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深埋隧道工程的灾害地质问题论文
摘要 ：在进行深埋隧道工程施工过程中，由于洞程较长，洞深埋设较大，地质条件较复杂，在施工时，如果处理措施不当会出现高地温、岩爆、高压涌水等问题。鉴于此，以实际工程为例，对深埋隧道工程主要存在的灾害地质问题进行了分析和探讨，保证了施工的顺利进行，以期为类似工程提供参考与借鉴。
关键词 ：深埋隧道工程；灾害地质；高压涌水
1工程概况
太行山高速公路邯郸东坡隧道位于武安市岭底村南、七水岭村东、涉县东坡村东北处。隧道为分离式特长隧道，隧道工程总施工长度为3134m。左幅为ZK38+624~ZK41+740，长3116；右幅为K38+642~K41+776。最大埋深为176m。本文以此工程为例，对深埋隧道工程主要灾害地质问题进行分析和探讨。
2深埋隧道中的高地温难题
深埋地下隧道的工程中，地质问题是需要进行探索和研究的关键领域，最先要通过预测天然地温，一旦地温超过30℃一般将其称之为高地温。高地温不仅会恶化深埋隧道作业的环境，还会严重降低工人的劳动生产率，甚至会对现场施工人员的生命造成极大危害。此外，对深埋隧道施工材料选取的难度也相应增加[1]。然而，地温值是随着地下工程埋深在不断变化的，但地下工程的最大埋深和地温值的增加关系不是呈线性的，因为造成这种深埋隧道中的高地温问题的原因主要是地下水活动以及近期岩浆活动中放射性生热元素含量较高等。
3深埋隧道与岩爆的高地应力问题
在深埋地下隧道的工程中，其中一个突出的地质难题就是岩爆问题。地下隧道工程埋得越深，其地应力就会越高。深埋隧道工程和近地表工程的不同之处除了具有较高的水平构造应力外，最主要取决于围岩出现的高地应力。它不仅在硐侧壁引起高压应力，还导致硐顶部出现高拉应力，这样会导致硐室围岩不稳定，埋下隐患。由于高地应力的存在，一些黏性土含量较高，而硬岩含量较低的围岩就会产生被塑性挤出的可能。高地应力不断释放，地下隧洞就会发生变形，往往会出现隧洞短时间内突然变小的异常现象。就好比从掌子面距离正洞30m开始，洞身变形的长度有40m，起初的支架保护结构破坏就会非常严重，通过测量计算，隧洞拱顶的下沉在10~20cm之间，隧洞的拱脚和边墙也出现不同程度的挤压和移位，甚至还有混凝土开裂的情况[2]。这时就需设计一套科学有效、刚柔结合、综合治理的施工方案。为克制高地应力，考虑使用约1万根超长锚杆，要求总长超过11×104m，把地下隧洞中的断面改成环形成拱，做到先柔后刚、先放后抗的设计要求。岩爆受影响的原因有地震爆破，也有相邻岩爆或机械等外因动力的振动，但其中影响岩爆的最基本原因是岩石的结构特征。经过大量的数据分析发现，岩石颗粒排列呈定向排列还是随机排列，岩石是胶结连接还是结晶连接，是钙质胶结还是硅质胶结，这最终关系着岩爆烈度的强弱。例如：（1）随机排列的花岗岩、闪长岩等岩石的岩爆烈度，会比片麻岩、花岗片麻岩、糜棱岩等具有定向排列的围岩颗粒更强一些；（2）结晶连接的深层岩浆岩石中的岩爆烈度比胶结连接的沉积岩强；（3）具有硅质胶结岩石的天生桥二级水电站引水隧洞比关村坝的隧道中钙质胶结岩石的爆烈度强。
4深埋隧道中的高压涌水难题
深埋地下隧道的施工过程中，除了高地温以外，涌水问题也成为隧道运营中亟待解决的又一难题。由于地质条件复杂，隧道通过的地段会挖掘出很多水流量大的地质单元，一般就会出现涌水量大或水头压力高的情况。地下水水压在深部岩体中极高时，就会导致岩体水力劈裂。这就说明在高水头压力的作用下，在岩体的突水点附近，岩体断续裂隙、裂缝是朝着某个方向的，受网状交织的构造裂隙影响，经过融合后发生扩展的裂隙、空隙最终张裂开来。随着隧道深部岩体涌水量越来越大，地下水水压越来越高，会导致深埋隧道工程围岩水力劈裂。一旦出现水力劈裂的情况，就会迅速连通裂隙，空隙的张裂程度就会越来越大，涌水的渗透力会越来越强。再加上动水压力的影响，裂隙会再扩展，而使在裂隙面上的充填物发生剪切变形和位移。不论是在深埋隧道工程中还是在浅埋隧道中，容易发生的地质灾害主要表现为断层破碎带，岩体不整合接触面和结构不利组合段造成的塌方、地震，还有瓦斯爆炸、有害气体以及溶岩塌陷、泥屑流等[3]。其中，瓦斯爆炸主要指甲烷CH4在相对封闭的煤系构造地层中，由冲击波的产生、剧烈的氧化作用而导致的爆破，其灾害性极强。
5基岩裂隙水
5.1基岩裂隙水的含义
只有储存在坚硬岩石裂隙中的非可溶性地下水，才被统一归纳在基岩裂隙水的`传统范畴中，根据含水介质的基础特征，可以将地下水分为空隙、裂隙、岩溶3种，但并非在地下水、岩石以及岩石中的空隙这3者之中产生对应关系。贮水空隙系统具有双重空隙介质，在地下水勘探中，关于贮水空隙类型还探索到了新的领域。基岩裂隙水主要存在于受符合地质构造条件的属坚硬或半坚硬的岩石所控制的以裂隙为主的贮水空间，是具有运动、富集规律的地下水。不管是溶蚀裂隙地下水在可溶性岩石中的部分，还是孔隙裂隙水中的半坚硬岩石，都属于基岩裂隙水，而它与其他类型地下水的基本区别，关键在于是不是受地质构造因素的严格控制。岩石含水的裂隙有成岩裂、构造裂和风化裂，主要是依照它的成因来划分的。如果非要与风化裂隙水和成岩裂隙水作比较，那么水源集中、水量较大的必定是构造裂隙。
