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隧道超欠挖控制办法

2024-07-19 来源:好兔宠物网
开挖是隧道施工中的关建工序。超挖过多、不仅因出渣量和衬砌量增多而提高工程造价,而且由于局部超挖会产生应力集中。影响围岩稳定性。欠挖则直接影响衬砌厚度、处理起来费时、费力、所以隧道开挖

必须控制好超欠挖,以利于下道工序的正常进行。 超欠挖的概念及允许值 隧道超欠挖是以设计的隧道开挖轮廓线为基准线,实际开挖获得的断面在基准线以外的部分为超挖,在基准线以内的部分则称为欠挖。

如下图: 在《铁路隧道施工规范》(TB10204-2002)中对超欠挖 有如下规定:隧道不应欠挖,当围岩完整、石质坚硬时,允许岩石个别突出部分(每1㎡不大于0.1㎡)侵入衬砌。对整体式衬砌,侵入值应小于衬砌厚度的1/3,并小于10㎝;对喷锚衬砌不应大于5㎝,拱脚和墙脚以上1m内范围内严禁欠挖。不同围岩地质条件下的允许超挖值规定见下

表: 允许超挖值(单位:㎝) 围岩级别 开挖部位 平均10 拱部 最大20 最大25 最大15 平均15 平均10 Ⅰ Ⅱ-Ⅳ Ⅴ-Ⅵ 边墙、仰拱、 隧平均10 底 注:本表适用于炮眼深度不大于3.0m的隧道。炮眼深度大于3.0m时,可根据实际情况另行规定 根据本隧道开挖现状,现就超欠挖控制特定办法如下: 一.开挖断面尺寸的确定; 隧道开挖断面应以隧道净空为基准。加上二衬厚度,初期支护厚度。考虑预留变形量,测量贯通误差和施工误差等因素适当放大。预留变形量可根据围岩级别、隧道宽度,埋置深度、施工方法和支护情况等条件,采用类比法确定,也可参考隧道收敛量测记录予以确定。如无以上资料可参考表1-1确定: 表1-1预留变形量(cm) 围岩级别 单线隧道 平均10 平均10 2级 3级 4级 5级 6级 --- 1--3 3--5 5--7 7--10 注:1.深埋、软岩隧道取大值,硬岩隧道取小值。 开挖断面尺寸=隧道净空+二衬厚度+初期支护厚度+预留变形量。 二.开挖轮廓线放样: 在开挖过程中、轮廓线的放样非常重要。轮廓线就是“师傅”。我们现场放样一般采用“五寸台”法。现就“五寸台”法放样步骤及应注意的几点问题阐述如下: 放样步骤: 1.中线确定: 中线确定一般采用偏角法。 架镜—后视—拔角—测距—定中线 a角的取值根据后视点、架镜点及中线点所处位置不同而计算方法各不相同。(请参照铁路隧道施工技术手册 上册) 2. 拱顶及底板确定: 用水准仪测三个平点(一个点必须在中线上),根据平点高程,拱顶高程及底扳高程算出其距离。量距定出拱顶及底扳。由于工作面凹凸不平、量距时应尽量做到钢尺垂直,如果不能则应根据钢尺的倾斜程度

考虑其增量。 3. 轮廓线确定: 从拱顶沿中线每50cm定一个点。沿点向左右两边量其距离定出其轮廓点。量距时一定要注意尺子要水平。把所有的轮廓点连起来就定出

了轮廓线。 应注意的问题: 1. 由于隧道内施工车辆很多、为了防止对导线点及中线点的破坏,不但要将控制点按规定要求埋置,还应设有明显标志及保护措施。

应定期对控制点进行复核测量。 2.所有放样过程都要施行“双检”制。 3.量距时钢尺一定要垂直或水平,做到准确无误。 三、提高钻孔技术水平 1) 钻孔技术对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角θ、开口位置e和钻孔深度L。它们与超欠挖高度有如下的关系:h=e+Ltan(θ/2)。 该式表明随外插角θ和钻孔深度L的增大,h也随之增大。θ和L主要取决于司钻人员的操作水平和所采用钻机的某些性能,为确保控制θ和L,一定要努力提高司钻人员的操作水平和责任心。

