客运专线隧道监理监理工作要点

铁路客运专线隧道施工监理及验收,一些基本概念,日常监理手段：巡视、检查验收、旁站隧道工程实际就是地质工程，围岩条件不是祥勘就能勘察得一清二楚的。隧道施工是高风险作业，安全不能放松。隧道工程地质与水文地质条件在施工期间不是固定不变的，它会因施工条件和气候条件的变化而相应发生动态改变。,隧道施工中常见的地质灾害,塌方:在复杂的或不良的地质地段修建隧道，常常出现洞顶、侧壁的塌落和滑移现象，严重时甚至会发生冒顶的情况。这些都属于塌方现象。涌水:当隧道穿过断层破碎带、张性或扭性节理密集带、向斜轴部、不同岩层接触带的附近以及岩溶地区，在施工中常发生涌水，甚至突然涌水现象。因为这些地段往往是地下水富集储存的场所和良好的通道。涌泥沙:隧道涌泥沙和涌水往往同时产生，泥沙在隧道涌水灾害中的作用是不可忽视的，目前国内外专门进行涌泥沙方面的研究很少，甚至没有，这也是导致预测预报不准确的一个主要原因。瓦斯:隧道的开挖有时会遇到各种有害的气体，它会毒害人的身体，甚至引起燃烧和爆炸，造成严重事故。岩爆:岩爆现象有两种情况，一种是当岩石发生爆裂声响后，裂开的石块随即被弹射出来。这种岩爆的特点是岩石开裂与弹射石块几乎同时发生。爆裂声较大，弹射时还伴以烟状粉末散出，但弹射出的石块较小，多为长宽几厘米的碎块薄片，弹射较远。另一种情况是岩石发生爆裂声响后，其开裂的石块并不立即被弹射下来，而是经过一段时间石块才从母岩弹射或自由落下，这种岩爆的特点是爆裂声响小，爆裂岩块较大。,1 施工环境差地质条件多变的地下施工较为不便；加上洞内施工的动力供应不如地面建筑工程方便，施工运输也不如地面灵活方便，隧道的施工环境当然比地面要恶劣得多，同时施工本身还会产生大量的噪声、粉尘及废气，使得环境进一步恶化。2 工作面狭窄隧道是一长条形管状结构物，一般只有两个工作面，有时由于洞口地质不良或施工干扰等原因，两个工作面还不能充分利用。如要增加工作面又比较困难，因此，隧道工程往往成为控制工期的重点工程。3 ，工序较多，彼此干扰大隧道施工技术是一项综合性很强的技术，其主要工序通常包括开挖、出碴、支护和衬砌。它的施工过程是在地层中挖出土石，以形成符合设计要求的隧道断面轮廓，并进行必要的支护和衬砌，以控制围岩的变形，确保隧道长期安全使用。为了保证主要工序的进行，还需配备必要的动力和机具设备，以及保持地下施工环境良好的通风、照明、排水、防尘等辅助措施。各个工序之间必须衔接紧密，才能保证正常的施工进度，但由于工作面有限，各工序间的相互干扰较大，且难以避免。,选择隧道施工方法的要素,要求隧道的施工方法具有相应的灵活性，在遇到不良地质时有较强的应变能力。在保证安全的条件下，均衡、快速地进行施工，才能建成质量高、造价低的隧道建筑物。1 工程的重要性（这从工程的规模，使用上的特殊要求，工期的缓急，工程的造价等方面体现出来）。2 隧道所处的工程地质和水文地质条件。这是选择施工方法的先决条件。3 施工技术条件和机械装备情况。4 施工单位的习惯做法。,常见隧道施工方法,目前隧道施工中常用的几种施工方法是：矿山法、掘进机法、沉管法、顶进法、明挖法和盖挖法等。矿山法因最早应用于矿石开挖而得名，主要是指用钻眼爆破进行开挖。钻爆法由于对地质条件的适应性强，开挖成本低，因而特别在坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道掘进中及大量的短隧道施工中应用广泛；即使将来掘进机在技术上更完善以后，也仍然会是主要的隧道施工方法。