隧道設計與施工技術(shù)圖文全解,掌握好了,做的都是永恒的隧道 |
文章來源:魚泡隧道 提供人:劉剛 提供日期:2022-12-11 |
隧道施工全過程 Part1 山嶺隧道 不同的隧道用不同的方法,比如山嶺隧道、地鐵隧道、海底隧道施工方法差異巨大。為了便于大眾理解,分別以山嶺隧道、海底隧道、地鐵隧道施工中幾種典型的施工方法為例說明。 1做洞口
像上圖所示,先根據(jù)設計好的位置,立好洞門拱架,然后澆筑混凝土。然后打入大管棚,就是上面那一排鋼管,打入之后再高壓往里面注入水泥漿,它的好處就是土跟鋼管水泥漿粘結(jié)在一起,形成一個拱圈狀的加固土體。這樣挖的時候就不會容易垮了。
2挖洞身,做第一層支護 隧道挖的時候了根據(jù)巖石的好壞選取不同的方法,具體來說,如果是堅硬完整的巖石,那隧道多大就可以挖多大。
一般而言,巖石隧道挖了之后不會馬上垮,而土質(zhì)隧道由于預先注漿或者打了錨桿(也就是粗點的鋼筋)也不會馬上垮,這個時候,工人就會按照測量的指示,把一些預先做成隧道輪廓樣子的鋼拱架安放到指定位置,如下圖:
鋼拱架放好之后,那些兩根拱架之間的空隙要放鋼筋網(wǎng)片,焊接好,側(cè)向也要打入錨桿。之后,就要噴射混凝土了。如下圖:
混凝土噴射出來之后,就會粘在鋼架上,這樣鋼架和隧道的巖石以及混凝就組成了一個整體,共同受力。這個時候,整個隧道如下圖所示:
隧道一般是分兩層支護,第一層就像上圖這樣的,噴射混凝土上去之后它就具有了一定的穩(wěn)定能力。 3做第二層支護 用鋼筋混凝土,首先需要綁扎鋼筋,并且在里面鋪好防水板,山里面的隧道防水工作十分重要。
鋼筋做好之后,就是澆筑混凝土了。必須使用專門的工具才能將混凝土打到墻上去。 混凝土澆筑完成后,過了規(guī)定的養(yǎng)護時間就可以拆模了,最后就會形成一個封閉的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),基本已經(jīng)很穩(wěn)固了。
隧道的主體結(jié)構(gòu)就完成后,其余就是隧道的路面、防排水、通風、照明、供配電、安全等設施的施工。 Part2 海底隧道 1預制沉管 隧道很長,當然不能做一個整的出來,我們一般都是一節(jié)一節(jié)預制好,然后再對接,先在靠近海邊的陸地上挖個大坑,在里面把節(jié)段預制好。如下圖:
預制好之后,由于它太重了,沒有機械可以運,那就先把沉管兩端堵住,把水放進來。如下圖:
2基槽開挖 由于海底表層都是淤泥,沉管沉之前必須先把基礎做好,用專用設備把表層的淤泥清干凈:
實際操作的時候有專用的視頻監(jiān)控設備,清除淤泥之后,根據(jù)海底的基礎情況可能要用打入擠密砂樁,拋石等等手段,使基礎密實。如下圖:
3沉管運放、水下對接
把沉管拖至指定地點,在往下沉,在下沉過程中根據(jù)各種高精度的監(jiān)測設備實時監(jiān)測,確保兩節(jié)沉管精準對接。這是沉管隧道施工中難度非常大的一環(huán),也是考驗各種技術(shù)水平的關鍵步驟。對接好之后,接頭處要做好防水措施,澆筑混凝土,之后再覆土回填,這就是沉管隧道的主要施工過程了。 Part3 城市地鐵隧道 盾構(gòu)法其實是TBM掘進機法的一種,只不過軟巖地區(qū)習慣稱之為盾構(gòu)。盾構(gòu)法在城市地鐵隧道,跨江、跨河、跨海隧道都有廣泛的應用。盾構(gòu)機是一種非常昂貴的設備。
1始發(fā)井施工、盾構(gòu)下井 因為地鐵隧道是埋在地下的,用盾構(gòu)施工的時候,先需要從地面上挖個坑下去,把盾構(gòu)機安裝好,然后再掘進。由于坑挖的比較深,容易坍塌,所以周圍需要采取很多措施進行加固支撐,如下圖:
坑挖到指定位置,盾構(gòu)機就可以下去安裝調(diào)試了。如下圖:
2盾構(gòu)掘進,管片安裝 盾構(gòu)施工跟鉆爆法不一樣,它的襯砌是分成一塊一塊的,工廠化預制,預制好之后,運輸去現(xiàn)場拼接即可。所以掘進之前,先得把管片做好:
這些就是盾構(gòu)管片,整個地鐵隧道就靠他們組裝在一起撐著了,盾構(gòu)機掘進的時候,前面是刀盤切削土體,后面是千斤頂加壓使它前進。切削出來的土通過機械運出洞外。 3接收井洞周加固,盾構(gòu)進井 把接收井洞周加固好,等待盾構(gòu)機進來,如下圖:
以上就是各種隧道建成的主要過程,需要指出的是,鉆爆法不僅用于山嶺隧道,在地鐵隧道,海底隧道方面也有廣泛的應用,盾構(gòu)法也經(jīng)常用于各種過江河海的隧道,這三種方法基本囊括了各種隧道的施工方法。 隧 道 設 計 隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造
隧道襯砌--典型噴錨支護設計:
鋼格柵支撐:
防水板鋪設:
隧道建筑限界:
隧道洞身支護:
隧道結(jié)構(gòu)設計基礎 隧道結(jié)構(gòu)體系:
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