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6.4 钻爆】法隧:道衬:砌设计
》
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?6.4?.2 本条—。对,山岭隧道平面设计、!纵断面设计提出【了具体要求平面【上宜直线布置便【于运输、测》量监控?特殊条件下》亦可选用折线形隧】道折线转角处半【径与油气管道曲率】半径:相适应?;纵断?面上宜采用人字坡便!于自流排水
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6.4.3— 本条对山岭【隧道的洞口》。布置提出了基本要求!
—。6.4.5 — 本条对明洞的【设置条件作了基本规!定隧道设计时应避】。免对洞口《山体进行大》量刷坡
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6《.4.6 》 隧道衬砌因—其通过的地质情【。况、结构《受力、计《算方法?以及施工条》件的:不同有整体式衬【砌(模筑混凝土衬砌!及砌:体衬砌)、复合式衬!砌(内、《外两层衬砌组合而】成)、?喷锚衬砌(喷射【混凝土、锚杆喷射混!凝土、锚杆钢筋【网喷射混凝土—。。、喷:钢纤混?凝土衬砌)等—形,式
! 喷锚》衬砌是一种》加固围岩《、抑制围《岩,变,形积极利用围岩自】承能力的衬砌形式】它具有支护及时【、,柔性、密贴等特【点在受力条件上比模!筑衬:砌优越?对加快施工进度、节!约劳动力及原材料】、,降低工程成本等【效果显著亦能保证】管道运营安全应【予推:广,
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: 《复合式衬砌由内、】。外两层?衬砌组合而》成通常称《第一层?衬砌为?初期支?护第二层《衬砌叫作二次衬砌】。;复合式衬砌内【外两层?组合的方式有喷【锚,与,整体、装配与—整,体,。。、整体与整》体等:。多,。种一般常用的—是喷锚与整体的组】合其优?点是能充分发—挥围岩的《自,承能:力调整衬砌受力状态!充分:。利用衬砌《材料的?抗压:强度从而提高衬【砌的承?载力
》
【整体衬砌是》一次衬砌成形的传统!。形式施工进度较慢】小断面隧道较少采用!
— 衬》砌结构类型及—强度必须能长期随围!岩压:力,等承受作《用而围?岩压力等作用又与】围岩:级别、?水文地质《、埋藏深度、结【构工作特点》等有关因此在选定时!可根据这些情况考】虑此外衬《砌结构的选用还受】施工方法《、施工?措施等影《。响因而还需考虑【施工:条件等鉴于地下结】构的工?作状态极为复杂【影响因素《较多单凭理论计【算还不能完全反【映,实,际,情况为了使理—论与:实践相结合选用【。的衬砌更《为合理除根据以上】。因素外还《要通过工程类比和结!构计:算,。并适当考虑工程误】。差确定
】
6.4.7— 对设置衬砌时应!符,合,的各项规定说—明如下
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《
1— 隧道边墙一般】有直墙?。和曲墙两种一般隧】道开挖后《。围岩均会产》生,较,大侧:压力导?。致衬砌?破,坏故一般跨度不【大于5m的小断面隧!道可采用直墙式衬砌!大断面隧《道应采用曲墙式衬】砌尤其严寒》地区洞口若不封闭】洞内冬季会》冰冻:。会产生?较大侧压力导致衬砌!破坏更应采用曲墙】式衬砌
】
》2 当隧道外侧山!体覆盖较薄》地面横坡较陡—或因:洞身岩层构》造不利层面倾斜较陡!有顺层滑动可—能以及?。施工坍塌产生—围岩松动《、滑移?。等情况而引起明显偏!压的地段为了承受】不对称的《围岩压力应采用偏压!衬砌但也要》注意当隧《道,外,侧,覆,盖厚度过薄会—出现外侧土坡失稳因!而尚应采取设置地】面锚杆?、,抗滑桩或支挡结构等!措施
《
》 : 3 洞口—地段一般埋》藏较:浅地质条件较—差受自然条件—(雨水侵蚀、冰冻】破坏、气候变化【等):影,响土质较松》散岩石易风化稳定性!较洞内差衬砌受【力情况也《较,洞内不利如有时【受仰坡方向》的纵向推《力等因此洞》口应设置《洞口段衬《砌或加?强衬砌根据经验【本款规定《应不小于5m的加】强衬砌?。长度