5.2基岩裂隙水的特点
由于主控因素作用，不同的蓄水构造中分布、富集基岩裂隙水的基本规律和决定主控的因素也基本相同，具有独特的分布和运动规律。我国基岩裂隙水富集的基本特色理论就是蓄水构造系统，其主要特点如下。（1）基岩裂隙水具有复杂多样的埋藏和分布形态。将储存、运移基岩裂隙水的空间和通道，叫做岩石裂隙。基岩裂隙的大小和基岩裂隙的形状，以及控制埋藏和分布裂隙发育带的产状，都是受地质构造、地层岩性、地貌条件等影响的。埋藏、分布不均匀的基岩裂隙水，大多具有不规则的含水层、多种多样形态、分布呈带状的特点[4]。比如用脆性和塑性这两种地层做比较，会产生较强的赋水性。若裂隙发育在褶皱构造中，像褶皱轴、转折、背斜倾伏等处，富水段的形成就会比较容易，而压性断裂破碎带中的赋水性是比较差的。（2）复杂的基岩裂隙水中，由于储存空间中不均匀的介质，埋深程度不同的同一含水层，其地下水的运动状态也各有不同。对于岩石中所要形成和分布的空隙，最基础的因素是地质构造，主要表现在：岩石裂隙的发育和裂隙水的储存都是受地质构造和地层岩性所影响，其中，基岩裂隙水的运动规律也被地质构造所牵制。由于地下水面的不同，即便是在基岩相同的裂缝水中，也是有时而出现无压水，时而出现承压水的情况[5]。层流、管道流、紊流、明渠流水是在岩石裂隙、溶洞的特殊形态作用下形成水运动的不同状态，因此，基岩裂隙水的不均一性以及强烈的方向感，是导致裂隙岩体的透水复杂多样、不具有规律性的根本原因。
6结论
在深埋地下隧道的工程中，比较突出的几大地质难题包括高地应力及岩爆问题、高压涌水突水问题、高地温问题等。此外，还有像地震震害、瓦斯有害气体爆炸以及涌水突泥、围岩塌方、岩溶塌陷、泥屑流等。于是，在这个复杂的、系统的深埋隧道工程中，关于灾害地质的研究，对隧道工程能否顺利开展是关键的一步，在隧道工程施工前应按照隧道工程的各方面具体情况，采取有效、有针对性的防御措施。
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隧道渗漏水原因及其治理措施工学论文
摘要: 随着路桥建设的不断发展,隧道漏水的弊病逐渐显露出来,会缩短道路的使用寿命及带来不安全的因素,所以要加强防水方面的施工。防水,除了施工和技术方面的因素,还要加强管理,只有这样,才能保证工期,创优质工程。本文针对隧道渗漏水,分析了各种原因,提出了以排为主,防、排、截堵相结合的原则,阐述了隧道渗漏水治理措施和方法。
关健词: 隧道;防渗漏;技术因素;治理措施
一、隧道渗漏水的主要原因
引起隧道渗漏水的原因很多,具体原因如下:
1.设计上的原因
(1)由于某种原因,隧道设计在山沟破碎带或断带上又未进行防排水处理,地表水大量补给地下,最终造成隧道渗漏;
(2)对不稳定的地基没有进行处理造成地基不均匀沉降,导致补砌结构出现缝或隙,从而产生渗漏现象;
(3)拆模时间过早,或围岩压力过大超过衬砌体的设计荷载等,都能使衬砌内应力超过其破坏强度而导致隙和缝。
2.施工原因
(1)混凝土没有按放水级配设计施工,在地下水压力较大的地方,由于抗渗标号低于相应水压,从而出现渗水现象。
(2)混凝土捣固不密实,形成蜂窝,因而局部渗漏较多。混凝土在硬化过程中,由于多余水分(未起水滑作用的游离水分)的蒸发,在混凝土中形成透水的开放性毛细管路,尤其是混凝土拌合物在沉降水过程中析出的一部分备挤向上面,一部分聚集在集料颗粒上面形成透水的管。
(3)衬砌混凝土材料中有杂物,腐烂后形成缝隙或孔洞。
(4)灌注混凝土的工作未加处理或处理不当,产生结合不严的漏水缝隙。
(5)先拱后墙或先墙后拱施工的拱墙连接处填不严,形成渗漏。
(6)预留孔洞没有按防水要求处理也会形成渗漏通道。
3.衬砌周围的`天然水PH值超标对衬砌混凝土具有一定的腐蚀性,常见的有碳酸性,酸盐性加镁盐性腐蚀。
二、隧道防水技术及施工措施
1.防水混凝土防渗漏
混凝土是一种非均性材料,从微观上看属于多孔体,体内含有许多大小不同的微细孔隙。这些孔隙或因不同分为施工孔隙(由于浇灌、振捣质量的不良所引起)和构造孔隙(由于配比不当等原因索引起)。防水混凝土是从材料和施工两方面抑制和减少混凝土内部孔隙的生成,改变孔隙的特性(形状和大小),堵塞漏水通路提高混凝土本身密实性来达到防水的目的。它可分为防水混凝土,外加剂混凝土和膨胀水泥防水混凝土三种。
(1)普通防水混凝土
普通防水混凝土是以调整配合比的方法来提高自身的密实度和抗渗性的一种混凝土。要配制出质量良好的防水混凝土,一定要遵循以下技术要求:
a.水灰比不得大于0.6。
b.混凝土的水泥用量不小于300kg/m3。
c.含砂率尾30～40%,灰砂比1∶2～1∶2.5。
(2)外加剂防水混凝土
外加剂防水混凝土是依靠掺入少量有机或无机物外加剂来改混凝土的和易性,提高其密实性和抗渗性,以适应工程防水需要的一种混凝土。按所掺外加剂的种类不同可分为减水剂防水混凝土,加气剂防水混凝土,三醇胺防水混凝土和化铁防水混凝土。
a.防水混凝土
