CN112211647A - 一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法 - Google Patents
一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112211647A CN112211647A CN202011103844.0A CN202011103844A CN112211647A CN 112211647 A CN112211647 A CN 112211647A CN 202011103844 A CN202011103844 A CN 202011103844A CN 112211647 A CN112211647 A CN 112211647A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tunnel
- evacuation
- rescue station
- section
- construction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 121
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 92
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 57
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 57
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 49
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 42
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 38
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 23
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 23
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 16
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 4
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/14—Layout of tunnels or galleries; Constructional features of tunnels or galleries, not otherwise provided for, e.g. portals, day-light attenuation at tunnel openings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/003—Linings or provisions thereon, specially adapted for traffic tunnels, e.g. with built-in cleaning devices
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
- E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本申请提供了一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,涉及铁路隧道技术领域,防灾救援站包括上、中、下三层隧道群,施工防灾救援站的步骤如下:S1.下层隧道群和中层隧道群同时开始施工;S2.施工上层隧道群;本方法综合考虑了群洞效应、施工组织、施工时间等方面的因素,得到了一个最佳的立体多层防灾救援站的施工方案。
Description
技术领域
本申请涉及铁路隧道技术领域,具体而言,涉及一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法。
背景技术
防灾救援站大多结合隧道辅助坑道进行设置,防灾救援站范围内隧道两侧设置疏散站台,着火列车停靠于防灾救援站后,列车人员通过疏散站台向安全区域疏散。针对单洞双线铁路隧道防灾救援站,辅助坑道作为人员安全逃生的唯一出口,当辅助坑道相邻线路发生火灾后,列车人员可直接经疏散站台及疏散通道进入辅助坑道内向洞外疏散;当辅助坑道对侧线路发生火灾后,列车人员将难以跨线到达对侧辅助坑道安全区域,随着火势的发展,极易造成人员伤亡事故。此外,单洞双线铁路隧道紧急防灾救援站需设置有效的排烟隧道,以控制火灾烟气及有害气体在洞内蔓延,确保人员疏散安全。