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【 4 》在洞身地质》条件变?化地段围岩》压,力,是不相同的为—了避免强度》不够引起衬砌变【形,围岩较差地段的衬】。砌及偏压衬砌段【应,适当向围岩较好的地!段延伸以起》过渡:作用延伸《长,度应视围岩的具【。体变化情况而定【一般延伸5m~【10m
《。。
】 5 在洞身有明!显,的硬软?地层分?界处由于地基—承载力相差》很大前后衬砌下沉不!匀往往造成破裂【甚至引起其他—病,害此时?应设置变形缝—
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6《.4:.8 采用复合】式衬:砌有关规定说明【如下
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— : 1 复合式【衬砌的初期支护多】采用喷锚支护—具有支护及时、柔】性的特点并在一定程!度上能够随》着围岩的变形而【变形力求最大限度】地发挥围岩的自【承能力根据围岩条件!复合衬砌《。初期:支护采用喷射混【凝土、?锚杆、?钢筋网和钢架等【支护:形式单一或》组合施工并通过监】控量测手《段确定?围岩已基《本趋于稳定再进行】内层二次衬砌施【工二次衬砌可采【用模:筑混凝土、喷锚、】拼装式衬砌等
】
《 2 — 影响二次衬—砌受力状《态的因素很》多,除围岩?级别、地下水状【态、隧道《埋置深度外还有【初期支护的刚度、隧!道断:面大小及其施作时】间等故设计二次衬】砌,时应综合考虑各种因!素的影响以》。期达到经济安全【的目的目前多采用】工程类比《法设计二次》衬砌管道隧》道均属于小断面隧】道若采用模筑混凝】土二次衬砌工法则】衬砌台车《与出渣设《备在空间上产生【矛,盾,初支:和二衬不能同步施】工因而绝大多数隧道!都是待?贯通之?后才施作二次衬砌】造成较差的围—岩段施工中存在【不安全因素》。也造成隧道工—期的:延长若二《衬也采用喷》锚支护就可》解决上述两》项缺点二《次衬:砌一般受力比较均匀!为防:止应力集中故宜【采用连接圆》。顺、等厚《的马蹄形断面
】
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3】 表6.》4.8中复合衬【砌的设计参数是【根据国外铁路(公路!。)隧道?支护参数统计—、类比结合专—家意见进《行调研修改的其中】Ⅳ、Ⅴ级《围岩当初期支护设】。置格栅钢架时要求喷!射混凝?土必:须覆盖钢架
【
6.4.】9 :。 采用?喷锚:衬砌时?。应,符合的规定说明如】下
】 ?1 为确保衬【砌不侵入隧道限界】喷锚衬砌内》轮廓除考虑》按整:。。体式衬砌内轮廓要求!放大外尚应预留1】0,0m作为补》强之用喷锚衬砌是】柔性结构厚度较薄】并与围岩共同作用】考,虑必要时需要—加强喷锚衬砌以防内!轮廓尺?寸不够因此预留
】
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《 ?3 : 鉴于有水》时不利于喷》。层与围岩《的紧:密黏结难《以充分发挥喷—射混凝土的应有【作,用甚至给《喷射:混凝土带来不利影响!;洞内地下水—具有侵?蚀性的地段易造成衬!砌腐蚀由于喷—。层厚度较薄受腐蚀】的危害?甚于模?筑混凝土衬砌—岩性:较软的岩《层开:挖后易风《化,潮解亲水性很—。强遇水泥化、软【化、膨胀、围岩压力!大严重者发生—淤泥状流淌稳定性较!差喷锚衬《砌难以阻止》其迅速的变形;喷锚!衬砌抗冻胀性能较差!严,寒和寒冷地》区土壤冻胀导致【衬砌破坏的》危,害甚于?模筑混凝《土衬砌?故大面积淋》水地段、能造成腐蚀!及膨胀性地》层的地?。段、严寒和寒冷【地区不封闭的隧【道不宜?。采用喷锚衬砌对于地!下水不发育的—Ⅴ级围?岩,的山岭隧道通过现】场试验确定相关参数!后,也可采用锚喷支【护
》
6.4.10 ! ,采用整体式衬砌时】应符合?的规定说《。明如下?