减水剂对水泥有强烈的分散作用,提高了混凝土的和易性。因此掺入减水剂后,可大大降低拌和用水,这样就减少了游离子,可以改善混凝土孔隙的分布,其孔径剂总孔隙率均显著减少,混凝土的密实性和抗渗性从而得提高。在使用时,木钙、糖蜜得掺量占水泥重量的0.2%～0.3%,超过0.3%时,将使用混凝土强度降低剂过分缓凝。
b.加气剂防水混凝土
c.三乙醇胺水防水混凝土
d.氯化铁防水混凝土
氯化铁防水剂的主要成分是三氯化铁和氯化亚铁,掺入适量的氯化铁防水剂,可以大大提高混凝土的抗渗透性。是几种常用外加剂防水混凝土中抗渗性最好的一种。
氯化铁防水剂的掺量一般以3%为宜,掺量过多,对钢筋锈蚀,混凝土干缩和凝结时间都有影响;掺量过少,则效果不显著,水灰比应不大于0.55,拌和水中应扣除防水剂的含水量,水泥用量不少于310kg/m3,坍落度为3～5cm。冬季配置氯化铁防水混凝土时,应采用硅酸水泥,为了加速凝固,可将氯化铁防水剂掺量适当提高但不大于5%。
(3)膨胀水泥混凝土
膨胀水泥混凝土依靠水泥本身在水化硬化过程中形成大量体积增强大的结晶体,并产生一定膨胀能来减少或消除混凝土的体积收缩提高混凝土的抗裂性,从而提高混凝土的防水的能力,这是一种从内因解决混凝土抗渗性的新途径。
2.各种缝隙防漏
混凝土衬砌一般有三种缝隙,即施工缝、伸缩缝、沉降缝。这缝隙都是地下隧道渗漏的主要部位,必须注意处理。
(1)施工缝是衬砌混凝土间歇灌注时造成的,是防水工程的薄弱环节之一。一般在灌注第二次混凝土前,将第一次衬砌接头表面刷洗干净,铺上20～25m厚的水泥砂浆。
(2)沉降缝又称变形缝,是为防止不均匀沉降引起衬砌的开裂而设置的。伸缩缝是考虑混凝土的热胀冷缩而设置的缝隙。这两种缝隙也是渗漏水的主要通道。防水措施有沥青防水、沥青木板或橡胶带防水等方法。其中橡胶防水适用要求较严的衬砌工程。
3.疏排水
对一般性围岩裂隙渗水,采用相应的疏排水措施,将地下水引出,减轻地下水对衬砌结构的压力,有利于更好地进行防水,具体方式常采用盲沟、洞内排水沟及沉井等。
三、防水混凝土工程的施工
防水混凝土工程质量的好坏不仅取决于混凝土本身及其配比,而且施工过程中的各种工序对其质量有一定的影响,因此施工时,必须严格控制施工环节,避免一切可能造成渗漏的隐患。
(1)材料配合比必须认真按设计要求确定。
(2)严格检查、化验各种原材料,确保材料质量。
(3)防水混凝土施工,应尽可能一次浇灌完成,尽可能加长每次砌长度,以减少施工缝。
(4)做好基坑排水工作,严防地下水及地面水流入基坑造成积水,影响混凝土正常硬化,导致混凝土强度及抗渗性下降。
(5)混凝土运输过程中,要防止产生离析和坍落度损失。
(6)混凝土必须振捣密实,采用机械振捣时插入式振捣器插入,间距不超过有效半径的1.5倍,要避免欠振、漏振和过振,要避免振捣器触及模板、止水带及埋设件等。
(7)要加强混凝土的养护,为防止混凝土表面出现裂缝,不宜过早拆模。
四、渗漏水处理施工工艺
1.检查墙面,标出渗漏水部位,根据渗漏水情况,确定处理方案。
对于点及裂纹渗漏水的,采用凿槽堵漏方案;对于面渗漏水的,视渗水轻重程度分别采用堵漏和注浆方案;对于施工缝的渗漏水,将采用注浆方案。但也不是绝对的,要根据具体情况,综合分析漏水原因而采取最适宜的处理方案。
2. 堵漏施工工艺
(1)对于裂缝渗漏水,沿裂缝剔凿出宽深各为20mm、40mm的凹型槽,对于渗漏点,则以渗漏点为圆心凿洞,孔洞直径为10～30mm,深为20～40mm,孔洞尽量保持与基面垂直。另外,凿连续墙槽缝要适当加深加宽,按接缝两边的疏松程度而定。
(2)彻底清理并清洗凹型槽及孔洞;
(3)取适当量的堵漏材料加水拌制成泥状,搓成条形或锥形,迅速将胶泥堵漏到槽(洞)中,并用力挤压密实,保持45～60秒不动。
(4)对漏水情况严重的,将采用注浆施工方案。
3.注浆、引流施工工艺
注浆主要是在施工缝部位,该部位主要是由于浇筑混凝土时处在模板的端头部位,部分施工缝处由于工人施工时操作不到位,混凝土不能完全密实填充,尤其在拱顶部位,这样,该处的膨胀型止水条便起不到止水的作用,同样,由于止水条安装不规范,在施工缝整个断面上,都会有漏水的可能,而这种情况也比较普遍,因此用采注浆的方法可达到较好的堵漏效果。
(1) 查渗漏点
将基层表面擦干,立即均匀撒一层干水泥,若表面有湿点或印湿线,即为漏水孔、缝,从而确定渗漏部位。
(2) 凿眼及钻孔
先以渗漏点为中心点凿一直径约100mm,深度约40mm的凹坑,再用冲击钻或专用打孔设备,自渗漏点向砼内打20mm的孔Ⅰ,孔深200～300mm,以同样的方法在同一断面的拱顶部位打孔。
五、结束语
通过施工实践,采取上述施工技术,很好的控制了结构的渗漏水现象,为同类隧道工程结构的渗漏水处理积累了一些经验,隧道防水,除了施工和技术方面的因素外,加强管理也是一个至关重要的因素。用长远发展的眼光看,只有加强管理,努力提高整体技术水平,才能保证工期,创优质工程,才能获得良好的经济效益和社会效益,企业才能得以发展。
参考文献
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2.《建筑材料标准汇编——建筑防水材料2003》——中国标准出版社出版
3.公路隧道施工.人民交通出版社,2001.
