2011一级建造师铁路工程实务讲义(共19页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上2011一级建造师铁路工程实务讲义81C熟悉隧道出砟方法1c熟悉隧道出砟方法 出砟是隧道施工的基本作业之一。出砟作业能力的强弱,决定了它在整个作业循环中所占时间的长短,因此,出砟运输作业能力的强弱在很大程度上影响施工速度。 在选择出砟方式时,应结合隧道断面的大小、围岩的地质条件、一次开挖量、机械配套能力、经济效益、作业环境及工期要求等因素进行综合研究,制订方案。基本要求是:装砟、运输能力大于最大开挖能力;制订运输计划,统一指挥,提高运输效率。 出砟作业可分为装砟、运砟两步。 一、装砟 (一)装砟方式 装砟的方式可采用人力装砟或机械装砟。人力装砟,劳动强度大,速度慢,仅
2、在短隧道缺乏机械或断面小而无法使用机械装砟时,才考虑采用。机械装砟速度快,可缩短作业时间,目前隧道施工中常用,但仍需配少数人工辅助。 (二)装砟机械 装砟机械的类型很多,按其扒砟机构形式可为:铲斗式、蟹爪式、立爪式、挖斗式。铲斗式装砟机为间歇性非连续装砟机,有翻斗后卸、前卸和侧卸式三个卸砟方式。蟹爪式、立爪式和挖斗式装砟机是连续装砟机,均配备刮板(或链板)转载后卸机构。 二、运砟 隧道运砟可以分为有轨运输和无轨运输两种方式。 (一)有轨运输 有轨运输是铺设小型轨道,用轨道式运输车出砟。有轨运输多采用电瓶车及内燃机车牵引,斗车或梭式矿车运砟,它可适应大断面开挖的隧道,更适用于小断面开挖的隧道,尤
3、其适应于较长的隧道运输(3km以上),是一种适应性较强的和较为经济的运输方式。 1轨道运输车辆 常用的轨道式运输车辆有斗车、梭式矿车。斗车结构简单,使用方便,适应性强。梭式矿车采用整体式车体,下设两个转向架,车箱底部设有刮板式或链式转载机构,便于将整体车厢装满和转载或向后卸砟。 2有轨运输牵引类型 常用的轨道式牵引机车有电瓶车、内燃机车。电瓶车牵引无废气污染,但电瓶须充电,能量有限。必要时可增加电瓶车台数,以保证行车速度和运输能力。内燃机车牵引能力较大,但增加洞内噪声污染和废气污染。必要时,须配备废气净化装置和加强通风。 3轨道布置形式 有轨运砟的轨道布置形式有两种:单线运输和双线运输。 (1
4、)单线运输:单线运输能力较低,常用于地质条件较差或小断面开挖的隧道中。单线运输时,为调车方便和提高运输能力,应在整个路线上应合理布设会让站(错车道)。会让站间距应根据装砟作业时间和行车速度计算确定,并编制和优化列车运行图,以减少避让等待时间。会让站的站线长度应能够容纳整列车,并保证会车安全。 (2)双线运输:双线运输时,进出车分道行驶,无需避让等待,故通过能力较单线有显著提高。为了调车方便,应在两线间合理布设渡线。渡线间距应根据工序安排及运:输调车需要来确定,一般间距为100200m,或更长,并每隔23组渡线设置一组反向渡线。 4工作面轨道延伸及调车措施 工作面的轨道延伸,应及时满足钻眼、装砟
5、、运输机械的走行和作业要求,并避免轨道延伸与其他工作的干扰。有时需延至开挖面。延伸的方法可以采用浮放“卧轨”、“爬道”及接短轨。待开挖面向前推进后,将连接的几根短轨换成长轨。工作面附近的调车措施,应根据机械走行要求和转道类型来合理选择确定,并尽量离开挖面近一些,以缩短调车的时间。单线运输时,首先应利用就近的会让站线调车;当开挖面距离会让站较远时,则可以设置临时岔线、浮放调车盘或平移调车器来调车,并逐步前移。双线运输时,应尽量利用就近的渡线来调车,当开挖面距渡线较远时,则可以设置浮放调车盘,并逐步前移。 (二)无轨运输 隧道用无轨运输车的品种很多,多为燃油式动力、轮胎走行的自卸卡车,载重量225
