隧道與地下認(rèn)知實(shí)習(xí)報告_第1頁
隧道與地下認(rèn)知實(shí)習(xí)報告_第2頁
隧道與地下認(rèn)知實(shí)習(xí)報告_第3頁
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隧道與地下認(rèn)知實(shí)習(xí)匯報姓名:XXXX學(xué)號:1123XXXX班級:土木XXXX單位:北京交通大學(xué)土建學(xué)院時間:5月23日目錄第一部分:序言.............................................2實(shí)習(xí)目標(biāo)..............................................2實(shí)習(xí)地點(diǎn)..............................................3實(shí)習(xí)時間..............................................3第二部分:實(shí)習(xí)內(nèi)容.........................................4妙峰山山嶺隧道........................................4古北口附近隧道........................................6北京交通大學(xué)隧道與地下工程試驗(yàn)室......................7第三部分:隧道與地下知識點(diǎn)補(bǔ)充.............................9第四部分:實(shí)習(xí)總結(jié)........................................20序言認(rèn)知實(shí)習(xí)是我們知識更新和發(fā)展源泉,也是我們對專業(yè)清楚了解有效路徑。只有在實(shí)踐中,我們才能得到豐富、完善和發(fā)展自己。將所學(xué)理論知識與實(shí)踐相結(jié)合一起,在實(shí)踐中繼續(xù)學(xué)習(xí),不??偨Y(jié),逐步完善,有所創(chuàng)新,并在實(shí)踐中提升自己知識、能力等,為自己事業(yè)成功打下良好基礎(chǔ)。對于剛接觸專業(yè)知識我們,對專業(yè)所研究詳細(xì)方面還處于懵懂階段,對專業(yè)詳細(xì)研究還不是尤其了解為此,學(xué)院組織我們進(jìn)行這次隧道與地下認(rèn)知實(shí)習(xí)活動,讓我們從實(shí)踐中對自己即將從事專業(yè)取得一個感性認(rèn)識,為今后專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。隧道工程實(shí)習(xí)是土木工程專業(yè)學(xué)生一門實(shí)踐性課程。是學(xué)生將理論知識同生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合有效路徑,是增強(qiáng)學(xué)生群眾性觀點(diǎn)、勞動觀點(diǎn)、工程觀點(diǎn)和建設(shè)有中國特色社會主義事業(yè)責(zé)任心和使命感過程。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)習(xí),拓寬了我知識面,增加感性認(rèn)識,把所學(xué)知識條理化系統(tǒng)化,學(xué)到從書本學(xué)不到專業(yè)知識,并取得本專業(yè)國內(nèi)、外科技發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況最新信息,激發(fā)了我向?qū)嵺`學(xué)習(xí)和探索主動性,相信能夠?yàn)槲医窈髮W(xué)習(xí)和將從事技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)實(shí)踐是與課堂教學(xué)完全不一樣教學(xué)方法,在教學(xué)計(jì)劃中,隧道工程認(rèn)識實(shí)習(xí)是相關(guān)課程課堂教學(xué)補(bǔ)充,也是對隧道工程專業(yè)感性認(rèn)識。課堂教學(xué)中,教師講授,學(xué)生領(lǐng)會,而實(shí)習(xí)則是在教師指導(dǎo)下由學(xué)生自己向?qū)嶋H學(xué)習(xí)。