城市轨道交通系统论文
城市轨道交通系统是指在城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统。在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。下面我们来看一下关于城市轨道交通系统的论文吧。
摘要： 介绍了直线电机工作原理和直线电机电动车特点，以及日本利用直线电机的地铁和常导磁悬浮交通系统发展的概况。
关键词：直线电机；城市轨道交通；地铁；磁悬浮；电动车
城市交通在城市的发展过程中愈来愈重要，而城市轨道交通占据突出的位置。由于近年来科学技术的发展和进步，包括地铁、轻轨交通、单轨交通、新交通系统以及磁悬浮交通系统等城市轨道交通的形式变化多样。在改善城市交通的时候，各个城市根据自己城市的具体特点选择交通系统的范围也更宽。安全、舒适、高密度运行，通过引入新技术达到节能，保护环境，降低成本，从结构和性能上采取措施，不断进行改进，保持先进性是城市轨道交通存在的价值。在城市轨道交通系统中，根据车辆的特点，采用直线电机作为驱动电机又提供了一种新的选择。
一、直线电机的工作原理
通常，电动机是旋转型的。定子包围着圆筒形的转子，定子形成磁场，在转子中流过电流，使转子产生旋转力矩。而直线电机则是将两个圆筒形部件展开成平板状，面对面，定子在相应于转子移动的长度方向上延长，转子通过一定的方式被支承起来，并保持稳定，形成转子和定子之间的空隙。
产生推进力的原理与电动机产生力矩的原理一样，在直线电机地铁中，安装在转向架上的直线电动机沿前进方向产生移动磁场。让面对该磁场、安装在地上的反作用板（相当于2次线圈）中通过2次电流（涡电流），由这个2次电流切割磁场产生的力作为反作用力，安装在转向架上的直线电动机得到推进力。
直线电机的基本缺点是很难将定子与转子空隙做成象旋转式电机那么小，旋转式是无限循环的，而直线电动机是有端头的。为此，泄漏磁通多，电气—机械能量转换的效率低，如果要得到相同的输出，逆变器的容量需要比旋转式大。
二、直线电机电动车的特点
在使用旋转式电机的电动车中，一般是通过齿轮减速将旋转力矩转换为列车的牵引力，同时也受到轮轨间粘着的限制。
在直线电机的电动车中，推进力由铺设在钢轨间的反作用板直接传递，所以不受粘着的限制，有可能从滑行和空转产生的各种问题中解脱出来，有利于通过大坡道（最大坡度可达60‰～80‰）和小半径曲线（最小半径为50m）的线路。此外，由于直线电机无转动部件，所以不需要轴承和润滑机构，使之结构简单，延长寿命，这是其最大的特点。
在旋转电动机中，旋转力矩与其直径的平方成正比，所以要得到大的旋转力矩，电动机的'直径就要增大，在直线电机中，这相当于将相应的部分在长度方向延长，而高度方向可以减小。在大型电机中，如果是1级齿轮减速，车轮直径也必须加大；而在直线电机驱动中，则不必如此，所以，可以减小车轮的直径，这将使车辆的地板面的高度降低。
以上的优点就是小断面地铁采用直线电机电动车的理由。
但是，直线电机的效率低，与相同的地铁比，电力的消耗量多，除这个缺点外，上述的优点也有不能充分发挥的时候。因为不受粘着限制，所以在牵引时，线路的坡度可以取大；但是，在制动时，如果电气制动失效，就必须依赖于机械制动，这受粘着控制，所以，线路的坡度又不能太大。此外，由于直线电机是扁平状的设备，车辆地板面的高度可以降低，这时车轮的直径也可以减小。但直径小的车轮磨耗会加快，所以实际上不能太小。由于扁平状直线电机的长度可以加长，所以，一台转向架装一台电机即可，这就是现在的直线电机地铁为全动车编组的理由之一。
三、直线电机电动车在日本的应用和发展
3.1直线电机地铁
在建设地铁的成本中，开凿地下隧道的成本占了很大一块，采用直线电机电动车对降低开凿地下隧道的成本，从而对降低整个地铁的建设成本非常有利。以日本为例，普通地下铁隧道的直径为5.8m，而直线电机地铁隧道的直径为4.0～4.3m，见图1。可以估算，后者隧道工程的开凿量可比前者减少1/3左右，这意味着地铁的成本将大大下降。此外，与旋转电机相比，直线电机的形状平坦，因而可以降低车辆地板面高度和减少整个车辆尺寸，但这并不影响车辆内部的空间，即不会对旅客带来不便。直线电机只是产生车辆的驱动力，车辆仍使用钢制车轮和钢轨作为支承和导向系统。
3.2常导磁悬浮交通系统
直线电机地铁虽然有不少优点，如建设成本低、通过大坡道能力强、转弯曲线半径小、维修少、运行平稳等，并已经在一些城市得到运用，但其载客量少，所以，目前只能作为现有地铁的补充。常导磁悬浮交通系统与现行的铁道相比是全新的交通系统，其所具有的优点将会使之在城市轨道交通系统中占有一席之地。随着科学技术的进步，直线电机以及它在地铁与其他方面的应用都会有良好的发展前景。
参考文献：
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导语：工程施工是建筑安装企业归集核算工程成本的会计核算专用科目，对于企业发展是非常的重要的。下面是我分享的工程施工的参考文献，欢迎阅读!