在一些复杂的地质条件下施作防灾救援站,例如成兰铁路的云屯堡隧道,其位于岷江(断裂)右侧呈南北方向布置,隧区位于四川盆地与青藏高原东侧的地形急变带,地质构造分属龙门山褶皱断裂带、西秦岭褶皱断裂带、岷江断裂组成的川西北“A”字形构造,具有“四极三高五复杂”(四极:地形切割极为强烈、构造条件极为复杂活跃、岩性条件极为软弱破碎、地震效应极为显著;三高:高地壳应力、高地震烈度、高地质灾害风险;五复杂:复杂的构造运动历史、复杂的构造形迹、复杂多变的复理岩建造、复杂的地应力环境、复杂的地下水条件)的地质特征,整个施工环境的岩性为千枚岩、炭质千枚岩等岩石强度小于5MPa条件下,容易发生群洞效应。
申请内容
本申请的目的在于提供一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其在综合考虑了群洞效应、施工组织、施工时间等方面的因素后,得到了一个最佳的立体多层防灾救援站的施工方案。
本申请的实施例通过以下技术方案实现:
一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,所述防灾救援站包括上、中、下三层隧道群,施工防灾救援站的步骤如下:
S1.下层隧道群和中层隧道群同时开始施工;
S2.施工上层隧道群。
进一步的,所述中层隧道群包括紧急救援站正洞、设于紧急救援站正洞两侧的左侧救援疏散平导和右侧救援疏散平导,所述左侧救援疏散平导和右侧救援疏散平导分别通过若干疏散联络通道连通所述紧急救援站正洞、以及与所述左侧救援疏散平导位于同侧用以通向紧急救援站正洞外的施工横洞;所述下层隧道群包括隧底疏散联络通道,所述隧底疏散联络通道与所述紧急救援站正洞立体交叉设置用以连通施工横洞和右侧救援疏散平导;所述上层隧道群包括平行排烟道、用以连通平行排烟道和紧急救援站正洞的竖井式联络烟道、用以连通平行排烟道和施工横洞的联络排烟道,所述联络排烟道上跨左侧救援疏散平导和紧急救援站正洞;所述施工横洞、紧急救援站正洞和左侧救援疏散平导为已施工完成的;
施工防灾救援站的步骤如下:
A.从施工横洞开挖隧底疏散联络通道;
B.同时从施工横洞开挖至右侧救援疏散平导,先施工右侧救援疏散平导的大里程方向段及该段的疏散联络通道;
C.当步骤A中隧底疏散联络通道开挖至与紧急救援站正洞交叉段,并进行该段加固处理时,立即调转资源组织上层隧道群的施工,依次开挖联络排烟道、平行排烟道和竖井式联络烟道;
D.当步骤B中右侧救援疏散平导的大里程方向段施工完成后调转资源继续施工隧底疏散联络通道的剩余部分;
E.施工右侧救援疏散平导的小里程方向段及该段的疏散联络通道。
进一步的,待隧底疏散联络通道与紧急救援站正洞交叉段的砼强度达到龄期28天后,才可施工与隧底疏散联络通道相邻的疏散联络通道。
进一步的,在联络排烟道上跨左侧救援疏散平导和紧急救援站正洞前,与联络排烟道相邻的疏散联络通道必须施工完成。
进一步的,平行排烟道开挖前,其下方的疏散联络通道须超前完成至少两个,且右侧救援疏散平导的掌子面在横剖面位置超前平行排烟道掌子面至少100米。
进一步的,从施工横洞开挖隧底疏散联络通道或联络排烟道的入口段的施工步骤如下:
S1.从施工横洞开挖隧底疏散联络通道或联络排烟道一侧施作第一加固机构,所述第一加固机构包括若干注浆块,所述注浆块沿所述施工横洞的径向设置,若干注浆块呈矩阵排列;
S1.1.从施工横洞开挖隧底疏散联络通道或联络排烟道一侧沿施工横洞的径向进行注浆加固形成注浆加固段;
S2.开挖隧底疏散联络通道或联络排烟道并在隧底疏散联络通道或联络排烟道内施作第二加固机构;
S2.1.开挖前,从施工横洞向隧底疏散联络通道或联络排烟道的拱部施作中管棚;
S2.2.开挖前,在隧底疏散联络通道或联络排烟道开挖范围架设初支钢架并增设锚管锁固;
S2.3.在隧底疏散联络通道或联络排烟道的入口处连立5榀钢架进行加固;
S2.4.在隧底疏散联络通道或联络排烟道入口段的拱部沿其径向设置若干注浆钢花管形成加固段。
进一步的,以隧底疏散联络通道或联络排烟道的中线计,所述第一加固机构在施工横洞与隧底疏散联络通道或联络排烟道锐角交叉方向的长度是在施工横洞与隧底疏散联络通道或联络排烟道钝角交叉方向的长度的两倍。
进一步的,隧底疏散联络通道与紧急救援站正洞的交叉段的施工步骤如下:
S1.从紧急救援站正洞的仰拱初支底部向交叉段进行竖向钻孔注浆加固岩体;
S2.在交叉段的起点将拱顶逐渐抬高,创造管棚工作室,施作管棚,管棚注浆压力0.8~1.0MPa;
S3.交叉段采用机械开挖,短进尺,强支护,对周边围岩采用花管进行径向注浆加固周边岩体。
进一步的,在开挖交叉段前还包括步骤:对掌子面进行超前预注浆加固,注浆加固贯穿整个交叉段。
进一步的,S3步骤中,开挖的断面为马蹄形或矩形。
进一步的,S3步骤中,隧道正下方的交叉段的开挖断面为矩形,紧急救援站正洞正下方的交叉段的两端的开挖断面为马蹄形。
进一步的,还包括步骤S4.在交叉段设置门型钢架支护,施作二衬并采用混凝土回填紧急救援站正洞仰拱底空间。
进一步的,所述门型钢架间距为50-60cm/榀。
进一步的,在联络排烟道与左侧救援疏散平导和紧急救援站正洞的上跨交叉段,从联络排烟道的仰拱及底板设置注浆钢管,对联络排烟道隧底进行注浆加固。
进一步的,开挖竖井式联络烟道的步骤:
S1.在紧急救援站正洞内的预留结构段施作钢架临时套拱用以支撑该段紧急救援站正洞的二衬;