經(jīng)過現(xiàn)場講授、參觀等多個形式,首先來鞏固在書本上學(xué)到理論知識,另首先,可取得在書本上不易了解和不易學(xué)到生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際知識,使學(xué)生在實(shí)踐中得到提升和鍛煉。實(shí)習(xí)目標(biāo)1.理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際,了解一些隧道工程方面相關(guān)知識并加以把握與利用;2.了解隧道工程主要研究方向;3.結(jié)合詳細(xì)工程建設(shè),發(fā)覺問題,分析問題,處理問題;4.熟知工程建設(shè)特點(diǎn)、規(guī)律,豐富工程建設(shè)知識;5.對一些基本隧道類型進(jìn)行認(rèn)識識別;6.了解隧道各種結(jié)構(gòu)及其功效;7.對隧道安全性進(jìn)行簡單評定;8.了解隧道工程與地下工程領(lǐng)域最新動態(tài)和發(fā)展方向。9.經(jīng)過實(shí)習(xí)對自己今后所從事工作領(lǐng)域和環(huán)境有一個大致了解。實(shí)習(xí)地點(diǎn)此次實(shí)習(xí)地點(diǎn)主要包含3個地方,分別是妙峰山山嶺隧道,北京古北口附近隧道以及北京交通大學(xué)隧道與地下工程試驗(yàn)室。實(shí)習(xí)時間 5月04日(妙峰山),5月25日(古北口)實(shí)習(xí)內(nèi)容1.妙峰山山嶺隧道隧道工程包含隧道勘測、設(shè)計(jì)、貫通控制測量和施工等工作。隧道設(shè)計(jì):包含隧道選線、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、輔助坑道設(shè)計(jì)等。選線:依照線路標(biāo)準(zhǔn)、地形、地質(zhì)等條件選定隧道位置和長度。選線應(yīng)作多個方案比較。長隧道要考慮輔助坑道和運(yùn)行通風(fēng)設(shè)置。洞口位置選擇要依據(jù)地質(zhì)情況??紤]邊坡和仰坡穩(wěn)定,防止塌方??v斷面設(shè)計(jì):沿隧道中線縱向坡度要服從線路設(shè)計(jì)限制坡度。因隧道內(nèi)濕度大,輪軌間粘著系數(shù)減小,列車空氣阻力增大,所以在較長隧道內(nèi)縱向坡度應(yīng)加以折減??v坡形狀以單坡和人字坡居多,單坡有利于爭取高程,人字坡便于施工排水和出碴。為利于排水,最小縱坡通常為2‰~3‰。橫斷面設(shè)計(jì):隧道橫斷面即襯砌內(nèi)輪廓,是依照不侵入隧道建筑限界而制訂。中國隧道建筑限界分為蒸汽及內(nèi)燃機(jī)車牽引區(qū)段、電力機(jī)車牽引區(qū)段兩種,這兩種又各分為單線斷面和雙線斷面。襯砌內(nèi)輪廓通常由單心圓或三心圓形成拱部和直邊墻或曲邊墻所組成。在地質(zhì)松軟地帶另加仰拱。單線隧道軌面以上內(nèi)輪廓面積約為27~32平方米,雙線約為58~67平方米。在曲線地段因?yàn)橥廛壋哕囕v傾斜等原因,斷面須適當(dāng)加大。電氣化鐵路隧道因懸掛接觸網(wǎng)等應(yīng)提升內(nèi)輪廓高度。中、美、蘇三國所用輪廓尺寸為:單線隧道高度約為6.6~7.0米、寬度約為4.9~5.6米;雙線隧道高度約為7.2~8.0米,寬度約為8.8~10.6米。在雙線鐵路修建兩座單線隧道時,其中線間距離須考慮地層壓力分布影響,石質(zhì)隧道約為20~輔助坑道設(shè)計(jì):輔助坑道有斜井、豎井、平行導(dǎo)坑及橫洞四種。斜井是在中線附近山上有利地點(diǎn)開鑿斜向正洞坑道。斜井傾角通常在18°~27°之間,采取卷揚(yáng)機(jī)提升。斜井?dāng)嗝嫱ǔ殚L方形,面積約為8~14平方米。豎井是由山頂中線附近垂直開挖坑道,通向正洞。其平面位置可在鐵路中線上或在中線一側(cè)(距中線約20米)。豎井?dāng)嗝娑酁閳A形,內(nèi)徑約為4.5~6.0米。平行導(dǎo)坑是距隧道中線17~25米開挖平行小坑道,以斜向通道與隧道連接,亦可作未來擴(kuò)建為第二線導(dǎo)洞。中國自1957年修建川黔鐵路涼風(fēng)埡鐵路隧道采取平行導(dǎo)坑以來,在58座長3公里另外,隧道設(shè)計(jì)還包含洞門設(shè)計(jì),以及開挖方法和襯砌類型選擇等。毛洞:在褶皺結(jié)構(gòu)兩翼厚層堅(jiān)硬巖石中經(jīng)過,圍巖質(zhì)量好,完整性好,有利于工程穩(wěn)定。隧道無襯砌或支護(hù),稱為“毛洞”。北側(cè)無洞門,南側(cè)有石砌洞門,洞門上方無削坡,洞門能夠減小引線路塹邊坡高度,縮小正面仰坡坡面長度,使邊坡及仰坡得以穩(wěn)定;南側(cè)洞門頂部有排水溝和排水管道,能夠把水流引入側(cè)溝排走,保障運(yùn)行安全。