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随着我国城市现代化水平的不断提高, 地铁建设项目的数量和规模逐渐增大, 地下空间的开发利用也向多元化、立体化方向发展, 常会出现新建地铁隧道上穿既有地铁隧道这一新问题。地铁对隧道结构的变形要求极其严格, 绝对最大位移不能超过 20 mm , 隧道变形曲率半径必须大于 15 000 m , 相对弯曲变形必须小于 1/ 2 500 。然而, 当在既有地铁隧道上方进行新建地铁施工时, 对既有隧道的顶部卸载会引起既有地铁结构的隆起变形。本文以北京地铁五号线东单站暗挖段施工为例, 讨论采取综合保护措施对既有地铁隧道隆起变形的控制。1 工程概况北京地铁五号线东单站位于长安街东单十字路口, 南北向布置, 车站采用两端头双层结构明挖、中间跨长安街单层结构暗挖的施工方法。车站暗挖段上穿既有地铁一号线王府井—东单区间隧道, 新旧线结构净距仅为 0.6m。车站暗挖段断面尺寸为 23.66m×9.83m,为单层一拱双柱复合衬砌结构型式, 埋深 5.5 m, 采用“中柱法”施工。既有线为双线单洞隧道, 线间距 16.8m,为复合式衬砌结构, 断面为 5.7 m×6.1 m, 马蹄形断面型式。新建车站下卧部分的既有线还含有两条迂回风道。暗挖车站与既有地铁隧道的关系见图 1、图 2。暗挖车站上半断面位于粉土层和粉质粘土层, 下半断面位于细砂层, 底板以下为厚 4.0 m 的卵石圆砾层、厚 2.2 m 的粉土层、厚 3.7 m 的细中砂层、厚 7.0 m的卵石圆砾层。即既有隧道上半断面位于卵石圆砾层, 下半断面位于粉土和细中砂层, 底板以下为细中砂和卵石圆砾层。潜水含水层为既有隧道上半断面所处的卵石圆砾层, 承压水含水层为既有线隧道下半断面所处的细中砂层。2 隆起变形预测及影响因素在距离既有地铁隧道顶板仅 0.6 m 处进行新建暗挖车站施工卸载, 对既有地铁的安全运营构成了威胁, 需要预测既有隧道受卸载影响的纵向变形量, 并对既有隧道纵向变形量的影响因素进行剖析以提出控制措施。2. 1 用三维有限元分析预测变形在三维地质建模和三维结构建模的基础上, 以真实的洞室群造型和地质空间分布形状, 实时建立三维有限元计算模型。以地质建议的岩体物理力学参数为前提, 根据开挖和支护工艺程序对洞室群进行三维弹塑性数字模拟分析。经过模拟计算, 在不采取保护措施的情况下, 既有线隧道结构最大隆起为 28 mm。参照地铁保护技术标准中关于 “地铁结构的绝对沉降量及水平位移量≤20 mm”的有关规定, 本工程既有隧道结构隆起量超过了地铁要求保护的限值, 需要采取专门的保护措施。2. 2 既有隧道纵向变形的影响因素既有隧道周边荷载变化会引起隧道纵向变形, 但其内力分布、变形特性和影响因素非常复杂。以弹性地基梁理论为基础的解析方法概念明确,较符合隧道与土体共同作用的实际情况, 可以对影响因素进行定性的分析。根据 Winkler 弹性地基模型理论, 假设隧道为弹性地基上的无限长梁, 则隧道变形沿其纵向的分布如式(1)所示:为隧道的等效抗弯刚度; K 为单位长度地基的基床系数, 与土体的抗剪强度指标 C、φ等值有关; q(ξ)为隧道纵向荷载。由式(1) 可知, 隧道的纵向变形随隧道周边土体的抗剪强度指标 C、φ等值变化, 如果对新建车站底部及既有隧道周边土体进行加固, 可以提高土体的C、φ值, 进而减小隧道的变形; 隧道的纵向变形还随隧道卸载量变化, 如果分阶段及时补偿部分卸载量,可以减小隧道的变形; 另外, 地下水位的变化不仅导致隧道纵向荷载变化, 而且还引起土体的抗剪强度指标 C、φ等值的变化。因此, 隧道纵向变形主要影响因素为: 暗挖车站结构参数( 车站平面尺寸、开挖高度、总卸载量)、暗挖车站底及既有隧道周边状况( 土体性质、地下水位)、暗挖车站施工参数( 单次卸载量、卸载补偿量)。由于车站平面尺寸、开挖高度、总卸载量等参数已经确定, 所以可从改变暗挖车站底部和既有隧道周边土体性质、改变单次卸载量、及时补偿部分卸载等方面来寻求控制既有隧道隆起的措施。3 保护措施根据前面的分析, 结合暗挖车站洞内施工的特殊性, 主要从调整暗挖施工顺序、对卸载范围内的既有线周边注浆、对卸载范围设置预应力锚杆和调整降水标高来控制既有隧道的隆起。而且, 在既有地铁隧道上方如此近距离施工卸载, 在国内还没有现成的经验, 对地铁安全运行的风险太大, 必须有一个准确、严密的全过程监控手段。3. 1 调整开挖衬砌施工顺序既有线隧道的变形值随隧道上方卸载量的增大而增大, 因此如果能控制隧道上方的卸载量, 则在控制隧道隆起方面能有明显的效果, 所以有必要对开挖衬砌的施工顺序进行调整。车站的开挖采用了“中柱法”施工, 将整个断面开挖横向分为: 侧洞、柱洞和中洞共 5 个洞, 先自上而下对称施工柱洞初期支护, 再由下而上施作柱洞二衬, 建立起梁、柱支撑体系。柱洞完成后, 施工两个柱洞中间的中洞的初期支护和二衬, 形成整个大中洞稳定体系。再自上而下对称施工两侧洞的初期支护, 最后纵向分段自下而上对称施作二衬, 完成结构闭合。按照这样施工顺序, 不但减小了单次卸载量, 还可以实现在既有线上部土体开挖前先对既有线进行加固, 任一洞室初支完成后即可设置预应力锚杆、施工二衬补偿卸载。形成了加固、开挖、补偿、再加固、再开挖、再补偿……的卸载模式。开挖衬砌施工顺序见图 3。3. 2 对既有线周边土体加固对新建车站底部及既有隧道周边的土体进行注浆加固, 提高新建车站底部及既有隧道周边土体的抗剪强度指标 C、φ等值。(1)土体加固设计参数在五号线暗挖段导洞内, 对一号线上下行隧道之间及侧壁 1 倍洞径范围内的土体进行注浆加固。