公路隧道施工常见的质量问题.doc
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1、公路隧道施工常见的质量问题1、概述2、隧道施工技术特点3、新奥法基本概念4、常见病例介绍第一部分概述1、我国公路隧道现有规模1、我国公路隧道现有规模 公路正持续不断地向山区、向水下延伸,公路隧道建设的增长量达每年100余公里。隧道长度由过去的3公里发展到现在的7、8公里甚至18公里的超特长隧道。从隧道的形式上看,从过去的两车道隧道到今天的三车道隧道、四车道隧道、连拱隧道、小间距隧道、分岔隧道。现在,公路隧道的建设、防灾、监控、养护等技术已取得丰硕成果。 公路隧道建设还将持续高速发展。 我国地域自然条件差异较大, 隧道穿越山体的工程地质及水文地质条件复杂多变,隧道受设计与施工技术条件的限制,从已
2、建成的公路隧道看,渗漏水、衬砌开裂、拱背空洞、衬砌厚度不够、混凝土强度劣化、路面开裂、路面冒水等现象严重。 我国目前很多公路隧道处于病害发育的亚健康状态,有些隧道已经进入到养护维修期,衬砌开裂渗 漏 水渗 漏 水渗 漏 水渗 漏 水混凝土劣化路面开裂衬砌背后空洞第二部分隧道施工技术特点1、隧道施工技术特点1) 隧道施工是在有原始应力场的介质内构筑结构,即:“先有荷载,后有结构”。2) 隧道工程的结构的受力是不确定的。3) 隧道开挖方法、支护时间、支护刚度对结构受力影响很大。4) 设计是以工程类比为主、计算为辅,实行动态设计。5) 隧道施工环境恶劣,能见度差、空气质量差、噪音大。影响工人的工作情
3、绪和技能发挥。6) 地下水排水困难、泥浆难以清除,影响结构质量1、隧道施工技术特点7)隧道不可预见的因素较多。8) 施工作业空间小,各工序干扰大。9) 施工工人技术水平普遍低。10) 各工序检查手段落后,有些还没有有效的检测 手段;11)隧道工程大部分是隐密工程,只有一个可视 面,工程隐患难以发现。12)工程质量难以通过表面观察进行评价,表面显示出来的问题,难以判断问题的实质。第三部分三、新 奥 法n 1、新奥法的基本概念 n 2、新奥法的力学特征 n 3、新奥法的设计原则 n 4、新奥法及其技术特点n 5、新奥法与喷锚支护的关系n 6、喷射混凝土的作用机理n 7、锚杆的作用机理n 8、隧道施
4、工顺序和要求1、 新奥法的基本概念 新奥法是由奥地利的一位地质专家在50年代总结了前人的经验后所提出来的一套隧道设计、施工技术。 是新奥地利隧道施工方法的简称,它的英文名字是 (New Austrian TunnelingMethod) , 简写(NATM) 新奥法不是能用一句话能回答的,他是一种设计施工思想、一套方法。1、新奥法的基本概念 新奥法的核心是:最大限度地利用和发挥围岩的自承能力,围岩不仅仅是荷载也是结构的一部分,而且是结构的主要部分。 在整个工程的设计、施工过程中,以利用和发挥围岩的自承能力为基本出发点,采取各种工程措施,使围岩成为隧道承载体系的一部分。1、新奥法的基本概念2、新
5、奥法的力学特征 围岩的力学特征,根据岩体力学理论2、新奥法的力学特征2、新奥法的力学特征2、新奥法的力学特征 通过上面分析我们可以认识到:1)围岩所需的支护抗力是变化的,他与岩体本身性质、结构刚度和支护时间有关;2)隧道围岩变形是岩体内能量的释放过程。要允许围岩产生一定变形,释放一定能量。3)隧道围岩壁面的变形速度是判断(内空变位量的大小、变化速率)洞室能否稳定重要指标。2、新奥法的力学特征 实际施工中,很多时要分几次施作初期支护,是因为洞室开挖后,要及时进行初期支护,封闭围岩,但刚度不能太大,要让围岩在有控制的条件下变形。通过对围岩变形的监测,掌握洞室周边位移、支护变形情况,观察位移和变形是
6、趋于稳定还是在发展,来决定下一步的处理措施,进行第二次、第三次初期支护、决定二次衬砌施作时间。 若围岩变形没有趋于稳定的迹象,应加强初期支护,或提早施作二次衬砌。3、新奥法的原则 1)最大限度地利用和发挥围岩的自承能力2)隧道的支护结构,是要解决如何有效地控制变形问题。3)要允许围岩有一定的变形(也包括结构的变形),不要试图阻止围变形,使支护承受过大压力; 要限制围岩变形,要防止围岩过大变形, 发生垮塌。3、新奥法的原则 4)应在适宜的时机,构筑适宜的支护结 构,避免在围岩中出现不利的应力状态。 5)要早支护、柔支护,不能顶着干! 6)要求支护结构与围岩尽早地密贴,共同 工作。3、新奥法的设计
7、原则 7)通过现场监控量测,掌握围岩应力状态和围岩、支护变形发展趋势,及时调整支护参数,力求获得最适宜的支护结构。 8)根据隧道围岩力学概念和原则,进行隧道的设计和施工,有效地、充分地利用围岩天然的自承能力,保证隧道结构安全、节省工程费用。4、新奥法技术特点1)要求采用光面爆破(开挖面平顺)断面轮廓尽量圆顺,避免应力集中2)初期支护及时施作、紧贴围岩、及早闭合3)开展现场监控量测工作4)根据现场量测确认和修改支护参数,调整施工方法。4、新奥法技术特点5)动态设计与施工6)考虑预留变形量7)强调施工方法与施工顺序8)“理论导向、测试定量、经验判断”。5、新奥法与喷锚支护的关系 1)喷锚支护不是新
8、奥法。 2)喷锚支护是目前最简便、最经济、最有效的快速柔性支护结构、是利用和发挥围岩的自承能力最主要的、最有效的支护手段 3)喷锚支护是一种加固围岩、抑制围岩变形、利用和发挥围岩自承能力的衬砌形式,具有支护及时、柔性、紧贴围岩、与围岩共同变形等特点,6、喷射混凝土的作用机理 1)特点: a) 喷射混凝土支护、施作速度快、早期强度高、密实度好、与隧道围岩紧密粘结的突出优点。 b) 隧道开挖后及时施作喷混凝土支护,可以起到封闭岩面、填充坑凹及裂隙、防止风化松动、维护和提高围岩的整体性、帮助围岩发挥自身的结构作用、调整围岩应力分布,防止应力集中,控制围岩变形,防止掉块、坍塌作用。 6、喷射混凝土的作
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