鐵路隧道質(zhì)量通病防治工程監(jiān)理作業(yè)指導(dǎo)書附圖 格式_第1頁
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文檔簡介

隧道施工技術(shù)中的若干問題我國隧道施工建設(shè)在最近幾年獲得了長足的進步,取得了許多舉世公認的成就,如18km的秦嶺鐵路隧道的建成、正在修建的18km的終南山公路隧道以及長20km的烏鞘嶺鐵路隧道等,還有長達80km的大伙房水工隧洞工程等。在建設(shè)過程中也暴露出一些問題,本文準備就其中的一些問題,談幾點看法,供參考。隧道施工的技術(shù)特性和

基本理念認識隧道施工的技術(shù)特性和施工的基本理念,是促進隧道施工技術(shù)發(fā)展的原動力也是建立良好施工管理的前提。作為施工管理人員首先要清楚地認識到這一點。

隧道施工的技術(shù)特性·隱蔽性大;·作業(yè)的循環(huán)性強;·作業(yè)空間有限;·作業(yè)的綜合性;·施工是動態(tài)的,施工過程的力學(xué)動態(tài)是變化的,圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)也是變化的;·作業(yè)環(huán)境惡劣;·作業(yè)的風(fēng)險性大。隧道施工的基本理念根據(jù)作者的體會,隧道施工的要點,針對目前存在的問題,歸納起來就是4句話:“愛護圍巖”、“內(nèi)實外美”、“重視環(huán)境”、和“動態(tài)施工”。這也就是隧道施工的四大理念。愛護圍巖“愛護圍巖”有2層含義,一層含義是不損傷或少損傷遺留圍巖的固有支護能力,這可以通過采用機械開挖技術(shù)和控制爆破技術(shù)予以解決。一層含義是通過各種手段和方法增強圍巖的自支護能力,如采用支護技術(shù)、加固或予加固技術(shù)以及各種輔助施工技術(shù)等。這些技術(shù)形成了隧道施工的核心技術(shù)。內(nèi)實外美“內(nèi)實外美”,關(guān)鍵是內(nèi)實。而內(nèi)實的關(guān)鍵就是要作到“四密實(貼)”,即:混凝土密實;噴混凝土密實;噴混凝土與圍巖密實(貼);二次襯砌與初期支護密實(貼)。重視環(huán)境“重視環(huán)境”,也有2層含義,一層含義是指內(nèi)部環(huán)境,即施工作業(yè)環(huán)境,一層是對外部環(huán)境即對周邊環(huán)境的影響。重視環(huán)境是時代的要求,許多環(huán)境技術(shù)都是因時代的變遷而得到發(fā)展,許多基準都是因環(huán)境的要求而制定。動態(tài)施工打開來看,根據(jù)暴露出來的圍巖狀態(tài),采取對策是隧道施工的基本原則。“動態(tài)施工”是指:隧道施工過程中的地質(zhì)條件是不斷變化的;其力學(xué)動態(tài)也是不斷變化的。因此,施工過程就不可能是一成不變的。我們在施工過程中采用的各種施工方法和技術(shù)都是為了適應(yīng)這種“動態(tài)”變化的。因此,隧道施工的各種決策都要在施工階段的地質(zhì)技術(shù)、施工階段的量測技術(shù)和施工階段的質(zhì)量控制技術(shù)的基礎(chǔ)上進行管理。這也就是動態(tài)施工的基本含義?,F(xiàn)狀與問題我國近3000km的鐵路隧道和近700km的公路隧道,基本上是采用礦山法修筑的,目前出現(xiàn)的主要問題集中在以下幾個方面:1·施工階段地質(zhì)判釋的技術(shù)不完善,缺乏有效的判釋方法和手段;2·隧道施工方法,特別是軟弱破碎圍巖的施工方法的工廠化程度有待提高;3·在施工中沒有牢固樹立“保護圍巖、愛護圍巖”的觀點和理念;不能有效地控制對遺留圍巖的損傷和松弛;4·“重外美、輕內(nèi)實”,結(jié)構(gòu)存在隱患;如:襯砌背后充填不密實,甚至留有空洞;襯砌厚度不足,有的嚴重不足;襯砌初期開裂普遍存在;基底處理不徹底,運營不久出現(xiàn)翻漿冒泥現(xiàn)象等;現(xiàn)狀與問題5·地下水處理理始終是薄弱環(huán)環(huán)節(jié),防水質(zhì)量量欠佳,滲水、、漏水現(xiàn)象時有有發(fā)生;6·環(huán)境意識薄薄弱,洞內(nèi)施工工作業(yè)環(huán)境欠佳佳,減少對周邊邊環(huán)境和結(jié)構(gòu)物物影響的措施不不力;7·施工階段的的工程質(zhì)量的檢檢測體制不完善善,更為重要的的是缺乏有效的的檢測手段和方方法;8·應(yīng)變能力不不強,一旦出現(xiàn)現(xiàn)施工災(zāi)害,有有時束手無策;;9·沒有真正地地實現(xiàn)動態(tài)施工工和施工管理。。實質(zhì)上,這幾點點也就是衡量我我們隧道施工水水平的重要標志志。我們與一些些發(fā)達國家相比比,在技術(shù)上的的差距,也就在在此。一·提高施工地地質(zhì)的判釋技術(shù)術(shù)的水平由于隧道的特性性,在最近幾年年,各國都非常常重視施工階段段的地質(zhì)工作。。因為大家認識識到:只有開挖挖暴露出來的地地質(zhì)狀態(tài),才能能使我們比較客客觀的、可靠的的了解在施工過過程中出現(xiàn)的一一些現(xiàn)象和問題題。才能使我們們采取最符合地地質(zhì)狀態(tài)的施工工和支護措施。。但如何根據(jù)暴暴露出來的地質(zhì)質(zhì)狀態(tài),來評價價圍巖的動態(tài),,又成為施工中中的關(guān)鍵。在施工中,因圍圍巖級別的變動動而變更設(shè)計((支護結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)、施工方法等等)的情況是屢屢見不鮮的。有有的隧道,在施施工過程中,變變更設(shè)計達原設(shè)設(shè)計的20%~50%,不僅僅延誤了工期,,也提高了施工工成本,同時給給工程質(zhì)量也造造成一定的影響響。造成這種現(xiàn)現(xiàn)象的原因是多多方面的,但主主要是施工前的的地質(zhì)工作不到到位、缺乏有效效的圍巖級別判判定的方法,而而更為重要的是是:我們對施工工中的地質(zhì)工作作缺乏足夠地認認識,也缺乏有有效的判釋方法法和手段。施工階段圍巖級級別的評定方法法,目前主要22類,一類是根根據(jù)開挖暴露出出來的掌子面觀觀察的方法,一一類是根據(jù)量測測的方法。目前前,國內(nèi)外在隧隧道及地下工程程施工中進行圍圍巖評價,主要要是根據(jù)掌子面面的觀察來進行行的。這是比較較簡便而現(xiàn)實的的方法。量測方方法也是判定圍圍巖狀態(tài)的好方方法,但量測結(jié)結(jié)果的處理要很很長的時間,因因而當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件件變化激烈時很很難適應(yīng)。此外外量測也需要投投入大量的儀器器和時間,對施施工作業(yè)有一定定的干擾。地質(zhì)質(zhì)超前預(yù)報的方方法是在必要時時采取的方法,,沒有普遍性。。因此,利用掌掌子面觀察的方方法,就成為進進行圍巖評價的的主要方法。作作為工程技術(shù)人人員應(yīng)該掌握這這種方法的實質(zhì)質(zhì)和內(nèi)涵。掌子面觀察洞內(nèi)觀察是為掌掌握地質(zhì)狀況,,確認支護效果果及決定支護參參數(shù)等而實施的的。掌子面觀察察是當(dāng)新的掌子子面出現(xiàn)后首先先進行的觀察。。要繪制掌子面面觀察(素描))圖,進行攝影影等。在施工中中應(yīng)充分地利用用觀察到的資料料,及時判釋,,來完善支護體體系和施工方案案。這種觀察主主要是通過目視視,也可以采用用攝影的方法觀觀察掌子面的地地質(zhì)狀態(tài)和地質(zhì)質(zhì)的變化狀況。。觀察中應(yīng)具體地地記錄以下各項項并描繪掌子面面地質(zhì)素描圖。。·地質(zhì)狀況及其其分布、性質(zhì)和和掌子面自穩(wěn)性性;·圍巖的軟硬、、裂隙間距及方方向等圍巖狀態(tài)態(tài);·斷層的分布、、走向、粘土化化程度等;·涌水地點、涌涌水量及其狀態(tài)態(tài);·軟弱層的分布布;·其他。數(shù)碼相機的應(yīng)用用二·提高軟弱破破碎圍巖的施工工方法的工廠化化、機械化的水水平軟弱圍巖的自支支護能力是比較較弱的,甚至沒沒有自支護能力力。因此,在軟軟弱圍巖中施工工最重要的是::如何提高圍巖巖的自支護能力力,來保證開挖挖及后續(xù)作業(yè)的的進行。在軟弱圍巖中,,提高圍巖自支支護能力的方法法是很多的。根根據(jù)國內(nèi)外的施施工經(jīng)驗,提高高圍巖自支護能能力的基本方法法是控制圍巖的的松弛、流失。。其原則是:穩(wěn)穩(wěn)定掌子面、及及時閉合和加固固地層。具體的的主要的方法可可歸納如下.1)穩(wěn)定掌子面面的方法·正面噴混凝土土和錨桿;·超前支護;·留核心土。2)及時閉合的的方法·臨時仰拱或底底部橫撐;·加強基腳;·向底部地層注注漿加固;·底部錨桿;·改變施工方法法。3)加固地層·注漿加固;·超前支護;·地表面加固。。這些措施是綜合合的,是相互補補充的,應(yīng)視具具體情況具體采采用。掌子面超前支護護掌子面超前支護護是采用鋼管、、插板以及注漿漿等,沿隧道外外輪廓,以低角角度打設(shè)方式加加固掌子面前方方圍巖、約束圍圍巖松弛、掉塊塊的方法。超前前支護,基本上上是借助構(gòu)件的的抗彎剛度發(fā)揮揮作用的,因此此,采用抗彎剛剛度大的構(gòu)件是是有利的。í?2μ¥??1ü3??°?§?¤àyí?3??±3°?3??°?§?¤àyí?10?y????é??ì?yíáàyí?11?ò?íD??§?òμ???×ó???ó??ày在一次支護中,,從城市的條件件看,其作用有有一些限制。特特別是錨桿,在在土砂地層中因因不容許圍巖松松弛,也就是說說,發(fā)揮錨桿作作用的位移都不不容許,因此錨錨桿的作用得不不到發(fā)揮,原則則上可以取消。。