《隧道技术交底》PPT课件.ppt

隧道技术交底,一、编制依据,1、关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道(铁建设【2010】120号文；2、山西中南部铁路通道ZNTJ20标隧道设计图纸；3、山西中南部铁路通道ZNTJ20标实施性施工组织设计。,二、工程概况：,本标段共有隧道3座，总长3428延米，占线路长度15.4%。其中IV级围岩966米，V级围岩998米，合计1964米，占本标段隧道总长的57.3%。,三、地质概况：,韩家旺隧道：隧址区位于鲁中隆块新莆山隆起马牧池穹断边缘，紧邻沂沭断裂马站-苏村地堑，位于F4鄌郚-葛沟断裂带影响区内。根据地质描绘，在隧址东约242m处为一条北偏西200走向的区域性断裂，破碎带宽约30m，产状3400600，此断裂对隧址区的工程地质条件影响不大。地下水主要为基岩裂隙水，受各类风化及地质作用的影响，局部节理裂隙较发育以及断裂带附近，基岩破碎，地下水富集，含裂隙水，受大气降水补给。,三、地质概况：,上峪子隧道：隧道通过区域为沂沭断裂带中鄌郚-葛沟断裂带影响区。隧址区洞身主要穿越F1断层。不良地质主要为岩溶及断裂。断裂带内岩性破碎，呈土夹碎粒状，局部被磨蚀成较光滑的透镜体及圆饼状，泥质胶结，大部分岩石结构和构造性质均无法识别，岩层、岩体节理产状无规律，推测为鄌郚-葛沟断裂的次生断裂露头。隧道进出口及断裂带影响区内岩体破碎，边坡稳定性差。断裂及其影响带，岩体破碎，地下水富集，岩溶发育，雨季存在涌水、突泥风险。,三、地质概况：,下峪子隧道：隧道通过区域为沂沭断裂带中鄌郚-葛沟断裂带影响区。断裂带内岩性破碎，呈土夹碎粒状，局部被磨蚀成较光滑的透镜体及圆饼状，泥质胶结，大部分岩石结构和构造性质均无法识别，岩层、岩体节理产状无规律，推测为鄌郚-葛沟断裂的次生断裂露头。隧道进出口及断裂带影响区内岩体破碎，边坡稳定性差。,四、施工顺序及施工原则,顺序：1、隧道超前地质预报；2、正洞掘进；3、监控量测。原则：短进尺、弱（不）爆破、强支护、勤量测、紧衬砌、快封闭,1.1超前地质预报采用方法,近程020m，主要采用地质雷达法和地质调查法，辅以超前钻孔法和低频探水法。准确测定断层破碎带、岩溶、采空区以及含水构造的位置；中程1560m，采用水平超前钻孔法、陆地声纳法、瑞利波法、红外地下水探测法。按不同方法相互验证，判断断层破碎、岩溶、采空区、含水构造等的规模及位置。,1.1超前地质预报采用方法,远程50200m，地震波法（TRT、TSP法等）、地震波负视速度法、HSP水平声波剖面法。判断不良地质构造及影响范围。以上几种方法根据实际情况采用一种或几种综合使用，用来判定前方的准确地质构造，指导施工。,1.1超前地质预报采用方法,不论采用哪种或哪几种方法，必须形成完整的隧道地质素描图。地质素描随隧道开挖及时进行，地层岩性变化处、构造发育部位、岩溶发育带附近等复杂、重点地段每开挖循环应进行一次；一般地段1020m一次。,1.1超前地质预报采用方法,地质素描主要内容：工程地质，包含地层岩性、地质构造、岩溶、特殊地层、人为坑洞、地应力、塌方及有害气体及放射性危害源存在情况。水文地质，包含地下水分布、出露形态，水质分析，出水点与岩溶、暗河的等的相关关系，地表水与地下水、涌水的关系。围岩稳定性特征及支护情况。隧道施工围岩分级。影像资料等。,1.2超前地质预报的目的：,通过超前地质预报，可以了解和判断掌子面前方一定距离内不良地质的性质、位置、宽度和影响隧道的长度，由此判断地下水情况、围岩级别和对施工的影响，进而达到以下目的：,1.2超前地质预报的目的：,a、为制定施工方案和措施提供可靠的参数，如地下水压力、水量、不良地质的位置、大小及规模等；b、为隧道施工安全，避免或最大限度的降低施工过程中突泥、涌水、塌方等灾害，从而不受或少受损失奠定了基础；c、为隧道在安全条件下实现快速施工、减小风险创造了条件；,1.2超前地质预报的目的：,d、准确的地质预报可以减少施工中的盲目性，减少事故发生率，减少很多不必要的安全措施，从而降低了工程投资；e、为设计变更提供地质依据；f、为编制竣工文件提供地质资料。