiǎn)單 列述工程難 點(diǎn)及采取的對(duì)策與措施，詳細(xì)內(nèi)容見表 22 表 22 工程難 點(diǎn)及 采取的對(duì)策與措施 工程 難 點(diǎn) 擬采取的對(duì)策與措施 控制隧道大變形 (1) 采用短開挖、加密支撐措施，防止圍巖變形過(guò)大二導(dǎo)致坍塌。 ② 隧道按噴錨構(gòu)筑法技術(shù)要求設(shè)計(jì)，隧道均采用曲墻帶仰拱復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)采用噴錨支護(hù)。 (4)不良地質(zhì)及特殊巖土 根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，隧址內(nèi)灰?guī)r有輕微溶蝕裂縫及少量的溶蝕坑洞，屬輕微溶蝕區(qū)，該隧道灰?guī)r主要以?shī)A層存在于千枚巖中，巖溶對(duì)隧道工程有一定影響。 N， d=～ ， l=～ ， 較平直，微張； J4： N30176。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 (2)地質(zhì)構(gòu)造 隧址處位于武都山字型構(gòu)造體系前弧，受多期次構(gòu)造的復(fù)合，揉皺及構(gòu)造節(jié)理發(fā) 育，其展布與區(qū)域構(gòu)造線基本一致，以近東西和北西西向?yàn)橹?。巖體受構(gòu)造影響，褶皺發(fā)育，薄片、薄層狀巖層被節(jié)理切割成碎塊狀，巖體極破碎，完整性差。然后根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行二次襯砌，不間斷進(jìn)行施工 監(jiān)測(cè)。在拱部，邊墻部位都要 進(jìn)行布置，鋼拱架采用鋼的種類，標(biāo)號(hào)，間距，采用的鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距； 二是施工組織設(shè)計(jì)，包括：采用分步臺(tái)階法開挖施工方法，鉆爆法施工，采用光面爆破設(shè)計(jì)，采用挖掘裝載機(jī)進(jìn)行除渣，初期支護(hù)根據(jù)地質(zhì)條件不同而不同，主要采用錨噴網(wǎng)為主的支護(hù)方式，進(jìn)行二次襯砌仰拱要緊跟開挖面，之后再施工邊墻和拱圈，為了防水，可以進(jìn)行注漿防水，初期支護(hù)噴射混凝土防水，二次襯砌防水層防水，排水系統(tǒng)主要是在隧道內(nèi)安裝抽水泵進(jìn)行排水 。②格柵鋼拱架。 ② 錨桿支護(hù)。因此 ，地壓隨時(shí)間而逐步增長(zhǎng) 。 (3)變形速度高 ： 軟巖隧道初期收斂速度達(dá)到 3cm/d， 即使采用常規(guī)的錨噴支護(hù) ，軟巖隧道的收斂速度仍可達(dá)到 2cm/d， 而且其變形收斂速度降低緩慢。 軟巖隧道失穩(wěn)破壞特征 軟巖隧道 失穩(wěn)， 一般表現(xiàn)為松動(dòng)破壞和變形破壞兩種形式。巖體的強(qiáng)度往往受結(jié)構(gòu)面強(qiáng) 度控制。隧址區(qū)總體上山勢(shì)陡峻，地面起伏較大，基巖裸露，降水量較小，地下水補(bǔ)給來(lái)源不足。 根據(jù)“新奧法”施工的要求 ，文中進(jìn)行了以下設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括： 隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、隧道二次襯砌的結(jié)構(gòu)計(jì)算 以及 施工組織設(shè)計(jì)， 施工組織過(guò)程中又針對(duì)開挖和支護(hù)方法進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)施工過(guò)程中遇到的不良地質(zhì)地段，提出了相應(yīng)措施，同時(shí)對(duì)隧道的施工輔助作業(yè)進(jìn)行了簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)。 隧道采用三臺(tái)階開挖，先開挖上部臺(tái)階，上部開挖完成后施作上部洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)。利用鉆爆法進(jìn)行開挖，然后進(jìn)行 超前支護(hù) 與初支護(hù)，超前支護(hù)使用超前小導(dǎo)管注漿加固地層，初期支護(hù)包括錨噴支護(hù)，架設(shè)鋼拱架，鋼筋網(wǎng)。 本設(shè)計(jì)所選區(qū)段為兩水隧道斜井工區(qū)，隧道洞身里程 DK358+894~DK360+231， 總長(zhǎng)為1337m， 工程難點(diǎn)是控制隧道的大變形，同時(shí)保證工期。 應(yīng)附圖：工程平面圖、地質(zhì)縱剖面圖，襯砌結(jié)構(gòu)橫剖面圖，計(jì)算模型及計(jì)算結(jié)果圖，施工方法圖平、橫、剖面圖，典型工法步序圖、施工監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖等。 ：包括設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的主要規(guī)范規(guī)程及主要原則。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，隧址內(nèi) 圍巖級(jí)別 主要 為 Ⅴ 級(jí) 圍巖，洞內(nèi) 灰?guī)r有輕微溶蝕裂縫及少量的溶蝕坑洞，屬輕微溶蝕區(qū)，該隧道灰?guī)r主要以?shī)A層存在于千枚巖中，巖溶對(duì)隧道工程有一定影響。算出荷載以后，要進(jìn)行配筋，即根據(jù)計(jì)算出來(lái)的內(nèi)力值進(jìn)行配筋，根據(jù)容許應(yīng)力法進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)最后 進(jìn)行強(qiáng)度檢算和抗裂檢算。分四個(gè)斷面分別進(jìn)行光面爆破，一共布置 170 個(gè)炮眼。 為了保證供電正常 ， 滿足施工需要 ， 配置了 3 路供電線路 ， 主供電線路 為 35kV 的 線路 ，供電 能力 為 2050kVA， 潛在供電能力 3950kVA。然而，軟弱圍巖隧道坍方、作業(yè)人員傷亡等事故卻時(shí)有發(fā)生，隧道建設(shè)的安全現(xiàn)狀無(wú)法與當(dāng)前的形勢(shì)相適應(yīng)。軟巖對(duì)隧道失穩(wěn)的影響 有： (1)巖體力學(xué)性質(zhì)的影響 ： 軟巖的力學(xué)特性如各向異性、塑性、擴(kuò)容性、膨脹性、流變性等 ， 都對(duì)圍巖的穩(wěn)定有重要影響。 (3)軟巖隧道的失穩(wěn) ， 是隧道開挖引起的應(yīng)力重分布超出圍巖強(qiáng)度或造成圍巖過(guò)分變形而造成的。軟巖隧道失穩(wěn)破壞具有如下特征 ： (1)變形破壞方式多 ： 變形破壞方式一般有拱 頂下沉、坍塌 ， 片幫和底鼓、底圍隆破 ， 隧道表現(xiàn)出強(qiáng)烈的整體收斂和破壞。 (7) 來(lái)壓快 ： 軟巖隧道變形收斂速度高 ， 在很短時(shí)間內(nèi) ， 圍巖即與支護(hù)結(jié)構(gòu)接觸 ， 產(chǎn)生壓力。 軟巖隧道支護(hù)方法現(xiàn)狀及其支護(hù)作用機(jī)理 軟巖隧道當(dāng)前支護(hù)方法分為改善圍巖自身受力條件和對(duì)圍巖直接提供支護(hù)力兩種 ： (1)改善圍巖自身受力條件 ： ① 注漿。主要是提高噴層的承載力 ， 承受剪力和拉力 。其中 ， 噴射混凝土既能改善圍巖受力條件 ， 也提供支護(hù)力 ， 可縮性鋼拱架既對(duì)圍巖提供了支護(hù)力 ， 也可控制圍巖變形 ， 釋放部分圍巖應(yīng)力。 對(duì)于隧道施工組織設(shè)計(jì)，本隧道使用分部臺(tái)階法進(jìn)行開挖，在施工之前要進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，探測(cè)地層巖性、軟弱層及斷層構(gòu)造位置等。 