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    廣西河池謝家峒隧道溶洞施工概述
    2020-10-26 來源:財訊網 

      廣西謝家峒隧道指出隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技術和施工管理的總稱。謝家峒隧道施工過程通常包括:在地層內挖出土石,形成符合設計斷面的地下空間,進行必要的支護和襯砌,控制隧道圍巖的變形,保證謝家峒隧道施工安全和長期安全使用。

      一、謝家峒隧道施工的特點

      (一)隱蔽性大

      盡可能準確地掌握謝家峒隧道工程范圍內的巖層性質、巖體強度、完整程度、地應力場、自穩能力、地下水狀態、有害氣體和地溫狀況等資料,并要根據這些原始材料,初步選定合適的施工方法,確定相應的謝家峒隧道施工措施和配套的施工機具。

      (二)作業的循環性強

      一般的地下結構物都是縱長的,施工是嚴格地按照一定的順序循環作業的。如鉆爆法開挖就是按照“鉆孔—裝藥—爆破—通風—出渣”的循環,一步一步地循環開挖,直到最后隧道貫通。這種循環性是地下施工最具特色的一點,也是我們組織施工的基本原則。類似謝家峒隧道施工過程也是如此過程。

      (三)作業空間有限

      地下結構物通常都是在地下一定深度修筑的,結構物的尺寸受到極大限制,這也就決定了施工空間的幾何尺寸和形狀,是在有限的空間內進行施工的。特殊情況須要附加開挖豎井、斜井、橫洞等輔助工程來增加工作面,加快隧道施工速度,這時,必須要加強測量導線控制,確保各段工程順利貫通。

      (四)作業的綜合性

      地下施工由多種作業構成,開挖、支護、出渣運輸、通風及除塵、防水及排水、供電、供風、供水等作業缺一不可。這就要求我們必須有良好的施工管理和施工組織經驗,才能使工程有序快速地進行。

      (五)施工過程是動態的

      施工過程的力學狀態是變化的,圍巖的物理力學性質也是變化的。地下結構的力學狀態是極為復雜的,其復雜程度直到目前還有許多不清楚的地方。從力學角度看,施工過程就是控制和調整這個力學狀態變化的過程,施工技術也就是控制和調整這個力學狀態的手段和方法,理解這一點是極為重要的。

      (六)作業環境差

      地下施工的作業環境比較差,黑暗、潮濕、粉塵多,在惡劣的地質條件下,還有安全問題。必須采取有效措施加以改善,如人工通風、照明、防塵、消音、隔音、排水等,使施工場地合乎施工衛生條件,并有足夠的安全防護措施,以保證施工人員的身體健康,提高勞動生產率。

      (七)作業的風險性大

      風險性與隱蔽性是相關聯的,施工人員必須經常關注隧道施工的風險性。特別是在不良地質條件下,更要有風險意識和應變意識,應該對掘進工作面頂板巖石的穩定性及時進行安全評價。

      (八)氣候影響小

      隧道施工可以不受或少受晝夜更替、季節變換、氣候變化等自然條件改變的影響,可以竟日終年、穩定地安排施工,但高原凍土地區施工應考慮氣候的影響。混凝土在-5℃以下強度會受很大影響。

      二、隧道施工方法的選擇

      在隧道工程發展的歷史上,礦山法一直占居著主導地位,但近一個多世紀以來,又出現了其它的隧道施工方法,并得到了相當程度的發展。隧道施工方法可以歸納為:礦山法、明挖法、盾構法、掘進機法、沉管法、頂進法等。謝家峒隧道也是綜合應用多重方法施工的結果。

      礦山法因最早應用于礦石開采而得名,它包括上面已經提到的傳統方法和新奧法。由于在這種方法中,多數情況下都需要采用鉆眼爆破進行開挖,故又稱為鉆爆法。有時為了強調新奧法與傳統礦山法的區別,而將新奧法從礦山法中分出另立系。

      施工方法的選擇主要依據工程地質和水文地質條件,并結合隧道斷面尺寸、長度、襯砌類型、隧道的使用功能和施工技術水平等因素綜合考慮研究確定。所選擇的施工方法也應體現出技術先進、經濟合理及安全適用。根據隧道穿越地層的不同情況和目前隧道施工方法的發展, 隧道施工方法可按以下方式分類:隧道施工技術主要研究解決上述各種隧道施工方法所需的技術方案和措施(如開挖、掘進、支護和襯砌施工方案和措施);隧道穿赿特殊地質地段(如膨脹土、黃土、溶洞、流沙、高地溫、瓦斯、凍土地層等)時的施工手段;隧道施工過程中的通風、防塵、風、水、電作業等的方式方法。