S2.在预留接口处施作加固机构;
S2.1.从紧急救援站正洞内施作圈梁,所述圈梁设于所述紧急救援站正洞上方且绕所述预留接口设置;
S2.2.从紧急救援站正洞内施作若干注浆钢花管,所述若干注浆钢花管设于所述预留接口周围且注浆钢花管沿紧急救援站正洞的径向设置;
S2.3.从紧急救援站正洞内施作若干长锚索,以紧急救援站正洞延伸方向计,所述若干长锚索设于所述若干注浆钢花管两侧;
S3.从另一端朝所述预留接口端开挖,开挖至预留接口后连立5榀钢架形成锁口。
本申请实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果:
本申请设计合理,综合考虑了群洞效应、施工组织、施工时间等方面的因素,得到了一个最佳的立体多层防灾救援站的施工方案。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的防灾救援站的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的隧底疏散联络通道或联络排烟道的入口段结构示意图一;
图3为本申请实施例提供的隧底疏散联络通道或联络排烟道的入口段结构示意图二;
图4为本申请实施例提供的隧底疏散联络通道与紧急救援站正洞的交叉段的施工过程图一;
图5为本申请实施例提供的隧底疏散联络通道与紧急救援站正洞的交叉段的施工过程图二;
图6为本申请实施例提供的隧底疏散联络通道与紧急救援站正洞的交叉段的施工过程图三;
图7为本申请实施例提供的隧底疏散联络通道与紧急救援站正洞的交叉段的施工过程图四;
图8为本申请实施例提供的隧底疏散联络通道与紧急救援站正洞的交叉段的施工过程图五;
图9为本申请实施例提供的隧底疏散联络通道与紧急救援站正洞的交叉段的施工过程图六;
图10为本申请实施例提供的联络排烟道与左侧救援疏散平导和紧急救援站正洞的上跨交叉段的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的竖井式联络烟道的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的竖井式联络烟道开挖示意图;
图13为本申请实施例提供的竖井式联络烟道施工断面图;
图标:1-紧急救援站正洞,2-左侧救援疏散平导,3-右侧救援疏散平导,31-V型段,4-疏散联络通道,5-施工横洞,6-隧底疏散联络通道,7-平行排烟道,8-竖井式联络烟道,9-联络排烟道。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例1
本实施例提供了一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,防灾救援站包括上、中、下三层隧道群,施工防灾救援站的步骤如下:
S1.下层隧道群和中层隧道群同时开始施工;
S2.施工上层隧道群。
具体而言,如图1所示,上、中、下三层隧道群的构成为:中层隧道群包括紧急救援站正洞1、设于紧急救援站正洞1两侧的左侧救援疏散平导2和右侧救援疏散平导3,左侧救援疏散平导2和右侧救援疏散平导3分别通过若干疏散联络通道4连通紧急救援站正洞1、以及与左侧救援疏散平导2位于同侧用以通向紧急救援站正洞1外的施工横洞5;下层隧道群包括隧底疏散联络通道6,隧底疏散联络通道6与紧急救援站正洞1立体交叉设置用以连通施工横洞5和右侧救援疏散平导3;上层隧道群包括平行排烟道7、用以连通平行排烟道7和紧急救援站正洞1的竖井式联络烟道8、用以连通平行排烟道7和施工横洞5的联络排烟道9,联络排烟道9上跨左侧救援疏散平导2和紧急救援站正洞1;施工横洞5、紧急救援站正洞1和左侧救援疏散平导2为已施工完成的,需要说明的是,施工横洞5通常被分隔为用以人员逃生用的人员疏散逃生通道和用以排烟的排烟道,采用以上设计,可以实现人烟分离,增大逃生几率。
针对以上防灾救援站的具体施工步骤为:
A.从施工横洞5开挖隧底疏散联络通道6;
B.同时从施工横洞5开挖至右侧救援疏散平导3,先施工右侧救援疏散平导3的大里程方向段及该段的疏散联络通道4;
C.当步骤A中隧底疏散联络通道6开挖至与紧急救援站正洞1交叉段,并进行该段加固处理时,立即调转资源组织上层隧道群的施工,依次开挖联络排烟道9、平行排烟道7和竖井式联络烟道8;
D.当步骤B中右侧救援疏散平导3的大里程方向段施工完成后调转资源继续施工隧底疏散联络通道6的剩余部分;
E.施工右侧救援疏散平导3的小里程方向段及该段的疏散联络通道4。
需要说明的是:为保障施工安全,待隧底疏散联络通道6与紧急救援站正洞1交叉段的砼强度达到龄期28天后,才可施工与隧底疏散联络通道6相邻(相邻即距离最近的两个)的疏散联络通道4;在联络排烟道9上跨左侧救援疏散平导2和紧急救援站正洞1前,与联络排烟道9相邻(相邻即距离最近的两个)的疏散联络通道4必须施工完成;平行排烟道7开挖前,其下方的疏散联络通道4须超前完成至少两个,且右侧救援疏散平导3的掌子面在横剖面位置超前平行排烟道7掌子面至少100米。采用以上设计,是在综合考虑了群洞效应、施工周期、施工地质情况及施工安全的情况下得到的较佳的施工方案。