隧道兩個出口設(shè)計(jì)差異順下游方向隧道出口,完全沒有襯砌,另一出口則有襯砌維護(hù),這與兩側(cè)出口圍巖性質(zhì)關(guān)于。因?yàn)橐粋?cè)出口巖體較完整,抗風(fēng)化能力較另一側(cè)強(qiáng),沒有任何工程支護(hù),而另一側(cè)出口巖體風(fēng)化嚴(yán)重,植被覆蓋較高,能夠截流較多地表徑流,進(jìn)而促進(jìn)水對可溶巖溶蝕能力,可觀察到小型巖溶洞穴,并填充了水流沖刷物質(zhì)。這些特征使得該出口圍巖相對破碎,完整性較差,巖體強(qiáng)度減弱,所以進(jìn)行了支護(hù)。2.古北口附近隧道5月25日,我們在古北口進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)習(xí),過程中共觀察了3個隧道,其中一個隧道正在運(yùn)行,兩個隧道已經(jīng)廢棄.廢棄隧道是因?yàn)檫x址不妥,造成還未完全修完就已經(jīng)發(fā)生坍塌,不能使用.所以,修建隧道時需要提前認(rèn)真觀察,以免出現(xiàn)靠近修完卻發(fā)覺隧道穩(wěn)定性不高情況,既浪費(fèi)錢財,又損耗人力,還會易造成人員傷亡。3.北京交通大學(xué)隧道與地下工程試驗(yàn)室1、地下試驗(yàn)室介紹北京交通大學(xué)地下軌道減振試驗(yàn)室是我校與中國鐵路工程總企業(yè)聯(lián)合所屬隧道工程研究中心以及教育部隧道工程中心試驗(yàn)室一部分,是國內(nèi)唯一建在地下隧道與軌道工程試驗(yàn)室。它可開展隧道工程及軌道工程等相關(guān)專業(yè)工程試驗(yàn)及科學(xué)研究。此試驗(yàn)室建成于,共投資1060萬,總面積約400平方米。由兩個上下重合隧道組成,上層隧道為曲線隧道,下層為直線隧道,見圖1。兩個試驗(yàn)隧道底板埋深分別為10m和19m,夾層土厚度為4m(與北京地鐵埋深一致)。隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面洞身高為4m。在第二層鋪設(shè)了當(dāng)前世界上最新技術(shù)鋼彈簧浮置板軌道結(jié)構(gòu)(及梯形軌道結(jié)構(gòu))與模擬地鐵列車激振和測試設(shè)備。2、試驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備為了模擬列車對軌道結(jié)構(gòu)振動載荷,北京交通大學(xué)與北京樁工機(jī)械廠合作研發(fā)了一臺軌道振動源發(fā)生器SBZ3圖2SBZ30軌道振動源發(fā)生器。圖2SBZ30軌道振動源發(fā)生器SBZ30型變頻變矩式振源發(fā)生器是用于鐵路軌道、橋基等載荷試驗(yàn)專用設(shè)備。該機(jī)能夠模擬列車在鐵軌上運(yùn)行時對軌道產(chǎn)生動力荷載,具備變頻、變矩、變向功效。本振源發(fā)生器技術(shù)指標(biāo)見表1。表1SBZ30軌道振動源發(fā)生器指標(biāo)指標(biāo)參考范圍變頻范圍5-28Hz激振力范圍0-250KN振幅范圍0-15mm靜偏心力矩0-280N.m偏心軸轉(zhuǎn)速范圍0-1800r/min3、交流與合作試驗(yàn)室與歐盟進(jìn)行著長久國際合作,同時得到國家基金重點(diǎn)項(xiàng)目標(biāo)支持、與實(shí)際工程親密結(jié)合。經(jīng)過試驗(yàn)為北京、廣州、深圳、南京等城市地鐵減振方法提供強(qiáng)有力依據(jù),為減振方案實(shí)施提供設(shè)計(jì)參考。所以,也得到了許多國內(nèi)外教授和相關(guān)單位高度關(guān)注。隧道與地下知識點(diǎn)補(bǔ)充不一樣隧道有不一樣功效,大致能夠分為以下幾類:交通隧道:包含鐵路隧道、公路隧道、公路鐵路兩用隧道、地下鐵道隧道和人行隧道等。是為旅客、行人與貨物提供運(yùn)輸通道,是各類隧道中數(shù)量最多一個。鐵路隧道:鐵路隧道是修建在地下或水下并鋪設(shè)鐵路供機(jī)車車輛通行建筑物。依照其所在位置可分為三大類:為縮短距離和防止大坡道而從山嶺或丘陵下穿越稱為山嶺隧道;為穿越河流或海峽而從河下或海底經(jīng)過稱為水下隧道;為適應(yīng)鐵路經(jīng)過大城市需要而在城市地下穿越稱為城市隧道。這三類隧道中修建最多是山嶺隧道。公路隧道:修筑在地下供汽車行駛通道,通常還兼作管線和行人等通道。公路鐵路兩用隧道:兼有鐵路隧道和公路隧道功效。