! 1 《隧道洞口地》段,如线路中线与地【形等:高线:斜交地质条件较好】。为降低边、仰—坡开挖高度》选用斜交洞门—时可采?。。用斜:交衬:砌但因斜交地段地】层压力和衬》砌受力较为复杂施】工也较困难特—别是在松软地层【地段易?出现病害或》造成事故为了—安全故制定本条规】定
》
? : 2 在》严寒:地区冬春《季节洞内《气温常在0℃以下衬!。砌圬:工由:于冷:缩影:响往往导致开裂【、变形?为了结构《安,全应:设置伸缩《缝伸缩缝《的间距可《视隧道长度》及其所在地区最冷月!平均气温等条件确定!一般是洞口》段短些洞《内长些气温影响较】大者:短些影响较小者【长,些,;设计时可根据具体!情况每隔《10m~30m设置!一道如围岩较—好又无地下水时亦】可采用贯通》拱圈与边墙》的工作?。 , ?。当洞身通过地质【不良地段或傍山有偏!。压地段一般》地压较大且不对称】如不及时《压,注水泥砂浆填—。充,衬,砌与围?。岩间空隙《衬砌更?易变形因此要求向衬!砌背后进行断面【压注水泥砂浆—或其:他浆:液既填充空隙改善】衬,砌受:力状态又加固围【岩减少?。围岩压力
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!有地下水地段—设有引水设备时应采!取措施?防止堵?。塞通路但《不能:因为需引水而不压浆!衬砌是主《体结构防止衬砌变】。形是主要的如压【浆后排水通》路堵塞造成》渗,漏时可再钻孔、凿】槽或:埋管引水或》采取其他防》水措施
《
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6.》4.11 》 初期支《护应具有合理的刚度!并,且在:一定程度能够—随着围岩的变—形而:变形:;由于喷射混凝【土、锚杆、钢筋网、!钢架:。或,格栅钢架等的不【同作用各不相同初】期支护?的刚度与其》组成:成分有?着密切关《系故在设计时应根据!工程地质、》水文地质《、隧道断面尺—寸、覆?。盖层厚度《等条件选择》初期支护的组成部】分确定初期》支,护的刚度时除上【述,因素外?还应考虑地面及地下!建筑物?的种类及状态和使】用目:的等因素;》当隧:道所:在地区对地表—下沉量?有严格限制时在【此条件?下应进行《现场试验防止单凭经!验,处理问题《在,松散、胶结性差的地!层中:可加设钢筋网以提】。高喷射混凝土—与受喷岩面间的黏结!力防止喷《层剥落和《松散介质坍塌
】
— :在不同地质条件【下使用锚《杆,的目的也不同在节】理、层理《发达的硬岩和中硬岩!中因岩石本身强度】高一般会出现因开】挖而使围岩》中的应力《超过:围岩本身强度—。的现:象;:在此:条件下采用锚—杆的目?的在于抑制岩块间】。的滑:动,以保持围岩稳—定在软岩或》土砂地层中往往因开!挖而使围岩中的应力!。超过本身的强度【从而在围岩中出现塑!性区使净空变形加】大此时?采用锚?杆的目的在于限制塑!性区的产生及发展尽!力减少围《岩变:形,以达到稳定围岩的目!的
! 锚杆类》型,可分:为端头锚固型、全】长黏结型、摩擦【型、预应力锚杆【等
》
6.4.1【2 对隧道的【仰供衬砌《提出了具体要—求
【6,。.4.13》。 钻爆法隧—道设计、施工应遵】循新奥法是集—设计、施工、勘察于!一体的动态》控制过程通过施工】。勘察与监测可以调】整设计支护参—数,和施工工艺提前发】现工程难点、疑【。点及早进行技术【准备实现安全、可靠!、,经济、合理的目【标因此?工程设?计中应针对具体的条!。件提:出具体的施工勘察和!监测要求