具体的,在A步骤和C步骤中,施工隧底疏散联络通道6或联络排烟道9时,从施工横洞5开挖隧底疏散联络通道6或联络排烟道9的入口段的施工步骤如下:
S1.从施工横洞5开挖隧底疏散联络通道6或联络排烟道9一侧施作第一加固机构,第一加固机构在施工横洞5与隧底疏散联络通道6或联络排烟道9锐角交叉方向的长度是在施工横洞5与隧底疏散联络通道6或联络排烟道9钝角交叉方向的长度的两倍,一般情况下,锐角方向的长度为20m,钝角方向的长度为10m,能够满足绝大多数规格隧道的加固,是综合考虑施工难度、施工周期及施工安全性的较优方案;第一加固机构包括若干注浆块,注浆块沿施工横洞5的径向设置,若干注浆块呈矩阵排列,换而言之,在交叉段,施工横洞5朝向隧底疏散联络通道6或联络排烟道9的一段弧面设有若干注浆块,注浆块沿施工横洞5的径向设置,形状类似于卷发梳,若干注浆块形成的阵列的角度一般小于180°,同时必须将隧底疏散联络通道6或联络排烟道9括在其内,在实际操作中,一般采用L=5m、φ42的小导管进行径向注浆形成注浆块,如图2所示;
S1.1.从施工横洞5开挖隧底疏散联络通道6或联络排烟道9一侧沿施工横洞5的径向进行注浆加固形成注浆加固段;
S2.开隧底疏散联络通道6或联络排烟道9并在隧底疏散联络通道6或联络排烟道9内施作第二加固机构,如图3所示;
S2.1.开挖前,从施工横洞5向隧底疏散联络通道6或联络排烟道9的拱部施作中管棚;中管棚设于隧道拱部,有效的防止开挖引起的坍方掉块;
S2.2.开挖前,在隧底疏散联络通道6或联络排烟道9开挖范围架设初支钢架并增设锚管锁固;
S2.3.在隧底疏散联络通道6或联络排烟道9的入口处连立5榀钢架进行加固;若干榀钢架设于隧道入口处且无间隙分布,由于入口处的应力是最大的,采用以上设计,足以承受开挖造成整个应力场的改变,能够承受岩层释放的应力,钢架的设置几乎和开挖同时进行,换而言之,即开挖一榀钢架的长度后就架设一榀钢架,继续开挖到一榀钢架的长度后再次架设一榀钢架,相邻两钢架几乎不存在间隙;
S2.4.在隧底疏散联络通道6或联络排烟道9入口段的拱部沿其径向设置若干注浆钢花管形成加固段;采用以上设计,对开挖隧底疏散联络通道6或联络排烟道9上方的岩层起到极好的加固作用,防止岩层发生变形,对既有结构产生影响。
具体的,在A步骤中,施工隧底疏散联络通道6与紧急救援站正洞1的交叉段的步骤如下:
S1.从紧急救援站正洞1的仰拱初支底部向交叉段进行竖向钻孔注浆加固岩体,如图4所示,竖向打孔注浆管间间隔70cm-90cm,具体而言,可以为70cm、75cm、80cm、85cm或90cm;
S2.在交叉段的起点将拱顶逐渐抬高,创造管棚工作室,施作管棚,如图5所示,管棚注浆压力0.8~1.0MPa,管棚的圆心角为100°-140°,具体而言,可以为100°、110°、120°、130°或140°;管棚的钢管的水平夹角为2°-4°,具体而言,可以为2°、3°或4°;
S3.对掌子面进行超前预注浆加固,注浆加固贯穿整个交叉段,如图6和图7所示,孔间距1.5m×1.5m,周边注浆孔距离开挖轮廓线0.5m,
S4.交叉段采用机械开挖,短进尺,强支护,对周边围岩采用花管进行径向注浆加固周边岩体,如图8所示。
通常在紧急救援站正洞1下新建结构施工会导致应力重分布,诱发软岩再次变形,会对紧急救援站正洞1产生影响,采用以上设计,能够在紧急救援站正洞1下新建隧底疏散联络通道6,减小软岩发生变形,减小对既有紧急救援站正洞1的影响,并且采用本方法可以在岩石强度小于5MPa条件下,保证施工的安全性和最终整个洞室的稳定性。
可选的,S4步骤中,开挖的断面为马蹄形或矩形,当选用整段交叉段的开挖断面均为马蹄形时,由于紧急救援站正洞1和隧底疏散联络通道6几乎是零净距交叉,在紧急救援站正洞1正下方的交叉段处,隧底疏散联络通道6上端与紧急救援站正洞1仰拱底粘附的岩层的厚度极小,极易垮落,影响施工;而当选用整段交叉段的开挖断面均为矩形时,矩形的顶端与紧急救援站正洞1仰拱初支底贴合,施工完成后在回填时,对紧急救援站正洞1正下方的交叉段两端的回填较为复杂。
进一步优化的,S4步骤中,紧急救援站正洞1正下方的交叉段两端的开挖断面为马蹄形,紧急救援站正洞1正下方的交叉段的开挖断面为矩形,如图9所示,采用以上设计,可避免单独采用马蹄形开挖和矩形开挖导致的岩层坍塌和回填复杂等问题。
在采用开挖断面为矩形时,通常需要先架设门型钢架进行支护,然后施作二衬并采用混凝土回填紧急救援站正洞1仰拱底空间,具体而言,门型钢架间距为50-60cm/榀,并采用若干工字钢对门型钢架进行纵向连接,工字钢绕门型钢架环向间距1m,采用C30钢纤维喷射砼。
具体的,在C步骤中,施工联络排烟道9时,在联络排烟道9与左侧救援疏散平导2和紧急救援站正洞1的上跨交叉段,从联络排烟道9的仰拱及底板设置注浆钢管,对联络排烟道9隧底进行注浆加固,如图10所示,注浆加固的注浆加固孔呈梅花状分布,且注浆加固孔间间距为0.7m-0.9m,具体而言,可以为0.7m、0.8m或0.9m。
具体的,在C步骤中,施工竖井式联络烟道8时的步骤为:
S1.在紧急救援站正洞1内的预留结构段施作钢架临时套拱用以支撑该段的紧急救援站正洞1的二衬;
S2.在预留接口处施作加固机构,如图11所示;
