8組嚴(yán)寒凍土地區(qū)隧道開(kāi)挖施工方案解析

1、嚴(yán)寒凍土地區(qū)隧道開(kāi)挖施工方案嚴(yán)寒凍土地區(qū)隧道開(kāi)挖施工方案小組8成員：黃熠。宋秋池，丁文豪，陳慶。陳友宏，童響內(nèi)容提要內(nèi)容提要一、凍土地區(qū)地質(zhì)描述1.地質(zhì)特征 2.地質(zhì)對(duì)施工的影響二、凍土地區(qū)隧道施工要點(diǎn)1.施工原則 2. 施工方法3.施工設(shè)備 4. 注意事項(xiàng) 三、凍土地區(qū)隧道施工圖片展示 四、凍土地區(qū)隧道施工案例分析凍土地區(qū)地質(zhì)描述凍土地區(qū)地質(zhì)描述凍土地區(qū)地質(zhì)描述地質(zhì)特征多年凍土工程地質(zhì)條件的主要控制因素有平均地溫，含冰量，多年 凍土上限等，這些控制因素再加上凍結(jié)層上水等水文地質(zhì)條件極其組 合關(guān)系，決定了多年凍土工程地質(zhì)條件1.年平均地溫 性的重要指標(biāo)，一般用年平均地溫表示，即年較差為零深度處

2、的地溫。 2.含水量 飽冰凍土及含土冰層、少冰凍土、多冰凍土稱(chēng)低含量?jī)鐾?，富冰凍土?飽冰凍土及含土冰層稱(chēng)為高含冰量土。 3.多年凍土上限 年凍土進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。4.不良凍土現(xiàn)象 通地面調(diào)查圈定。因此，可以通過(guò)優(yōu)化線路平面位置加以避繞或合理 設(shè)置工程類(lèi)別通過(guò)。但工程修建和活動(dòng)會(huì)不可避免地改變地表水，地 下水徑流條件和其他環(huán)境條件，誘發(fā)產(chǎn)生新的不良凍土現(xiàn)象。凍土地質(zhì)對(duì)施工的影響凍土地質(zhì)對(duì)施工的影響 1.多年凍土隧道施工工藝高原多年凍土隧道工程可借鑒的經(jīng)驗(yàn)很少， 其核心在于盡量減少氣溫升高對(duì)凍土的影響，避免凍土融化壓縮下沉 和凍脹力造成施工災(zāi)害和運(yùn)營(yíng)隱患。 2.凍土的抗壓強(qiáng)度很高，其極限抗壓強(qiáng)度甚至

3、與混凝土相當(dāng)，凍土融 化后的抗壓強(qiáng)度急劇降低，所形成的熱融沉陷和下一個(gè)寒季的凍脹作 用常常造成工程建筑物失穩(wěn)而難以修復(fù)。 3.含水的松散巖體和土體，溫度降到0 是凍結(jié)狀態(tài)的主要標(biāo)志，水結(jié)成冰時(shí)，體積增加約9%,使土體發(fā)生凍 是凍結(jié)狀態(tài)的主要標(biāo)志，水結(jié)成冰時(shí)，體積增加約9%,使土體發(fā)生凍 脹，土凍脹時(shí)不僅原位置的水凍結(jié)成冰，而且在滲透力的作用下，水 分將從未凍區(qū)向凍結(jié)鋒面轉(zhuǎn)移并在那里凍結(jié)成冰，使土的凍脹更加強(qiáng) 烈。 4.土在凍結(jié)過(guò)程中由于水變成冰體積增大，并引起水分遷移、析冰， 土骨架位移，因而改變土的結(jié)構(gòu)，在融化固結(jié)，從而引起局部地面的 向下運(yùn)動(dòng)，即熱融沉陷。凍土地區(qū)施工要點(diǎn)凍土地區(qū)施工要點(diǎn)施

4、工原則1.最大限度采用機(jī)械化施工2.不追求單臺(tái)設(shè)備最先進(jìn)，力求設(shè)備間合理匹配 3.采用有軌運(yùn)輸 4.施工機(jī)械要與施工方法配套, 5.單機(jī)選型要考慮質(zhì)量可靠高效、經(jīng)濟(jì)合理，維修方便，組合配套時(shí)6.選型配套要與進(jìn)度要求相適應(yīng)7.既要考慮高原機(jī)械工效降低，又要考慮設(shè)備配備 的富余系數(shù)不宜過(guò) 凍土地區(qū)隧道施工方法凍土地區(qū)隧道施工方法1.隧道施工爆破技術(shù) 隧道爆破的方案總體是：IV級(jí)圍巖采用全斷面爆破開(kāi)挖方案，V級(jí)圍巖采用正臺(tái)階 爆破開(kāi)挖方案，炮眼的布置原則是：選擇合理的掏槽方式和掏槽位置；周邊眼按光面 爆破參數(shù)布置；布置好周邊眼和掏槽眼后，在其之間均勻布置掘進(jìn)眼 2.噴射混凝土支護(hù)技術(shù) 濕噴混凝土作為

