公路隧道工程

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公路隧道工程

• 隧道围岩分级与隧道构造
  • 隧道围岩分级
    • 围岩分级的判定方法
      • 隧道围岩两步分级（Ⅰ →Ⅵ ） ：
        • 根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标，综合进行初步分级。
        • 对围岩详细定级时， 考虑修正因素的影响。
        • 围岩详细定级时， 如遇下列情况之一， 应对岩体基本质量指标进行修正：
          • （1） 有地下水；
          • （2） 围岩稳定性受软弱结构面影响， 且由一组起控制作用；
          • （3） 存在高初始应力。
  • 公路隧道的构造
    • 洞门类型及构造
      • 洞门作用： 为了保护岩（土） 体的稳定和使车辆不受崩塌、 落石等威胁， 确保行车安全。 应该根据实际情况， 选择恰当的洞门形式。 修筑洞门， 并对边、 仰坡进行适宜的护坡。
        • 洞门类型有： 端墙式洞门、 翼墙式洞门、 环框式洞门、 柱式洞门、 台阶式洞门、 削竹式洞门、遮光式洞门等。
      • 洞门构造：
        • 洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不应小于 1.5m， 防止仰坡土石掉落到路面上， 危及安全。 洞门端墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外围的高度不应小于 1.0m， 以免落石破坏拱圈。洞门墙顶应高出仰坡坡脚 0.5m 以上。 以防水流溢出墙顶， 防止掉落土石弹出。
        • 洞门墙应根据实际需要设置伸缩缝、 沉降缝和泄水孔。
    • 明洞类型及构造
      • 明洞类型：洞顶覆盖层较薄， 洞口易受塌方、 落石影响时设置
      • 明洞构造
        • 拱式明洞。 由顶拱和内外边墙组成。
        • 棚式明洞：由顶盖和内外边墙组成。 外边墙可采用墙式、 刚架式、 柱式结构。
    • 洞身类型及构造
      • 洞身类型： 按断面分曲墙式、 直墙式、 连拱式
      • 洞身构造： 分一次衬砌和二次衬砌、 防排水构造、 内装饰、 顶棚、 路面。
• 隧道地质超前预报和监控量测技术
  • 隧道地质超前预报
    • 隧道地质超前预报的内容
      • 1、 地层岩性
      • 2、 地质构造
      • 3、 不良地质
      • 4、 地下水
    • 隧道地质超前预报的方法
      • 地质调查法： 适用于各种地质预报。
      • 超前钻探法
      • 物理勘探法
      • 超前导洞法
      • 水力联系观测
  • 隧道施工监控量测技术
    • 量测内容与方法
      • 洞内、外观察：现场观测、地质罗盘
      • 周边位移：收敛剂
      • 拱顶下沉：水准仪
      • 地表下沉：水准仪
    • 隧道开挖后应及时进行围岩、 初期支护的周边位移量测， 拱顶下沉量测。 安设锚杆后， 应进行锚杆抗拔力试验
    • 遇到下列情况之一时， 也应提出预警并分级管理：
      • （1） 支护结构出现开裂， 实行Ⅰ 级管理。
      • （2） 地表出现开裂、 坍塌， 实行Ⅰ 级管理。
      • （3） 渗水压力或水流量突然增大， 实行Ⅱ 级管理。
      • （4） 水体颜色或悬着物发生变化， 实行Ⅱ 级管理。
    • 二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行：
      • （1） 隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；
      • （2） 隧道位移相对值已达到相对位移量的 90%以上。
• 公路隧道施工
  • 公路隧道洞口、 明洞施工
    • 洞口工程