S2.1.从紧急救援站正洞1内施作圈梁,圈梁设于紧急救援站正洞1上方且绕预留接口设置,采用以上设计,可加强紧急救援站正洞1拱顶的强度,以使紧急救援站正洞1拱顶有足够的强度来承接开挖造成的应力释放,避免应力释放造成变形对既有隧道造成影响;
S2.2.从紧急救援站正洞1内施作若干注浆钢花管,若干注浆钢花管设于预留接口周围且注浆钢花管沿紧急救援站正洞1的径向设置,换而言之,若干注浆钢花管绕圈梁一周设置,且每根注浆钢花管沿救援站正洞1的径向设置,若干注浆钢花管在救援站正洞1拱顶的100°-150°范围内施作,采用以上设计,对竖向段接口处周围的岩层起到加固的作用,以使该处岩层能够承受部分开挖造成的应力释放,降低坍塌的可能,即使发生坍塌,也只是小范围的坍塌,不会造成大范围的坍塌而影响既有隧道,同时改变岩层的结构,即使发生垮塌,岩层基本沿预设方向(即三角状)移动,可以起到岩层的自动挤紧,防止岩层的坍塌;
S2.3.从紧急救援站正洞1内施作若干长锚索,以紧急救援站正洞1延伸方向计,若干长锚索设于若干注浆钢花管两侧;长锚索也是沿救援站正洞1的径向方向设置,两侧长锚索间的角度为110°-160°,采用以上设计,可起到加固救援站正洞1拱顶的作用,以使拱顶足以支撑由于竖井式联络烟道8开挖而造成的应力改变,能够承受来至上方的应力释放,同时改变岩层的结构,即使发生坍塌,岩层基本沿预设方向(即三角状)移动,可以起到岩层的自动挤紧,防止岩层的坍塌。
S3.从另一端朝预留接口端开挖,如图12所示,开挖至预留接口后连立5榀钢架形成锁口,由于竖井式联络烟道8和救援站正洞1的连接处为应力最集中的位置,采用以上设计,以便承受开挖竖井式联络烟道8造成的应力释放,同时和注浆钢花管、长锚索配合,实现岩层挤紧,防止坍塌。
S4.采用人工安装钢架、钢筋网,使用小型湿喷机喷射砼,二次衬砌采用定型钢曲模,由下至上浇筑二次衬砌,如图13所示,通常钢架的间距为60cm/榀左右,采用钢筋网也是考虑到地质较软,竖井式联络烟道8的竖向段的钢架水平设置,水平间距也为60cm/榀,横向段的钢架竖直设置。
开挖时,即使竖向段和横向段设计为弧形过渡,也建议开挖至直角过渡,以便在竖向段上端安装井口锁口盘,以保证安全及正常施工。
开挖前,即在开始步骤S3前,在救援站正洞1内施作防护棚架用以避免开挖施工时掉落的泥沙影响通行。
整个隧道防灾救援站的施工采用微振动爆破开挖和机械开挖配合的方式,微振动爆破开挖和机械开挖的施工区域的区分由以下计算方法可得:
单点振速峰值的具体计算方式如下:
根据岩石波速传递原理可得:
σ=KρCV
式中:ρ-岩石密度。C-岩石纵波速度。V-爆破峰值振动速度。K-安全系数,取0.8。σ-为岩石中的应力。
根据Lemaitre等效应力的概念,其计算公式为:
式中:σc-为微裂纹发生扩展的临界应力;α-为微裂纹的初始半径,对于坚硬完整硬岩a取值为0.01m,中硬岩a取值为0.04m。软岩a取值为0.16m;KI C-为应力强度因子。
断裂韧度Ki c和围岩单轴饱和抗压极限强度的关系为:
σc=83.41KIC
然后根据实际情况,进行安全爆破距离的计算,对采用爆破开挖和机械开挖的施工范围进行划分,得到一个综合考量施工安全和施工速度的施工安排,
具体计算如下:引入考虑高程差的萨道夫斯基公式:
式中:H-测点与爆心之问的相对高差(m);β-与高差有关的系数,一般取0.25-0.28,正高差时β取正,反之取负;硬岩中取大值,软岩中取最小值。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:所述防灾救援站包括上、中、下三层隧道群,施工防灾救援站的步骤如下:
S1.下层隧道群和中层隧道群同时开始施工;
S2.施工上层隧道群。
2.根据权利要求1所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:所述中层隧道群包括紧急救援站正洞(1)、设于紧急救援站正洞(1)两侧的左侧救援疏散平导(2)和右侧救援疏散平导(3),所述左侧救援疏散平导(2)和右侧救援疏散平导(3)分别通过若干疏散联络通道(4)连通所述紧急救援站正洞(1)、以及与所述左侧救援疏散平导(2)位于同侧用以通向紧急救援站正洞(1)外的施工横洞(5);所述下层隧道群包括隧底疏散联络通道(6),所述隧底疏散联络通道(6)与所述紧急救援站正洞(1)立体交叉设置用以连通施工横洞(5)和右侧救援疏散平导(3);所述上层隧道群包括平行排烟道(7)、用以连通平行排烟道(7)和紧急救援站正洞(1)的竖井式联络烟道(8)、用以连通平行排烟道(7)和施工横洞(5)的联络排烟道(9),所述联络排烟道(9)上跨左侧救援疏散平导(2)和紧急救援站正洞(1);所述施工横洞(5)、紧急救援站正洞(1)和左侧救援疏散平导(2)为已施工完成的;
施工防灾救援站的步骤如下:
A.从施工横洞(5)开挖隧底疏散联络通道(6);
B.同时从施工横洞(5)开挖至右侧救援疏散平导(3),先施工右侧救援疏散平导(3)的大里程方向段及该段的疏散联络通道(4);
C.当步骤A中隧底疏散联络通道(6)开挖至与紧急救援站正洞(1)交叉段,并进行该段加固处理时,立即调转资源组织上层隧道群的施工,依次开挖联络排烟道(9)、平行排烟道(7)和竖井式联络烟道(8);