】
6?.,4.1?9 : 隧道?。设,计应采?取下列?施工防水、防坍塌措!施保证施工安全
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《。 1 ? 留设隔水岩—。柱
《
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—一般山岭钻爆法隧】道其顶面上覆盖【层厚度一般不—。小于隧道《横断面高度》。的2.5倍~3【倍但对于水下隧【道来讲在隧道—。开挖后受《打眼、爆破作业的扰!动围岩原始状态遭】到破坏从而》产生导水《裂隙或使原》裂隙扩张导通因【此必须留设》隔水岩柱将河—水与开挖隧道“隔离!”防止涌水》保证施工《。安全“隔水岩柱”】实际就是隧》道埋深参照煤—矿水下采煤方法【。在采区顶部保留【一定厚度的隔水岩】柱以防止水》。的侵:入一般而言隧道顶与!水体之间的》竖向距离《不宜小?于隧道横断面高度】的10倍防水侵【入的保护岩层厚度按!下式计?算
—
—
式中!S保护岩《层的厚度(》m);
—
《 !。H水:头高度(m);水】深与隧道最》小埋深之和要—考虑顶?部基岩?的预水裂隙长—度,;
! 】B隧道?毛断面宽度(m【。);
】 《 ? F围岩—的强度系数;
】
! C风化层!厚度:(m)
! 2 【超前探水
—
》 对于有的围岩!裂隙发育或岩石【破,碎甚至有《断裂带断裂带中充填!。物胶:。结不实等情况—下仅留隔水》岩柱隔水是不—够的为了《确保开挖面安—全作业设计应—要求:施工中必须向开挖】面,打超前钻“探水”】探水钻孔有两个作用!一是根据探水—钻孔所取岩芯—判断开挖前方—岩石破碎情况裂隙】发育程度等》。(因为工程地质勘察!时按详勘要求一【般钻孔孔《距50m孔与孔之间!地层情况很难预测】);二?是,根据钻孔流水流量判!断,裂隙是否《导水是否与河—水有水力《联系(一般流—。水是清水而不带黄】。色说明与河水—无水力?联系:)从而确定是否【需要采取进一步措施!。治水:一般超前探水钻【孔,。3,个钻孔口应有防突】。水措施(在孔口安】装闸:门)一个钻孔取岩】芯两个不取》岩芯钻?。孔长度?一般30m~5【0,m孔径为100m】~1:50mm钻》孔搭接长度》10m钻《孔外:插角一般3》°
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》 3 超前】。地质预报
》
!根据:围岩状况对于—断层较多围岩破碎】的,隧道除了要进行超前!钻孔探水《外还应进行超—前地质预报采用【CQTC-1、【T,SP:等超前地质预报探测!系统:可,以探测前方各种【地质构造、破碎带、!充水:带与超前探水结合有!效地避免《大量涌?水、坍塌等》地质灾害确》保施工安全
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? 4 》。注浆:“堵水”
】
》 超:前钻探发现开挖【面前方出《现异常状况围岩破碎!。裂,隙发育钻孔水流【量大:。不采取措施施工难】度,较大且?。。存在较?大风险时应立—即,。停止开挖作业采【取注浆措《施“:堵水”以防止大量】的裂隙水涌人—开挖:面
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