此外,在開挖中中如變形過大,,最好不去增加加噴混凝土的厚厚度,采用鋼纖纖維噴混凝土比比較合適。表中的短超前支支護通常指我們們所謂的小導(dǎo)管管、鋼插板等。。它與超前支護護不同,僅能控控制小范圍的圍圍巖松弛和拱部部崩塌。其模式式圖參見圖。日本最近對城市市礦山法隧道超超前支護的方法法進行了模式化化的設(shè)計,是很很有參考價值的的。所謂超前支支護就是在開挖挖前先期進行支支護,也就是我我們所謂的“先先支后挖”。超超前支護有橫斷斷方向剛度大的的拱形構(gòu)造的予予襯砌和縱向剛剛度大的梁構(gòu)造造的水平旋噴等等方法。在城市中要想安安全施工必須確確保掌子面的穩(wěn)穩(wěn)定和極力控制制對地表面住宅宅和近接結(jié)構(gòu)物物的影響。超前前支護就是為此此目的而采取的的措施。一般說說,超前支護有有3種類型:·預(yù)襯砌方式;;·水平噴射注漿漿方式;·長鋼管注漿方方式。預(yù)襯砌法預(yù)襯砌法是超前前支護的一種方方法。在開挖前前,先沿隧道外外周開挖一厚約約20~50cm的拱形槽。。開挖后或與開開挖的同時,向向槽內(nèi)充填混凝凝土,形成一個個連續(xù)的、剛性性很大的拱殼,,謂之予襯砌。。通常縱向長度度約5m。此方方法在土砂等圍圍巖強度極低的的地層,埋深小小需要控制地表表下沉的場合以以及接近重要結(jié)結(jié)構(gòu)物的場合采采用是極為有效效的方法。拱形形槽的開挖要采采用專用的鏈式式切削機或多軸軸鉆機進行。預(yù)襯砌方式預(yù)襯砌方式是開開挖前沿掌子面面的隧道外周開開挖厚約15~~50cm的拱拱形槽,開挖后后立即用混凝土土或砂漿充填。。此方式因在隧道道橫斷方向形成成連續(xù)的剛性大大的拱形結(jié)構(gòu),,故在下列制約約條件嚴格的場場合采用?!ね辽暗葟姸葮O極低的場合;·埋深淺,需控控制地表下沉的的場合;·近接重要結(jié)構(gòu)構(gòu)物會受到開挖挖影響的場合。。預(yù)襯砌土方式的的預(yù)襯砌可用厚厚約20cm混混凝土殼或砂漿漿殼,比較柔軟軟的拱殼,也可可以用厚約300cm的比較剛剛性大的拱殼。。柔軟的拱殼主主要用于穩(wěn)定掌掌子面,剛性大大的拱殼用于控控制地表下沉。。其標準參數(shù)如下下。預(yù)襯砌厚度:1170mm設(shè)置范圍:1220(115~~125)設(shè)置角度:7((5~10)縱斷方向鉆孔長長度:4.0mm縱斷方向充填長長度:3.5mm搭接長度:0..5m超前殘余長度::1.0m(11.0~2.00m).鐵道和公路隧道道的橫斷面的標標準模式和縱向向的標準模式示示于圖。水平噴射注漿方方式此方式是在開挖挖前于掌子面前前方的隧道外周周形成長約100m左右的管狀狀拱形結(jié)構(gòu)體。。結(jié)構(gòu)體的形成,,是與鉆孔的同同時用高壓噴射射攪拌硬化材((水泥砂漿)形形成的。可以形形成一個沿燧道道橫向的拱形連連續(xù)的結(jié)構(gòu)。但但與槽式混凝土土方式比,連續(xù)續(xù)體差一些。水平噴射注漿漿方式其標準斷面如下::噴射改良體直徑::600mm設(shè)置范圍:1200(120~1880)設(shè)置角度:5(55~10)縱斷方向鉆孔長度度:13.0m((9~48m)縱斷方向改良長度度:10m搭接長度:1.00m超前殘余長度:44.0m(3.00~4.0m)..設(shè)置間距:6000mm(400~~1600mm))長鋼管注漿方式此方式,是開挖前前在掌子面前方沿沿隧道外周配置長長10~15m的的鋼管,形成拱形形結(jié)構(gòu)。為使鋼管和圍巖間間形成一體,應(yīng)在在其間·充填水泥漿;·壓注水泥漿和其其他壓注材。標準斷面如下:鋼管直徑:11443mm設(shè)置范圍:1200(50~1800)設(shè)置角度:5(44~30)縱斷方向鉆孔長度度:12.5m((4~40m)縱斷方向注漿長度度:125m(44~40)搭接長度:3.55m超前殘余長度:33.5m(1.00~7.5m)..設(shè)置間距:4500mm(200~~1000mm))施工方法的模式化化和標準化是施工工方法發(fā)展的重要要趨勢。對發(fā)展施施工機械也有重大大影響。例如,為為了發(fā)展預(yù)襯砌法法,日本相繼開發(fā)發(fā)了相關(guān)的預(yù)切槽槽機械。三·“重外美、輕輕內(nèi)實”,結(jié)構(gòu)存存在隱患“內(nèi)實外美”,關(guān)鍵是內(nèi)實。。而內(nèi)實的關(guān)鍵就就是要作到“四密密實(貼)”,即即:混凝土密實;噴混凝土密實;噴混凝土與圍巖密密實(貼);二次襯砌與初期支支護密實(貼)。噴混凝土要點:初期強度和和噴射配比基準:24小時的的初期強度指標方法:初期強度的的檢測方法,如射射釘法等回彈量及粉塵量說明:1·噴混凝凝土的初期強度的的概念2·噴射配比與設(shè)設(shè)計配比3·檢測方法噴混凝土為了充分發(fā)揮噴混混凝土的支護效果果,最重要的是要要解決好噴混凝土施工的4要素。強度:有足夠的強強度,特別是初期期強度;厚度:要確保附著著層的厚度,或者者使噴射表面平滑滑;附著:與圍巖牢固固附著成為一體,,相互間就能夠傳傳遞力和變形;密實:附著層密實實、均質(zhì)、耐久。。能夠發(fā)揮效果的噴噴混凝土,要求具具有一次強度特性性、長期強度特性性、防止噴射后的的圍巖崩落的良好好的附著性、施工工性等優(yōu)良的品質(zhì)質(zhì),考慮隧道洞內(nèi)內(nèi)的溫度、濕度、、爆破振動等,到到目前為止,多采采用水泥用量比較較多、添加速凝劑劑的特殊的混凝土土。特別是,作為為支護構(gòu)件的噴混混凝土,要求在噴噴射后數(shù)小時內(nèi)就就要產(chǎn)生所需的強強度,確保這種品品質(zhì)是極為重要的的。這里“初期強度””指噴射后能夠支支持自重和隨掌子子面推進的荷載的的施工上所需的強強度。意味著材令令24小時的抗壓壓強度,與通常的的混凝土灌注后數(shù)數(shù)天的“初期強度度”是不同的?!啊伴L期強度“是指指材令28天的抗抗壓強度,也不是是通?;炷恋?0天和180天天的強度。噴混凝土在配比設(shè)計中,大大家一定要分清楚楚從噴射口出來的的混凝土配比和附附著在圍巖表面上上的配比,是不一一樣的。前者可以以稱為噴射配比,,后者稱為附著配配比。設(shè)計規(guī)定的的噴混凝土標號,,如C20、C25等,應(yīng)該是由由我們這里所謂的的附著配比決定的的。但因現(xiàn)場對附附著配比管理比較較困難,因此一般般都按照設(shè)計配比比進行配比的管理理。一般說,為了了滿足附著配比((即設(shè)計配比)的的要求,就不得不不改變現(xiàn)場配比((噴射配比)的參參數(shù)。例如表3所所列的關(guān)系,就是是這種考慮的事例例。表3噴噴射前噴混凝土強強度的對應(yīng)關(guān)系噴射后噴混凝土強度C30C35C40C45C50C55噴射前噴混凝土強度C38C43C48C54C60C65噴混凝土日本在規(guī)范中明確確規(guī)定:如噴混凝凝土的設(shè)計基準強強度是18N/mm2(材齡28天)時時,采取的試件強強度應(yīng)達到24~36N/mm2。檢驗噴混凝土質(zhì)量量的一個重要指標標,就是回彈量或或粉塵量。例如日本在新規(guī)范范中明確規(guī)定:不不管是濕噴還是干干噴,粉塵濃度不不能超過5mg/m3。回彈量一般不超過過20%。3小時的初期強度度為1.5~2.0N/mm2,24小時的初期期強度為5.0~10.0N/mm2。初期強度的檢查項目試·檢查方法時期·次數(shù)判定基準噴混凝土一次強度國標施工開始前及施工中,所定配比條件變化的場合不在規(guī)定值以下噴混凝土與一般混混凝土比其離散性性比較大,在初期期強度檢查中要加加以注意。噴混凝土一般不用用圓柱模子打試件件,原則上向板內(nèi)內(nèi)噴射混凝土取試試件進行試驗。日本鐵道公團和日日本道路公團的檢檢查例示于表。強度試驗的檢查時時期、次數(shù)和判定定基準例(設(shè)計基基準qd=2強強度18N/mm2的場合)機關(guān)時期·次數(shù)判定基準道路公團每50m一次1天抗壓強度在5N/mm2以上28天抗壓強度在18N/mm2以上鐵道公團開挖一次每20m一次而后每50m一次3小時抗壓強度在1.5N/mm2以上1天抗壓強度在8N/mm2以上28天抗壓強度在18N/mm2以上噴射厚度的檢查時時期·次數(shù)和判定定基準例機關(guān)試驗·檢查方法時期·次數(shù)判定基準道路公團鉆孔檢測每20m設(shè)1個檢測斷面,拱部設(shè)5個側(cè)壁左右各設(shè)1個,共7個。在設(shè)計噴射厚度以上鐵道公團鉆孔檢測檢測釘同上設(shè)計厚度為最小厚度時:檢測厚度大于設(shè)計厚度設(shè)計厚度為平均厚度時:檢測厚度的平均值大于設(shè)計厚度錨桿要點:錨桿的長度度及密實度基準:方法:錨桿密實度度檢測儀說明:1·采用商商品化錨桿的意義義2·錨桿拉拔力的的作用3·墊板錨桿墊板問題要發(fā)揮錨桿的效果果,墊板的設(shè)置是是十分重要的。我我們在施工中,多多數(shù)是不設(shè)置墊板板的。是因為增加加墊板,不僅增加加了施工成本,對對工期也有一定影影響。但從效果上上看,這是得不償償失的。日本對此此曾進行一些試驗驗研究。試驗表明明:設(shè)墊板比不設(shè)設(shè)墊板,加載應(yīng)力力提高了2.5倍倍;墊板面積越大大,頭部軸力提高高也越多。例如,,墊板面積增加1倍,頭部軸力可可提高1.25倍倍等。其次有墊板板時,錨桿軸向應(yīng)應(yīng)變的最大值的位位置,向內(nèi)部移動動。這說明錨桿的的3維約束效果,,得以發(fā)揮。圖5是有墊板和無墊墊板的的軸力分布布的變化。從圖中中可以看出,有墊墊板時,錨桿的的口部也發(fā)生了軸軸力、而且軸力的的最大值也增加了了10~20%。。由此可見,墊板板的作用是不容忽忽視的。在錨桿施施工中,必須設(shè)置置墊板,這在規(guī)范范中也有了明確的的規(guī)定。錨桿錨桿拉拔試驗及錨固材材的管理基準