一号线隧道加固的长度为暗挖车站下方及暗挖车站两侧各延长 6.0 和 6.49 m, 加固的深度为暗挖车站底板至以下 9 m(即一号线隧道底板以下 2.3 m); 注浆材料选用超细水泥- 水玻璃双液浆, 注浆压力 0.3～0.6 MPa。注浆加固的范围见图 4 阴影部分。(2)土体加固施工在距既有线 6 m 处停止开挖, 对既有线周边土体进行超前注浆加固。注浆加固既有线时采用二重管无收缩双液注浆技术, 二重管钻机钻杆具有成孔和双液注浆功能, 钻孔和注浆能连续、快速进行, 确保注浆质量。根据注浆压力、地质参数及现场试验综合确定扩散半径为 0.3 m, 孔距采用 0.5 m, 注浆时跳孔施工。采用后退式注浆, 后退幅度为 15～30 cm。实行定量、定压注浆, 使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并固化。注浆施工前必须核清既有隧道的准确位置, 且不能采用过高注浆压力, 以确保既有地铁隧道安全。3. 3 设置预应力锚杆根据分块开挖, 发生开挖卸载及时补偿卸载的原则, 在导洞初期支护完成后, 开始在导洞内向下施工预应力锚杆。预应力锚杆群不但及时进行了部分卸载补偿, 同时也起到了加固土层, 改善土层性状的作用。(1)预应力锚杆设计参数在卸载影响范围( 注浆加固范围) 内设置预应力拉锚, 拉锚一端固定于初期支护底板上。锚杆呈梅花型布置, 间距 2 m ×2 m, 锚杆长为 15 m 及 10 m 两种, 贴近既有一号线区间侧采用长锚杆。暗挖车站边缘锚杆为斜向外侧下方设置( 与垂直方向夹角 10°),其余为垂直向下设置。杆体材料 2!32 钢筋, 锚杆全长均为锚固段, 锚固体直径 0.1m, 锚杆轴向拉力设计值 230 kN。锚杆注浆材料为水泥浆, 其抗压强度不低于 30 MPa(见图 4)。(2)预应力锚杆施工由于洞内空间狭小, 选用锚杆钻机时必须考虑到洞内尺寸, 必要时可以对钻杆进行改装。在暗挖导洞内每开挖支护 5 m 施工一次锚杆, 保证从开挖卸载到完成预应力锚杆补偿卸载之间尽可能小的时间间隔。3. 4 调整降水标高当隧道处在相对不透水土层中, 水位的上升或下降如同对隧道的加载或卸载。新建车站开挖前, 先降水在既有隧道的底板以下, 相当于对既有隧道向下卸载, 以平衡部分新建车站开挖时对既有隧道向上的卸载。同时, 既有隧道周边的土体水疏干后, 也提高了土体的抗剪强度, 增强了抵抗卸载变形的能力。3. 5 采用远程监控量测在暗挖车站施工期间, 必须对既有地铁进行全天候的实时监控量测, 传统监测技术在高密度的行车区间内无法实施, 且不能满足对大量数据采集、分析以及及时准确的反馈, 因此采用远程自动化监测系统对既有线的结构和轨道变形进行 24 h 监控量测。该系统由在量测部位安装的测量元件、数据传输线、监控室的终端计算机组成。监测项目如下:(1)既有隧道结构变形监测结构沉降监测采用静力水准仪。以新建车站下33 m 长的既有隧道为重点监测区域, 上、下行线共布设 24 个测点。以 2 个结构缝处为重点监测对象, 在结构缝的两侧各布设 1 个测点。针对施工可能影响到变形缝之间的胀缩, 采用测缝计进行测量, 每道变形缝上布设 2 只测缝计。(2)轨道变形监测① 走行轨结构纵向变形监测。本项观测为监测重点, 因静力水准仪的精度在沉陷量传递中精度明显高于水平梁式倾斜仪, 故轨道变形监测采用在地铁排水沟中布设静力水准系统的方法进行监测。以新建车站下 33 m 长的既有隧道为重点监测区域, 上、下行线共布设 16 个沉降测点, 该系统同时可监测走行轨结构变形缝处的不均匀沉降。②采用变位计监测走行轨水平间距的相对变形,沉降测点上、下行轨共布设 6 只。③采用梁式倾斜仪监测走行轨左右水平的相对变形, 沉降测点上、下行轨共布设 6 只。4 结语既有运营地铁隧道对变形要求极其严格, 如何有效控制其纵向变形需要前瞻性和系统性。适当对既有隧道上方及两侧土体进行加固以及增加抗隆起设计是控制隧道隆起的一种较为有效的控制手段。土体加固的目的是为了改善土体的力学参数, 以期以注浆加固土体与预应力锚杆的共同作用来控制隧道的变形,但是, 不恰当的施工参数和工序反而会引起更大的隆起变形。利用自动化监测系统掌握隧道变形情况, 对监测施工、保证地铁运营安全至关重要, 必须有一个绝对负责的全过程监控核心组织。本文结合北京地铁五号线东单暗挖车站施工对下卧既有隧道的保护, 分析了影响既有隧道卸载变形的主要因素, 提出了系统性的保护措施, 希望能对类似工程的设计和施工参考。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
下面是中达咨询给大家带来关于注浆法在盾构推进穿越已运营地铁隧道中的应用，以供参考。就注浆法在盾构推进穿越已运营地铁隧道中的应用作一深入探讨,并结合上海市轨道交通4#线盾构推进穿越2#线(已运营)的工程实例,并在对工程地质情况调查的基础上,进行了严密的理论计算,确定了施工方案,实施过程中采用了“分段、跳环、跳孔、单孔分层多次高压劈裂注浆技术”对两隧道间软弱夹层进行加固,注浆的同时在2#线隧道内安装电子水平尺进行实时监测,工程取得成功。关键词:注浆;盾构推进;穿越;已运营;隧道上海市轨道交通4#线工程张杨路站—浦电路站区间隧道位于世纪大道及福山路之下,北起张杨路站(与地铁2#线东方路站相邻),南至浦电路站,全长670m,根据提供的路线平面图及剖面图:该区段隧道在潍坊路、福山路及世纪大道交汇处从地铁2#线下面斜交穿越地铁2#线。为确保该区段隧道及运营中的地铁2#线的安全。除盾构推进过程要求采取必要措施外,还必须对近距离隧道间软弱土夹层进行加固。