5、一種成熟的施工支護(hù)技術(shù)在普通的山嶺隧道中得到廣泛的運(yùn)用。但在 高海拔高寒的多年凍土地區(qū)鐵路隧道施工中，高原高寒條件會(huì)對(duì)噴射混凝土支護(hù)施工 工藝產(chǎn)生較大影響。 通過(guò)對(duì)施工工藝、配合比、噴射工藝系統(tǒng)合理溫度，抗凍和早強(qiáng)等添加劑合理的摻和， 工藝規(guī)程及技術(shù)條件、強(qiáng)度、抗凍融、與巖面的粘結(jié)強(qiáng)度等一系列試驗(yàn)。驗(yàn)證了濕噴 混凝土支護(hù)在高原多年凍土隧道施工中的可行性。 3.模筑襯砌混凝土施工工藝 高原多年凍土隧道模筑襯砌混凝土的施工有其特殊性。一方面，由于隧道地處高原多 年凍土區(qū)，在自然條件惡劣，高寒條件下，襯砌施工首先要解決的就是拌制合格的低 溫早強(qiáng)耐久混凝土拌合物。另一方面，施工時(shí)既要保證混凝土澆筑所帶

6、入的熱量較小， 以使水化熱溫升對(duì)圍巖凍土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞最小，又要保證混凝土澆筑后能在規(guī)定時(shí) 間內(nèi)達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度和拆模強(qiáng)度 4.防水隔熱層施工工藝 隧道全斷面設(shè)防水隔熱保溫層，鋪設(shè)于模筑支護(hù)與二次模筑鋼筋混凝土襯砌之間，結(jié) 構(gòu)形式采用“復(fù)合防水板+隔熱保溫層+復(fù)合防水板” 構(gòu)形式采用“復(fù)合防水板+隔熱保溫層+復(fù)合防水板”。主要施工設(shè)備主要施工設(shè)備注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 1.水泥選用。為了保證混凝土獲取足夠的早期強(qiáng)度，同時(shí)使混凝土具有較好 的可泵性，應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí) 的可泵性，應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)32.5MPa 2.混凝土外加劑。根據(jù)混凝土需具備

7、低溫、早強(qiáng)、耐久、耐腐蝕的要求，選 2.混凝土外加劑。根據(jù)混凝土需具備低溫、早強(qiáng)、耐久、耐腐蝕的要求， 3.混凝土拌制及運(yùn)輸。采用集中攪拌站拌制混凝土，攪拌站設(shè)在保溫大棚內(nèi)， 為保證混凝土入模溫度在10 為保證混凝土入模溫度在102范圍內(nèi)?？紤]運(yùn)輸過(guò)程中和運(yùn)至工地后 泵送施工中混凝土熱量損失，通過(guò)熱工計(jì)算，確定混凝土出機(jī)溫度應(yīng)保證在 1315范圍內(nèi)。 4.混凝土澆筑。由于高原缺氧，應(yīng)盡可能采用機(jī)械化施工，襯砌混凝土采用 泵送及襯砌模板臺(tái)車(chē)施工。 5.施工縫及伸縮縫。用鋼絲刷及除銹工具將基層混凝土表面的突出部分漿皮 及松軟部分除掉，清除基層混凝土表面的污物，在上一環(huán)鋼筋混凝土襯砌立 模時(shí)，通過(guò)鐵

8、絲或鋼筋將橡膠止水帶一半固定在正確的位置，再將襯砌端頭 板安裝牢固，防止漏漿，灌注混凝土6.防水及隔熱保溫層. 縫有足夠的強(qiáng)度和可靠的防水性。在保溫板一面和復(fù)合防水板的PVC膜面上 縫有足夠的強(qiáng)度和可靠的防水性。在保溫板一面和復(fù)合防水板的PVC膜面上 均勻涂抹樹(shù)脂膠，待膠風(fēng)干不粘時(shí)，將保溫板平整地粘貼在復(fù)合防水板上， 保證拼裝平順，輕壓保溫板，使其粘接牢固。風(fēng)火山隧道洞身支護(hù)襯砌風(fēng)火山隧道洞身支護(hù)襯砌風(fēng)火山隧道結(jié) 構(gòu)為復(fù)合式襯砌， 采用5 采用5層先后施工 的隧道支護(hù)襯砌結(jié) 構(gòu)形式；首次采用 “防水板+隔熱層 防水板+ +防水保護(hù)層”的 防水保護(hù)層” 防水保溫結(jié)構(gòu)形式。復(fù)合式襯砌復(fù)合式襯砌風(fēng)火

9、山隧道洞內(nèi)光面爆破效果風(fēng)火山隧道洞內(nèi)光面爆破效果為減少爆破后 爆生氣體高溫對(duì) 圍巖的影響，周 邊眼采取在裝藥 之間放置裝有 Nacl鹽水炮泥進(jìn) Nacl鹽水炮泥進(jìn) 行封堵炮孔水玻璃注漿保證山體結(jié)構(gòu)水玻璃注漿保證山體結(jié)構(gòu)對(duì)融凍泥巖 地質(zhì)，用水玻 璃進(jìn)行雙液注 漿，首先穩(wěn)定 山體結(jié)構(gòu)，待 水玻璃與水泥 漿凝固后，再 謹(jǐn)慎開(kāi)挖。凍土地區(qū)施工案例凍土地區(qū)施工案例青藏鐵路風(fēng)火山多年凍土隧道長(zhǎng)1338m是世界 青藏鐵路風(fēng)火山多年凍土隧道長(zhǎng)1338m是世界 上海拔最高的凍土隧道。多年凍土上11.8m， 上海拔最高的凍土隧道。多年凍土上11.8m， 凍土層厚達(dá)100150m，洞身全部位于凍土之中， 凍土層厚達(dá)100150m，洞身全部位于凍土之中， 在施工過(guò)程中充分把握凍土的工程性質(zhì)，采用注 漿管棚，注漿錨桿，洞內(nèi)光面爆破等開(kāi)挖技術(shù)并 綜合運(yùn)用粗顆粒土換填