2)e作为一个独立参数,当e为负值时,h会随之减小。也就是说,可以允许一定量的欠挖,使e成为负值,这样可以有效的减少超挖。 四、完善爆破技术 爆破技术是指爆破方法、爆破方式及各种爆破参数的合理匹配。 1) 一般视开挖方式的不同,爆破方式有全断面一次爆破、台阶法爆破、导洞先行扩大爆破和预留光面层爆破等方式。而从减少超欠挖,改善开挖成形来看,预留光面层、导洞先行开挖的控制爆破方式比较好。 2) 在控制爆破中,主要的技术参数包括:单位岩石炸药消耗量q、周边孔线装药密度g、周边炮孔布置等。合理地调整这些参数之间的配

合,对减少超欠挖是至关重要的。 i.单位岩石炸药消耗量应根据围岩类别,结合隧道现场施工的钻孔设备、爆破器材等各方面因素,并参照同类围岩有关资料统计数据来

确定其范围,并不断进行调整,直至达到最佳效果。 ii. 周边炮孔的装药量与周边炮孔长度的比值为周边孔线装药密度。光面爆破中周边孔线装药密度是决定光面爆破效果的关键,选择合适的周边孔装药密度会使爆破后周边孔形成贯通的裂缝,不会过多的破

坏孔壁岩体,同时造成的超欠挖量较小。 iii.周边孔布置应准确,排列整齐便于钻孔,这样可提高钻孔效

率。 3)采用合理的爆破器材(雷管和炸药)和装药方法,可减少由于爆破产生的振动和应力波对围岩的破坏作用,因而有利于减少超欠挖,提

高开挖轮廓质量。 五、根据地质条件的变化,采取动态施工的方法 地质条件是客观条件,它是确定爆破参数的依据。地质条件是随掘进不断产生变化,这就要求在施工过程中,紧跟开挖面进行观测描述,并对围岩的节理裂隙状态进行预测,据此调整爆破参数和施工方法,通

过动态施工来控制超欠挖。 六、强化施工组织管理 在控制隧道超欠挖中,应建立一个比较完善、系统的质量保证体系。对爆破设计、钻爆作业实施全面的监督管理,对有关人员进行技术培训。建立质量责任制,实行质量奖惩制度,并以预先制订的各项作业方法和作业质量标准为准则,经常检查各项作业质量。建立及时准确的信息反馈系统,保证超欠挖的信息及时反馈给现场施工人员,以便及时

调整施工方法和施工步骤,将超欠挖值控制在规范范围之内。 本隧道施工存在着围岩类型变化大,且不同岩性频繁交替出现的现象。隧道内地质条件复杂多变是客观存在的,施工中应加强地质超前预报,准确探明前方围岩类型,随围岩条件变化及时调整钻爆参数。通过采用合理的施工方法和施工工艺,并辅以先进的精密仪器,来达到控制

隧道超欠挖的目的。

隧道超欠挖程序5800经典之作

282868880 2010-02-25 15:19:00 本站

兰雨老师,您好!!!

感谢你能在百忙之中,能来帮我解决实际困难,在此我先深表谢意!!!!!!

你的程序,我觉得很好,所以我一直保存着,待用得上的时候发挥作用,现在总算有机会用您的程序了,所以感觉特别幸运!!谢谢你!!由于我不是测量 出身,所以对程序可以说非常不在行,只能求教 于您了。实在不好意思!!

有几个问题想请教你:

1 、我现在施工的是一个三级公路三心圆单体洞。断面形式与你程序 中的断面形式差多。

不同的地方是,我现在的隧道断面中, O1 , O2 , O3 在同一条圆心线上,也就是 h1 和 h2 是相等的,隧道中线与路中线是重合的。 O1 点是主圆心线与隧道中线的交点, O1 点与 O2 、 O3 圆心点的水平距离各为 3.17M 。

在你的 主程序: JSZCX

Lbi 7

{ IJK }

Z[1]=Z[5]+IcosJ ▲( Z[1]= I ▲仪器直接显示坐标时用)