地下鐵道隧道:用于經(jīng)過地下鐵道。人行隧道:供行人、通道使用,處理在地面人車爭路問題。水工隧道:水工隧洞是水利工程中一個主要組成部分。依照水工隧洞用途可分為引水、輸水隧洞,導(dǎo)流、泄洪隧洞,尾水隧洞和排沙隧洞,輸水隧道、排水隧道(下水道為其一個)。引水、輸水隧洞為引水或輸水以供發(fā)電、澆灌或工業(yè)和生活之用,如南水北調(diào)工程中輸水隧洞便是。導(dǎo)流、泄洪隧洞用以疏導(dǎo)水流或水庫容量超限后作為泄洪通道。尾水隧洞是為排走水電站發(fā)電后尾水通道。排沙隧洞可用來排沖水庫淤積泥沙或放空庫水以備檢修水工建筑物之用。礦山巷道:是為礦山采掘工作在含礦層或巖層中開鑿地下通道,包含運(yùn)輸巷道、通風(fēng)巷道、給水巷道等。市政隧道:是修建在城市地下,用作敷設(shè)各種市政設(shè)施地下管線,如自來水、污水、暖氣、煤氣、通信、供電等隧道。假如按照隧道所處地理情況又能夠分為水下隧道,山嶺隧道和城市地下隧道。水下隧道:又稱水底隧道。修建在江河、湖泊、海港或海峽底下隧道。它為鐵路、城市道路、公路、地下鐵道以及各種市政公用或?qū)S霉芫€提供穿越水域通道,有水底道路隧道還設(shè)有自行車道和人行通道。如1970年建成上海市黃浦江打浦路隧道。山嶺隧道:是為穿越山嶺而修建隧道。位于沿河傍山地段稱為傍山隧道,穿越分水嶺稱為越嶺隧道。常見有鐵路山嶺隧道和公路山嶺隧道。城市隧道:為節(jié)約城市土地資源、緩解地面交通、利于環(huán)境保護(hù)、城市隧道在當(dāng)代城市建設(shè)具備十分重大意義。按其功效通??筛爬樯鲜鍪姓淼篮徒煌ㄋ淼?。地下鐵道車站及區(qū)間隧道、人行過街地道都屬于城市交通隧道。這里補(bǔ)充介紹是鐵路隧道和城市地下鐵道隧道:鐵路隧道施工和結(jié)構(gòu):是指鐵路線路在穿越天然高程或平面障礙時修建地下通道。高程障礙是指地面起伏較大地形障礙,如分水嶺、山峰、丘陵、峽谷等。平面障礙是指江河、湖泊、海灣、城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、地質(zhì)不良地段等。鐵路隧道是克服高程障礙有效方法,有時甚至是唯一方法。它可使線路標(biāo)高降低、長度縮短并減緩其縱向坡度,而提升運(yùn)量和行車速度。鐵路線路碰到平面障礙時,可采取繞行或隧道穿越兩種方法。前者往往是不經(jīng)濟(jì)甚至是不可能,如江河、海峽等,采取隧道則常是一個最好處理方法。鐵路隧道施工通常有下面幾個方法:全斷面法全斷面開挖法就是按照設(shè)計(jì)輪廓一次爆破成形,然后修建襯砌施工方法。全斷面法工序簡單,能夠充分發(fā)揮大型機(jī)械設(shè)備優(yōu)勢,提升機(jī)械設(shè)備施工效能,從而加緊施工速度,所以成為堅(jiān)硬圍巖隧道中最慣用施工方法。全斷面開挖法施工次序是:A.用鉆孔臺車,鉆眼,然后裝藥、聯(lián)接導(dǎo)火線;B.退出鉆孔臺車,引爆炸藥,開挖出整個隧道斷面;C.排除危石,安設(shè)拱部錨桿和噴第一層混凝土;D.用裝碴機(jī)將石碴裝入出碴車,運(yùn)出洞外;E.安設(shè)邊墻錨桿和噴混凝土;F.必要時可噴拱部第二層混凝土和隧道底部混凝土;12L12L12>(1~1.5)L(b)短臺階法(a)長臺階法12>5L12L臺階法類型123~5m(c)微臺階法12LH.在早期支護(hù)變形穩(wěn)定后,或按施工組織中要求日期灌注內(nèi)層襯砌。臺階法依照臺階長度不一樣,劃分為長臺階法、短臺階法和微臺階法三種,如右圖所表示。施工中采取哪一個臺階法,要依照兩個條件來決定,第一是對早期支護(hù)形成閉合斷面時間要求,圍巖越差,要求閉合時間越短,第二是對上部斷面施工所采取開挖、支護(hù)、出渣等機(jī)械設(shè)備需要施工場地大小要求。對軟弱圍巖,主要考慮前者,以確保施工安全;對堅(jiān)硬圍巖,主要考慮怎樣愈加好地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備效率,確保施工中經(jīng)濟(jì)效益,所以只考慮后一條件。(1)長臺階法這種方法是將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分進(jìn)行開挖,上、下斷面相距較遠(yuǎn),一段上臺階超前50m以上或大于5倍洞跨。施工時上下都可配屬同類機(jī)械進(jìn)行平行作業(yè),當(dāng)機(jī)械不足時也可用一套機(jī)械設(shè)備交替作業(yè),即在上半斷面開挖一個進(jìn)尺,然后再在下斷面開挖一個進(jìn)尺。當(dāng)隧道長度較短時,亦可先將上半斷面全部挖通后,再進(jìn)行下半斷面施工,即為半斷面法。