6、t不等。为适应在隧道内运输,有的还采用了铰接车身或双向驾驶的坑道专用车辆。 无轨运输车的选择应注意与装砟机的匹配,尤其是能力配套,充分发挥各自的工作效率,提高整体工作能力。此外,一般要求选用载重自重比大,体形小、机动灵活、能自御、配有废气净化器的运输车。 洞内转向,还可以局部扩大洞径,设置车辆转向站,或设置机械式转向盘。 无轨运输是采用各种无轨运输车出砟和进料。其特点是机动灵活,不需要铺设轨道,能适用于弃砟场离洞口较远和道路坡度较大的场合。缺点是由于多采用内燃驱动,作业时,在整个洞中排出废气,污染洞内空气,故一般适用于大断面开挖和中等长度或短隧道中,并应注意加强通风。 运输方式的选择应充分考虑
7、与装砟机的匹配和运输组织,还应考虑与开挖速度及运量的匹配,以尽量缩短运输和卸砟时间。一般均应作技术经济合理性分析,以求方案最佳。熟悉不良地质隧道类型及特殊要求熟悉不良地质隧道类型及特殊要求 特殊岩土和不良地质地段主要指富水软弱破碎围岩、岩溶、风积砂和含水砂层、瓦斯、岩爆、挤压性围岩、膨胀岩及黄土等类型。 施工前必须根据设计提供的工程及水文地质资料,结合现场实际情况,进行分析研究,制订完整的施工技术方案,并结合紧急预案,做好技术、物资机械的储备,以应对地质灾害的发生。隧道施工时,应根据具体情况制订地质预测、预报方案。根据地质预测、预报的结果应不失时机地调整施工方案。必须加强量测工作,并及时反馈量
8、测结果。 一、富水软弱破碎围岩 富水软弱破碎围岩隧道的开挖应符合下列要求: 1采用超前地质预测预报手段,提前了解开挖工作面前方地质、地下水情况,采取有效的预防措施。 2施工中宜采用注浆堵水结合超前钻孔限量排水。 3特大涌水时可采用辅助坑道排水,辅助坑道开挖应超前适当距离。 4当地下水与地表水连通时,经技术、经济比选,宜采用注浆堵水措施。当隧道埋深在20m以内时,可采用地表注浆;当隧道埋深超过20m时,则应采用开挖工作面预注浆。 5宜采用正台阶预留核心土环形开挖法。双线和多线隧道宜采用中隔壁法、交叉中隔壁法或双侧壁导坑法。 6掘进循环进尺宜为0. 51. 0m。 二、岩溶 隧道通过岩溶地区时,施
9、工前应根据设计图结合施工现场情况,采用综合超前地质预报,探明溶洞的分布范围、类型、规模、发育程度、填充物、地下水的情况(有无长期补给来源、雨季水量有无增长等)及岩层的稳定程度等,按照以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理的原则,分别以“疏导、堵填、注浆加固、跨越、绕避、宣泄”等措施进行处理。 隧道岩溶地段施工应符合下列要求: 1施工前应了解山顶地表水、出水地点的情况,并首先对地表进行必要的处理,对地表坍陷采取管棚支撑、地表预注浆、锚固桩等进行处理。 2在下坡地段遇到溶洞时,应准备足够数量的排水设备。 3对于岩溶发育地区的隧道,施工中应建立以长距离物探(地震波法)为宏观控制i、钻探法(超前钻孔探
10、测、炮眼孔加深钻探)为主,其他物探方式为辅助(地质雷达、hsp地震反射法探测及跨孔ct法),红外线探测连续施测的综合预报管理体系。 4开挖方法宜采用台阶法、双侧壁导坑法,在、级围岩条件下,且溶洞仅穿过隧道底部一小部分断面时,可采用全断面一次开挖。 5爆破开挖时,应做到多打眼、打浅眼,严格控制装药量。 6当隧道只有一侧遇到溶洞时,应先开挖该侧,待支护完成后再开挖另一侧。# 三、风积砂和含水砂层三、风积砂和含水砂层 1隧道通过风积沙和含水砂层时,应特别加强防水工作,含水砂层可采用注浆、冻结等方法止水,防止砂层流失。 开挖地段的排水沟应铺砌、抹墁,或用管、槽等将水引至已二次衬砌地段排出洞外。 2风积
11、沙和含水砂层隧道的开挖应符合下列要求: (1)宜采用正台阶法开挖,台阶上部宜预留核心土环形开挖,下部可采取分部开挖,并应严格控制开挖长度,防止上部两侧不均匀下沉。 (2)开挖时应观测支护的实际下沉量,当预留量过大或不足时,应及时调整。 四、瓦斯 1铁路隧道施工过程中通过施工检测,只要隧道内存在瓦斯,应按瓦斯隧道的要求组织施工。 2瓦斯隧道、瓦斯工区、含瓦斯地段的分类及分级应符合铁道行业标准铁路瓦斯隧道技术规范的有关规定。 3瓦斯隧道施工应建立专门机构进行通风、防突、防爆及瓦斯检测工作,设置消防设施。制订紧急预案,高瓦斯工区及瓦斯突出工区应配备救护队。 4开工前必须对施工作业人员及管理人员进行安
12、全技术培训,爆破、电工、瓦斯检测等作业人员必须持证上岗。5瓦斯工区钻爆作业应符合下列要求: (1)必须采用湿式钻孔。 (2)炮眼深度不应小于0.6m,炮眼应清除干净,炮眼封泥不严或不足不得进行爆破。 (3)必须采用煤矿许用炸药。 (4)必须采用煤矿许用电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时,最后一段的延期时间不得大于130ms。严禁使用秒或半秒级电雷管。 (5)严禁反向装药。 (6)爆破网路必须采用串联连接方式,严禁将瞬发电雷管与毫秒雷管在同一串联网路中使用。 (7)必须使用防爆型起爆器作为起爆电源,一个开挖面不得同时使用2台及以上起爆器起爆。 (8)在非瓦斯突出工区进行爆破作业时,爆破15mi
13、n后应巡视爆破地点,检查通风、瓦斯、煤尘、瞎炮、残炮等情况,如有危险必须立即处理。在瓦斯突出工区,揭煤爆破15min后,应由救护队员佩戴防毒面具或自救器到工作面对爆破效果、瓦斯浓度等进行检查,确认安全后方可通知送电、开动局部通风机,通风30min后,由瓦斯检测人员检测工作面、回风道瓦斯浓度,在瓦斯浓度小于1%,二氧化碳浓度小于1.5%后,方可解除警戒,允许工作人员进入开挖工作面。 6瓦斯突出隧道。应单独编制预防煤与瓦斯突出和揭煤、过煤的实施性施工组织设计。#五、岩爆五、岩爆 1隧道施工中可能发生岩爆时,应遵循以防为主、防治结合的原则。对开挖面前方的围岩特性、水文地质情况等进行预测、预报,当发现
14、有较强烈岩爆存在的可能性时,应及时研究施工对策措施,作好施工前的必要准备。 2在岩爆隧道施工过程中,应采用下列方法进行地质预报: (1)以超前探孔为主,辅以地震波、电磁波、钻速测试等手段。 (2)开挖面及其附近的观察预报,通过地质的观察、素描,分析岩石的动态特性,主要包括岩体内部发生的各种声响和局部岩体表面的剥落等。 (3)采用工程地质类比法进行宏观预报。 3应根据岩爆强度大小对其进行严格分级,针对不同的岩爆级别可采取下列技术措施: (1)微弱岩爆地段,可直接在开挖面上洒水,软化表层,促使应力释放和调整, (2)中等岩爆地段,在隧道开挖断面轮廓线外1015m范围内,在侧壁及拱部,打设注水孔,并
15、向孔内喷灌高压水,软化围岩,加快围岩内部的应力释放。 (3)对双线或多线隧道,可先掘进贯通一个断面积为1530m2的小导洞,使岩层中的高地应力得以部分释放,再进行隧道的开挖。 4在可能发生岩爆的隧道中施工,应遵循下列要求: (1)一般情况下应适当控制循环进尺。 (2)采用光面爆破技术,使隧道周边圆顺,降低岩爆发生的强度。 (3)采用网喷钢纤维混凝土,应采用喷射机械手进行作业。(4)对于岩爆强烈的开挖面,可采用超前锚杆,对开挖面前方的围岩进行锁定。 (5)在拱部及两侧侧壁布置预防岩爆的短锚杆,锚杆长度宜为2rn左右,间距宜为0. 51. 0m,并宜与钢纤维喷射混凝土联合使用,形成喷锚加固作用。
16、5隧道施工中,一旦发生岩爆,应立即采取下列处理措施: (1)停机待避,同时进行工作面的观察记录,如岩爆的位置、强度、类型、数量以及山鸣等。 (2)在工作面、侧壁和拱部,每一循环内进行23次找顶。 (3)采用能及时受力的锚杆。 (4)采用喷射钢纤维混凝土,厚度宜为58cm。 (5)当用台车钻眼,岩爆的强度在中等以下时,可在台车及装砟机械、运输车辆上加装防护钢板,避免岩爆弹射出的块体伤及作业人员和砸坏施工设备。 六、挤压性围岩 在软弱、破碎等围岩地段开挖隧道,受高地应力的影响,造成隧道挤压产生大变形时,即可判定为挤压性围岩隧道。 挤压性围岩隧道开挖应根据断面大小采用微台阶法、双侧壁导坑法、中隔壁法
17、和交叉中隔壁法等分部开挖法。#七、膨胀岩七、膨胀岩 1膨胀岩隧道的施工方法,应根据膨胀岩的特性,并结合隧道的断面尺寸、施工条件、围岩稳定情况、地下水活动状况等因素,综合研究决定。 2膨胀岩隧道的防排水,应采用以防为主,防、堵、截、排相结合的原则,并结合当地的气象、水文、地质条件,因地制宜地进行。施工时应采取下列措施: (1)膨胀岩隧道浅埋地段的地表低洼处必须填平,小河沟(槽)可采用浆砌片石封闭,防止地表水下渗。 (2)在断层破碎带、节理发育、地下水丰富地段应及时施作盲沟或采用弹性软式透水管,将水归入沟槽,引排至洞内水沟。 (3)膨胀岩隧道施工期间顺坡排水时,应设置专门的防渗漏排水沟槽,严禁在岩
18、体上直接挖沟排放。反坡排水时,必须有完善的排水设施并保证抽、排水设备的完好,严禁水渗流至开挖工作面。 (4)二次衬砌的施工缝、变形缝应根据防水要求,结合地下水情况、防水材料特点等因素合理设置。 3膨胀岩隧道施工时应符合下列要求: (1)采用钻爆法开挖时,应短进尺,多循环。 (2)开挖断面应圆顺,隧道周边宜采用风镐开挖,中间部分可用钻爆法开挖。 (3)膨胀岩地段开挖后,应及时封闭暴露的岩体。 八、黄土 1黄土隧道的施工应采用机械挖掘,不宜采用钻爆法施工。 2黄土隧道的施工应根据隧道断面大小、埋深采用环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法等分部开挖法。 3黄土隧道施工防排水中应注意以下事项:
19、(1)严格按设计做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统,排水沟应进行铺砌,防止地表水下渗。 (2)雨期前应做好隧道洞门。 (3)对地表冲沟、陷穴等应采取回填夯实、填土反压、改变地表水径流等措施,将水排至隧道范围以外,以免下渗影响结构安全。 (4)雨期施工应采取切实可行的措施保证施工安全。 (5)加强施工用水管理,洞内排水沟应进行铺砌,砂浆抹面。 (6)地层含水量大时,上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟,将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外,以免浸泡拱脚。 (7)必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下,确保施工顺利进行。 4黄土隧道的开挖应符合下列规定: (1)施工中严格遵循“管超前、
20、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。 (2)双线v、级围岩宜采用中隔壁法(cd法)或交叉中隔壁法(crd法)分部开挖;单线v、级围岩宜采用环形开挖预留核心土开挖;双线级围岩宜采用双侧壁导坑法开挖;单线级围岩宜采用台阶开挖。 (3)墙脚、拱脚应预留30cm人工开挖,严禁超挖。 (4)开挖循环进尺根据不同围岩级别采用0.51. 0m。 (5)湿陷性黄土隧道基底,要本着先保护后加固的原则进行处理,基底处理可采用树根桩、灰土挤密桩、注浆、换填等处理措施。(6)施工中如发现不安全因素时,应暂停开挖,加强临时支护,调整施工方案。#例题例题 石质隧道相向开挖,当两掌子面距离接近l5米时,按规定应(b )
21、施工。 a.加强联系按原方法 b.采用单向掘进 c.采用短台阶法 d.缩短进尺两端掘进1C 铁路隧道支护1c 铁路隧道支护1c掌握隧道支护类型 铁路隧道的支护类型有:整体式衬砌施工中的临时支护和复合式衬砌施工中的初期支护两种。 支护是为了保证隧道在施工期间的稳定和安全而采取的工程措施,临时支护在设计中不承受围岩压力,施工中不进行调整支护参数的量测。 初期支护在设计中承受部分围岩压力,施工中进行为信息反馈的监控量测,并根据反馈信息及时修改支护参数,初期支护施作后即成为永久性承载结构的一部分,它与围岩共同构成了永久的隧道结构承载体系。 铁路隧道常用的支护形式为锚喷支护,主要采用锚杆和喷射混凝土、钢
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