1加固措施盾构在推进过程中会对周围的土体造成的不定量的超挖(或欠挖)和扰动,使隧道轴线附近的地面以及地下构筑物造成一定量的沉降影响。而所穿越的地铁2#线位于4#线隧道上方,最近的距离为1.045m。并且4#线隧道以379.851m半径斜线穿越运营中的地铁2#线隧道,这将增加对隧道周围土体的扰动和超挖。虽然在推进过程中对同步注浆也有非常严格的控制,但同步注浆为惰性浆液,考虑到惰性浆液凝结时间长、强度低、不稳定等诸多不利因素,因此在盾构顺利穿越2#线后,必须对近距离2条隧道间软弱土夹层进行加固。经多方论证,并充分考虑加固施工的可行性、安全性及操作的可控制性,最终选定双液注浆加固。注浆加固利用管片上的注浆孔。注浆加固分4步进行:(1)隧道盾构施工后,在保证注浆对盾构推进没有影响的前提下,对隧道进行双液同步注浆加固。具体实施为:在盾尾后5～8环处从隧道上部预留注浆孔进行同步注浆,在盾尾后10环以后从隧道下部预留注浆孔进行同步注浆。(2)在同步注浆施工过程中,在对地铁2#线有影响的施工区段从隧道顶部90°范围内的预留注浆孔中打入适当数量的预埋注浆管,预埋注浆管深度暂定为3m,如孔位距地铁2#线隧道管片外壁距离不足3m时,预埋注浆管打入深度为距地铁2#线隧道管片外壁20cm左右。预埋注浆管打入后,根据监测数据和实际要求,随时准备进行跟踪注浆加固,以达到保护地铁2#线的目的,在变形较大时起到一定的纠偏作用。(3)在同步注浆施工过程中及结束后,对地铁2#线有影响的施工区段范围内的惰性浆液进行置换注浆加固(置换注浆加固为双液注浆),以彻底置换掉惰性浆液,置换注浆加固范围为管片外0.5m。(4)在隧道置换注浆施工结束后,对该区段两隧道间软弱土体进行双液注浆加固。加固区段为下行线隧道341～451环、上行线隧道114～239环。施工范围为隧道顶部90°范围内的5只预留注浆孔以上、地铁2#线中心线以下范围内的土体,加固后的土体应有良好的均匀性和较小的渗透系数,注浆加固后土体强度要求≥1.2MPa。两条隧道推进结束后,根据实测资料,可对变形较大的部分,打开预留的注浆孔,进行再注浆,达到控制变形的目的。2模拟实验在盾构穿越地铁2#线前,在福山路上布设两排深层沉降监测点,模拟盾构穿越地铁2#线时现有隧道沉降情况,用以指导盾构穿越地铁2#线时的施工参数。因受模拟推进区段路面实际情况的影响,经与管线及道路管理部门协商,根据沉降槽对称性原理,点位从隧道轴线上方向单侧布设。具体位置布设在Z321、Z324、Z330、Z345、Z350及Z355处,每排1～2只测点,测点深度轴线点距离盾构面1.40m。模拟推进的目的是检测所拟定的盾构推进所有主动技术保护措施的实际效果以及盾构推进的过后惰性浆液同步注浆。双液同步注浆、置换注浆,以及土体加固注浆和跟踪注浆效果,用以指导正式穿越施工。主要检测指标是地面沉降量、盾构上方1.4m处土层垂直位移量。模拟推进的长度为20m，前影响区20m,后影响区10m,共计50m。盾构推进进入模拟区域,在盾构推进穿越深层监测点前,测点有一个持续缓慢的隆起过程，在盾构推进穿越深层监测点后,测点有一个持续缓慢的沉降过程。在SC321、SC324、SC330点的累计沉降由正变为负数时,开始对上述区域的隧道顶部进行注浆补浆施工。在SC345点的累计沉降接近为零时开始对SC345点对应区域的隧道顶部进行注浆补浆施工。在SC350、SC355点开始出现明显沉降加速趋势时,对SC350、SC355两点对应区域的隧道顶部进行注浆补浆施工。注浆施工以少量多次为原则,在测点刚脱出盾尾时,测点沉降速度较快,注浆补浆每天施工1～2次,每次注浆量400L/孔;经过几次注浆后,测点沉降速度变缓,注浆补浆改为每2～3d施工一次,每次注浆量400L/孔;当测点稳定后,补浆施工不再进行。根据沉降观测记录显示,在注浆补浆后,观测点有明显的回升,经一段时间的稳定后再次沉降,但沉降速率明显减慢。注浆施工控制以少量多次,每次注浆后以达到稳定测点并略有回升为原则,单次注浆应将其抬升量控制在1.0～2.0mm以内,如此反复多次,以达到稳定的目的。根据模拟实验结果,在隧道管片完全脱出盾尾及其后面附属设备的这一时间段内,通过同步补充注浆,可以将地铁2#线的沉降控制在3～4mm以内,为后续置换注浆、土体加固注浆及跟踪注浆创造了有利的时间和空间效应。在后续注浆施工时,再将地铁2#线逐步恢复到原位。3施工技术要点(1)注浆孔选择、布置:该本次双液注浆孔布置在上行线隧道117～239环、下行线隧道341～451环的拱底、标准、邻接块中预埋件1和预埋件4的压浆预留孔内(土体加固注浆及跟踪注浆仅利用顶部5只预留注浆孔),隧道管片每环间距1.2m,每环中预留孔为16只。先用冲击钻将预留孔疏通,置换注浆将1.0m的注浆管振动插入孔内至隧道管壁外侧0.5m处;土体加固注浆及跟踪注浆将1.0m的注浆管采取内丝连接振动插入孔内至隧道管壁外侧要求的深度处。随即将特制的防喷装置安装好,并将单向球阀接在注浆管上,以便注浆。若出现有浆液或地下水渗漏的情况时,先将防喷装置安装在预留孔中,并接上单向球阀,直接将安装有防漏密封圈的注浆无缝钢管打入注浆孔至设计深度,以达到防止地下水或浆液渗漏的目的。(2)施工流程。同步注浆施工流程见图1。置换注浆、土体加固注浆、跟踪注浆施工流程:确定孔位→疏通预留孔→振插注浆管→安放防喷装置→配浆→注浆→拔管→分层注浆→拔管→孔口注入封闭浆→洗浆管移位。(3)双液浆配比:为尽量减少注浆过程对地铁2#线及周边环境的影响,经过计算及实验,选用收缩率小于5%的浆液配比,具体如下:甲液为水∶水泥∶粉煤灰∶膨润土=100kg∶100kg∶100kg∶5～8kg;乙液为35°水玻璃30～50kg。如注浆孔需多次打开重复注浆,双液注浆施工结束后,在洞口区域注入适量的封闭浆以保证再次注浆时注浆孔能顺利被打开。(4)施工技术参数:注浆压力:≤0.5MPa;注浆流量:10～15L/min;注浆量:200～400L/孔(同步注浆、置换注浆);双液浆初凝时间:30～45s。(5)浆液形成、运输与注浆过程,同步注浆、跟踪注浆及二次置换注浆,注浆设备跟在盾构机后,材料用电瓶车运入隧道,根据需要,随时进行注浆。穿越区域土体加固注浆施工时盾构推进已结束,对象为下行穿越地铁2#线的轨道交通4#线内预留孔向外进行,由于地铁隧道内空间有限,仅在地铁车站两端头口与地面相通,给运输施工设备与材料带来困难,针对具体情况,采取如下措施:①地面拌浆:设置地面拌浆,依据浆液具体配比分别配成甲液、乙液,储于地面储浆桶内。②输浆管输送浆液:将配成的甲、乙浆液分别通过输浆管输送入隧道。③隧道内混合:将通过输浆管输送来的甲、乙两液按一定比例混合后立即用注浆泵注入孔内。④注浆顺序:为减少浆液渗漏,降低注浆压力,采取分段施工形式,以每50环为一个施工段,每段实施施工一环跳三环的跳环形式施工,每环一次施工受力均衡的2～3只孔。置换注浆实施一环隔三环施工。同时,根据监测情况调整注浆量和压力,注浆结束后,拔除注浆管,封闭孔口。(6)注浆压力及流量控制:注浆压力控制在0.5MPa以下,注浆流量控制在10～15L/min。(7)注浆量控制:同步注浆根据监测数据,注浆量在200～400L/孔范围内调节,注浆以少量多次为原则,结合监测数据,按照规定抬升量进行控制。置换注浆注浆量为400L/孔,2400L/环;同时结合注浆压力进行控制。跟踪注浆注浆量按实际要求而定。双液注浆注浆量根据每段加固土体方量以及所要加固的土体进行调整,④、⑤—1层土要求加固体的Ps值增加约1倍,根据施工经验,注入浆量为加固土体方量的20%(即水泥掺入量约5.5%),同时结合注浆压力进行控制。每只孔分为6个注浆段,每次施工一个注浆段,各个注浆加固段注入浆量分别为：①5.6～6.1m:0.276m3;②5.1～5.6m:0.252m3;③4.6～5.1m:0.229m3;④4.1~4.6m:0.205m3;⑤3.6～4.1m:0.181m3;⑥3.1～3.6m:0.158m3;每只孔总计注入浆液方量为1.301m3。⑤-2层土因原状土Ps较高，注浆时浆量适当减少。(8)注浆时间的选择:除2#线隧道发生较大变形需及时纠偏外,注浆时间选择在地铁2#线停运的23:00至次日凌晨6:00,以保证注入的双液浆有一定的凝固时间,提高加固效果。(9)工程施工中遇到的问题和解决办法:①防喷:隧道外地下水十分丰富,局部较深处甚至有承压水,在疏通预留孔及放置注浆管时,采用特制防喷装置,防止地下水渗漏和喷射,确保隧道安全;同时在注浆过程中,确保注入浆液初凝时间满足配比要求,使浆液尽快凝固,减少地下水和浆液渗漏。②漏浆:具体施工中可能由于注浆管插入预留注浆孔后,在注浆的同时可能会造成沿注浆管外侧返浆、冒浆及临近孔冒浆现象。采用特制的防喷装置,进行防喷和堵漏,施工结束时,待双液浆初凝后将注浆管拔出,清洗孔口,用专用盖封闭,并将现场清洗干净。③顶壁邻接块预留孔距地面较高不利于施工的解决办法:针对离开隧道底部有一定距离的标准块、邻接块高空斜向成孔和注浆,采用现场搭建可移动工作平台解决施工困难。4施工监测在4#线隧道及地面布置测点对注浆全过程进行跟踪监测和注浆后的延时监测;在地铁2#线隧道内布置电子水平尺进行24h实时监测;以尽量减小注浆对4#线隧道、地铁2#线和周边环境的影响,并根据测量数据及时调整施工参数和施工顺序,做到信息化施工。5结束语在上海地铁建设施工中盾构法推进穿越已建成并投入运营的地铁隧道,此前仅人民广场站地铁2#线穿越地铁1#线有过一次。但上次穿越区域紧邻车站,且穿越形式为直交穿越,其对1#线的影响程度较小,紧邻车站又为其纠偏和加固等提供了十分便利的条件。而本次穿越区域在远离车站的隧道区间中间,埋深大,土质差,且穿越形式为小角度弧形斜交穿越。对被穿越隧道影响距离长,弧形段的施工土方超挖更加剧了对土体的扰动,对被穿越隧道而言是很大的威胁。经反复验算及多方反复论证,我们最终确定了上述加固保护方案,经模拟实验段验证有效可行。上海地铁监护公司提出的地铁保护要求是:施工期间隧道累计变形量不超过±3mm,施工结束后1年的累计变形量不超过±5mm。在实施过程中,在我方的努力及相关各方的大力协助下,施工期间隧道累计变形量均控制在±2mm以内,施工结束后1年测量的累计变形量最大处为-2.3mm,大大好于保护要求,工程取得了圆满成功。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
土建专业毕业论文参考文献
紧张又充实的大学生活即将结束，众所周知毕业前要通过最后的毕业论文，毕业论文是一种比较正规的、有准备的检验学生学习成果的形式，毕业论文应该怎么写才好呢？以下是我帮大家整理的土建专业毕业论文参考文献，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
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转眼间大学生活即将结束，大家都知道毕业前要通过最后的毕业论文，毕业论文是一种、有准备的检验大学学习成果的形式，那么优秀的毕业论文是什么样的呢？下面是我精心整理的施工组织设计毕业论文参考文献，欢迎阅读与收藏。
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