,1.3地质超前预报监测内容：,a、不良地质预报及灾害地质预报：预报掌子面前方一定范围内有无突水、突泥、岩爆及有害气体等，并查明其范围、规模、性质，提出施工措施或建议；b、水文地质预报：预报洞内突涌水量的大小及其变化规律，并评价其对环境地质、水文地质的影响；,1.3地质超前预报监测内容:,c、断层及其破碎带的预报：预报断层的位置、宽度、产状、性质、充填物的状态，是否为充水断层，并判断其稳定程度，提出施工对策；d、围岩类别及其稳定性预报：预报掌子面前方的围岩类别与设计是否吻合，并判断其稳定性，随时提供修改设计、调整支护类型、确定二次衬砌时间的建议等。,2、正洞掘进,洞口V级围岩加强地段采用三台阶临时仰拱法施工。V级围岩采用三台阶法施工。、级围岩采用台阶法施工。,2、正洞掘进,隧道支护情况说明表,三台阶临时仰拱法,a：利用上一循环架立的钢架做隧道的超前支护。b：弱爆破开挖 部。c:施作 部导坑周边的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立工20初支钢架，焊接纵向连接钢筋(焊接在初支钢架外侧，间距1.0m，长度0.75m)，钻打锁脚锚管(锚管与初支钢架连接，采用22mm钢筋与锚管组成井字架焊接圈)；同时架立工20临时钢架(与初支钢架连接采用宽高厚=27024016mm的钢板和连接螺栓)，焊接纵向连接钢筋(焊接在临时钢架外侧，间距1.0m，长度0.75m)，喷射15cm厚临时仰拱混凝土。初支钢架外侧安放钢筋网片并点焊连接钢筋网(纵6、环8，间距2020cm)。d：钻设系统锚杆长度3.5m，间距1.21.0(环向纵向)，梅花形布置，拱部11根中空注浆锚杆，边墙10根砂浆锚杆，后复喷混凝土至设计厚度25cm。,2、正洞掘进,超前a：在滞后 部一段距离后，弱爆破开挖 部。b:施作 部导坑周边的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立工20初支钢架，焊接纵向连接钢筋(焊接在初支钢架外侧，间距1.0m，长度0.75m)，钻打锁脚锚管(锚管与初支钢架连接，采用22mm钢筋与锚管组成井字架焊接圈)；同时架立工18临时钢架(与初支钢架连接采用宽高厚=27024016mm的钢板和连接螺栓)，焊接纵向连接钢筋(焊接在临时钢架外侧，间距1.0m，长度0.75m)，喷射15cm厚临时仰拱混凝土。初支钢架安放钢筋网片并点焊连接钢筋网(纵6、环8，间距2020cm)。d：钻设系统锚杆长度3.5m，间距1.21.0(环向纵向)，梅花形布置，边墙10根砂浆锚杆，后复喷混凝土至设计厚度25cm。,2、正洞掘进,a:在滞后 部一段距离后，爆破开挖 部。b:施作 部导坑周边的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立工20初支钢架，焊接纵向连接钢筋(焊接在初支钢架外侧，间距1.0m，长度0.75m)，钻打锁脚锚管(锚管与初支钢架连接，采用22mm钢筋与锚管组成井字架焊接圈)；同时架立工18临时钢架(与初支钢架连接采用宽高厚=27024016mm的钢板和连接螺栓)，焊接纵向连接钢筋(焊接在临时钢架外侧，间距1.0m，长度0.75m)，喷射15cm厚临时仰拱混凝土。初支钢架安放钢筋网片并点焊连接钢筋网(纵6、环8，间距2020cm)。d：钻设系统锚杆长度3.5m，间距1.21.0(环向纵向)，梅花形布置，拱部11根中空锚杆，边墙10根砂浆锚杆，后复喷混凝土至设计厚度25cm。,2、正洞掘进,弱爆破开挖 部。灌注 部仰拱及隧道底部填充（仰拱和隧道底部填充应分次施作），预留核心土的挖出时间。根据监控量测结果分析，待初期支护收敛稳定后，利用衬砌模板台车一次性浇注 部衬砌。,3、监控量测,隧道监控量测项目根据工程特点、规模和设计要求综合选定。量测项目有必测项目和选测项目两大类。必测项目在采用喷锚构筑法施工时必须进行；选测项目根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其他要求进行选择。,必测项目,选测项目,地表沉降观测,浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一里程断面。,地表沉降点纵向间距,注：H0 隧道埋深；B 隧道最大开挖宽度 约11.2m,地表沉降点横向间距,地表沉降点横向间距为25m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围应不小于H0+B。,，,地表沉降横向测点布置示意图,量测范围,25m,H0,45,3、监控量测,拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近。,必测项目监测断面间距,净空变化量测测线数,3、监控量测,1)围岩量测频率：分拱顶下沉量测和水平净空变化量测。拱顶下沉量测与水平净空变化量测的量测频率宜相同。应根据位移速度和开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。,3、监控量测,拱顶下沉量测与净空变化量测量测频率（位移速度）,3、监控量测,拱顶下沉量测与净空变化量测频率（距开挖面距离）B为隧道开挖宽度，约11.2m,3、监控量测,浅埋地段隧道地表下沉量测，断面布置宜与洞内水平净空变化和拱顶下沉量测断面在同一横断面内。横断面方向在隧道中心及两侧间距25m施设下沉测点，每断面711个测点。监测范围应在隧道开挖影响范围之外。,3、监控量测,双线隧道初期支护极限相对位移（%）,3、监控量测,双线隧道初期支护极限相对位移（%）,3、监控量测,拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点间水平净空变化值与其距离之比；拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.11.2后采用。,3、监控量测,根据位移变化速度，当拱脚水平相对净空变化速度大于1020mm/d时，表明围岩处于急剧变形状态；当变化速度小于0.2mm/d时，可以认为围岩达到基本稳定。浅埋和特浅埋地段应加强初期支护的强度和刚度，严格控制变形发展。,3、监控量测,各项监控量测作业均应持续到变形基本稳定后23周。120号文强制规定：隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距:级围岩不得大于10m、级围岩不得大于5m。,监控量测数据处理,数据处理包括监测资料的整理、计算和分析。每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理，包括原始观测值的校验、物理量的计算、填表制图，误差处理、异常值的剔除、初步分析等，并将校验过的数据输入数据库。,数据的计算分析,包括以下内容：1.拱顶下沉、净空收敛的位移量，绘制时态曲线；必测项2.围岩压力与支护间解除压力值，绘制时态曲线和断面压力分布图；选测项3.初期支护、二次衬砌应力（应变）值，绘制时态曲线，反算结构内力并绘制断面内力分布图；选测项4.地表沉降值，绘制横向和纵向时态曲线；必测项,数据的计算分析,5.孔隙水压力值，绘制孔隙水压力的时态曲线及孔隙水压力与深度的关系曲线；选测项6.爆破振动速度，绘制振动速度与测点至震源距离关系曲线。选测项通过数据的计算分析，采用经验类比法或理论分析法对工程安全性评价。工程安全性评价应根据位移管理等级进行。,位移管理等级,工程对策,五、安全步距,关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知铁建设【2010】120号文明确规定如下：为进一步加强软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工技术措施,确保软弱围岩及不良地质铁路隧道施工安全,针对当前隧道施工存在的突出问题,现对软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工提出如下技术规定,请认真贯彻执行。以前所发有关规定、规范与此有矛盾的,以本规定为准。,五、安全步距,洞口工程1.隧道洞口应严格执行“早进晚出”原则。加强洞田段超前支护和边仰坡防护设计,埋深较浅的隧道洞口段应采用明洞或半明半暗法进洞。2.隧道洞口边仰坡工程应自上而下逐级开挖支护,及时完成洞口边仰坡加固、防护及防排水工程。,五、安全步距,3.隧道洞口应按设计完成超前支护后,方可开始正洞的施工。洞口段应及时形成封闭结构,严禁采用长台阶施工。,五、安全步距,超前地质预报4.施工图阶段经评估为高风险和极高风险的软弱围岩及不良地质隧道,超前地质预报的责任主体单位为设计单位,其超前地质预报工作由设计单位负责组织实施。其他隧道超前地质预报的责任主体单位为施工单位,超前地质预报由施工单位专业人员实施。,五、安全步距,5.岩溶及富水破碎断层隧道,超前地质预报应采用以水平钻探为主的综合方法。6.软弱围岩及不良地质隧道应由设计单位进行专项超前地质预报设计,及时收集分析预报资料,完善设计方案并指导施工。,五、安全步距,隧道开挖7.隧道、级围岩地段、隧道浅埋、下穿建筑物及邻近既有线地段施工开挖应按照爆破安全规程采用控制爆破,或采用非爆破方法。,五、安全步距,8.软弱围岩隧道、级地段采用台阶法施工时,应符合以下规定:(1)上台阶每循环开挖支护进尺、级围岩不应大于1榀钢架间距,级围岩不得大于2榀钢架间距(2)边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀。,五、安全步距,(3)仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆,每循环开挖进尺不得大于3m。(4)隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环,、级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m。,五、安全步距,初期支护9.双线、级围岩隧道采用台阶法施工时,必须设置锁脚锚杆(管)等控制拱(墙)脚位移的措施。双线级围岩隧道采用台阶法施工时应设置横向临时支撑或临时仰拱,临时支撑采用型钢,纵向每2榀设1处；（图纸已设计的，按照施工图施做；施工图没有设计的，以本规定要求强制执行。）,五、安全步距,监控量测12.隧道监控量测应按现行铁路隧道监控量测技术规程(TB10121-2007)的规定建立等级管理、信息反馈和报告制度。13。隧道监控量测应作为关键工序纳入现场施工组织。监控量测必须设置专职人员并经培训后上岗。对周边建筑物可能产生严重影响的城市铁路隧道,应实施第三方监测。,五、安全步距,14.隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距:级围岩不得大于10m、级围岩不得大于5m。15.隧道浅埋、下穿建筑物地段,地表必须设置监测网点并实施监测。地表沉降观测；16.当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达1OOmm时,应暂停掘进,并及时分析原因,采取处理措施。,五、安全步距,17 当采用接触量测时,测点挂钩应做成闭合三角形,保证牢固不变形。二次衬砌18。软弱围岩及不良地质铁路隧道的二次衬砌应及时施作,二次衬砌距掌子面的距离:级围岩不得大于90m,、级围岩不得大于70m。,六、存在问题,目前的隧道施工，安全形势不容乐观，要减少安全事故，首先要降低人的不安全意识，从主观上去重视隧道施工安全。从技术角度来说，应注意一下几点：1.开挖后及时初喷封闭岩面，防止岩面进一步风化；已施工的三座隧道都没有进行初喷封闭；2、初支钢架背后悬空。超欠挖未控制好，隧道超挖，发现背后填塞片石或浆砌片石，存在空隙；超挖部分应采用同级混凝土回填密实。,六、存在问题,3.锁脚锚管安设不规范，长度不够，未注浆，锁脚锚管与初支钢架只采用点焊，受力点面积小，未与初支钢架有效连接。应采用22钢筋与锚管组成井字架焊接圈形成有效焊接。4.临时仰拱施做不规范；台阶长度不符合施工图要求，喷混凝土厚度不足。5.系统支护施做不规范；环向应沿隧道断面法线方向打入。,六、存在问题,6.冬季施工措施,