它包括传统矿山法和新奥法（New Austrian Tunnelling method - NATM ）。掘进机法包括隧道掘进机法和盾构法。隧道掘进机是一种机械化的隧道掘进设备，它通过刀具在隧道断面内直接破碎岩石从而进行连续掘进。为了缩短修建长距离隧道的工期，通常采用掘进速度较快、自动化程度很高的隧道掘进机法。它主要适用于石质围岩。,常见隧道施工方法,圆形断面的城市隧道和水下隧道通常采用盾构法施工，它是在盾壳的支护下作业。盾构掘进的动力是环形布置的若干千斤顶，泥土开挖后由排碴系统排出，盾构前进一节后其后端即可拼装一节衬砌，如此周而复始地循环。盾构法集支护、开挖、推进、出碴、衬砌拼装于一体，机械化程度高，施工安全可靠。我国自行设计的有适用于软土的网格式盾构及适用于薪土的土压平衡式盾构。沉管法、顶进法、明挖法和盖挖法主要用来修建水底隧道、地下铁道、城市市政隧道以及埋置很浅的山岭隧道。在运输隧道施工中，采用顶进法铺设大型管道是近年来施工技术的发展。,主要内容,1、客运专线隧道工程特点 2、客运专线隧道施工监理关键点 3、隧道工程验收,1、客运专线隧道的特点,1 要面对空气动力效应所产生的新现象新问题。 客运专线线上的隧道不同于一般的铁路隧道，当高速列车在隧道中运行时要遇到空气动力学问题，为了降低及缓解空气动力学效应，除了采用密封车辆及减小车辆横断面积外，必须采取有力的结构工程措施，增大隧道有效净空面积及在洞口增设缓冲结构；另外还有其它辅助措施，如在复线上双孔单线隧道设置一系列横通道；以及在隧道内适当位置修建通风竖井、斜井或横洞。 为了降低隧道的空气动力效应，增大隧道有效净空面积是较好的结构工程措施，也是当前世界各国高速铁路发展的总趋势。,京沪高速铁路暂规,单洞双线隧道断面有效面积为100m2。单线隧道断面有效面积为70m2。限速地段当检算行车速度200km/h时，可采用较小的隧道断面有效面积，但双线隧道断面有效面积不应小于80 m2。单线隧道断面有效面积不应小于52 m2。,1、客运专线隧道的特点,2、客运专线线隧道的横断面较大，受力比较复杂，一般采用复合衬砌和整体式衬砌。隧道采用复合式衬砌和整体式衬砌。衬砌结构型式：隧道采用曲墙式衬砌，其中级采用曲墙不带仰拱衬砌型式，级采用曲墙带仰拱衬砌型式。初期支护喷射纤维混凝土，C25。二次衬砌采用防水（钢筋）混凝土，C30。,1、 客运专线隧道的特点,3 隧底结构的整体性和耐久性要求很高。由于在长期列车重载作用及地下水侵蚀的影响下极易产生破坏，从而引起基底沉陷、道床翻浆冒泥等病害，不但增加养护维修工作量，而且严重影响运营安全，尤其是高速铁路对隧道底部的强度较普通铁路要求更高，且高速铁路隧道的断面跨度较大，因此要求高速铁路隧道铺底厚度应不小于30cm。强度、耐久性是客运专线混凝土的双控指标。,1、 客运专线隧道的特点,4、对隧道衬砌混凝土的耐久性控制提出了更高的要求 隧道衬砌混凝土的地质环境复杂，对耐久性、抗渗性、抗冻性等耐久性指标应严格控制。,2、客运专线隧道监理关键点,2.1隧道施工关键控制点,1 、初期支护参数确定与塌方控制。2、隧道防排水施工质量控制3、耐久性混凝土施工质量控制。4、隧道施工测量与隧道限界控制。5、隧道结构的明晰性、完整性施工工序与工艺控制,2.1.1初期支护参数确定与塌方控制,铁路一般围岩分级及初期支护有以下几种类型：围岩分级从级至级，初期支护有级围岩局部锚杆加素喷， 级围岩为系统锚杆加喷射砼， 、 级围岩为格栅（或工字）钢架加挂网锚喷。 