[简答题]
【背景材料】
某公路工程双车道隧道施工,穿越的岩层主要为V级围岩,岩层主要由砂层泥岩和砂岩组成,开挖方法如下图,复合式衬砌,内层防水层设计为塑料防水板。施工过程中发生以下事件:

事件1:在隧道开挖过程中,由于地下水发育,洞壁局部有股水涌出,特别是断层地带岩石破碎,裂隙发育,出现涌水,并采取注浆止水措施。在注浆过程中发生支护结构变形超过允值、地表隆起、注浆浆液窜出地表等异常情况。
事件2:洞口段由于洞顶覆盖层较薄,岩隙发育。开挖中地表水从岩石裂隙中渗入洞内,导致该段两次冒顶,塌方。
【问题】
1.写出上述开挖方法的名称,指出图中2、4、9、10、13的工序名。
2.根据《公路隧道施工技术规范》(JTG/T 3660—2020),该开挖方法施工应符合哪些规定?
3.根据《公路隧道施工技术规范》(JTG/T 3660—2020),针对事件1发生的情况,应采取哪些措施?
4.衬砌混凝土的施工缝和沉降缝,采用塑料止水带防水时,施工中应符合哪些要求?
5.简述隧道塌方的处理措施。
正确答案: 学习难度:

题目解析:

第1问:
(1)上述开挖方法的名称是环形开挖留核心土法。
(2)各工序的名称为:
2-上部环形导坑开挖;
4-上部核心土开挖;
9-下部核心土开挖;
10-仰拱开挖;
13-拱墙二次衬砌。
第2问:
环形开挖留核心土法施工应符合下列规定:
(1)台阶开挖高度宜为2.5~3.5m。
(2)环形开挖每循环进尺,V级围岩宜不大于1榀钢架间距,Ⅳ级围岩宜不大于2榀钢架间距。中下台阶每循环进尺,不得大于2榀钢架间距。核心土面积宜不小于断面面积的50%。
(3)上台阶钢架施工时,应采取有效措施控制其下沉和变形。
(4)拱部超前支护完成后,方可开挖上台阶环形导坑;留核心土长度宜为3~5m,宽度宜为隧道开挖宽度的1/3~1/2。
(5)各台阶留核心开挖每循环进尺宜与其他分部循环进尺相一致。
(6)核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成且喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。下台阶左、右侧开挖应错开3~5m,同1榀钢架两侧不得同时悬空。
(7)仰拱施作应紧跟下台阶,以及时闭合成稳固的支护体系。
第3问:
根据《公路隧道施工技术规范》(JTG/T3660—2020)第15.4.11条,针对事件1发生的情况,应采取以下措施:
(1)停止注浆,分析原因。
(2)降低注浆压力、采用间歇注浆。
(3)改变注浆材料、调整工艺和参数。
(4)调整注浆方案,改变注浆材料。
(5)加强支护措施。
第4问:
止水带不得被钉子、钢筋或石子刺破;在固定止水带和灌注混凝土过程中应防止止水带偏移;灌注混凝土时注意排除止水带内气泡和空隙,使止水带与混凝土紧密结合;塑料止水带接头采用搭接或对接,搭接长度不小于10cm,冷粘或焊接的缝宽不小于5cm。
第5问:
隧道塌方的处理措施有:
(1)隧道发生塌方时,应及时迅速处理。处理时必须详细观测塌方范围、形状、塌穴的地质构造,查明塌方发生的原因和地下水活动情况,经认真分析,制订处理方案。
(2)处理塌方应先加固未塌地段,防止继续发展,并可按下列方法进行处理:
①小塌方,纵向延伸不长、塌穴不高,首先加固塌体两端洞身,并抓紧喷射混凝土或采用锚喷联合支护封闭塌穴顶部和侧部,再进行清渣。在确保安全的前提下,也可在塌渣上架设临时支架,稳定顶部,然后清渣。临时支架待灌注衬砌混凝土达到要求强度后方可拆除。
②大塌方,塌穴高、塌渣数量大,塌渣体完全堵住洞身时,宜采用先护后挖的方法。在查清塌穴规模大小和穴顶位置后,可采用管棚法和注浆固结法稳固围岩体和渣体,待其基本稳定后,按先上部后下部的顺序清除渣体,采取短进尺、弱爆破、早封闭的原则挖塌体,并尽快完成衬砌。
③塌方冒顶,在清渣前应支护陷穴口,地层极差时,在陷穴口附近地面打设地表锚杆。洞内可采用管棚支护和钢架支撑。
④洞口塌方,一般易塌至地表,可采取暗洞明做的办法。
(3)处理塌方的同时,应加强防排水工作。塌方往往与地下水活动有关,治塌应先治水。防止地表水渗入塌体或地下,引截地下水防止渗入塌方地段,以免塌方扩大。具体措施有:
①地表沉陷和裂缝,用不透水土壤夯填紧密,开挖截水沟,防止地表水渗入塌体。
②塌方通顶时,应在陷穴口地表四周挖沟排水,并设雨棚遮盖穴顶。陷穴口回填应高出地面并用黏土或圬工封口,做好排水。
③塌体内有地下水活动时,应用管槽引至排水沟排出。防止塌方扩大。
(4)塌方地段的衬砌,应视塌穴大小和地质情况予以加强。衬砌背后与塌穴洞孔周壁间必须紧密支撑。当塌穴较小时,可用浆砌片石或于砌片石将塌穴填满,当塌穴较大时,可先用浆砌片石回填一定厚度,其以上空间应采用钢支撑等顶住,稳定围岩;特大塌穴应做特殊处理。
(5)采用新奥法施工的隧道或有条件的隧道,塌方后要加设量测点,增加量测频率,根据量测信息及时研究对策。浅埋隧道,要进行地表下沉测量。
【答案解析】
第1、2问:见《公路隧道施工技术规范》(JTG/T 3660-2020)第7.2.4条“环形开挖留核心土法施工”有关内容和其“条文说明”。
第3问:见《公路隧道施工技术规范》(JTG/T 3660-2020)第15.4.11条有关措施内容。
第4问:见《公路隧道施工技术规范》(JTG/T 3660-2020)第11.3节“防排水结构施工”有关内容。
第5问:根据《公路隧道施工技术规范》(JTG/T 3660-2020)中各章节对隧道塌方的有关处理内容,并结合工程实践中对隧道塌方的处置措施,总结隧道塌方的处理措施,具体内容见参考答案。
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