(2)短臺階法這種方法也是分成上下兩個斷面進(jìn)行開挖,只是兩個斷面相距較近,通常上臺階長度小于5倍但大于1~1.5倍洞跨。上下斷面采取平行作業(yè)。短臺階法作業(yè)次序和長臺階相同。(3)微臺階法這方法也是分成上下兩部分,但上臺階僅超前3~5m,只能采取交替作業(yè)。用一臺停在臺階下長臂挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖上半斷面至一個進(jìn)尺。安設(shè)拱部描桿、鋼筋網(wǎng)或鋼支撐。噴拱部混凝土。用同一臺機(jī)械開挖下半斷面至一個進(jìn)尺。安設(shè)邊墻錨桿、鋼筋網(wǎng)或接長鋼支撐,噴邊墻混凝土(必要時加噴拱部混凝土)。開挖水溝、安設(shè)底部鋼支撐,噴底拱混凝土。灌注內(nèi)層襯砌。下導(dǎo)洞超前后部擴(kuò)大鉆爆法下導(dǎo)洞超前后部擴(kuò)大鉆爆法開挖斷面以下列圖所表示,下導(dǎo)洞可超前5-6m以爭取臨空面,為后部擴(kuò)大加緊速度、節(jié)約炸藥、降低超欠挖、降低振速提供條件,導(dǎo)洞超前也可利用平導(dǎo)投入正洞只打?qū)Э佣辉鲈O(shè)工作面,反而施工速度更加快。下導(dǎo)洞超前法開挖步驟圖下導(dǎo)洞超前后部擴(kuò)大鉆爆法可采取以下機(jī)械配套,以加緊施工速度:下導(dǎo)洞采取二臂鑿巖臺車鉆眼,垂直楔形掏槽,全斷面一次光面爆破,ITC312裝碴機(jī)裝碴,8t自卸汽車運(yùn)輸。下導(dǎo)洞每循環(huán)進(jìn)尺2.5m,超前正洞5~10m。正洞采取RPJ-D型三臂鑿巖臺車鉆眼,全斷面一次光面爆破,ITC312裝碴機(jī)裝碴,20t自卸汽車運(yùn)輸。正洞全斷面每循環(huán)進(jìn)尺4.5m。為提升下導(dǎo)洞開挖速度,下導(dǎo)洞也可采取小直徑TBM(3-4m)。雙側(cè)壁法雙側(cè)壁法支護(hù)封閉意義主要表現(xiàn)在橫撐架設(shè)上,當(dāng)其兩側(cè)導(dǎo)坑封閉后可提供較強(qiáng)整體支護(hù)剛度。所以,雙側(cè)壁法開挖階段對軟弱圍巖擾動程度小,控制偏壓地層變形能力強(qiáng),尤其對地表沉降控制效果顯著,在上述單層支護(hù)工法試驗(yàn)中控制地表沉降實(shí)際效果最好。總體上,在各種大斷面次序施工方法中,雙側(cè)壁法是一個具備優(yōu)異控制圍巖變形能力施工方法。CRD法CRD法在先行導(dǎo)坑橫撐架設(shè)后一樣可提供較強(qiáng)整體支護(hù)剛度,相對臺階法可有效控制淺埋軟弱圍巖中拱部整體下沉。因?yàn)橐粋?cè)導(dǎo)坑先封閉,所以處理偏壓地層變形能力一樣比較強(qiáng)。CRD法控制圍巖變形效果不如雙側(cè)壁,但暫時支撐比雙側(cè)壁省,施工速度相對比較快(通常鐵路雙線隧道平均為40m,鄭西高鐵大斷面黃土隧道平均月進(jìn)尺可達(dá)成35m),成本相對較低。CD法相對臺階法,CD法多了一道中隔墻,斷面被劃分成兩半按先后導(dǎo)坑次序開挖,對開挖面控制較臺階法斷面有利。因?yàn)镃D法沒有橫撐,它只有在先行導(dǎo)坑仰拱封閉后才能形成較強(qiáng)整體支護(hù)剛度。在此之前,CD中壁穩(wěn)定性輕易受開挖影響,尤其是在承載力較弱圍巖中。所以,CD法控制凈空位移能力較雙側(cè)壁和CRD弱,尤其是在凈空高度比較大高鐵160m2超大斷面軟弱圍巖隧道場所,一側(cè)導(dǎo)坑仰拱未封閉就開挖另一側(cè)導(dǎo)坑很輕易造成中壁失穩(wěn)。三臺階七步法三臺階七步開挖法溯源于中鐵十二局被鐵道部確定為部級工法《大跨度軟沿公路隧道短臺階七步平行流水作業(yè)工法》(TLEJGF-99.00-36),按三臺階留關(guān)鍵土方法開挖,適適用于開挖面積為100~180m2、具備一定自穩(wěn)條件Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段隧道施工。鐵路隧道基本結(jié)構(gòu):鐵路隧道結(jié)構(gòu)由主體建筑物和隸屬建筑物兩大部分組成。主體建筑是為了保持隧道穩(wěn)定,保持隧道正常使用而修建,主要由洞身襯砌和洞門組成,也包含必要時在洞口加筑明洞。隸屬建筑物是指為了保障隧道正常使用,方便養(yǎng)護(hù)、維修作業(yè)、以及滿足供電、通信等方面需要各種輔助設(shè)施,如隧道防排水設(shè)施、避車洞、電纜槽、運(yùn)行通風(fēng)設(shè)施、下錨段襯砌及洞口緩沖結(jié)構(gòu)等。不論是主體建筑物還是是隸屬建筑物都是隧道永久性建筑。另外,還有為改進(jìn)施工條件、加緊施工進(jìn)度而增設(shè)橫洞、斜井和平行導(dǎo)坑等暫時建筑。這些暫時性建筑除了兼作隧道運(yùn)行中排水坑道、機(jī)械通風(fēng)風(fēng)道之外,并非隧道結(jié)構(gòu)不可缺乏組成部分。地鐵主要施工方法