日本土木學(xué)會(1996年)日本道路公團(1998)日本鐵道公團(1996年)拉拔試驗試驗頻率·開挖一次階段每20m,而后每50m實施·1斷面取3根(拱頂、拱部、邊墻各1根)·施工開始前一次3根·品質(zhì)改變時一次3根·施工中,每20m一次3根·開挖一次階段(從開挖開始到200m)每20m,而后每50m實施·1斷面取3根(拱頂、拱部、邊墻各1根),每20m一次規(guī)定值評價方法根據(jù)事前試驗設(shè)定的拉拔承載力,達到80%為合格施工后3天,達到95kN(錨桿屈服承載力110kN)、150kN(錨桿屈服承載力170kN)·根據(jù)事前試驗設(shè)定的拉拔承載力,達到80%為合格·拉拔承載力,按錨固材材齡(3、6、12、24、72小時)進行拉拔試驗,決定判定基準流動值試驗頻率·施工開始前一次·施工中,以必要的頻率進行·每次品質(zhì)改變時進行一次·施工開始前一次·品質(zhì)改變時一次·拌合開始前一次每20m一次規(guī)定值評價方法

15020mm(砂漿)先行充填型:230mm左右后充填型:30秒左右抗壓強度試驗頻率·施工開始前一次·施工中每50m一次·品質(zhì)改變時一次·施工開始前一次·品質(zhì)改變時一次·每50m一次·開挖一次階段(從開挖開始到200m)每20m,而后每50m實施規(guī)定值評價方法(材齡3天)材齡1天:10N/mm2以上材齡3天:10MPa以上錨桿我們在錨桿施工中中,最大的問題是是錨桿的商品化問問題??梢哉f,在在許多國家,錨桿桿已經(jīng)是一種商品品。只要選擇合適適,拿過來用就可可以了。而我們的的錨桿,目前絕大大多數(shù)是就地用鋼鋼筋自制的。因此此,質(zhì)量的離散性性相當(dāng)大、施工工工藝也不能標準化化,不能充分發(fā)揮揮錨桿的支護效果果,有時就成為一一種計價的“擺設(shè)設(shè)”。當(dāng)然,也有有一些商品化的錨錨桿開始工廠化的的生產(chǎn)。但還沒有有完全得到業(yè)主、、設(shè)計和施工人員員的認可。原因之之一,就是商品錨錨桿的成本高。因因此,大力降低錨錨桿的制造成本,,提高商品化的速速度,徹底改變錨錨桿施工的現(xiàn)狀是是非常重要的。格柵與鋼支支撐要點:與圍圍巖和噴混混凝土的接接觸狀態(tài)基準:密實實(密貼))的程度方法:打擊擊聲法等說明:1··格柵與鋼鋼支撐的使使用條件;;2·與圍巖巖的接觸狀狀態(tài)的影響響;3·架設(shè)的三三要素。表1鋼鋼支撐與格格柵的比較支撐形式優(yōu)點缺點鋼支撐·架設(shè)后能夠立即承載,充分發(fā)揮其力學(xué)作用·加工比較容易,但需要較大的加工設(shè)備·安裝及構(gòu)件連接,比較簡潔、方便·背后的混凝土不易填充密實,留有空隙·重量大,架設(shè)安裝困難·鋼支撐的變形與混凝土變形不協(xié)調(diào),混凝土易開裂格柵·架設(shè)后不能立即承載,必須與噴混凝土配合,才能發(fā)揮其力學(xué)作用·加工容易,且不需要大型加工設(shè)備·重量小,易于架設(shè)安裝·因具有一定的柔性,能夠適應(yīng)圍巖的變形·噴混凝土完全包裹格柵,整體性好,背后不易留下空隙·架設(shè)后不能立即承載,一次支護作用小·在圍巖變形大的場合,不能有效地控制圍巖的變形格柵與鋼支撐撐在鋼支撐和格格柵的設(shè)計中中必須堅持4個原則。即即:1·接頭要盡盡量少,并有有足夠的強度度;2·必須用墊塊與與圍巖貼緊;3·必須有縱向聯(lián)聯(lián)系,成為一個支支護體系;4·必須使底腳有有足夠的承載力。。二次襯砌要點:襯砌厚度度及厚度的均勻性性與初期支護的密貼貼程度基準:大于或等于于設(shè)計最小厚度方法:電磁波法或或打擊聲法說明:1·襯砌厚厚度的定義2·與初期支護的的關(guān)系3·開裂問題襯砌厚度厚度檢測釘比較項目先墻后拱法先拱后墻法。斷面封閉及時封閉封閉不及時整體性襯砌整體性好整體性差防水性無拱墻施工縫,自防水性好。防水板一次鋪設(shè),質(zhì)量易于控制有拱墻施工縫,自防水性差,防水板鋪設(shè)整體性差施工性拱墻一次施工,施工性好拱墻分別施工,施工性差在軟弱地質(zhì)條件下,墻可能采取跳槽開挖,更加惡化了施工性仰拱施工可先于拱墻修筑或同時修筑仰拱只能后修襯砌變異混凝土灌注,易發(fā)生干燥收縮和溫度開裂臺階過長時,拱部懸臂段過長,易于彎曲下沉,形成橫向開裂。開挖下半斷面時,易于引起拱腳下沉,形成縱向及剪切開裂使用性

拱墻剎肩處,質(zhì)量不易控制,易漏水外觀欠佳混凝土的灌注方方法及標準位置項目標準仰拱、邊墻及拱下部從突出口到灌注面的落下高度1.5m以下灌注1層的高度40~50cm左右流動距離不流動拱頂部灌注方式向上灌注流動距離10m左右混凝土的搗固方方法及標準位置項目標準仰拱、邊墻及拱下部搗固方法內(nèi)部搗固器搗固器插入間隔50cm左右搗固器的插入深度下層混凝土中10cm左右1處的振動時間5~15秒左右拱頂部搗固方法不搗固混凝土養(yǎng)生方法法及標準項目標準養(yǎng)生方法、養(yǎng)生時間(平均氣溫15)濕潤養(yǎng)生普通波特蘭水泥:5天早強波特蘭水泥:3天高爐水泥:粉煤灰水泥:低熱波特蘭水泥:7天混凝土配比強度度應(yīng)大于設(shè)計基基準強度我們在設(shè)計中規(guī)規(guī)定的混凝土標標號決定了混凝凝土的設(shè)計基準準強度。并不是是指現(xiàn)場的配比比強度。但在施施工中為了保證證混凝土的設(shè)計計基準強度,其其配比強度應(yīng)根根據(jù)設(shè)計基準強強度、現(xiàn)場必要要的脫模強度及及混凝土品質(zhì)的的離散性決定。。日本規(guī)定混凝凝土配比強度應(yīng)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場混凝凝土抗壓強度試試驗值,但其低低于設(shè)計基準強強度f的概率不不大于5%的條條件決定。襯砌混凝土的要要求強度因圍巖巖特性、襯砌形形狀、支護類型型及作用在襯砌砌上的荷載而異異,除特殊場合合外,設(shè)計基準準強度一般取18~24N/mm2。素混凝土取18N/mm2,鋼筋混凝土取取21~24N/mm2。最近在大斷面面隧道中,采用用30N/mm2以上的設(shè)計基準準強度?,F(xiàn)場混凝土的品品質(zhì),一般受到到骨料、水泥等等品質(zhì)的變動、、計量的誤差、、拌合作業(yè)的變變動等而有一定定程度上的變化化。因此,為了了保證襯砌任何何部位的混凝土土抗壓強度不過過度地小于基準準強度,視現(xiàn)場場的施工條件,,混凝土的配比比強度應(yīng)大于設(shè)設(shè)計基準強度。。一般,隧道襯襯砌多在12~20小時左右右脫模,因此,,必要的配比強強度應(yīng)同時滿足足所要求脫模時時的強度和設(shè)計計基準強度。脫模后沒有進行行充分養(yǎng)生的場場合,應(yīng)選定配配比強度大的配配比,來確保所所要求的品質(zhì)。。防水板要點:如如何避免免施工中中防水板板的破損損基準:無無破損方法:破破損檢測測說明:1·造成成破損的的原因分分析2·基本本措施防水板這是保證證隧道防防水功能能的重要要措施。。自從在在隧道中中采用防防水板技技術(shù)以來來,隧道道的防水水功能有有所強化化,但存存在的問問題也不不少。其其中突出出地表現(xiàn)現(xiàn)在防水水板質(zhì)質(zhì)量上。。如:破破損嚴重重、接頭頭不密實實、鋪設(shè)設(shè)過緊過過松等等等,極大大地影響響了防水水功能的的發(fā)揮。。許多隧隧道建成成后,漏漏水現(xiàn)象象十分嚴嚴重。這這與防水水板施工工有密切切關(guān)系。。造成防水水板破損損的原因因是多方方面的,,歸納起起來大致致有以下下幾種情情況:·噴混凝凝土表面面或圍巖巖表面顯顯著凹凸凸不平,,防水板板鋪設(shè)過過松過緊緊;·錨桿突突出噴混混凝土表表面,防防水板直直接與之之接觸;;·灌注混混凝土?xí)r時的摩擦擦力,使使防水板板過度蹦蹦緊,結(jié)結(jié)合部被被拉開;;·采用鋼鋼筋混凝凝土襯砌砌時,鋼鋼筋作業(yè)業(yè)造成的的損傷等等。在防水板板施工上上應(yīng)認真真地解決決以上的的問題。。突出噴混混凝土面面的錨桿桿頭部,,是板破破損的重重要原因因,應(yīng)加加以處理理。這個個問題常常常被施施工所忽忽視。板板張掛前前,可采采取以下下方法進進行處理理。(1)切斷處理::這是最簡單,采采用最多的方法。。如圖3所示,切切斷并用砂漿和緩緩沖材等處理;(2)加設(shè)設(shè)帽蓋:用用經(jīng)過加工工的帽蓋((金屬的、、樹脂的)),套在錨錨桿的頭部部,如圖4示。應(yīng)該該說,這種種方法與錨錨桿商品化化是聯(lián)系在在一起的。。圖5也是一一種處理方方法。圖3錨桿桿頭部切斷斷處理圖圖4錨錨桿頭部部的帽蓋襯砌施工工逢要點:位置置及處理方方法基準:符合設(shè)設(shè)計要求方法:說明:1·施施工縫位置的的意義2·施工縫的的防水處理背貼式防水板板襯砌開裂襯砌開裂有2類:1·初期開裂裂;2·承載(受受力)開裂。。這2種開裂,,對襯砌承載載能力的影響響是不同的,,但都應(yīng)加以以關(guān)注。目前許多隧道道在交付營運運時,就已經(jīng)經(jīng)發(fā)生開裂,,應(yīng)該仔細分分析開裂的性性質(zhì)和程度,,采取措施加加以補救,不不要把后患留留給營運部門門。襯砌的初期開開裂要點:襯砌初初期開裂基準:判斷開開裂的性質(zhì)及及基準方法:目視和和數(shù)碼相機說明:1·襯襯砌初期開裂裂的形成及后后患2·減少或避避免初期開裂裂的方法溫度收縮及干干燥收縮而產(chǎn)產(chǎn)生的開裂模模式模式①的開裂易在在拱頂部附近近及拱下部范范圍內(nèi)發(fā)生,,大約沿隧道道縱向呈直線線分布。模式②的開裂裂是與隧道縱縱向成直角方方向分布的,,易在起拱線線和變斷面處處附近,幾乎乎以規(guī)則的間間隔產(chǎn)生的,,但也有沿隧隧道全周發(fā)生生的。模式③是在施工工縫附近,沿隧隧道縱向發(fā)生的的,長度比較短短,間隔規(guī)則。。模式④是隨機方方向的開裂或呈呈龜甲狀或網(wǎng)目目狀分布,易于于在拱部發(fā)生。。這些模式的開裂裂,也有貫通整整個襯砌厚度的的。在模式④的的開裂中,有與與游離石灰不同同的膠狀物析出出時,可能懷疑疑是堿性骨料反反應(yīng)所致。這些開裂都是伴伴隨溫度收縮和和干燥收縮而產(chǎn)產(chǎn)生的。但幾乎乎都達不到顯著著損傷襯砌功能能的程度,如有有貫通的開裂從從防水和耐久性性角度看,或形形成3維交差的的開裂有可能掉掉塊的場合,就就應(yīng)該采取對策策。施工方法產(chǎn)生的開裂模式式模式⑤的開裂是是在施工縫附近近,沿已灌注好好的混凝土的上上部的模板接觸觸面,因安裝或或拆除模板時的的過大壓力而發(fā)發(fā)生的。模式⑥是在盾構(gòu)構(gòu)襯砌中發(fā)生的的。模式⑦的開裂是是沿水平方向或或混凝土流的方方向分布的,易易在搗固難的拱拱上半部,在灌灌注中斷的界面面上發(fā)生的。模式⑧是在混凝凝土表面不易發(fā)發(fā)現(xiàn)而在斷面內(nèi)內(nèi)部的局部發(fā)生生的,是因模板板下沉或模板與與混凝土附著不不良等原因造成成的。受力開裂表1開裂有有發(fā)展性的判定定基準地點位置開裂判定分級寬度長度>3mm<3mm>5m<5m襯砌斷面內(nèi)○