Z[2]=Z[6]+ISinJ ▲( Z[2]= J ▲仪器直接显示坐标时用)

K “ K= ”: prog “ ZB ”

Lbi 8

Z[10]=(X - Z[1])Sin(U - 90) - (Y - Z[2])Cos(U - 90)

AbsZ[10] ≤ 0.001 => K=K+Z[10]:Pol(Z[1] - X,Z[2] - Y):J=J-U:J<0 => J=J+360: ≠> J=J: △

J < 180 => Z[3]=1: ≠> Z[3]=-1: △ Z[4]= Z[3] × I ▲

K “ K= ” ▲

Z[8]=1 => Prog “ YXGC ”: ≠> Prog “ ZXGC ”: Prog “ ZDKW ”> K=K+Z[10]: prog “ ZB ” : Goto 8: △

Z[5] 、 Z[6] :测站坐标(直接输坐标时不用)

I 、 J :实测距离及方位角(或实测坐标)

Z[1] 、 Z[2] :实测点坐标

Z[10] :中间变量

Z[4] :实测点到线路中线的距离,负数为线左,正数为线右

“ GC ”:设计高程程序(子程序)

“ ZDKW ”:开挖放样子程序

X 、 Y :实测点对应里程的设计坐标,由线路坐标计算子程序“ ZB ”带入

U :实测点对应里程的切线方位角

Goto 7: ≠ : 1、 我这个工程是单洞隧道,而你的程序是为左 右线设计的,如何进行修改?

答:上述红色下划线部分删除,改成 Prog “ GC ”即可

2、 程序 中的 K 是指哪个里程桩号?

答:输入一个离实测点最近的桩号即可

3、 你图中所示的设计高程是不是指路面高程?

答:线路设计高程

二、您的

三心圆开挖放样程序“ ZDKW ”(也可用于同心圆):请自己画示意图理解!

{ CR } :C “△ H ” :

Z[9]+C ≤ H+ h1 +RSin α=> A= √ ((Abs(Z[4] ± Z[8] × ?)+ d )+(Z[9]+C - H - h2 ))

2

2

- R - r1 ▲

B=Abs(Z[4] ± Z[8] × ? )+ d -√ ( ( R+ r1 ) - (Z[9]+C - H - h2 )) ▲

2 2

V=Z[9]+C-H- h2 - √ ((R+ r1 ) - (Z[4] ± Z[8] × ? )) ▲

22

≠> Z[9]+C ≤ H+ h1 +R => A= √ ((Abs(Z[4] ± Z[8] × ? ) +(Z[9]+C - H - h1 )) - R ▲

2

2

B=Abs(Z[4] ± Z[8] × ? ) -√ (R - (Z[9]+C - H - h1 )) ▲

22

V=Z[9]+C-H- h1 - √ (R - (Z[4] ± Z[8] × ? )) ▲

22

≠> V=Z[9]+C - H - h1 -√ (R - Abs(Z[4] ± Z[8] × ? ) ) ▲

22

△△

C ( 显示为△ H) :实测点至仪器中心的高差(如直接输入高程,则将 C “△ H ”改为 C “ SCGC ”,且程序中的 Z[9]+C 就直接用 C 代替)

R :开挖半径(小)

Z[9] :仪高(直接输实测高程时不用)

A :实测点半径与设计半径之差值(径向), + 超挖, — 欠挖

B :实测点与设计点之差值(水平方向), + 超挖, — 欠挖

V :实测点与设计点之竖向距离

r1 :大半径与小半径之差

h1 :圆心 O1( 对应小半径 ) 至设计高程点的距离 ,

h2 :圆心 O2 ( O3 )至设计高程点的距离

H :实测点设计高程,由高程子程序带入

Z :须预先置入扩展变量中, Defm 15

d :偏移两圆心( O2 、 O3 )与隧道中线之水平距离

? :线路中线与隧道中线之偏移距离

Z[8] :左右线判断变量(分离式双线隧道)及隧道左右偏判断变量(相对线路设计中心线)

其中你所说的: [5] 、 Z[6] 、、 Z[9] :须预先置入扩展变量中, Defm 15 , 在计算器中,如何进行输入?各个变量的数值是不是要进行赋值?如要赋值,是什么数值?如: Z[5]=? Z[8]=? Z[9]= ?