1、明挖施工法通常在地面條件允許情況下,地鐵區(qū)間隧道宜采取明挖法,但對社會環(huán)境影響很大,僅適合在無人、無交通、管線較少之地應(yīng)用,該方法現(xiàn)較少采取。明挖法是指挖開地面,由上向下開挖土石方至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,自基底由下向上順作施工,完成隧道主體結(jié)構(gòu),最終回填基坑或恢復(fù)地面施工方法。明挖法是各國地下鐵道施工首選方法,在地面交通和環(huán)境允許地方通常采取明挖法施工。淺埋地鐵車站和區(qū)間隧道經(jīng)常采取明挖法,明挖法施工屬于深基坑工程技術(shù)。因?yàn)榈罔F工程通常位于建筑物密集城區(qū),所以深基坑工程主要技術(shù)難點(diǎn)在于對基坑周圍原狀土保護(hù),預(yù)防地表沉降,降低對現(xiàn)有建筑物影響。明挖法優(yōu)點(diǎn)是施工技術(shù)簡單、快速、經(jīng)濟(jì),常被用為首選方案。但其缺點(diǎn)也是顯著,如阻斷交通時間較長,噪聲與震動等對環(huán)境影響。2、蓋挖施工法埋深較淺、場地狹窄及地面交通不允許長久占道施工情況下采取蓋挖法施工。依據(jù)主體結(jié)構(gòu)施工次序分為蓋挖順作法、蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法。該法是在現(xiàn)有道路上先完成周圍圍護(hù)擋土結(jié)構(gòu)及設(shè)置在擋土結(jié)構(gòu)上代替原地表路面縱橫梁和路面板,在此遮蓋下由上而下分層開挖基坑至設(shè)計(jì)標(biāo)高,再依序由下而上施工結(jié)構(gòu)物,最終覆土恢復(fù)為蓋挖順作法;反之先行構(gòu)筑頂板并恢復(fù)交通、再由上而下施工結(jié)構(gòu)物為蓋挖逆作法。3、暗挖施工法暗挖法是在特定條件下,不挖開地面,全部在地下進(jìn)行開挖和修筑襯砌結(jié)構(gòu)隧道施工方法。暗挖法主要包含:鉆爆法、盾構(gòu)法、掘進(jìn)機(jī)法、淺埋暗挖法、頂管法、新奧法等。其中尤以淺埋暗挖法和盾構(gòu)法應(yīng)用較為廣泛,現(xiàn)在北京地域隧道施工當(dāng)中亦以該兩種方法居多。(1)鉆爆法我國地域廣大、地質(zhì)類型多樣,重慶、青島等城市處于堅(jiān)硬巖石地層中,廣州地鐵也有部分區(qū)段處于堅(jiān)硬巖石地層中,這種地質(zhì)條件下修建地鐵通常采取鉆爆法開挖、噴錨支護(hù)(與通常山嶺隧道相當(dāng))。鉆爆法施工全過程能夠概括為:鉆爆、裝運(yùn)出碴,噴錨支護(hù),灌注襯砌,再輔以通風(fēng)、排水、供電等方法。在經(jīng)過不良地質(zhì)地段時,常采取注漿、鋼架、管棚等一系列早期支護(hù)伎倆。依照隧道工程地質(zhì)水文條件和斷面尺寸,鉆爆法隧道開挖可采取各種不一樣開挖方法,(2)盾構(gòu)法我國應(yīng)用盾構(gòu)法修建隧道始于20世紀(jì)50~60年代上海。最初是用于修建城市地下排水隧道,采取是比較傳統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)(如網(wǎng)格式、壓氣式、插板式等),80年代末、90年代初開始采取土壓式、泥水式等當(dāng)代盾構(gòu)修筑地鐵區(qū)間隧道。盾構(gòu)法具備安全、可靠、快速、環(huán)境保護(hù)等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在,該方法已經(jīng)在我國地鐵建設(shè)中得到了快速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國各城市地鐵采取盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)有60多臺,其中上海30臺,廣州20臺,北京、南京、天津、深圳各4臺,大多是土壓平衡盾構(gòu)機(jī)型。盾構(gòu)法施工是以盾構(gòu)這種施工機(jī)械在地面以下暗挖隧道一個施工方法。盾構(gòu)是一個既能夠支承地層壓力又能夠在地層中推進(jìn)活動鋼筒結(jié)構(gòu)。