3~2洞門

○2~1

○○

1

○1表2開裂裂不能確認有無無發(fā)展性的判定定基準地點位置開裂判定分級寬度長度>5mm3~5mm<3mm>10m5~10m<5m襯砌斷面內(nèi)○

3~2洞門

2~1○

○2~1

2

2~1

○1

○○○○1~0開裂有的的是繼續(xù)續(xù)發(fā)展的的,有的的是停止止發(fā)展的的,這對對判斷開開裂的影影響是致致關(guān)重要要的。開開裂有發(fā)發(fā)展性的的其判定定基準列列于表1。無發(fā)發(fā)展性的的列于表表2。表中的開開裂是以以水平方方向或剪剪切開裂裂為主要要對象的的。橫斷斷方向的的開裂,可按降降1級進進行判定定。同時時,0.3~0.5mm以上上的開裂裂密度,,超過200cm/m2時,要提提高1級級進行判判定或采采用分級級中較高高的級別別判定。。最近開始始采用全全方位的的數(shù)碼相相機、激激光攝影影系統(tǒng)等等等方法法,編制制展開圖圖,取得得了一定定的效果果。對顯著的的變異,,在進行行目視觀觀察、素素描的同同時,可可輔以攝攝影觀察察,作為為客觀地地掌握變變異狀況況的資料料。在攝攝影時,,要記錄錄攝影地地點的里里程、攝攝影部位位(拱、、墻等)、攝影影方向(左右、、上下等等),同同時最好好能把判判斷對象象物大小小的比較較物(人人物、折折尺等)攝入畫畫面。此外,可采用360旋轉(zhuǎn)的照照象機進行全方位位攝的影記錄,對對掌握全體狀況是是很有效的。作為補充目視觀察察、素描記錄的技技術(shù),近年對襯砌砌表面連續(xù)攝影的的方法,并對其結(jié)結(jié)果進行畫像處理理的技術(shù)已經(jīng)確立立。該技術(shù)不僅記記錄了畫像數(shù)據(jù),,也可以用來進行行健全度的判定。。四·重視環(huán)境“重視環(huán)境”,也有2層含義義,一層含義是指指內(nèi)部環(huán)境,即施工工作業(yè)環(huán)境,一層是對外部環(huán)境即對周周邊環(huán)境的影響。重視環(huán)境是時代代的要求,許多環(huán)環(huán)境技術(shù)都是因時時代的變遷而得到到發(fā)展,許多基準準都是因環(huán)境的要要求而制定。對周邊結(jié)構(gòu)物的影影響