、 级围岩可进一步细分为 (1)复合式衬砌格栅钢架： 、 级围岩 一般情况、风机连接段、非绝缘段下锚洞；(2)复合式衬砌工字钢架： 、 级围岩 加强型、偏压型、非绝缘段下锚洞加强型、风机安装段及风机连接段加强型。对一些强风化、富水和软弱地段并辅助于这样一些预支护手段：超前小道管、超前管棚、3米或5米超前预注浆、开挖后加固圈3米全断面径向注浆等。（全线隧道除明洞工程及斜切段外，其余均采用复合式衬砌。其中IIIV级围岩地段设置仰拱；II级围岩采用曲墙式带底板衬砌，其底板为厚度不小于30cm的钢筋混凝土。）,2.1初期支护参数确定与塌方控制,下述地段不适用：1、地震动峰值加速度等于大于0.2g地区的浅埋、偏压隧道；2、有滑动可能的倾斜岩层（顺层滑动、滑坡等）地段；3、活动断层及活动性断层影响带；4、软土、膨胀土（岩）、高地应力特殊地质地段；5、塌方地段。,2.1初期支护参数确定与塌方控制表1-1：从地面预报隧道地质条件的可信程度（据Wahlstrom 1973 ）,2.1初期支护参数确定与塌方控制,隧道开挖前所提出的设计在严格意义上说只能称做“预设计”。根据开挖揭示的围岩条件和支护系统力学行为的量测来调整设计参数是隧道设计中的一个十分重要的环节。设计与监理均应密切配合施工及时解决隧道开挖过程中出现的地质不符问题。隧道支护参数最终应以实际开挖后围岩的地质情况确定。 对于、 级围岩二衬的施作时间与支护强度以监控量测数据控制较为合理， 、级围岩监控量测重点在于对地质体软弱节构面的描述与定量测量。新的验标要求建设、设计、施工、监理共同参与确定,2.1初期支护参数确定与塌方控制塌方产生的原因,地质条件的复杂多变，支护的不及时而暴露时间过长，导致围岩失稳。通过断层，突然遇到较高水压富水地段，地下水向洞室内漏出，淘空了断层构造带中破碎岩体和充填物由于岩层产状不利或因岩爆等诸多地质原因,2.1初期支护参数确定与塌方控制不良地质段预防塌方的方法,一般常用主要方法有：1.超前导洞法，可以探明前方地质条件，确定本段开挖和支护方法，2. 强支护是预防塌方的主要措施。对地质不良地段主要采取“锚喷、网喷、喷混凝土与钢支撑或格栅钢架相结合”的支护方法。3.加强围岩变形观测是预防塌方的有效方法之一。洞室开挖后，岩体的重新稳定过程中，围岩都存在变形，当变形超过允许范围时，就发生塌方。在隧道新奥法施工中，通过量测仪器对围岩的变形量和变形速率的观测分析，推测其最大变形量，估算是否会发生塌方，提前作出预告，以决定采取合理的支护。目前采取的观测方法有位移观测、收敛位移观测、压力量测等，最常用是收敛位移量测，即量测隧洞周边或结构物内部净空尺寸的变化。,2.1初期支护参数确定与塌方控制岩爆引起塌方的预防方法,岩爆产生机理：岩爆是高应力区，地下洞室开挖中围岩脆性破坏时应变能突然释放所造成的一种动力失稳现象，由于岩体中储藏的能量通常以弹性变形的形式储聚，高应力集中区内，弹性变形越大，储备的能量越多，开挖后围岩表面应力被解除，具有高度弹性的脆性岩层由于爆破冲击波的作用，动应力和应变静应力瞬量叠加和释放产生了脆性断裂，形成了岩爆。对易发生岩爆的地段监理应督促施工单位及时支护，既保障施工安全，还可以减少因岩爆所引起塌方的产生。当洞室埋深较大、开挖岩体坚硬而完整性较好，且干燥无水时，应预防岩爆的发生。