D.当步骤B中右侧救援疏散平导(3)的大里程方向段施工完成后调转资源继续施工隧底疏散联络通道(6)的剩余部分;
E.施工右侧救援疏散平导(3)的小里程方向段及该段的疏散联络通道(4)。
3.根据权利要求2所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:待隧底疏散联络通道(6)与紧急救援站正洞(1)交叉段的砼强度达到龄期28天后,才可施工与隧底疏散联络通道(6)相邻的疏散联络通道(4)。
4.根据权利要求2所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:在联络排烟道(9)上跨左侧救援疏散平导(2)和紧急救援站正洞(1)前,与联络排烟道(9)相邻的疏散联络通道(4)必须施工完成。
5.根据权利要求2所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:平行排烟道(7)开挖前,其下方的疏散联络通道(4)须超前完成至少两个,且右侧救援疏散平导(3)的掌子面在横剖面位置超前平行排烟道(7)掌子面至少100米。
6.根据权利要求2所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:从施工横洞(5)开挖隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)的入口段的施工步骤如下:
S1.从施工横洞(5)开挖隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)的一侧施作第一加固机构,所述第一加固机构包括若干注浆块,所述注浆块沿所述施工横洞(5)的径向设置,若干注浆块呈矩阵排列;
S1.1.从施工横洞(5)开挖隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)一侧沿施工横洞(5)的径向进行注浆加固形成注浆加固段;
S2.开挖隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)并在隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)内施作第二加固机构;
S2.1.开挖前,从施工横洞(5)向隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)的拱部施作中管棚;
S2.2.开挖前,在隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)开挖范围架设初支钢架并增设锚管锁固;
S2.3.在隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)的入口处连立5榀钢架进行加固;
S2.4.在隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)入口段的拱部沿其径向设置若干注浆钢花管形成加固段。
7.根据权利要求6所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:以隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)的中线计,所述第一加固机构在施工横洞(5)与隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)锐角交叉方向的长度是在施工横洞(5)与隧底疏散联络通道(6)或联络排烟道(9)钝角交叉方向的长度的两倍。
8.根据权利要求2所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:隧底疏散联络通道(6)与紧急救援站正洞(1)的交叉段的施工步骤如下:
S1.从紧急救援站正洞(1)的仰拱初支底部向交叉段进行竖向钻孔注浆加固岩体;
S2.在交叉段的起点将拱顶逐渐抬高,创造管棚工作室,施作管棚,管棚注浆压力0.8~1.0MPa;
S3.交叉段采用机械开挖,短进尺,强支护,对周边围岩采用花管进行径向注浆加固周边岩体。
9.根据权利要求8所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:在开挖交叉段前还包括步骤:对掌子面进行超前预注浆加固,注浆加固贯穿整个交叉段。
10.根据权利要求8所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:S3步骤中,开挖的断面为马蹄形或矩形。
11.根据权利要求8所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:S3步骤中,紧急救援站正洞(1)正下方的交叉段的开挖断面为矩形,紧急救援站正洞(1)正下方的交叉段的两端的开挖断面为马蹄形。
12.根据权利要求8所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:还包括步骤S4.在交叉段设置门型钢架支护,施作二衬并采用混凝土回填紧急救援站正洞(1)仰拱底空间。
