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6,4。鉆爆法隧道襯砌設計6,4.2、本條對山嶺隧道平面設計、縱斷面設計提出了具體要求,平面上宜直線布置,便于運輸。測量監(jiān)控 特殊條件下亦可選用折線形隧道,折線轉角處半徑與油氣管道曲率半徑相適應,縱斷面上宜采用人字坡,便于自流排水，6,4.3、本條對山嶺隧道的洞口布置提出了基本要求、6、4.5、本條對明洞的設置條件作了基本規(guī)定,隧道設計時應避免對洞口山體進行大量刷坡、6、4,6,隧道襯砌因其通過的地質情況、結構受力。計算方法以及施工條件的不同 有整體式襯砌 模筑混凝土襯砌及砌體襯砌.復合式襯砌,內,外兩層襯砌組合而成,噴錨襯砌,噴射混凝土,錨桿噴射混凝土 錨桿鋼筋網噴射混凝土 噴鋼纖混凝土襯砌 等形式、噴錨襯砌是一種加固圍巖 抑制圍巖變形、積極利用圍巖自承能力的襯砌形式.它具有支護及時.柔性，密貼等特點。在受力條件上比模筑襯砌優(yōu)越.對加快施工進度，節(jié)約勞動力及原材料，降低工程成本等效果顯著,亦能保證管道運營安全.應予推廣,復合式襯砌由內,外兩層襯砌組合而成,通常稱第一層襯砌為初期支護。第二層襯砌叫作二次襯砌,復合式襯砌內外兩層組合的方式有噴錨與整體，裝配與整體，整體與整體等多種，一般常用的是噴錨與整體的組合.其優(yōu)點是能充分發(fā)揮圍巖的自承能力 調整襯砌受力狀態(tài)、充分利用襯砌材料的抗壓強度。從而提高襯砌的承載力，整體襯砌是一次襯砌成形的傳統形式，施工進度較慢,小斷面隧道較少采用 襯砌結構類型及強度,必須能長期隨圍巖壓力等承受作用，而圍巖壓力等作用又與圍巖級別,水文地質、埋藏深度、結構工作特點等有關、因此在選定時,可根據這些情況考慮、此外 襯砌結構的選用還受施工方法，施工措施等影響。因而還需考慮施工條件等，鑒于地下結構的工作狀態(tài)極為復雜 影響因素較多，單憑理論計算還不能完全反映實際情況，為了使理論與實踐相結合、選用的襯砌更為合理、除根據以上因素外，還要通過工程類比和結構計算并適當考慮工程誤差確定.6 4,7、對設置襯砌時應符合的各項規(guī)定說明如下 1、隧道邊墻一般有直墻和曲墻兩種.一般隧道開挖后，圍巖均會產生較大側壓力導致襯砌破壞。故一般跨度不大于5m的小斷面隧道可采用直墻式襯砌 大斷面隧道應采用曲墻式襯砌,尤其嚴寒地區(qū)洞口若不封閉.洞內冬季會冰凍。會產生較大側壓力導致襯砌破壞。更應采用曲墻式襯砌。2。當隧道外側山體覆蓋較薄.地面橫坡較陡 或因洞身巖層構造不利，層面傾斜較陡，有順層滑動可能以及施工坍塌產生圍巖松動、滑移等情況而引起明顯偏壓的地段。為了承受不對稱的圍巖壓力,應采用偏壓襯砌，但也要注意當隧道外側覆蓋厚度過薄。會出現外側土坡失穩(wěn)、因而尚應采取設置地面錨桿,抗滑樁或支擋結構等措施 3.洞口地段。一般埋藏較淺，地質條件較差,受自然條件，雨水侵蝕,冰凍破壞、氣候變化等,影響 土質較松散。巖石易風化.穩(wěn)定性較洞內差，襯砌受力情況也較洞內不利,如有時受仰坡方向的縱向推力等，因此.洞口應設置洞口段襯砌或加強襯砌,根據經驗、本款規(guī)定應不小于5m的加強襯砌長度，4,在洞身地質條件變化地段 圍巖壓力是不相同的,為了避免強度不夠、引起襯砌變形 圍巖較差地段的襯砌及偏壓襯砌段應適當向圍巖較好的地段延伸.以起過渡作用，延伸長度應視圍巖的具體變化情況而定。一般延伸5m.10m。5 在洞身有明顯的硬軟地層分界處.由于地基承載力相差很大.前后襯砌下沉不勻,往往造成破裂.甚至引起其他病害、此時應設置變形縫 6,4，8 采用復合式襯砌有關規(guī)定說明如下,1。復合式襯砌的初期支護多采用噴錨支護，具有支護及時,柔性的特點。并在一定程度上能夠隨著圍巖的變形而變形，力求最大限度地發(fā)揮圍巖的自承能力，根據圍巖條件 復合襯砌初期支護采用噴射混凝土，錨桿，鋼筋網和鋼架等支護形式單一或組合施工、并通過監(jiān)控量測手段 確定圍巖已基本趨于穩(wěn)定、再進行內層二次襯砌施工、二次襯砌可采用模筑混凝土、噴錨。拼裝式襯砌等、2、影響二次襯砌受力狀態(tài)的因素很多。除圍巖級別 地下水狀態(tài).隧道埋置深度外,還有初期支護的剛度，隧道斷面大小及其施作時間等，故設計二次襯砌時。應綜合考慮各種因素的影響，以期達到經濟安全的目的、目前，多采用工程類比法設計二次襯砌 管道隧道均屬于小斷面隧道，若采用模筑混凝土二次襯砌工法.則襯砌臺車與出渣設備在空間上產生矛盾，初支和二襯不能同步施工、因而絕大多數隧道都是待貫通之后才施作二次襯砌、造成較差的圍巖段施工中存在不安全因素，也造成隧道工期的延長 若二襯也采用噴錨支護就可解決上述兩項缺點，二次襯砌一般受力比較均勻 為防止應力集中.故宜采用連接圓順，等厚的馬蹄形斷面,3，表6 4。8中復合襯砌的設計參數.是根據國外鐵路 公路 隧道支護參數統計、類比，結合專家意見進行調研修改的。其中 級圍巖當初期支護設置格柵鋼架時,要求噴射混凝土必須覆蓋鋼架、6.4。9 采用噴錨襯砌時 應符合的規(guī)定說明如下,1 為確保襯砌不侵入隧道限界 噴錨襯砌內輪廓除考慮按整體式襯砌內輪廓要求放大外、尚應預留100m作為補強之用,噴錨襯砌是柔性結構 厚度較薄 并與圍巖共同作用、考慮必要時需要加強噴錨襯砌，以防內輪廓尺寸不夠。因此預留 3，鑒于有水時不利于噴層與圍巖的緊密黏結、難以充分發(fā)揮噴射混凝土的應有作用、甚至給噴射混凝土帶來不利影響 洞內地下水具有侵蝕性的地段。易造成襯砌腐蝕 由于噴層厚度較薄、受腐蝕的危害甚于模筑混凝土襯砌,巖性較軟的巖層,開挖后易風化潮解,親水性很強 遇水泥化，軟化，膨脹 圍巖壓力大 嚴重者發(fā)生淤泥狀流淌.穩(wěn)定性較差.噴錨襯砌難以阻止其迅速的變形.噴錨襯砌抗凍脹性能較差.嚴寒和寒冷地區(qū)。土壤凍脹導致襯砌破壞的危害甚于模筑混凝土襯砌，故大面積淋水地段，能造成腐蝕及膨脹性地層的地段,嚴寒和寒冷地區(qū)不封閉的隧道，不宜采用噴錨襯砌,對于地下水不發(fā)育的.級圍巖的山嶺隧道、通過現場試驗確定相關參數后,也可采用錨噴支護.6,4.10。采用整體式襯砌時、應符合的規(guī)定說明如下 1。隧道洞口地段.如線路中線與地形等高線斜交.地質條件較好 為降低邊、仰坡開挖高度 選用斜交洞門時、可采用斜交襯砌。但因斜交地段地層壓力和襯砌受力較為復雜、施工也較困難、特別是在松軟地層地段,易出現病害或造成事故.為了安全，故制定本條規(guī)定、2,在嚴寒地區(qū)，冬春季節(jié)，洞內氣溫常在0。以下、襯砌圬工由于冷縮影響 往往導致開裂，變形,為了結構安全、應設置伸縮縫。伸縮縫的間距可視隧道長度及其所在地區(qū)最冷月平均氣溫等條件確定、一般是洞口段短些、洞內長些,氣溫影響較大者短些.影響較小者長些.設計時,可根據具體情況.每隔10m、30m設置一道.如圍巖較好，又無地下水時、亦可采用貫通拱圈與邊墻的工作。當洞身通過地質不良地段或傍山有偏壓地段,一般地壓較大.且不對稱、如不及時壓注水泥砂漿填充襯砌與圍巖間空隙、襯砌更易變形.因此要求向襯砌背后進行斷面壓注水泥砂漿或其他漿液。既填充空隙、改善襯砌受力狀態(tài)。又加固圍巖。減少圍巖壓力.有地下水地段設有引水設備時。應采取措施 防止堵塞通路,但不能因為需引水而不壓漿。襯砌是主體結構、防止襯砌變形是主要的。如壓漿后排水通路堵塞造成滲漏時，可再鉆孔 鑿槽或埋管引水.或采取其他防水措施。6 4。11,初期支護應具有合理的剛度,并且在一定程度能夠隨著圍巖的變形而變形、由于噴射混凝土,錨桿.鋼筋網.鋼架或格柵鋼架等的不同作用各不相同。初期支護的剛度與其組成成分有著密切關系，故在設計時應根據工程地質 水文地質 隧道斷面尺寸,覆蓋層厚度等條件選擇初期支護的組成部分 確定初期支護的剛度時。除上述因素外、還應考慮地面及地下建筑物的種類及狀態(tài)和使用目的等因素，當隧道所在地區(qū)對地表下沉量有嚴格限制時,在此條件下，應進行現場試驗。防止單憑經驗處理問題，在松散.膠結性差的地層中可加設鋼筋網 以提高噴射混凝土與受噴巖面間的黏結力。防止噴層剝落和松散介質坍塌，在不同地質條件下,使用錨桿的目的也不同.在節(jié)理，層理發(fā)達的硬巖和中硬巖中，因巖石本身強度高，一般會出現因開挖而使圍巖中的應力超過圍巖本身強度的現象。在此條件下、采用錨桿的目的在于抑制巖塊間的滑動 以保持圍巖穩(wěn)定，在軟巖或土砂地層中，往往因開挖而使圍巖中的應力超過本身的強度、從而在圍巖中出現塑性區(qū)，使凈空變形加大、此時采用錨桿的目的在于限制塑性區(qū)的產生及發(fā)展 盡力減少圍巖變形，以達到穩(wěn)定圍巖的目的.錨桿類型可分為端頭錨固型,全長黏結型,摩擦型 預應力錨桿等.6，4 12,對隧道的仰供襯砌提出了具體要求 6 4、13。鉆爆法隧道設計，施工應遵循新奧法。是集設計 施工。勘察于一體的動態(tài)控制過程。通過施工勘察與監(jiān)測 可以調整設計支護參數和施工工藝.提前發(fā)現工程難點.疑點.及早進行技術準備,實現安全?？煽?經濟,合理的目標,因此工程設計中應針對具體的條件提出具體的施工勘察和監(jiān)測要求 6.4，19，隧道設計應采取下列施工防水。防坍塌措施、保證施工安全。1,留設隔水巖柱.一般山嶺鉆爆法隧道。其頂面上覆蓋層厚度一般不小于隧道橫斷面高度的2.5倍,3倍.但對于水下隧道來講,在隧道開挖后。受打眼，爆破作業(yè)的擾動.圍巖原始狀態(tài)遭到破壞，從而產生導水裂隙或使原裂隙擴張導通.因此必須留設隔水巖柱將河水與開挖隧道 隔離，防止涌水、保證施工安全.隔水巖柱,實際就是隧道埋深，參照煤礦水下采煤方法在采區(qū)頂部保留一定厚度的隔水巖柱.以防止水的侵入,一般而言隧道頂與水體之間的豎向距離不宜小于隧道橫斷面高度的10倍。防水侵入的保護巖層厚度按下式計算、式中.S、保護巖層的厚度,m、H，水頭高度，m，水深與隧道最小埋深之和.要考慮頂部基巖的預水裂隙長度，B.隧道毛斷面寬度,m,F，圍巖的強度系數、C.風化層厚度、m。2。超前探水.對于有的圍巖，裂隙發(fā)育或巖石破碎,甚至有斷裂帶.斷裂帶中充填物膠結不實等情況下、僅留隔水巖柱隔水是不夠的。為了確保開挖面安全作業(yè)。設計應要求施工中必須向開挖面打超前鉆、探水。探水鉆孔有兩個作用 一是根據探水鉆孔所取巖芯判斷開挖前方巖石破碎情況，裂隙發(fā)育程度等 因為工程地質勘察時、按詳勘要求一般鉆孔孔距50m.孔與孔之間地層情況很難預測 二是根據鉆孔流水流量判斷裂隙是否導水。是否與河水有水力聯系,一般流水是清水而不帶黃色說明與河水無水力聯系.從而確定是否需要采取進一步措施治水，一般超前探水鉆孔3個，鉆孔口應有防突水措施,在孔口安裝閘門、一個鉆孔取巖芯、兩個不取巖芯 鉆孔長度一般30m,50m 孔徑為100m.150mm、鉆孔搭接長度10m 鉆孔外插角一般3 3,超前地質預報，根據圍巖狀況。對于斷層較多，圍巖破碎的隧道除了要進行超前鉆孔探水外.還應進行超前地質預報、采用CQTC、1 TSP等超前地質預報探測系統,可以探測前方各種地質構造 破碎帶.充水帶、與超前探水結合,有效地避免大量涌水.坍塌等地質災害。確保施工安全.4 注漿，堵水。超前鉆探發(fā)現開挖面前方出現異常狀況,圍巖破碎.裂隙發(fā)育,鉆孔水流量大，不采取措施施工難度較大且存在較大風險時 應立即停止開挖作業(yè),采取注漿措施 堵水、以防止大量的裂隙水涌人開挖面,