《隧道施工方法及衬砌结构设计案例综述2200字》

隧道施工方法及衬砌结构设计案例综述1.1隧道施工方法隧道施工用到的办法目前较多的是明挖法，暗挖法和盾构法。明挖法虽然施工简单、快速，但会产生不堪入耳的杂音污染、粉尘及建筑废泥浆等难处理物，对人们的生活和环境都会造成较大消极影响，工期相对长，恶劣天气难以施工。本隧道的位置在有较多居民和商场的附近，且道路交通对比其他地方是复杂的，还有一些较容易受到影响的建筑，因此不宜用明挖法来作为作业方式。矿山法暗挖隧道往往在硬、软岩层中完成隧道的挖掘，特别是中硬岩，矿山法的运用最为广泛，此隧道工程的工期要求短，地下水储藏虽然不够多，但是矿山法防水和支护都对于这种地形来说是一个极大的挑战；隧道穿过地层为粉质黏土和泥质砂岩，矿山法会对围岩形成不可逆的毁坏。加上工期较为冗长，耽误的时间多，因此矿山法施工过于费时费力。盾构法施工方法就想地鼠在家中打洞一般，是跟暗挖比较相像的。盾构机能够完成多种作业一体化，让开挖更简单，管片即为支护和衬砌，隧道建成时也就是衬砌完成时。盾构隧道的建成还得千斤顶来完成，盾构机进行开挖推进，盾构后方使用预制管片拼装，凭借盾构机的速度可较短时间完成组成隧道基本作业循环。盾构法修筑隧道，施工作业完全能够安全地完成地下开挖与衬砌支护任务；地上施工作业少，振动和声音影响小，对周围住宅的人烦扰少；不受气候或者其他恶劣条件影响，适宜建造深埋隧道；施工自动化水平高，总体施工强度较低，施工管控与治理容易。盾构技术目前不适用于上面覆盖土层较浅的地方施工，表层覆土越少，地表沉降控制越困难；曲率半径过于极端路段，越小越发让施工较艰难且进度慢；在含大量水的地层中施工时完成隧道防水要求很重要。综合各种施工方法的优缺点，以及考虑到本区间隧道的具体情况，盾构法施工能够让它的有点完美发挥，做到物尽其用，而且工程的要求也契合，最终确定盾构法作为建筑本隧道区间的首选方法。1.2隧道内径及衬砌类型选择1.2.1隧道内径要修建的圆形隧道建筑界限为∅5200mm，考虑到施工单位及施工人员的施工误差、线路拟合时的误差、测量不精确造成的误差等多种因素，取100mm的隧道轴线偏差，±50mm的不均匀沉降在隧道建设中以及建成后会产生，取隧道内径为5500mm。1.2.2衬砌类型衬砌段的样式和尺寸与屏蔽结构密切相关。管段可分为钢管管段，铸铁管段，钢筋混凝土管段和复合管段。钢筋混凝土截面的强度足以满足耐压性和耐久性的要求，并且易于制造，造价低，在盾构隧道管片中应用广泛，缺点也很明显：不够轻巧，转运、装配施工过程中混凝土角易被破坏；钢管片是高强材料，又能锡焊连接，易加工，损坏后的修缮工作容易，重量轻，减少工力，施工也很少带来不便，但钢管片刚度小、容易锈蚀，增加后续维护难度；尽管铸铁具有高强，不锈，刚性高的优点，却由于价格昂贵和钢管片一样应用较少。复合类型由钢壳制成，并通过将两者紧密结合而注入钢筋混凝土壳中以形成复合结构。它比钢筋混凝土轻，其刚度比钢高，并且钢的使用比钢大得多。是上成的钢管，但外部的耐腐蚀性差，加工过程不够简单且加工时间极其不简短。经过综合上面说到的几种管片来比较，本区间隧道用钢筋混凝士管片。由于土层中的复杂性和不可预见性等因素，地下工程的施工方法要依靠实践检验，不能只依靠理论计算、数值模拟和相似材料模型试验这些手段来进行，因为它们是存在假定的一定基础上开展的，参数选取人为因素影响太大，往往计算结果与非理论结果存在一点点或者沟壑般的差距，甚至可能与实际结果背道而驰，工程实测结果缺更具真实性，更加适合作为参照。1.2.3衬砌形式盾构隧道衬砌方式囊括预制装配、预制装配和模铸钢钢筋混凝土相结合的双层复合式和挤压混凝土整体式。

预制装配式衬砌在盾构尾部把预制混凝土件拼装成衬砌结构。预制装配式衬砌优胜于其他两种衬砌方式的点在于：工厂事先制成，有机会调整，保证了管片的整体质量，施工能够实现自动化，组装完成即可承受荷载，提升衬砌材料的防水性能和施工工艺之后能够实现单层衬砌满足强度、刚度要求。因此预制装配式衬砌被放在这个区间的建造计划中。1.3管片参数1.3.1管片厚度依照围岩状态、管片用料、覆盖层长度、作业方法等条件来决定管片的厚度，一般取（0.05~0.06）D。如果管片衬砌是单层的，5.5%D即为管片厚度。350mm和300mm两种厚度的管片是目前国内区间隧道最常用的。考虑到重庆高滩岩地质条件及隧道埋深条件，选择管片厚度为300mm。1.3.2管片宽度衬砌管片宽度选取对于隧道造价、施工速度等方面的影响都比较大，应该根据拼装方式和盾构机相配合。宽度小不会有搬运、组装施工不便的情况，不足之处就是接缝增多，防水对比大宽度来说困难程度提升；宽度大则会提高建设过程难度，盾构很笨重的特点就会显而易见。目前区间隧道管片的宽度从700~1000mm提高到了1000~1500mm。对比各宽度对运输难易、预制件装配、施工快慢几个方面的影响，本隧道设计采用1200mm的管片宽度。1.3.3衬砌环分块衬砌环从制造管片资金、防止水渗透的能力、管片从到达到拼起来的效率等方面综合来看，此隧道设计非常适合用六块，标准块、相邻块、封顶块数量分别为3、2、1，组合成圆隧道衬砌环。纵向连接螺栓和环向连接螺栓用来完成管片组装。1.3.4管片拼装方式结构的受力受拼装方式的影响，衬砌环拼装方式：错缝拼接、通缝拼接。错缝拼接具备接缝的位置非常匀称，防止拼装时缝变形大、避免衬砌环变形，刚性强，有利于结构防水的设计等优点。设计中采用错缝拼接。1.3.5管片连接使用