13.根据权利要求12所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:所述门型钢架间距为50-60cm/榀。
14.根据权利要求2所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:在联络排烟道(9)与左侧救援疏散平导(2)和紧急救援站正洞(1)的上跨交叉段,从联络排烟道(9)的仰拱及底板设置注浆钢管,对联络排烟道(9)隧底进行注浆加固。
15.根据权利要求2所述的复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法,其特征在于:开挖竖井式联络烟道(8)的步骤:
S1.在紧急救援站正洞(1)内的预留结构段施作钢架临时套拱用以支撑该段紧急救援站正洞(1)的二衬;
S2.在预留接口处施作加固机构;
S2.1.从紧急救援站正洞(1)内施作圈梁,所述圈梁设于所述紧急救援站正洞(1)上方且绕所述预留接口设置;
S2.2.从紧急救援站正洞(1)内施作若干注浆钢花管,所述若干注浆钢花管设于所述预留接口周围且注浆钢花管沿紧急救援站正洞(1)的径向设置;
S2.3.从紧急救援站正洞(1)内施作若干长锚索,以紧急救援站正洞(1)延伸方向计,所述若干长锚索设于所述若干注浆钢花管两侧;
S3.从另一端朝所述预留接口端开挖,开挖至预留接口后连立5榀钢架形成锁口。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011103844.0A CN112211647B (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011103844.0A CN112211647B (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112211647A true CN112211647A (zh) | 2021-01-12 |
CN112211647B CN112211647B (zh) | 2023-02-28 |
Family
ID=74054621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011103844.0A Active CN112211647B (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112211647B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114575858A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-03 | 中交一公局集团有限公司 | 公路隧道双车道单幅正洞与单车道救援通道联合掘进方法 |
CN114592878A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-07 | 中交一公局集团有限公司 | 利用双车道单幅正洞进行小断面救援通道高效出渣的方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5393621A (en) * | 1977-01-28 | 1978-08-16 | Nohmi Bosai Kogyo Co Ltd | Rescue box provided in rescue passage such as tunnel |
CN109695453A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-04-30 | 中铁四局集团第一工程有限公司 | 一种竖井正洞立体交叉处辅助开挖施工方法 |
CN111415567A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-14 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种单洞双线隧道两侧平导型救援站火灾模型试验系统 |
-
2020
- 2020-10-15 CN CN202011103844.0A patent/CN112211647B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5393621A (en) * | 1977-01-28 | 1978-08-16 | Nohmi Bosai Kogyo Co Ltd | Rescue box provided in rescue passage such as tunnel |
CN109695453A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-04-30 | 中铁四局集团第一工程有限公司 | 一种竖井正洞立体交叉处辅助开挖施工方法 |