      • 洞口土石方的开挖与防护施工应符合下列规定：洞口边坡、 仰坡的开挖应减少对岩土体的扰动， 严禁采用大爆破。
      • 隧道洞门应在隧道开挖的初期完成， 并应符合下列规定：
        • 洞门端墙的砌筑与回填应两侧对称进行， 不得对衬砌产生偏压。
        • 洞门的排水设施应与洞门工程配合施工， 同步完成。
        • 洞门的排水沟砌筑在填土上时， 填土必须夯实。
    • 明洞工程：宜边开挖边支护。
      • 明洞边墙基础施工应符合下列规定： 偏压和单压明洞外边墙的基底， 在垂直路线方向应按设计要求挖成一定坡度的斜坡， 提高边墙抗滑力。
      • 明洞回填施工应符合下列规定：
        • 墙背回填应两侧对称进行。 底部应铺填 0.5～1.0m 厚碎石并夯实。
        • 墙后有排水设施时， 应与回填同时施工。
        • 拱背回填应对称分层夯实， 每层厚度不得大于 0.3m， 两侧回填高差不得大于 0.5m， 回填至拱顶齐平后应分层满铺填筑。
  • 公路隧道开挖
    • 公路隧道主要开挖方式及适用范围
      • 开挖方式
        • 全断面法： 一次开挖成型。
        • 台阶法： 先开挖上半截面至一定距离后， 上下同时开挖。 分为二台阶法、 三台阶法
        • 环形开挖预留核心土法： 先开挖上台阶成环形， 并进行支护， 再分步开挖中部核心土、 两侧边墙。
        • 中隔壁法（CD 法） ： 先开挖隧道一侧， 并施作中隔壁墙， 然后再分步开挖隧道的另一侧。
        • 交叉中隔壁法（CRD 法） ： 在中隔壁法基础上增加临时仰拱， 更快的封闭初支。
        • 双侧壁导坑法： 先开挖两侧的导坑， 进行初期支护， 在分步开挖剩余部分。
        • 中导洞法： 先开挖两洞之间立柱（中墙） 部分， 并完成混凝土浇筑后， 再进行左右两洞开挖
      • 适用范围
        • 全断面法、 台阶法： 适用土质稳定的中小跨隧道
        • 环形开挖预留核心土法： 适用一般土质中小跨度
        • 中隔壁法、 交叉中隔壁法、 双侧壁导坑法： 适用围岩较差、 跨度大、 浅埋、 地表沉降需要控制的场合
        • 中导洞法： 适用于连拱隧道
    • 钻眼爆破掘进施工技术要点
      • 钻眼爆破掘进是公路隧道最常采用的掘进方式。
      • 流程： 布眼→钻孔→装药和填塞→起爆→通风排烟→处理哑炮和险石→装渣运输外弃
      • 钻眼机具
        • 常使用的凿岩机有风动凿岩机和液压凿岩台车
      • 炮眼布置和周边眼的控制爆破
        • 光面爆破特点
          • ①开挖轮廓成形规则， 岩面平整
          • ②岩面上保存 50%以上孔痕， 且无明显的爆破裂缝
          • ③爆破后围岩壁上无危石
          • 隧道施工中采用光面爆破， 对围岩的扰动比较轻微， 增进了施工安全， 并为喷锚支护创造了条件。
        • 光面爆破的主要参数
          • 光面爆破的主要参数包括周边眼的间距、 光面爆破层的厚度、 周边眼密集系数、 周边眼的线装药密度等。
        • 预裂爆破与主要参数
          • 先爆周边眼， 炸出预裂面， 对后爆的掏槽眼和辅助眼的爆炸波能起反射和缓冲作用， 可减轻对围岩的扰动。
          • 预裂爆破适用于稳定性差而又要求控制开挖轮廓的软弱岩层。 但预裂爆破的周边眼间距和最小抵抗线都要比光面爆破的小， 相应地要增多炮眼数量， 钻眼工作量增大。
    • 公路小净距及连拱隧道施工
      • 小净距隧道施工
        • 重点控制爆破震动对中岩墙的危害。
      • 连拱隧道施工
        • 适用洞口地形狭窄， 或对两洞间距有特殊要求的中、 短隧道。 按中墙形式不同分为整体式中墙和复合式中墙两种形式。
  • 公路隧道支护与衬砌
  • 公路隧道防水与排水
  • 隧道通风防尘及水电作业
  • 隧道工程主要质量通病及防治措施