(近接施工工問題)接近既有結(jié)構(gòu)物進進行山嶺隧道施工工(以下簡稱接近近施工)的實例越越來越多。因此,,接近施工技術(shù)已已成為隧道施工技技術(shù)的一個重要的的構(gòu)成部分。接近近施工與一般施工工不同,必須在設(shè)設(shè)計、施工各階段段中考慮對既有結(jié)結(jié)構(gòu)物的影響。在接近施工中,究究竟采用什么樣的的措施,與既有結(jié)結(jié)構(gòu)物和新設(shè)結(jié)構(gòu)構(gòu)物的位置關(guān)系、、影響程度、既有有結(jié)構(gòu)物的種類和和重要度等有密切切關(guān)系,在設(shè)計施施工中必需慎重地地加以研究。日本在接近施工中中,以既有結(jié)構(gòu)物物的鐵路隧道與新新建工程的位置關(guān)關(guān)系分為圖12所所示的各種類型,,并規(guī)定了相應(yīng)的的影響范圍,作為為設(shè)計施工的基準準,對指導(dǎo)接近施施工有一定的參考考價值。兩座隧道的位置關(guān)系隧道間隔接近度的劃分新建隧道比既有隧道高的位置1.0D1.0~2.5D2.5D對策范圍注意范圍無影響范圍新建隧道比既有隧道低的位置1.5D1.5~2.5D2.5D對策范圍注意范圍無影響范圍表中的地質(zhì)條件是是以洪積的粉砂巖巖等為基礎(chǔ)的,在在地質(zhì)情況好或不不良時,應(yīng)加以修修正。穩(wěn)定的硬巖、軟巖巖--20%洪積砂層、黏性土土層等++20%不穩(wěn)定的圍巖(膨膨脹性圍巖、等))++40%五·施工過程中的的質(zhì)量控制從既有隧道的使用用情況看,目前修修建的隧道質(zhì)量不不容樂觀。襯砌厚厚度不足、襯砌背背后空洞的存在、、混凝土和噴混凝凝土質(zhì)量離散性較較大、隧道底部處處理不徹底、先拱拱后墻形成的襯砌砌隱患等等現(xiàn)象時時有發(fā)生。造成現(xiàn)現(xiàn)象的原因是多種種多樣的。解決這這個問題,要從設(shè)設(shè)計、施工幾方面面共同努力。但最最主要的是要加強施工階段的工工程質(zhì)量的經(jīng)常監(jiān)監(jiān)視與控制。從隧道建成后的狀狀態(tài)看,存在的主主要問題有:·襯砌背后存在一一定規(guī)模的空洞,,或空洞回填不密密實;例如有的隧隧道襯砌背后的空空洞的大小可以達達到人可以爬行的的地步;·襯砌厚度不足;;這個現(xiàn)象是比較較普遍的。有的襯襯砌實際厚度不到到設(shè)計厚度的1/2,嚴重地削弱弱了襯砌的承載能能力;·襯砌存在在施工中產(chǎn)產(chǎn)生的開裂裂;·混凝土強強度離散性性大,有的的強度不足足;·基底處理理不當(dāng),在在列車振動動的作用下下,出現(xiàn)翻翻漿冒泥。。這也是我們們目前在施施工階段進進行質(zhì)量監(jiān)監(jiān)控的重點點領(lǐng)域。目前,施工工質(zhì)量監(jiān)控控,除了施施工單位自自行檢查外外,主要是是由施工監(jiān)監(jiān)理按常規(guī)規(guī)的方法進進行的,大大都是“馬馬后炮”的的方法。即即使出現(xiàn)問問題也難于于處理。因因為施工監(jiān)監(jiān)理缺乏在在施工過程程中檢測施施工質(zhì)量的的有效的監(jiān)監(jiān)控手段和和方法,使使得許多工工程的質(zhì)量量得不到有有效的控制制,這也是是目前的一一個不可否否認的實際際情況。在在施工過程程中,缺少少有效的施施工質(zhì)量的的檢測,不不能及時發(fā)發(fā)現(xiàn)問題,,是我們當(dāng)當(dāng)前存在的的一個重要要問題。因因此,要加加強施工階階段質(zhì)量控控制,就必必須要有有效的施工工階段質(zhì)量量檢測的方方法。針對隧道施施工中存在在的問題,,施工階段段的檢查,,不是指在在施工完成成后,而是是在施工過過程中的檢檢查。例如如,目前評評定混凝土土襯砌強度度的方法,,是常規(guī)的的留取試件件而在28天后進行行強度測試試的方法。。這種方法法的弊病,,就是不能能及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)混凝土強強度的問題題,也就不不可能及時時地改進混混凝土強度度中的問題題。因此,,必須強調(diào)調(diào)施工過程程中的“及時檢檢查、及及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)、及時時改進””的“三及時時”的原則。。只有這這樣才能能把混凝凝土質(zhì)量量及其離離散性控控制在要要求的水水準之內(nèi)內(nèi)。這也也是一些些國家在在質(zhì)量控控制上所所采用的的基本方方法。隧道表面面狀態(tài)檢檢測方法法隧道表面面狀態(tài)指指:襯砌砌開裂狀狀態(tài)及襯襯砌內(nèi)輪輪廓的變變形狀態(tài)態(tài)。在隧道施工過過程中,常常常出現(xiàn)一些開開裂,這些開開裂有的是致致命性的,有有的是可以忽忽視的。因此此,對襯砌的的開裂必須進進行測定,以以便判斷對襯襯砌的承載能能力是否有影影響?,影響響到什么程度度?等。造成襯砌開裂裂的原因是多多種多樣的。。這在前面的的混凝土施工工要點中已經(jīng)經(jīng)作了說明,,可以參考。。開裂的檢測圖9是利用能能夠檢測0.1°C溫度差的紅外外線攝象機,,檢測襯砌的的溫度差,判判斷襯砌剝離離狀態(tài)和開裂裂狀態(tài)。比錘錘擊檢查精度度高,對深度度10cm左左右的剝離可可以判斷出來來。2襯砌變形的的檢測方法隧道斷面形狀狀的檢測目前前普遍采用激激光斷面測試試儀。它同時時可以測定凈凈空斷面的位位移,是精度度可以滿足要要求的測試方方法。目前一些國家家在隧道及地地下工程中,,采用數(shù)值相相機攝取有關(guān)關(guān)隧道斷面的的有關(guān)數(shù)據(jù),,如變形數(shù)據(jù)據(jù)等,就可以以比較方便、、可靠地進行行隧道凈空變變形的觀測等等。這是一項項具有高科技技含量的和發(fā)發(fā)展前景的技技術(shù)-信息技技術(shù)在地下工工程中的具體體應(yīng)用。該方方法設(shè)備簡單單,僅僅需要要一臺或數(shù)臺臺較高分辨率率的數(shù)碼相機機及相應(yīng)的附附屬配件就可可以進行。如如日本京都大大學(xué),提出的的用數(shù)值相機機進行隧道凈凈空位移量測測的研究成果果,其精度達達到1mm,,滿足了隧道道凈空位移量量測的要求。。此外,采用用數(shù)值相機進進行襯砌及支支護表面開裂裂的觀察,推推定襯砌及支支護的受力狀狀態(tài),也取得得了一定的成成果。由此可可見,數(shù)值相相機畫像處理理方法在隧道道中的應(yīng)用,,是有重要影影響和意義的的。目前此方方法,風(fēng)糜日日本。日本許許多會社投入入巨額紛紛開開發(fā)此系統(tǒng)。。例如日本清清水建設(shè)(株株)開發(fā)的能能夠有效的,,以足夠精度度進行隧道凈凈空三維量測測的系統(tǒng)。其其概貌示于圖圖10。用裝裝配有軟件的的筆記本電腦腦和小型CCD相機,利利用畫像解析析技術(shù),就可可以準確地檢檢知正確的位位置。混凝土及噴混混凝土強度的的檢測方法這里僅介紹日本的的射釘法射釘法射釘法的概況如下下。該系統(tǒng)系日本開發(fā)發(fā)的以氣壓射釘槍槍原理為基礎(chǔ)的強強度測試系統(tǒng)APPTester。檢測過程為為在恒定空氣壓力力下將經(jīng)過特殊標標定的射釘打入檢檢測的對混凝土之之內(nèi),由其射入深深度標定公式推算算其強度。氣壓射射釘槍系統(tǒng)如圖6所示。整個系統(tǒng)統(tǒng)由射釘槍、空壓壓計、空壓管、空空壓機、數(shù)顯深度度游標卡尺等組成成。射釘槍是該檢測系系統(tǒng)的主要組成部部分之一,用于凝凝土強度檢測。射射釘是經(jīng)過特殊標標定的合金鋼釘,,其形狀尺寸和機機械性能離散性很很小,根據(jù)檢測強強度范圍的不同,,射釘分為射釘A和射釘B兩種。。射釘A:10~~30MPa,射射釘B:1OMPa以下。圖7是是混凝土強度與射射釘貫入深度的關(guān)關(guān)系。襯砌厚度及背后空空洞狀態(tài)的檢測方方法襯砌內(nèi)部和背后狀狀態(tài)是隱蔽的,從從表面上是看不出出來的。因此,開開發(fā)出許多具有實實用價值的檢測方方法。其中最常用用的方法有:打擊擊聲法和電磁波法法。下面主要介紹紹打擊聲法打擊聲法就是用打擊襯砌表表面,通過打擊襯襯砌時的聲音,在在有空洞與無空洞洞時,有剝離時與與無剝離時的聲音音的不同來判定有有無空洞或剝離的的方法。這本來是是一個古老而傳統(tǒng)統(tǒng)的方法,是一種種憑感覺的方法能能夠在大范圍進行行簡便的檢查。但但最近幾年由于電電子技術(shù)的發(fā)展,,打擊聲法獲得了了很大的發(fā)展。對對厚度比較薄的場場合,檢知剝離是是一個有效的方法法。打擊聲檢查檢查的的同時也可把剝離離部分敲落。因此此,在以下的調(diào)查查項目中應(yīng)用較多多。錨桿錨桿壓漿密實度的的檢測,一直是個個技術(shù)難題。目前前,日本已開發(fā)出出超聲波檢測裝置置,有的國家,也也采用錘擊方法進進行檢測。從現(xiàn)有有技術(shù)水平看,都都還存在一些問題題。從目前的施工工狀態(tài)看,錨桿壓壓漿密實度是不理理想的,因此,在在很大程度上,影影響了錨桿的錨固固效果。在這種情情況下,開發(fā)一種種有效的檢測錨固固壓漿密實度的方方法是很必要的。。錨桿密實度檢測儀儀Boltometer只是設(shè)計用用來測試砂漿錨桿桿的,它已被成功功地應(yīng)用于許多鋼鋼筋和管式錨桿的的測試之中,并且且在下列條件下使使用可以確保實現(xiàn)現(xiàn)其最佳功能。