鋼筒前端設(shè)置有支撐和開挖土體裝置,鋼筒中段安裝有頂進(jìn)所需千斤頂;鋼筒尾部能夠拼裝預(yù)制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。盾構(gòu)每推進(jìn)一環(huán)距離,就在盾尾支護(hù)下拼裝(或現(xiàn)澆)一環(huán)襯砌,并向襯砌環(huán)外圍空隙中壓注水泥砂漿,以預(yù)防隧道及地面下沉。盾構(gòu)推進(jìn)反力由襯砌環(huán)負(fù)擔(dān)。盾構(gòu)施工前應(yīng)先修建一豎井,在豎井內(nèi)安裝盾構(gòu),盾構(gòu)開挖出土體由豎井通道送出地面。盾構(gòu)法施工工藝見下列圖所表示。按盾構(gòu)斷面形狀不一樣可將其分為:圓形、拱形、矩形、馬蹄形4種。圓形因其抵抗地層中土壓力和水壓力很好,襯砌拼裝簡便,可采取通用構(gòu)件,易于更換,因而應(yīng)用較為廣泛;按開挖方式不一樣可將盾構(gòu)分為:手工挖掘式、半機(jī)械挖掘式和機(jī)械挖掘式3種;按盾構(gòu)前部結(jié)構(gòu)不一樣可將盾構(gòu)分為:敞胸式和閉胸式2種;按排除地下水與穩(wěn)定開挖面方式不一樣可將盾構(gòu)分為:人工井點(diǎn)降水、泥水加壓、土壓平衡式,局部氣壓盾構(gòu),全氣壓盾構(gòu)等。伴隨盾構(gòu)法研究深入、工程應(yīng)用增多,盾構(gòu)法施工技術(shù)以及盾構(gòu)機(jī)修造配套技術(shù)也得到了發(fā)展提升:上海地鐵隧道基本全部采取盾構(gòu)法修建,除區(qū)間單圓盾構(gòu)外,現(xiàn)在正在使用雙圓盾構(gòu)一次施工兩條平行區(qū)間隧道,另外還試驗(yàn)采取了方形斷面盾構(gòu)修建地下通道;采取直徑11.2m泥水盾構(gòu)建成了大連路越江道路隧道,這也是現(xiàn)在我國最大直徑盾構(gòu)機(jī)。廣州地鐵采取具備土壓平衡、氣壓平衡和半土壓平衡模式新型復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)成功應(yīng)用于現(xiàn)有軟土、又有堅(jiān)硬巖石以及斷裂破碎帶復(fù)雜地層地鐵區(qū)間隧道修筑,大大拓展了盾構(gòu)法應(yīng)用范圍。深圳、南京、北京、天津等城市即使地質(zhì)、水文條件各不相同,但采取盾構(gòu)法修建區(qū)間隧道均取得了成功。除了上述幾點(diǎn)外,我國盾構(gòu)技術(shù)進(jìn)步還表現(xiàn)在以下4個方面:①掌握了盾構(gòu)機(jī)選型和配套技術(shù),與外國合作設(shè)計(jì)生產(chǎn)盾構(gòu)機(jī),配套施工設(shè)備包含管片模具完全能夠自行設(shè)計(jì)制造;②掌握了盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算技術(shù)以及防水技術(shù);③掌握了盾構(gòu)掘進(jìn)控制技術(shù),如盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)選擇控制、碴土和壓力管理、地表沉降控制、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和隧道軸線控制、管片防裂、同時注漿等,實(shí)現(xiàn)了信息化施工,能夠確保盾構(gòu)施工安全、優(yōu)質(zhì)、高效和環(huán)境保護(hù);④掌握了不一樣地質(zhì)條件和復(fù)雜環(huán)境條件下施工及相關(guān)施工技術(shù)。盾構(gòu)法主要優(yōu)點(diǎn):除豎井施工外,施工作業(yè)均在地下進(jìn)行,既不影響地面交通,又可降低對附近居民噪聲和振動影響;盾構(gòu)推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進(jìn)行,施T易于管理,施工人員也比較少;土方量少;穿越河道時不影響航運(yùn);施工不受風(fēng)雨等氣候條件影響;在地質(zhì)條件差、地下水位高地方建設(shè)埋深較大隧道,盾構(gòu)法有較高技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。(3)掘進(jìn)機(jī)法在埋深較淺、但場地狹窄和地面交通環(huán)境不允許爆破震動擾動,又不適合盾構(gòu)法松軟破碎巖層情況下采取。該法主要采取臂式掘進(jìn)機(jī)開挖,受地質(zhì)條件影響大。(4)淺埋暗挖法淺埋暗挖法又稱礦山法,起源于1986年北京地鐵復(fù)興門折返線工程,是中國人自己創(chuàng)造適合中國國情一個隧道修建方法。該法是在借鑒新奧法一些理論基礎(chǔ)上,針對中國詳細(xì)工程條件開發(fā)出來一整套完善地鐵隧道修建理論和操作方法。與新奧法不一樣之處于于,它是適合于城市地域渙散土介質(zhì)圍巖條件下,隧道埋深小于或等于隧道直徑,以很小地表沉降修筑隧道技術(shù)方法。它突出優(yōu)勢在于不影響城市交通,無污染、無噪聲,而且適合于各種尺寸與斷面形式隧道洞室。顧名思義,淺埋暗挖法是一項(xiàng)邊開挖邊澆注施工技術(shù)。其原理是:利用土層在開挖過程中短時間自穩(wěn)能力,采取適當(dāng)支護(hù)方法,使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)不開槽施工方法,主要適適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地質(zhì)。因?yàn)闇\埋暗挖法省去了許多報批、拆遷、掘路等程序,現(xiàn)被施工單位普遍采納。淺埋暗挖法關(guān)鍵技術(shù)被概括為18字方針:管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測。其主要技術(shù)特點(diǎn)為:動態(tài)設(shè)計(jì)、動態(tài)施工信息化施工方法,建立了一整套變位、應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng);強(qiáng)調(diào)小導(dǎo)管超前支護(hù)在穩(wěn)定工作面中作用;研究、創(chuàng)新了劈裂注漿方法加固地層;發(fā)展了復(fù)合式襯砌技術(shù),并開創(chuàng)性地設(shè)計(jì)應(yīng)用了鋼筋網(wǎng)構(gòu)拱架支護(hù)。因?yàn)樵摴しㄔ谟兴畻l件地層中可廣泛利用,加之國內(nèi)豐富勞動力資源,在北京、廣州、深圳、南京等地地鐵區(qū)間隧道修建中得到推廣,已成功建成許多各具特點(diǎn)地鐵區(qū)間隧道,而且在大跨度車站修筑中有相當(dāng)應(yīng)用。另外,該方法也廣泛應(yīng)用于地下車庫、過街人行道和城市道路隧道等工程修筑。(5)頂管法是直接在松軟土層或富水松軟地層中敷設(shè)中小型管道一個施工方法。適適用于富水松軟地層等特殊地層和地表環(huán)境中中小型管道工程施工。主要由頂進(jìn)設(shè)備、工具管、中繼環(huán)、工程管、吸泥設(shè)備等組成。(6)新奧法新奧法是充分利用圍巖自承能力和開挖面空間約束作用,采取錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)伎倆,對圍巖進(jìn)行加固,約束圍巖松弛和變形,并經(jīng)過對圍巖和支護(hù)量測、監(jiān)控,指導(dǎo)地下工程設(shè)計(jì)施工。新奧法(NATM)是新奧地利隧道施工方法簡稱,在我國常把新奧法稱為“錨噴構(gòu)筑法”。用該方法修建地下隧道時,對地面干擾小,工程投資也相對較小,已經(jīng)積累了比較成熟施工經(jīng)驗(yàn),工程質(zhì)量也能夠得到很好確保。使用此方法進(jìn)行施工時,對于巖石地層,可采取分步或全斷面一次開挖,錨噴支護(hù)和錨噴支護(hù)復(fù)合襯砌,必要時可做二次襯砌;對于土質(zhì)地層,通常需對地層進(jìn)行加固后再開挖支護(hù)、襯砌,在有地下水條件下必須降水后方可施工。新奧法廣泛應(yīng)用于山嶺隧道、城市地鐵、地下貯庫、地下廠房、礦山巷道等地下工程。當(dāng)前,世界范圍內(nèi)應(yīng)用新奧法設(shè)計(jì)與施工城市地鐵工程取得了相當(dāng)大發(fā)展。如智利圣地亞哥新地鐵線采取新奧法施工地鐵車站,車站位于城市道路下7~9m,開挖面積230m2,相當(dāng)于17m(寬)×14m(高);我國自1987年在北京地鐵首次采取新奧法施工復(fù)興門車站及折返線工程,車站跨度達(dá)26m。針對我國城市地下工程特點(diǎn)和地質(zhì)條件,新奧法經(jīng)過多年完善與發(fā)展,又開發(fā)了“淺埋暗挖法”這一新方法,與明挖法、盾構(gòu)法相比較,因?yàn)樗軌蚍乐姑魍诜▽Φ乇砀蓴_性,而又較盾構(gòu)法具備對地層較強(qiáng)適應(yīng)性和高度靈

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