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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《
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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
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》 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
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】 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
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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—
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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
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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
【 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
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
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—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
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: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!1,00m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
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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
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?。 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!.12 对隧道】的仰供衬砌提出了具!体要求
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6.4.1!3 ?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
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6.》4.:19 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);
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! ? 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
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【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5》0m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3】0m:~50m孔径为【100m~150】mm钻孔搭接长【度10?m钻孔?外插角一《般3°
!。 : 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、TSP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
! ?。 4 ? 注浆“《堵水”
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?。 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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