CN111415567A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-14 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种单洞双线隧道两侧平导型救援站火灾模型试验系统 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
何涛: "型地下救援站近接交叉施工方案比选研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(工程科技Ⅱ辑)》 * |
王若晨等: "成兰铁路云屯堡隧道紧急救援站设计优化研究", 《隧道建设》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114575858A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-03 | 中交一公局集团有限公司 | 公路隧道双车道单幅正洞与单车道救援通道联合掘进方法 |
CN114592878A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-07 | 中交一公局集团有限公司 | 利用双车道单幅正洞进行小断面救援通道高效出渣的方法 |
CN114592878B (zh) * | 2022-03-14 | 2024-04-16 | 中交一公局集团有限公司 | 利用双车道单幅正洞进行小断面救援通道高效出渣的方法 |
CN114575858B (zh) * | 2022-03-14 | 2024-04-16 | 中交一公局集团有限公司 | 公路隧道双车道单幅正洞与单车道救援通道联合掘进方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112211647B (zh) | 2023-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3633141B1 (en) | Construction method for inner structure of single-bore double-track composite lining shield tunnel | |
CN112211647B (zh) | 一种复杂地质隧道大型空间防灾救援站的施工方法 | |
CN109736827B (zh) | 城市地铁硬岩地层联络通道高压气体膨胀致裂开挖的方法 | |
RU2510444C2 (ru) | Трехсводчатая станция метрополитена колонного типа и способы ее возведения (устройство и способы юркевича п.б.) | |
CN109958445B (zh) | 用于超浅埋大型地下空间的棚架施工法 | |
CN110344861B (zh) | 岩石地层超大跨度地下工程快速修建方法及其结构 | |
CN110486036B (zh) | 一种扩大拱脚初支拱盖法施工方法 | |
CN106948834B (zh) | 地铁与城市地下综合管廊共建的施工方法及建筑结构 | |
CN109779653B (zh) | 软岩大断面隧道交岔口施工方法 | |
CN105781595A (zh) | 一种矩形及类矩形断面地下工程机械分部暗挖建造方法 | |
CN111997616B (zh) | 一种采用大断面连续回收残留顶底柱的方法 | |
CN113338970A (zh) | 一种盾构接收方法 | |
CN112324442A (zh) | 大断面隧道的挖掘方法 | |
CN109057817A (zh) | 适用于上下叠落地铁区间的c型联络通道结构及施工方法 | |
CN117365501A (zh) | 大直径盾构隧道扩挖大尺寸车行横通道加固施工方法 | |
CN211448683U (zh) | 大倾角、超高度硐室 | |
CN111594218A (zh) | 一种陡峻地形隧道斜交进洞结构及施工方法 | |
CN110552731A (zh) | 一种放顶煤回采巷道注浆锚索支护结构及其超前支护方法 | |
CN112443331B (zh) | 扰动敏感地层超小净距大断面群洞并行地铁隧道施工方法 | |
CN112196544B (zh) | 高地应力软岩地层的联络排烟道上跨既有隧道的施工方法 | |
CN112963168B (zh) | 扰动敏感地层超小净距大断面群洞隧道马头门施工方法 | |
CN114876469A (zh) | 高速超大断面隧道开挖施工方法 | |
CN210396769U (zh) | 一种岩石地层超大跨度地下工程快速修建结构 | |
CN212250034U (zh) | 一种高地应力软岩地层大型救援站通风竖井 | |
CN212250050U (zh) | 高地应力软岩地层的超近接立体交叉洞室 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |