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正文內(nèi)容

京福高鐵三清山隧道設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-24 17:09 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 水層,拱墻、仰拱采用帶補(bǔ)償收縮功能的外加劑,隧道施工縫信變形縫均采用綜合防水措施,最大限度的隔絕環(huán)境水土中侵蝕介質(zhì)對(duì)主體結(jié)構(gòu)的作用。內(nèi)襯結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定,主鋼筋的外表面凈保護(hù)層厚度不小于5cm.,鋼筋混凝土配筋率滿足裂縫控制要求。其它材料耐久性要求防水材料的耐久性要求:防水材料尤其是防水板,除應(yīng)滿足水壓要求外, 還是侵蝕介質(zhì)與結(jié)構(gòu)的隔離層,其耐久性能尤為重要,防水材料除滿足規(guī)范要求的物理力學(xué)指標(biāo)外,還應(yīng)進(jìn)行耐久性測(cè)試。各種防水材料的耐久性測(cè)試按國(guó)家相關(guān)規(guī)范辦理。注漿材料的耐久性:注漿材料可選擇普通水泥、超細(xì)水泥或其他特種漿液,慎用水玻璃,提高注漿漿材料的耐久性。施工有關(guān)要求施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制超欠挖,積極保護(hù)圍巖,提高圍巖自身長(zhǎng)期承載能力。加強(qiáng)施工管理是確保材料質(zhì)量及隧道施工質(zhì)量的有效措施,是影響隧道結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵,包括建材的選用、儲(chǔ)藏、規(guī)范施工等施工管理均應(yīng)有利于結(jié)構(gòu)耐久性。結(jié)構(gòu)檢測(cè)信維護(hù)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi),應(yīng)定期對(duì)隧道結(jié)構(gòu)信材料的使用狀態(tài)、環(huán)境條件有變化進(jìn)行檢測(cè)及監(jiān)測(cè),并就監(jiān)測(cè)及檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合 評(píng)估,判明隧道結(jié)構(gòu)維護(hù)時(shí)機(jī)與內(nèi)容。(1) 為控制隧道修建對(duì)環(huán)境的影響,對(duì)隧道埋深﹤50m地段采用全封閉防水設(shè)計(jì),對(duì)隧道埋深≥50m地段采用容許少量地下水進(jìn)入隧道排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì);(2) 洞口選擇充分貫徹“早進(jìn)晚出”的原則,盡量降低邊仰坡高度,減少邊仰坡坡面面積,并對(duì)其坡面加以防護(hù);(3) 各工區(qū)洞口設(shè)置施工污水處理池,隧道施工排水經(jīng)處理符合環(huán)保要求后,方可排放;(4) 施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)施工特點(diǎn),結(jié)合周邊敏感點(diǎn)的分布,因時(shí)因地采取有效防塵、降噪等措施,滿足城市工程施工的環(huán)保要求;(5) ,棄于DK428+700隧道出口左側(cè)(面向大里程)三清山火車站東約300m的山溝內(nèi)。碴場(chǎng)下游設(shè)擋碴墻,以免水土流失,棄碴面盡量綠化或復(fù)耕。(6) 棄碴環(huán)保主要措施有:隧道棄碴前應(yīng)對(duì)碴場(chǎng)原植被進(jìn)行清除,底面進(jìn)行平整(如為坡面,則應(yīng)挖成1m寬臺(tái)階狀);棄碴場(chǎng)頂向外作3‰的排水坡,并做好橫縱向排水系統(tǒng)。在棄碴場(chǎng)頂外緣設(shè)截水溝一道,溝寬40cm,高60cm,M10漿砌片石鋪砌。棄碴場(chǎng)底部根據(jù)碴場(chǎng)匯水流量設(shè)置相應(yīng)管徑的樹枝狀分布的排水盲溝,以利排水;坡腳設(shè)置M10漿砌片石擋碴墻,擋墻尺寸根據(jù)地形起伏按直線變化過(guò)渡,,為防止墻趾被水沖刷,在墻趾外5m范圍內(nèi)。第3章 隧道洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 洞口位置選擇 可參照附錄中相關(guān)圖進(jìn)口位置3種選擇方案如下:1號(hào)方案: 隧道進(jìn)口位置位于DK427+,設(shè)置10m 明洞。該處覆層較薄,滿足早進(jìn)洞原則,但是該處的等高線較密,地形陡峭。 2號(hào)方案: 不設(shè)明洞,隧道進(jìn)口位置位于DK428+000。該處可以不設(shè)明洞,減少填挖方量,但是由于巖體風(fēng)化程度強(qiáng),節(jié)理裂隙發(fā)育,施工相對(duì)不便。3號(hào)方案: 隧道進(jìn)口位置位于DK427+,不設(shè)明洞。此方案較上兩種方案來(lái)說(shuō),地形較平坦,開挖方量少,施工環(huán)境相對(duì)良好。所以進(jìn)口選擇3號(hào)方案。即隧道進(jìn)口位于DK427+,洞門長(zhǎng)度為15m,不設(shè)置明洞,隧道明暗分界處位于DK427+995處。進(jìn)口位置3種選擇方案如下:1號(hào)方案: 隧道出口位置位于DK428+,設(shè)置10m 明洞。該處覆層較薄,滿足早進(jìn)洞原則,且地形平坦,但是該設(shè)置明洞,工程量較大。 2號(hào)方案: 不設(shè)明洞,隧道出口位置位于DK428+。該處可以不設(shè)明洞,但是由于巖體風(fēng)化程度強(qiáng),節(jié)理裂隙發(fā)育,施工相對(duì)不便,并且該處地形陡峭,施工難度很大。3號(hào)方案: 隧道出口位置位于DK428+,不設(shè)明洞。此方案較上兩種方案來(lái)說(shuō),地形較平坦,開挖方量少,施工環(huán)境相對(duì)良好。所以進(jìn)口選擇3號(hào)方案。即隧道出口位于DK428+,洞門長(zhǎng)度為15m,不設(shè)置明洞,隧道明暗分界處位于DK427+657處。 洞門選擇洞門是隧道兩端的外露部分,也是聯(lián)系洞內(nèi)襯砌于洞口外路塹的支護(hù)結(jié)構(gòu),應(yīng)保證洞口附近的邊坡和仰坡的穩(wěn)定。洞門也是標(biāo)志隧道的建筑物,與隧道規(guī)模、使用特性以及周圍建筑物、地形條件等要相協(xié)調(diào),為了保護(hù)巖土體的穩(wěn)定性和車輛不受崩塌、落石等威脅,確保行車安全,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,選擇恰當(dāng)合理的洞門形式,同時(shí)還應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行洞門的美化,并注意環(huán)保要求。洞門可以攔截、匯集地表水,并沿排水起到渠道排離洞門進(jìn)入道路兩側(cè)的排水溝,防止地表水沿洞門漫流。隧道洞口里程為DK427+980,主要為素填土,雜填土,~,本隧道洞口處隧道軸線與地形線基本正交,采用斜切式帽檐洞門。為了保證洞門的穩(wěn)定性和排水要求,洞門構(gòu)造及基礎(chǔ)設(shè)施如下():墻面傾斜1:。洞門墻基礎(chǔ)嵌入地基深度2m;洞口仰坡坡比采用1:,以防仰坡土石掉落到路面上,危及安全;以免落石破壞拱圈;洞門墻頂高出仰坡腳1m,以防水流溢出墻頂,也可防止掉落土石彈出; 水溝的尺寸為50cm50cm,溝底填土夯實(shí)否則會(huì)使水溝變形,產(chǎn)生漏水; a) b)a) 正面圖;b) II剖面圖隧道洞門材料的選用需要綜合考慮各部分的穩(wěn)定性、外觀與施工工藝的要求,具體情況見表31。表31 洞門材料表材料種類工程部位混凝土或鋼筋混凝土構(gòu)件混凝土片石混凝土砌體端墻C15C15M10號(hào)水泥砂漿砌片石、塊石鑲面或混凝土預(yù)制塊鑲面頂帽C15M10號(hào)水泥砂漿粗料石洞口擋土墻C15C15側(cè)鉤、截水溝、護(hù)坡等M5號(hào)水泥砂漿砌片石隧道的洞門,除了外觀上的標(biāo)志性作用和美觀外,對(duì)于兩端圍巖地質(zhì)較差的洞口,它還起著維護(hù)洞口邊坡和仰坡穩(wěn)定的功用。隧道洞門的計(jì)算,通常只考慮洞門結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,而對(duì)剛度無(wú)需考慮。最危險(xiǎn)破裂面與垂直面之間的夾角() (321) 式中:—圍巖計(jì)算摩擦角(176。),查《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》查得。 —仰坡坡角 —墻面傾角 ,如圖32。 代入各參數(shù)得:圖32 洞門荷載計(jì)算圖示 土壓力的計(jì)算 (322) (323) (324)式中:—土壓力(KN);=atan= ; —側(cè)壓力系數(shù) = —地層容重(KN/m), =20KN/m—墻背土體破裂角(176。) b—洞門墻計(jì)算條帶寬度,取b=1m —土壓力計(jì)算模式不確定性系數(shù),可取= a—仰坡坡角到墻背的距離 a=帶入各參數(shù)得: =端墻自重根據(jù)初步擬定的端墻洞門,;采用漿砌片石回填墻身,其重度為 =23KN/ m 。端墻自重 :G=23=采用端墻式洞門,洞門墻可視為擋土墻,按極限狀態(tài)驗(yàn)算其強(qiáng)度,并應(yīng)驗(yàn)算繞墻趾傾覆及沿基底滑動(dòng)的穩(wěn)定性。對(duì)于抗滑動(dòng)而言,要求所有的水平壓力不能使洞門發(fā)生水平向外滑動(dòng)??够瑒?dòng)條件要求為: 抗滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù) > (325)式中:G— 端墻自重,G=—擋土墻豎向分力 =0 —端墻基底摩擦系數(shù),取= —擋土墻水平分力,=E= —端墻擋土墻的被動(dòng)土壓力,=0代入各參數(shù)得: => 所以,端墻滿足抗滑穩(wěn)定性要求。 為了保證端墻能夠滿足傾覆穩(wěn)定性的要求,可以加大其基礎(chǔ),基礎(chǔ)深度1m,寬度為2m,混凝土容重為23 KN/m ??箖A覆條件要求為:抗傾覆系數(shù): > (326)其中:—豎直方向力作用在墻趾O點(diǎn)的力矩 = (327) —水平方向作用力在墻趾O點(diǎn)的力矩, (328) 代入各參數(shù)得:﹥ 滿足傾覆穩(wěn)定性要求。洞門基底應(yīng)力的驗(yàn)算,使要求洞門基礎(chǔ)不能因?yàn)榛壮休d力不足而發(fā)生沉陷。洞門基底應(yīng)力的計(jì)算,可假設(shè)基底應(yīng)力呈直線分布,由平衡方程可得:合力到洞門外側(cè)腳的距離:=G= B=2m == (329)則豎向合力作用點(diǎn)與洞門墻地面中心的距離為: (3210)洞門的基底應(yīng)力為: (3211) 可參照《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》選用基底控制應(yīng)力=400kpa,則: 基底應(yīng)力及偏心距均滿足要求。第4章 施工方案設(shè)計(jì)隧道采用新奧法施工。洞口土石方采用,挖掘機(jī)挖裝,自卸汽車運(yùn)輸?shù)姆椒ㄊ┕?。Ⅴ?jí)圍巖采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖,Ⅳ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法開挖。隧道均采用無(wú)軌運(yùn)輸,施工時(shí)堅(jiān)持“短進(jìn)尺,弱爆破,快封閉,勤量測(cè)”的原則。首先進(jìn)行明洞、洞口土石方及邊仰坡施工,并施作防排水及坡面防護(hù),洞口土石方采用機(jī)械開挖,部分輔以鑿巖機(jī)鉆眼,小炮控制開挖,人工刷整邊坡,自卸汽車運(yùn)輸?shù)姆椒ㄊ┕?。洞身施工,隧道襯砌按仰拱超前,拱墻一次襯砌。噴射砼采用濕噴工藝,降低回彈量和粉塵;隧道襯砌采用液壓鋼模襯砌臺(tái)車,按仰拱超前,拱墻一次襯砌,砼集中拌和,砼運(yùn)輸車運(yùn)輸至作各業(yè)面,泵送砼入模,插入式搗固器與附著式搗固器聯(lián)合振搗。隧道通風(fēng)采用壓入式風(fēng)機(jī)通風(fēng)。施工中加強(qiáng)圍巖的監(jiān)控量測(cè),運(yùn)用先進(jìn)的量測(cè)、探測(cè)技術(shù),指導(dǎo)施工。 三清山隧道淺埋暗挖段V級(jí)圍巖地層采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工,參考礦山法施工中運(yùn)用的“新奧法”基本原理,采用錨噴初期支護(hù),充分利用圍巖的自承能力,以保證隧道的施工安全。(一)特點(diǎn)(1)淺埋隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工,很好的解決了大斷面隧道開挖的安全性問(wèn)題,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安全可靠,拆裝方便、靈活,經(jīng)濟(jì)效益顯著。(2)該法是在借鑒新奧法的某些理論基礎(chǔ)上,與新奧法的不同之處在于,它是適合于松散土介質(zhì)圍巖條件下,以很小的地表沉降修筑隧道的技術(shù)方法。它的突出優(yōu)勢(shì)在于不影響城市交通,無(wú)污染、無(wú)噪聲,而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。 (3)根據(jù)國(guó)內(nèi)外隧道工程實(shí)踐和科研成果表明:采用側(cè)壁導(dǎo)坑法施工引起的地表沉降量最小。(二)適用范圍(1)它是適合于城市地區(qū)松散土介質(zhì)圍巖條件下的淺埋隧道,以很小的地表沉降修筑隧道的技術(shù)方法。它的突出優(yōu)勢(shì)在于不影響城市交通,無(wú)污染、無(wú)噪聲,而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。(2)適用于三清山隧道V級(jí)圍巖地層。(三)三清山隧道淺埋暗挖段雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工流程:() 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法示意圖1先行導(dǎo)坑上部開挖 2-先行導(dǎo)導(dǎo)坑錨噴支護(hù)、鋼架支撐等,設(shè)置臨時(shí)壁墻支撐3-先行導(dǎo)坑下部開挖 4-先行導(dǎo)導(dǎo)坑錨噴支護(hù)、鋼架支撐5-后行導(dǎo)坑上部開挖 6-后行導(dǎo)坑錨噴支護(hù)、鋼架支撐等、設(shè)置臨時(shí)壁墻支撐7-后行導(dǎo)坑下部開挖 8-后行導(dǎo)坑錨噴支護(hù)、鋼架支撐9-中央部拱頂開挖 10-中央部拱頂錨噴支護(hù)、鋼架支撐等11-中央部其它部分開挖 12-澆筑仰拱混凝土13-澆筑全周襯砌(四)施工注意事項(xiàng)(1)兩側(cè)導(dǎo)坑施工要十分重視保護(hù)圍巖,要求采用挖掘機(jī)開挖與人工配合的方法施工;(2)隧道左右兩側(cè)導(dǎo)坑以3~5m長(zhǎng)為一施工段交錯(cuò)開挖前進(jìn),嚴(yán)禁同時(shí)開挖;(3)側(cè)導(dǎo)結(jié)構(gòu)中,初期支護(hù)作為施工支護(hù)的主要手段,當(dāng)位移過(guò)大時(shí),應(yīng)注意及時(shí)加設(shè)橫向木撐或鋼撐;(4)噴射混凝土要緊隨掌子面施作,鋼架的拱腳或底腳不得置于虛碴上;(5)側(cè)導(dǎo)坑施工中應(yīng)按監(jiān)控量測(cè)要求,埋設(shè)洞內(nèi)觀測(cè)點(diǎn),實(shí)施監(jiān)控量測(cè),并及時(shí)反饋信息以指導(dǎo)施工和修改設(shè)計(jì);(6)拆除臨時(shí)支撐時(shí)注意事項(xiàng)與CRD法同。[12]三清山隧道淺埋暗挖段VI級(jí)圍巖地層臺(tái)階法施工流程示意圖:() 臺(tái)階法施工示意圖臺(tái)階法施工工序如下:1上半部開挖 2-拱部錨噴支護(hù) 3-邊墻部開挖 4-邊墻錨噴支護(hù) 5-邊墻部開挖 6-邊墻錨噴支護(hù) 7-下半部中央開挖 8-下半部中央開挖 9-仰拱錨噴支護(hù) 10-二次襯砌施作,每循環(huán)時(shí)間720min,每天2循環(huán),日進(jìn)尺5m,月進(jìn)度按125m計(jì)(已考慮各種影向造成的折減),循環(huán)作業(yè)時(shí)間見表41。表41臺(tái)階法施工循環(huán)時(shí)間表工 序時(shí)間min循環(huán)時(shí)間(min)60120180240300360420480540600660720超前地質(zhì)預(yù)報(bào)15測(cè)量放樣30圍巖量測(cè)及超前支護(hù)50開挖240出碴180初期支護(hù)270說(shuō)明:超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、超前支護(hù)為攤銷時(shí)間。各工作面拉開距離后平行作業(yè),實(shí)行均衡生產(chǎn)。 在所有臺(tái)階法施工中,開挖下半斷面時(shí)要求做到以下幾點(diǎn):(1)下半斷面的開挖(又稱落底)應(yīng)在上半斷面初期支護(hù)基本穩(wěn)定后進(jìn)行,或采用其它有效措施確保初期支護(hù)體系的穩(wěn)定性;采用單側(cè)落底或雙側(cè)交錯(cuò)落底,避免上部
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