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征 (1)工程地質(zhì)特征 隧道洞身涉及地層主要為志留系中、上統(tǒng)千枚巖夾板巖、炭質(zhì)千枚巖夾板巖、灰?guī)r等，其主要巖性特征如下： ① 千枚巖夾板巖 (S2+3ph+Sl)為隧道通過(guò)主要地層，以千枚巖為主，局部夾有板巖，青灰、灰黑色為主，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，具絲絹光澤，受構(gòu)造影響巖體破碎，Ⅳ級(jí)軟石， σ 0＝ 600kPa；風(fēng)化層厚 4～ 6m，Ⅲ級(jí)硬土， σ 0＝ 450kPa。 W/30176。 E／ 40176。 (3)水文地質(zhì)特征 隧址區(qū)總體上山勢(shì)陡峻，地面起伏較大，基巖裸露，降水量較小，地下水補(bǔ)給來(lái)源不足 。 ② 重慶端洞口：按 早進(jìn)洞、晚出洞 的原則，根據(jù)地形地質(zhì)條件，控制邊仰坡開挖高度重慶端洞口定于 DK362+095，采用偏壓式明洞洞門，明暗分界里程DK362+090 附近 。 斜井工區(qū)主要工程數(shù)量表如表 21 所示 表 21 斜井工區(qū)主要工程數(shù)量表 項(xiàng)目 材料 數(shù)量 單位 開挖量 土 204000 m3 噴混凝土 C25 17742 m3 鋼筋網(wǎng) φ 8 156937 kg 鋼架 I[20b] 1883271 kg 中空錨桿 φ 22 152418 根 砂漿錨桿 φ 22 全螺紋 136374 根 拱墻及仰拱 鋼筋混凝土 C35 326 m石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 53 3 仰拱填充混凝土 C20 11057 m3 側(cè)溝溝身混凝土 C25 195 m3 主要工程特點(diǎn) 、難點(diǎn) 工程特點(diǎn) (1)本隧道設(shè)計(jì)為無(wú)軌運(yùn)輸，通風(fēng)、排煙困難。 隧道快速施工 (1)出碴根據(jù)設(shè)計(jì)采用無(wú)軌方式，加強(qiáng)通風(fēng)，各作業(yè)線均配備高效率機(jī)械化施工，精心組織。按所采用的施工方法檢算施工階段強(qiáng)度時(shí)，安全系數(shù)可采用表列“主要荷載 +附加荷載”欄內(nèi)數(shù)值乘以折減系數(shù) 。 計(jì)算荷載 垂直松動(dòng)壓力： 鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范以統(tǒng)計(jì)隧道坍落拱高度為基礎(chǔ)， 埋深 0Hh? 時(shí)用全土柱 ， 埋深00 )( hHh ??時(shí)用謝家休公式 ， 埋深 02 )Hh?（ ～ 時(shí)用 0h? 。 (自動(dòng)試算確定 )范圍不設(shè)彈性鏈桿，側(cè)邊加水平鏈桿，底邊加豎直鏈桿。 最大裂縫寬度檢算： fggf lE??? m ax ? (39) 式中 ， gE —— 鋼筋的彈性模量； ? —— 裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)； 2 ????????? ??? M bhR g? (310) 取 ?? ； fR —— 混凝土的極限抗拉強(qiáng)度； fR ＝ g? —— 縱向受拉鋼筋應(yīng)力， g? = fl —— 平均裂縫間距 (以厘米計(jì) )； ?? ???????? ?? dl f = d —— 縱向受拉鋼筋的直徑 (以厘米計(jì) )， d = 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 ? —— 縱向受拉鋼筋配筋率 ，0gbhA?? =% ? —— 螺紋鋼筋取為 ? =，得 maxf? = ≤ 2mm，所以符合寬度要求。 施工隊(duì)伍安排 及勞動(dòng)力配備 本設(shè)計(jì)所選施工段里程為 DK358+894~DK360+231， 總長(zhǎng)為 1337m，其中包含有斜井工區(qū)，為此，特在本施工段設(shè)置三個(gè)專業(yè)化隧道項(xiàng)目隊(duì)，承擔(dān)本標(biāo)段內(nèi)全部工作內(nèi)容。 (2)砼攪拌站設(shè)置 為了確保工程質(zhì)量，方便施工， 需設(shè) 砼攪拌站，負(fù)責(zé) 砼供應(yīng)。選用準(zhǔn)集群無(wú)線通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以較低的價(jià)格滿足語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信的需要。水泥庫(kù)設(shè)于砼攪拌站旁，地面須有防潮措施。25，位于線路右側(cè)。洞門構(gòu)造、洞門墻尺寸及基礎(chǔ)埋深和圬工砌筑的允許偏差符合設(shè)計(jì)要求。 斜井洞身開挖 井身 為 Ⅴ級(jí) 圍巖， 采用臺(tái)階法施工，鑿巖采用鑿巖鉆機(jī)配鑿巖臺(tái)車鉆孔，周邊眼光面爆破。 線裝藥系數(shù)：周邊眼線裝藥系數(shù)取為 160g/m。 初期支護(hù) 斜井洞身 初期支護(hù)主要以噴射微纖維砼、錨桿、鋼筋網(wǎng)組成 。 線裝藥系數(shù) I：周邊眼線裝藥系數(shù)取為 160g/m。微差時(shí)間用 1～ 11 段非電毫秒雷管控制。 周邊眼距 E 與抵抗線 W: E 取 50cm。微差時(shí)間用 1～ 11 段非電毫秒雷管控制，起爆順序?yàn)椋禾筒垩邸鷶U(kuò)槽眼→掘進(jìn)眼→內(nèi)圈眼→周邊眼。 周邊眼距 E 與抵抗線 W: E 取 50cm。洞門端墻與洞外擋護(hù)墻要配合施工。 斜井進(jìn)口結(jié)合地形、地質(zhì)條件均設(shè) 端墻洞門，洞門的施工盡量避開雨季和嚴(yán)寒季節(jié)。平面夾角為 60176。 (5)生產(chǎn)、生活房屋 考慮到隧道施工工期長(zhǎng)，項(xiàng)目經(jīng)理部及項(xiàng)目隊(duì)生活房屋采用新建和租用相結(jié)石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 合，綜合指標(biāo)按人均 8m2 考慮。 為保證在施工期間的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度指揮 ， 特別是隧道內(nèi)的掌子面和運(yùn)碴車輛的協(xié)調(diào)配合 ， 采用有線與無(wú)線相結(jié)合的通信方式 ， 在經(jīng)理部設(shè) 30 門小程控交換機(jī) ， 下屬各業(yè) 務(wù)部門裝設(shè)自動(dòng)電話 ， 負(fù)責(zé)相互間的通信聯(lián)絡(luò)。 臨時(shí)工程布置需注重環(huán)保和生態(tài)平衡，盡量減少對(duì)當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)、生活的干擾，以創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)文明工地的原則布置施工總平面。 經(jīng)理部下設(shè)三個(gè)隧道專業(yè)項(xiàng)目隊(duì)承擔(dān)施工任務(wù)。 由 sahh ??0 (32) 得 h0= 60050=550mm 由 NMe ?0 (33) 得 e0= 受壓強(qiáng)度檢算：由 aKN R bh??? (34) 得 Ra=26 106Pa， 故有 Ra≥hKNb??= 106 成立， 所以受壓強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)。 初期支護(hù)結(jié)構(gòu)按彈性支撐 鏈桿圖式計(jì)算，將計(jì)算斷面劃分為直梁等分單元，拱部 90176。 隧道的混凝土偏心受壓構(gòu)件，其軸向力的偏心距不宜大于截面厚度的 倍。 結(jié)構(gòu)計(jì)算原理 隧道結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)“破損階段”法，以材料極限強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (4) 支護(hù)機(jī)構(gòu)組