·鉆孔直徑為25-40mm·錨桿直徑為20-30mm·錨桿長度應(yīng)大于于0.8m·水泥注漿長度小小于4.0m·錨桿外端部必須須平滑以保證傳感感器接觸良好砂漿錨桿的狀態(tài)和和錨桿等級之間的的關(guān)系為:錨桿等級A對應(yīng)于于具備最適宜功能能的錨桿。例如::具有優(yōu)良質(zhì)量的的連續(xù)的水泥漿((較低的水灰比))和沿桿體方向無無損壞或裂縫。錨桿等級B對應(yīng)于于性能稍微有所減減弱的正常的錨桿桿。例如:或者水水泥漿沒有能夠覆覆蓋住錨桿的全長長,或者強度有所所降低(較高的水水灰比)。錨桿等級C對應(yīng)于于性能不足的錨桿桿。例如:水泥漿漿數(shù)量和質(zhì)量的重重大削弱和/或錨錨桿的重大損壞。。錨桿等級D對應(yīng)于于性能有重大削弱弱或根本不存在任任何性能的錨桿。。例如:水泥注漿漿的全長小于0.6m和/或錨桿桿存在至少一處的的重大損壞。分級體系等級Boltometer信號估計的錨桿性能A無反射波最適宜B較小彎曲波反射有所削弱C較大彎曲波反射不足D有壓縮波或很大彎曲波反射非常弱或不存在*)*)錨桿可以通通過液壓千斤頂頂?shù)姆椒ò纬觯ǎㄓ袝r大錘的重重擊或振動也可可能使錨桿松動動)。六·動態(tài)施工所謂“動態(tài)施工工”,應(yīng)該從廣廣泛的意義上去去理解。打開來看,根據(jù)據(jù)暴露出來的圍圍巖狀態(tài),采取取對策,是隧道道施工的基本原原則。這里所謂謂“動態(tài)”是指指:隧道施工過過程中的地質(zhì)條條件是不斷變化化的;其力學(xué)動動態(tài)也是不斷變變化的,因此,,施工過程就不不可能是一成不不變的。我們在在施工過程中采采用的各種施工工方法和技術(shù)都都是為了適應(yīng)這這種“動態(tài)”變變化的。因此,,隧道施工的各各種決策都要在在施工階段的地地質(zhì)技術(shù)、施工工階段的量測技技術(shù)和施工階段段的質(zhì)量控制技技術(shù)的基礎(chǔ)上進進行管理。這也也就是動態(tài)施工工的基本含義。。首先要認識圍巖巖、了解圍巖。。其次,動態(tài)施工工的基礎(chǔ)條件就就是要認識和了了解施工中發(fā)生生的各種“動態(tài)態(tài)”的實質(zhì),如如巖爆、大變形形等。也要清楚楚地認識到我們們采取的施工手手段和方法,會會引起什么樣的的力學(xué)動態(tài)的變變化?,它們的的效果如何?,,這通常是通過過量測、觀察等等手段完成的。。因此,在動態(tài)態(tài)施工中,量測測、觀察起到的的作用是不能忽忽視的。它不是是可有可無的,,而是施工過程程的一個重要環(huán)環(huán)節(jié)。真正地實現(xiàn)“動動態(tài)施工”,需需要嚴格、科學(xué)學(xué)的施工管理和和高素質(zhì)的、技技術(shù)密集型的、、應(yīng)變能力強的的隊伍。因此,,不斷地提高施施工管理的水平平和建立適應(yīng)技技術(shù)發(fā)展和動態(tài)態(tài)施工的高素質(zhì)質(zhì)的技術(shù)密集型型的隊伍的異常常重要的。最后應(yīng)該指出::動態(tài)施工與動動態(tài)設(shè)計是不可可分離的。設(shè)計計單位提供的設(shè)設(shè)計,在沒有通通過實踐檢驗前前,始終是具有有予設(shè)計的性質(zhì)質(zhì)。而真正的設(shè)設(shè)計是在施工過過程中完成和完完善的。我們應(yīng)應(yīng)該而且必須在在施工體制上去去適應(yīng)這種需求求,把施工中的的設(shè)計權(quán)逐步地地轉(zhuǎn)移到承包商商一方,為實現(xiàn)現(xiàn)真正意義上的的動態(tài)施工創(chuàng)造造條件?!皠討B(tài)施施工”的的概念,,很早就就已經(jīng)出出現(xiàn)了,,過去我我們在隧隧道施工工中,基基本上,,也是按按照“動動態(tài)施工工”的思思想,進進行設(shè)計計和施工工的。但但因獲取取信息手手段發(fā)展展的遲緩緩、信息息傳輸系系統(tǒng)的不不完善以以及隧道道施工環(huán)環(huán)境和管管理體制制的限制制等等原原因,并并沒有實實現(xiàn),也也不可能能實現(xiàn)真真正意義義上的““動態(tài)施施工”。。但最近近一段時時期,由由于信息息技術(shù)、、通信技技術(shù)以及及各種獲獲取信息息手段和和方法的的迅速發(fā)發(fā)展,特特別是設(shè)設(shè)計施工工體制的的改革,,給真正正實現(xiàn)隧隧道的““動態(tài)施施工”創(chuàng)創(chuàng)造了良良好的條條件和基基礎(chǔ)。例如,在在新建的的渝懷鐵鐵路的一一些隧道道中,就就強調(diào)了了實現(xiàn)真真正的““動態(tài)施施工”的的管理體體制,并并建立了了相應(yīng)的的“動態(tài)態(tài)施工組組”。意意大利在在修建長長Vaglia隧道道中,采采用了ADECO-RS(AnalysisofControlledDeformationinRocksandSoils)系統(tǒng)統(tǒng)進行隧隧道的設(shè)設(shè)計和施施工。該該系統(tǒng)是是一個控控制巖土土變形的的系統(tǒng),,對該隧隧道的圍圍巖從調(diào)調(diào)查階段段的地質(zhì)質(zhì)調(diào)查信信息,來來正確地地掌握地地質(zhì)條件件的變化化,在設(shè)設(shè)計階段段則根據(jù)據(jù)地質(zhì)條條件的工工程劃分分級別,,給出基基準。最最后根據(jù)據(jù)開挖時時發(fā)生的的應(yīng)力、、應(yīng)變的的特性給給出適合合地質(zhì)條條件的施施工方法法和支護護結(jié)構(gòu)。。最近日本建設(shè)設(shè)省對動態(tài)施施工系統(tǒng),給給出的定義是是:在工程建建設(shè)的調(diào)查、、設(shè)計、施工工、維修管理理的實施過程程中,以施工工為重點,利利用在各過程程中獲得的與與施工有關(guān)的的電子情報和和從各種作業(yè)業(yè)中獲得的電電子情報,根根據(jù)使用機械械和電子儀器器、量測儀器器的組合加以以連動控制或或?qū)崿F(xiàn)電子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的一元化化施工管理,,以提高整個個施工的生產(chǎn)產(chǎn)性。這是一一個立足于電電子技術(shù)和信信息技術(shù)的建建設(shè)工程生產(chǎn)產(chǎn)管理系統(tǒng)。。它監(jiān)控了設(shè)設(shè)計、施工及及運營管理全全過程。最近日本建設(shè)設(shè)省對動態(tài)施施工系統(tǒng),給給出的定義是是:在工程建建設(shè)的調(diào)查、、設(shè)計、施工工、維修管理理的實施過程程中,以施工工為重點,利利用在各過程程中獲得的與與施工有關(guān)的的電子情報和和從各種作業(yè)業(yè)中獲得的電電子情報,根根據(jù)使用機械械和電子儀器器、量測儀器器的組合加以以連動控制或或?qū)崿F(xiàn)電子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的一元化化施工管理,,以提高整個個施工的生產(chǎn)產(chǎn)性。這是一一個立足于電電子技術(shù)和信信息技術(shù)的建建設(shè)工程生產(chǎn)產(chǎn)管理系統(tǒng)。。它監(jiān)控了設(shè)設(shè)計、施工及及運營管理全全過程。應(yīng)該指出,這這些系統(tǒng)的開開發(fā),都是企企業(yè)自主開發(fā)發(fā)的,也是把把現(xiàn)代技術(shù)融融合到施工管管理中的必然然趨勢。我國國的施工企業(yè)業(yè),也應(yīng)該充充分認識這種種自主開發(fā)的的巨大作用和和給企業(yè)帶來來的巨大效益益。動態(tài)的施工管管理所謂的信息化化(動態(tài))設(shè)設(shè)計施工系統(tǒng)統(tǒng),根據(jù)日本本建設(shè)省定義義是:在建設(shè)事業(yè)的的調(diào)查、設(shè)計計、預(yù)算、發(fā)發(fā)包、施工、、維修管理的的實施過程中中,以施工為為重點,利用用在各過程中中獲得的與施施工有關(guān)的電電子情報和從從各種作業(yè)中中獲得的電子子情報,根據(jù)據(jù)使用機械和和電子儀器、、量測儀器的的組合加以連連動控制或?qū)崒崿F(xiàn)電子網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的一元化施施工管理,以以提高整個施施工的生產(chǎn)性性。這是一個立立足于電子技技術(shù)的建設(shè)生生產(chǎn)管理系統(tǒng)統(tǒng)。這里的關(guān)鍵鍵問題的開開發(fā)出一個個能夠收集情報、、分析·評評價、決策策以及實施施作業(yè)的情報報化系統(tǒng)。。一個完善的的系統(tǒng)應(yīng)該該包括:1)信息收集和和通信子系系統(tǒng);2)信息整理、、分析和評評價子系統(tǒng)統(tǒng);3)決策及實施施子系統(tǒng);;4)施工管理子子系統(tǒng)。這幾個子系系統(tǒng),有機機地構(gòu)成了了一個用電電子網(wǎng)絡(luò)聯(lián)聯(lián)系在一起起的大系統(tǒng)統(tǒng)。隧道工程的信息化設(shè)計施工系統(tǒng)·收集、通信子系統(tǒng)·分析、評價子系統(tǒng)·決策、實施子系統(tǒng)·施工管理子系統(tǒng)信息收集項目·聲音·畫像·量測數(shù)據(jù)·文字·圖表·控制數(shù)據(jù)

信息范圍·固定時間·移動體間·固定·移動體間·隧道外部目的信息化施工的監(jiān)視·控制·運行·監(jiān)視·記錄·聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)輸出·文字·圖表·決策(設(shè)計施工的效率化·合理化)·質(zhì)量、進度、造價等圖1信信息化設(shè)設(shè)計施工系系統(tǒng)的功能能1)信息收集、、通信子系系統(tǒng)信息形式及及內(nèi)容:應(yīng)應(yīng)包括:隧隧道設(shè)計施施工文件及及圖表、超超前地質(zhì)預(yù)預(yù)報、施工工監(jiān)控量測測、掌子面面地質(zhì)、壓壓注設(shè)計及及參數(shù)、地地下水及掌掌子面涌水水量、施工工管理(質(zhì)質(zhì)量、進度度、材料消消耗、成本本核算等))、工程實實驗及試驗驗等信息。。2)分析、、評價子系系統(tǒng)對各種信息息進行分析析,根據(jù)分分析結(jié)果作作出評價的的系統(tǒng)。重重點在:超前地質(zhì)預(yù)預(yù)報信息的的分析和評評價;壓注實驗效效果的分析析和評價;;量測數(shù)據(jù)的分析析和評價;施工管理數(shù)據(jù)的的分析和評價;;3)決策、實施施子系統(tǒng)此系統(tǒng)應(yīng)包括::設(shè)計反饋系統(tǒng)和和施工反饋系統(tǒng)統(tǒng)2部分。前者者是把根據(jù)信息息決策的建議,,反饋到設(shè)計中中的系統(tǒng)。而后后者則是根據(jù)信信息決策的建議議,反饋到施工工中實施的系統(tǒng)統(tǒng)。因為有的需需要設(shè)計后,才才能實施的,有有的可以直接反反饋到施工中實實施的。這2種種情況應(yīng)分別予予以考慮。4)施工管理子子系統(tǒng)施工管理子系統(tǒng)統(tǒng)是對隧道施工工質(zhì)量、進度、、成本、勞動衛(wèi)衛(wèi)生環(huán)境及安全全進行管理的系系統(tǒng)。此系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)考慮施工單位位的實際情況,,進行編制。管理中,為了能能夠?qū)崿F(xiàn)信息的的公共性,應(yīng)該該對獲取信息的的方法作出規(guī)定定。1)