,2.1初期支护参数确定与塌方控制岩爆引起塌方的预防方法,开挖时的预防 隧洞爆破开挖，既可以使围岩应力得到部分释放，也可以产生新的应力集中，发生岩爆。 在可能发生岩爆区段内采取二次开挖，先开挖上半断面，减少光面爆破的周边眼间距，且尽量分布均匀，以使开挖轮廓线相对圆顺，减少新的应力集中。 周边眼采用小药卷或间隔装药，爆破时导爆管段位增加，降低同段起爆药量，以尽量减少爆破对围岩的扰动，诱发岩爆的产生。,2.1初期支护参数确定与塌方控制岩爆引起塌方的预防方法,开挖后，岩爆洞段的处理方法 (1) 爆破后立即向工作面、爆破面喷水，充分湿润围岩，可以很好缓释围岩应力。 (2) 清除松动围岩后，素喷混凝土支护，厚度为5cm左右，目的是将表部破裂岩块连固在一起，进一步圆顺开挖轮廓线，缓解应力集中，有很好的削减岩爆的作用，对轻微岩爆还可以取到一次防护成功，避免诱发中强岩爆。实验表明，含钢纤维混凝土，其抗拉强度明显强，能取得很好的支护效果。 (3) 对中强岩爆洞段，在初期喷护后，应尽快采用浅孔密锚网喷混凝土的补强支护，锚杆可用22，长度为2.03.0m，间距1.02.0m梅花型交错布置，尾部加垫紧贴岩面，挂20cm20cm，6或8钢筋网，喷混凝土1015cm支护。,2.1初期支护参数确定与塌方控制富水洞段塌方的预防,在地下水丰富的断层破碎带，大量的渗水、淋水甚至于涌水的部位，不仅影响施工的进度和质量，还容易造成塌方。在此种地段施工时，及时排水是预防塌方的关键。在了解岩石节理裂隙破碎带的走向、倾向和倾角后，对于少量集中渗水、淋水地段，在将要通过的透水层部位布置一定数量的排水孔或埋设排水管，将渗、淋水集中到排水孔内导出，称为排水孔法或排水管法。通过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围岩上，通过软管边排水、边喷射混凝土，称为金属网法。如遇较大涌水，在支护时对主要涌水出水口暂不进行封堵支护，待涌水减小或没有时，再进行支护或进行固结封堵，迫使水流改变流向 。,2.1.2 监理对策,配备经验丰富的工程地质人员参与围岩定级与支护变更的审查，协调建设各方的工作。严把开挖与初期支护检验批各项指标的检查关，不达标准不签字验收，不验工计价。对于支护强度不满足现场实际情况的要果敢采取监理手段与措施坚决予以纠正。开工前严审“人、机、料、环、法”和施工中经常检查各项措施与制度的落实情况、施工应急预案配置情况，将施工活动纳入批准的施工计划与施工方案中。,2.1初期支护参数确定与塌方控制加强施工进度的计划性，落实应对不良地质现象的各项预案的准备工作，尽量消除人为因素的影响,-抢施工进度，对围岩的自稳能力过于乐观，或由于地质条件一直较好，思想上过于麻痹，对突然出现的断层等估计不足，准备不充分，很容易造成塌方。-要对工期作合理的安排，在思想上要有对可能出现的各种不良地质情况有打持久战的准备，在技术上对可能遭遇的塌方有详细对应的技术措施。-当出现断层或其它不良地质现象时，一定要对地质情况作详细的分析，充分了解围岩和其稳定性，按照就低不就高的原则进行开挖和支护，并且加强围岩的变形观测和分析，对超过允许范围的较严重变形洞段应及时采取相应的支护，抑制围岩的进一步变形，能很好预防塌方的发生。,2.2 防排水施工质量控制,地下工程防水的设计和施工应遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔相