8組嚴寒凍土地區(qū)隧道開挖施工方案解析

1、嚴寒凍土地區(qū)隧道開挖施工方案嚴寒凍土地區(qū)隧道開挖施工方案小組8成員：黃熠。宋秋池，丁文豪，陳慶。陳友宏，童響內容提要內容提要一、凍土地區(qū)地質描述1.地質特征 2.地質對施工的影響二、凍土地區(qū)隧道施工要點1.施工原則 2. 施工方法3.施工設備 4. 注意事項 三、凍土地區(qū)隧道施工圖片展示 四、凍土地區(qū)隧道施工案例分析凍土地區(qū)地質描述凍土地區(qū)地質描述凍土地區(qū)地質描述地質特征多年凍土工程地質條件的主要控制因素有平均地溫，含冰量，多年 凍土上限等，這些控制因素再加上凍結層上水等水文地質條件極其組 合關系，決定了多年凍土工程地質條件1.年平均地溫 性的重要指標，一般用年平均地溫表示，即年較差為零深度處

2、的地溫。 2.含水量 飽冰凍土及含土冰層、少冰凍土、多冰凍土稱低含量凍土，富冰凍土， 飽冰凍土及含土冰層稱為高含冰量土。 3.多年凍土上限 年凍土進行統(tǒng)計分析。4.不良凍土現(xiàn)象 通地面調查圈定。因此，可以通過優(yōu)化線路平面位置加以避繞或合理 設置工程類別通過。但工程修建和活動會不可避免地改變地表水，地 下水徑流條件和其他環(huán)境條件，誘發(fā)產生新的不良凍土現(xiàn)象。凍土地質對施工的影響凍土地質對施工的影響 1.多年凍土隧道施工工藝高原多年凍土隧道工程可借鑒的經驗很少， 其核心在于盡量減少氣溫升高對凍土的影響，避免凍土融化壓縮下沉 和凍脹力造成施工災害和運營隱患。 2.凍土的抗壓強度很高，其極限抗壓強度甚至

3、與混凝土相當，凍土融 化后的抗壓強度急劇降低，所形成的熱融沉陷和下一個寒季的凍脹作 用常常造成工程建筑物失穩(wěn)而難以修復。 3.含水的松散巖體和土體，溫度降到0 是凍結狀態(tài)的主要標志，水結成冰時，體積增加約9%,使土體發(fā)生凍 是凍結狀態(tài)的主要標志，水結成冰時，體積增加約9%,使土體發(fā)生凍 脹，土凍脹時不僅原位置的水凍結成冰，而且在滲透力的作用下，水 分將從未凍區(qū)向凍結鋒面轉移并在那里凍結成冰，使土的凍脹更加強 烈。 4.土在凍結過程中由于水變成冰體積增大，并引起水分遷移、析冰， 土骨架位移，因而改變土的結構，在融化固結，從而引起局部地面的 向下運動，即熱融沉陷。凍土地區(qū)施工要點凍土地區(qū)施工要點施

4、工原則1.最大限度采用機械化施工2.不追求單臺設備最先進，力求設備間合理匹配 3.采用有軌運輸 4.施工機械要與施工方法配套, 5.單機選型要考慮質量可靠高效、經濟合理，維修方便，組合配套時6.選型配套要與進度要求相適應7.既要考慮高原機械工效降低，又要考慮設備配備 的富余系數不宜過 凍土地區(qū)隧道施工方法凍土地區(qū)隧道施工方法1.隧道施工爆破技術 隧道爆破的方案總體是：IV級圍巖采用全斷面爆破開挖方案，V級圍巖采用正臺階 爆破開挖方案，炮眼的布置原則是：選擇合理的掏槽方式和掏槽位置；周邊眼按光面 爆破參數布置；布置好周邊眼和掏槽眼后，在其之間均勻布置掘進眼 2.噴射混凝土支護技術 濕噴混凝土作為

5、一種成熟的施工支護技術在普通的山嶺隧道中得到廣泛的運用。但在 高海拔高寒的多年凍土地區(qū)鐵路隧道施工中，高原高寒條件會對噴射混凝土支護施工 工藝產生較大影響。 通過對施工工藝、配合比、噴射工藝系統(tǒng)合理溫度，抗凍和早強等添加劑合理的摻和， 工藝規(guī)程及技術條件、強度、抗凍融、與巖面的粘結強度等一系列試驗。驗證了濕噴 混凝土支護在高原多年凍土隧道施工中的可行性。 3.模筑襯砌混凝土施工工藝 高原多年凍土隧道模筑襯砌混凝土的施工有其特殊性。一方面，由于隧道地處高原多 年凍土區(qū)，在自然條件惡劣，高寒條件下，襯砌施工首先要解決的就是拌制合格的低 溫早強耐久混凝土拌合物。另一方面，施工時既要保證混凝土澆筑所帶

6、入的熱量較小， 以使水化熱溫升對圍巖凍土結構產生的破壞最小，又要保證混凝土澆筑后能在規(guī)定時 間內達到抗凍臨界強度和拆模強度 4.防水隔熱層施工工藝 隧道全斷面設防水隔熱保溫層，鋪設于模筑支護與二次模筑鋼筋混凝土襯砌之間，結 構形式采用“復合防水板+隔熱保溫層+復合防水板” 構形式采用“復合防水板+隔熱保溫層+復合防水板”。主要施工設備主要施工設備注意事項注意事項 1.水泥選用。為了保證混凝土獲取足夠的早期強度，同時使混凝土具有較好 的可泵性，應優(yōu)先選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，強度等級 的可泵性，應優(yōu)先選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，強度等級32.5MPa 2.混凝土外加劑。根據混凝土需具備

7、低溫、早強、耐久、耐腐蝕的要求，選 2.混凝土外加劑。根據混凝土需具備低溫、早強、耐久、耐腐蝕的要求， 3.混凝土拌制及運輸。采用集中攪拌站拌制混凝土，攪拌站設在保溫大棚內， 為保證混凝土入模溫度在10 為保證混凝土入模溫度在102范圍內?？紤]運輸過程中和運至工地后 泵送施工中混凝土熱量損失，通過熱工計算，確定混凝土出機溫度應保證在 1315范圍內。 4.混凝土澆筑。由于高原缺氧，應盡可能采用機械化施工，襯砌混凝土采用 泵送及襯砌模板臺車施工。 5.施工縫及伸縮縫。用鋼絲刷及除銹工具將基層混凝土表面的突出部分漿皮 及松軟部分除掉，清除基層混凝土表面的污物，在上一環(huán)鋼筋混凝土襯砌立 模時，通過鐵

8、絲或鋼筋將橡膠止水帶一半固定在正確的位置，再將襯砌端頭 板安裝牢固，防止漏漿，灌注混凝土6.防水及隔熱保溫層. 縫有足夠的強度和可靠的防水性。在保溫板一面和復合防水板的PVC膜面上 縫有足夠的強度和可靠的防水性。在保溫板一面和復合防水板的PVC膜面上 均勻涂抹樹脂膠，待膠風干不粘時，將保溫板平整地粘貼在復合防水板上， 保證拼裝平順，輕壓保溫板，使其粘接牢固。風火山隧道洞身支護襯砌風火山隧道洞身支護襯砌風火山隧道結 構為復合式襯砌， 采用5 采用5層先后施工 的隧道支護襯砌結 構形式；首次采用 “防水板+隔熱層 防水板+ +防水保護層”的 防水保護層” 防水保溫結構形式。復合式襯砌復合式襯砌風火

9、山隧道洞內光面爆破效果風火山隧道洞內光面爆破效果為減少爆破后 爆生氣體高溫對 圍巖的影響，周 邊眼采取在裝藥 之間放置裝有 Nacl鹽水炮泥進 Nacl鹽水炮泥進 行封堵炮孔水玻璃注漿保證山體結構水玻璃注漿保證山體結構對融凍泥巖 地質，用水玻 璃進行雙液注 漿，首先穩(wěn)定 山體結構，待 水玻璃與水泥 漿凝固后，再 謹慎開挖。凍土地區(qū)施工案例凍土地區(qū)施工案例青藏鐵路風火山多年凍土隧道長1338m是世界 青藏鐵路風火山多年凍土隧道長1338m是世界 上海拔最高的凍土隧道。多年凍土上11.8m， 上海拔最高的凍土隧道。多年凍土上11.8m， 凍土層厚達100150m，洞身全部位于凍土之中， 凍土層厚達100150m，洞身全部位于凍土之中， 在施工過程中充分把握凍土的工程性質，采用注 漿管棚，注漿錨桿，洞內光面爆破等開挖技術并 綜合運用粗顆粒土換填