超前前地質(zhì)預(yù)報信信息由以下方方法獲取?!SP方法;·超前鉆孔方法·掌子面地質(zhì)雷達達方法·數(shù)值相機超前地地質(zhì)預(yù)測、掌子面面圍巖級別判定等等。2)

監(jiān)控量測測信息由以下方法法獲取?!に淼罃嗝婕す鉁y測試儀;·數(shù)值相機斷面位位移測試方法;·空隙水壓計;·一般測試方法,,如數(shù)值收斂計;;·有可能的話,建建議對光纖維量測測襯砌應(yīng)力、應(yīng)變變的技術(shù)進行研究究。1)實驗或試驗數(shù)據(jù)·掌子面取樣進行行室內(nèi)試驗;·掌子面直接進行行試驗的方法,如如回彈儀、射釘槍槍等方法;·空隙水水壓計、、涌水量量測試等等;2)質(zhì)量控制制數(shù)據(jù)·襯砌厚厚度檢測測、噴混混凝土厚厚度檢測測;·混凝土土、噴混混凝土的的強度試試驗;·錨桿密密實度測測試儀;;·背后空空洞檢測測方法,,如錘擊擊發(fā)等。。但不管采采用何種種方法,,最好首首選電子子儀器測測試方法法,以便便能夠在在計算機機上進行行信息的的通信、、傳輸、、處理等等作業(yè)。。七·工程程造價管管理地下結(jié)構(gòu)構(gòu),如果果僅僅從從初期投投資的土土木工程程的造價價上看,,是比較較昂貴的的。但如如綜合考考慮其投投資效果果(初期期投資、、工程的的社會效效益等))或從可可持續(xù)發(fā)發(fā)展的觀觀點出發(fā)發(fā),是比比較有發(fā)發(fā)展前景景的。但不管怎怎么說,,土木工工程的造造價是很很可觀的的。因此此,目前前許多國國家都非非常注意意如何降降低土木木工程,,當(dāng)然也也包括地地下工程程的造價價問題。。例如日日本在比比較了與與美國在在一些工工程領(lǐng)域域中的工工程費后后,明確確指出::平均來來說,日日本的工工程費約約比美國國高出28%--45%%。因此此,日本本建設(shè)省省,提出出削減工工程費的的提示。。提出::從設(shè)計計階段開開始就采采取縮小小結(jié)構(gòu)物物斷面、、結(jié)構(gòu)物物形狀單單純化、、構(gòu)件預(yù)預(yù)制化、、材料規(guī)規(guī)格化和和標準化化及施工工技術(shù)標標準化等等5大基基本措施施。從目前技技術(shù)發(fā)展展的趨勢勢看,降降低隧道道工程造造價的途途徑,可可從以下下幾方面面進行::1·減少少和控制制超欠挖挖技術(shù);;2·采用用高強噴噴混凝土土、或纖纖維混凝凝土技術(shù)術(shù)、減少少永久襯襯砌厚度度或取取消二次次襯砌的的技術(shù);;3·施工工方法模模式化,,輔助施施工措施施標準化化技術(shù);;4·減少少施工中中的災(zāi)害害事故的的發(fā)生和和發(fā)展,,加強施施工地質(zhì)質(zhì)的預(yù)測測技術(shù);;5·施工工中控制制施工質(zhì)質(zhì)量的技技術(shù);6·良好好的施工工管理是是保證工工程質(zhì)量量、降低低工程造造價的保保證。這里既要要解決認認識上的的問題,,也要解解決技術(shù)術(shù)上的問問題。前前者是基基礎(chǔ),后后者是手手段。目前,許許多國國家,特特別是技技術(shù)發(fā)達達的國家家,都非非常關(guān)注注這個問問題的解解決。例例如,日日本在比比較與美美國同類類工程的的造價后后,明確確指出::平均來來說,日日本的工工程程造造價比美美國高出出28一45%。。因此,,日本建建設(shè)省提提出”降降低土木木工程造造價的行行動計劃劃”,并并制定了了”降低低土木工工程造價價的指導(dǎo)導(dǎo)方針””。1.縮縮小結(jié)結(jié)構(gòu)物斷斷面尺寸寸以山嶺隧隧道,盾盾構(gòu)隧道道為例,,在確保保必要的的功能前前提下盡盡量減小小結(jié)構(gòu)物物的斷面面尺寸。。例如,,日本在在盾構(gòu)隧隧道中,,為減小小一次襯襯砌的厚厚度,采采用了高高強的薄薄管片。。在瓦斯斯管道中中,過去去的管片片厚度為為175——200mm,,改為150mm。這這樣使隧隧道外徑徑變?yōu)?950mm。此外外,為減減小二次次襯砌厚厚度,采采用噴2~3mm樹樹脂的方方法,使使外徑從從3.8m,,變?yōu)?.4m,減減小0.4m。這樣樣,開挖挖土方量量減少25%%,工期期縮短40%。在某某一共同同溝工程程中,將將二次襯襯砌省去去節(jié)省造造價9.9%。。當(dāng)然省省略二次次襯砌是是有條件件的。在山嶺隧道道中日本鐵鐵道公團,,在北陸新新干線的隧隧道工程中中,將拱部部內(nèi)半徑從從4.8m改為4.75m,減減小5cm。在在舞子隧道道的通風(fēng)橫橫洞(斷而而積80m2)中,在一一次襯砌的的(15cm)上,增增噴5cm的高高強噴混凝凝土,而取取消了厚35cm的二二次襯砌。。由此可見見,縮小斷斷面尺寸主主要與采用用新技術(shù),,新工藝有

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