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小佛寺隧道設計遵循原則

日期:2021/7/25 Click:1292
以小佛寺隧道工程為例,基于公路隧道設計需遵循的原則,主要探討了小佛寺隧道設計工程中的隧道勘測、隧道選線、隧道縱斷面設計等內容,并詳細研究了公路隧道的施工工藝,包括隧道掘進、地質預報、中線及高程控制等。
以小佛寺隧道施工為例,根據公路隧道設計應遵循的原則,主要探討了小佛寺隧道設計施工中的隧道測量、隧道選擇線、隧道縱斷面設計等內容,詳細研究了隧道隧道的施工技術。

1工程概況

小佛寺隧道位于山東省濟南市歷城區錦繡川鎮,主要通過的村莊為東崖村、團浮村。隧道地區地形起伏較大,地面標高260.0耀510.0m,相對高差250m,左右線進口自然坡角約5毅,左右線出口自然坡角約9.6毅。隧道地區植被發育,核桃樹、果樹、雜木、雜草等多。其隧道地區地層巖性簡單,上霸第四系殘坡復蓋粉質粘土層(Q4pl+dl),下伏(沂)石灰巖、頁巖。地下水補給主要以大氣降水補給為主。地下水埋深度變化較大,水位深度為23.0m耀150.0m,局部鉆孔未見地下水。

2道路隧道設計遵循原則

道路隧道設計應按照國家規范設計,隧道中心線和開口等高線斜交,開口可采用斜交結構設計,隧道中心線和端壁交角應躍進45毅[1]。施工圖紙設計應考慮到隧道內輪廓,隧道洞口設置洞門,可采用削竹式、端墻式、柱式、臺階式。洞門設計應符合實際施工特點,符合工程地理條件。內部輪廓設計應確保排水、照明、管理、通風等設備所需的空間。洞口設計應根據地質條件和施工需求,根據工程周邊環境確定。隧道位于城鎮、村莊等建筑物附近時,應更加重視隧道的美觀性,確保工程建設與城市建設和環境保護的協調。

3公路隧道設計

3.1隧道勘測。在開展公路隧道建設前,對施工區域科學勘測是確保設計有效的基礎。前期勘測應注重確定隧道位置、類型、施工方案、環境保護后期運營養護等。必須詳細分析道路隧道區域的地形、地質和地下水分布、水量等。在隧道調查中應開展地質勘探,了解各地區更詳盡的圍巖類型。圍巖條件對隧道穩定、壽命和具體施工方案有很大影響,應根據圍巖等級和巖性選擇合適的隧道設計方案。以小佛寺隧道為例,其地質調繪及鉆探顯示,隧址區地層分為粉質黏土和中風化閃長巖,粉質黏土呈現換褐色,圖紙均勻,有可見鐵錳質氧化物,含少量碎石(直徑1耀4cm),[fa0]=140kPa。小佛寺隧道圍巖等級統計如表1所示。

3.2隧道選線。隧道位置決定了工程造價、建成后養護及安全運營多方面內容。在勘測設計中,應確定路線走向,深入調查后,科學設計方案。路線挖掘深度躍進30m時,應與隧道和深路切割方案相比,綜合考慮施工難易度、成本、運營、維護等內容,同時考慮政治、經濟、防衛、環境保護等需求,確定采用方案是否合理。隧道平面和縱面線形應與隧道兩端路線在一定范圍內保持一致,隧道起點、終點、中間點以路線最短為概念,落實成本最低理念。不同的控制點可以通過反復穿線、插線、結合區域地形特征,確定道路中線的位置,避免隧道開口的高邊坡。

3.3隧道縱斷面設計。隧道縱坡應滿足線路設計限制坡度的要求,縱坡形狀采用單坡和人字坡,單坡在高距離路線高差大時容易展開線路,人字坡容易施工排水和出口。平面線形應符合地形,確保隧道洞內外線形一致,與地區景觀一致,分析地質和現場對施工難易度的影響,避免平曲線設置不合理造成行駛和通風不便。地形、地質限制大時,平曲線不設超高[2]。3.4隧道內輪廓設計。隧道內的輪廓設計應考慮道路等級、車道數、側寬和馀寬,如何設置人行道、檢查道。隧道內的輪廓不得侵入隧道建筑界限。

4公路隧道施工工藝

4.1隧道挖掘。在道路隧道工程中,隧道挖掘應符合政府規范要求,挖掘后設置支持。應重視公路隧道地質先進預報,加強監控,掌握挖掘可能發生的風險問題。挖掘方式可選擇手挖式、半機械和機械式挖掘等。根據擋土形式,可分為明挖掘和暗挖掘:明挖掘方式,其挖掘面直接從隧道外觀測,在城市淺埋隧道施工中廣泛應用的暗挖掘方式,不能直接觀測挖掘面,需要用固定裝置間接把握挖掘面,在貫通高山隧道中廣泛應用。

4.1.1地質預報。地質預報需要先進性。隧道開挖中圍巖、特殊地質、滲水都會影響開挖效率及質量,應及時掌握情況,指導工作,這就需重視地質超前預報。在挖掘中,隨著挖掘的深入,新問題相繼出現,可以采用先進探測孔、地震波法、超聲波探測等方式,也可以參考地質專家的判斷,判斷地質結構的特征在施工前的地質。

4.1.2中線及高程控制。在公路隧道中線測量前,應考慮隧道開挖打通后其偏差數據。根據隧道的長度和平面形狀,在圖紙上配置測量點和預計貫通點,在平面圖上測量必要的尺寸,規范極限誤差計算測量角度和測量距的精度。4km以下隧道中線貫通極限誤差為100mm,4耀8km隧道中線貫通極限誤差為150mm。隧道高度數據對控制建設規模有重要影響,短隧道采用通用水平儀控制,長隧道采用精密水平儀建設,確保高度達到需求精度,高度貫通極限誤差依靠50mm。在隧道開挖中,應重視項目施工進度控制,掌握隧道縱向坡度和方向偏離,實時調整隧道開挖狀態。

4.1.3掘進方式。可采取盾構法進行施工。隧道松軟地質采用盾構法挖掘,盾構為圓形鋼結構挖掘設備,其前端為切口環,中間支撐環,后端為盾構。在挖掘中,切口環切入底層,掩護施工人員工作,支撐環承擔主要負荷,可安裝多臺推廣盾千斤頂或其他設備。盾尾隨切口環和支承環前進,保護施工安裝鐵管片及混凝土管片安全。盾構法在松軟地層區具有實踐意義,能確保施工安全,避免超挖出現。挖掘機法在隧道斷面施工,連續挖掘設備施工,普通挖掘機前端為金屬圓盤,具有較強的旋轉和推進能力。盤子上附著很多刀具,用于切割地板,盤子周圍有鏟斗,切割后的碎石傾向于輸送部分,從后方輸出。其本體部分有幾個可伸縮支撐機構、刀具切割地板、其外伸緊巖壁、平衡扭矩和推力。挖掘機法對圍巖影響小,速度快,操作人員少,可有效降低人工成本,減輕勞動強度,縮短工期[3]。

.2隧道支持。

4.2.1復合襯里。以噴錨網或單噴為初始支撐后,泵送混凝土形成拱形作為二次襯托,形成噴錨網支撐+混凝土襯托。考慮隧道防排水的需要,在初支和二次襯板之間鋪設排水管、防水板等,建立防水層。

4.2.2噴霧錨。錨定種類繁多,施工中應根據圍巖和設計需求選擇錨定方式,確保支持穩定。噴霧錨定方式分為干式和濕式兩種,無論采用哪種噴霧錨定方式,都要確定合適的混凝土配合比,確保其符合強度、噴霧要求,噴霧材料選用水泥、粗料、細料、速凝劑、水。施工前應清理噴巖面,確保噴射混凝土與巖面有良好的粘結力,控制混凝土厚度,使厚度滿足設計要求,錨桿、鋼筋網、鋼支撐等具有足夠保護層,發現局部脫落及時補噴。

5結語

綜上所述,公路隧道建設是國民經濟發展中的有力支撐,應積極探索現代化技術在公路隧道施工中的合理應用,以新技術提高施工安全性,提高工程質量。為了確保車輛在隧道中行駛的安全性和快速性,必須分析隧道所在地區的道路獨特性和環境特征,科學設計和施工技術,提高隧道安全性,為區域化經濟發展奠定堅實的基礎。

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