      隧道施工管理:主要解決施工組織設計(如施工方案的選擇、施工技術措施、場地布置、進度控制、材料供應、勞力及機具安排等)和施工中的技術管理、計劃管理、質量管理、經濟管理、安全管理等問題。

      隧道施工和工程實踐有密切聯系,因此應理論與生產實踐緊密結合。必須指出,由于地質勘探的局限性和地質條件的復雜性及多變性,隧道施工過程中經常會遇到突然變化的地質條件、意外情況(如塌方、涌水等),原制定的施工方案、施工技術措施和施工進度計劃等也必須隨之變更。因此,必須學會結合工程實踐經驗、掌握綜合運用這些知識的能力,以便正確處理隧道施工中遇到的各種實際問題。

      三、山嶺隧道常規施工方法

      山嶺隧道的常規施工方法為礦山法(因最早應用于采礦坑道而得名)。在礦山法施工中,多數要采用鉆眼爆破進行開挖,故又稱為鉆爆法。

      礦山法中又分為傳統礦山法和新奧法。

      (一)傳統礦山法

      傳統礦山法是人們在長期的施工實踐中發展起來的。它是以木或鋼構件作為臨時支撐,待隧道開挖成形后,逐步將臨時支撐撤換下來,而代之以整體式厚襯砌為永久支護的施工方法。木構件支撐目前已經很少使用。鋼構件支撐具有較好的耐久性和對隧道形狀的適應性等優點,施工中可以不予撤換,也更為安全。 鋼構件支撐類似于地上的“荷載-結構”力學體系。它作為一種維持隧道穩定的措施,是很直觀和奏效的,也容易被施工人員理解和掌握。因此這種方法被應用于

      (二)新奧法

      隨著隧道工程理論及施工工藝的不斷發展,人們逐漸深刻地認識到隧道是圍巖和支護組成的體系,應充分地保護圍巖,發揮圍巖自身的承載能力,維護圍巖的穩定性。隧道設計和施工與隧道的圍巖條件密切相關,只有充分掌握隧道的圍巖條件,才能有合理的隧道設計與施工。

      于是20世紀50年代,奧地利學者拉勃塞維茲提出了新奧法的概念,即新奧地利隧道施工方法的簡稱,原文是:“New Austrian Tunneling Method”,簡寫為NATM。

      新奧法是以既有的隧道工程經驗和巖體力學的理論為基礎,將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為支護手段,便于充分發揮圍巖的自承能力,通過監測反饋回來的信息對支護參數進行調整,從而更好地控制圍巖的變形。這種施工方法經過奧地利、瑞典、意大利等國家大量隧道與地下工程實踐和理論研究及科學論證,于20世紀60年代取得專利權并正式命名為新奧法(NATM)。之后新奧法在歐、美和日本等國家隧道與地下工程中獲得極為迅速的發展,已成為現代隧道工程新技術標志之一。

      目前,新奧法已經成為在軟弱破碎巖體中修建隧道的一種基本方法,技術經濟效益顯著。

      新奧法與傳統的礦山法相比,不僅僅是手段上的不同,更重要的是對圍巖的認識有了更深刻的理解,并且在支護結構設計理念上與傳統礦山法有很大的不同,是人們對隧道及地下工程認識和理解的深化。

      不能單純地將新奧法僅僅看成是一種施工方法或是一種支護方法,也不應片面地理解為:僅用錨噴支護就是采用新奧法了,事實上噴錨支護并不能完全表達新奧法的含義。新奧法是既包括隧道工程設計、又包括隧道工程施工,貫穿于隧道工程整個過程的基本指導思想和基本原則。

      新奧法是應用巖體力學的理論,以維護和利用圍巖的自承能力為基點,采用錨噴支護為主要支護手段,能及時地進行支護,控制圍巖的變形和松弛,使圍巖亦成為支護體系的組成部分,并通過對圍巖和支護結構的測量、監控來及時而正確地指導隧道和地下工程設計施工的方法與基本原則。

      新奧法施工是從實際經驗中總結出來的,又在不斷實踐經驗中得以豐富其內容和進一步發展,新奧法施工在我國推廣以來,經過幾十年的發展,通過科研、設計、施工三結合,在修建下坑、西坪、大瑤山、軍都山等鐵路隧道以及中梁山、二郎山、西山坪、謝家峒隧道等多座公路隧道中,應用新奧法原理及其相應的技術,取得了較大的成就。

      不可否認,新奧法也存在不少缺點,不過經過工程技術人員和科技工作者的共同努力一定可以把新奧法不斷完善,在我國的現代化建設進程中發揮更加重要的作用。



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