答:如用仪器实测坐标, [5] 、 Z[6] 不用输入,设计线与隧道中线重合, Z[8] 不用输入, Z 【 9 】是仪高,必须输入!

Z[9]+C ≤ H+ h1 +RSin α=> A= √ ((Abs(Z[4] ± Z[8] × ?)+ d )+(Z[9]+C - H - h2 ))

2

2

- R - r1 ▲

中的 α,是指以哪个圆心为半径的角度?我工地中的隧道中, O1 圆心为主拱圈(小半径 =4.75M )的圆心角是 180+5+5=190 (即以圆心线为半圆,左右侧向下半圆各有 5 度),而 O2 , O3 圆心为副拱圈(长半径 =4.75+3.17=7.92M )的圆心角是 12-26-47 (从拱脚 起弧点至圆心线)

答:指的是 O1 ,你的就是负 5 度,

三、在您的程序 线路中线 ZB (线路坐标计算子程序)

K ≤ 2064539.097 => A=90 ( 2 ( 2064969.097-K ) -430 )÷∏÷ 10005 : I=10005 ( 1-CosA ) +0.77 : J=10005SinA+214.9967 : Pol ( J , I ): X=69979.2967+Rec ( I , 24-37-17.02-J ): Y=533848.3480+J : U=23-23-24.54-180(2064539.097-K) ÷ 10005 ÷∏ +180 :≠> K ≤ 2064969.097 => I= ( 2064969.097-K ) ÷ 6 ÷ 10005 ÷ 430 : J= ( 2064969.097-K ) - ( 2064969.097-K ) ÷ 40 ÷ 10005 ÷ 430 : Pol ( J , I ): U=24-37-17.02-3J+180 : X=69979.2967+Rec ( I , 24-37-17.02-J ): Y=533848.3480+J :≠> X=69979.2967+Rec(K -

5

2

2

3

2064969.097,204-37-17.02):Y=533848.3480+J:U=204-37-17.02: △△

说明:

K--- (里程即桩号) ;

A--- (计算圆曲线的切线支距法公式中的圆心角φ) ;

J 、 I---- (计算圆曲线的切线支距法公式中的 y 和 x ) ;

U---- (实测点对应线路中线里程的切线方位角,用来计算法线坐标用的);

X 、 Y------ (线路中线坐标):

430----- (缓和曲线长);

0.77 、 214.9967---- (切线内移值和增长值);

69979.2967 、 533848.3480---- (直缓点或缓直点坐标);

24-37-17.02 、 204-37-17.02---- (直缓点或缓直点的切线方位角);

23-23-24.54---- (缓圆点或圆缓点的切线方位角)

您所做过的这个工程是以 ZH-HY-YH-HZ 的曲线来设计的。 可我现在的隧道工程中,曲线段只是单一的圆曲线,并不存在缓和曲线这部分,也就是 ZY-YZ 形式,这样,这个程序如何进行修改?

答:把缓和曲线部分删掉就可以了

我现在的工地,隧道进口端一段在圆曲线范围内,其余里程一直到出洞口全是直线段,在你的程序中这个 K 我是否可以以出洞口桩号为里程?还是必须以圆直点桩号为里程,直线段

再分开计算?

答: K 是你需要的里程,圆曲线或直线上,但分界点必须是转折点(直缓、直园、缓园等),不需分开计算!

四、您的程序 线路高程 GC (线路设计高程计算子程序)

K ≤ 2066930.505 => H=75.558- ( 2067100-K ) *0.003: ≠> K ≤ 2067269.495 => H=70.473+ ( K-2066930 ) *0.003- ( K-2066930.505 ) ÷ 60000: ≠> H=75.558- ( K-2067100 ) *0.0083: △△

2

是以有竖曲线形式设计的, 但我现在的隧道工程中是单一的上坡 3% 的坡度,并不存在竖曲线,如何进行修改?

答:那更简单, H=75.558 (起始点高程)±( 2067100 【起始点里程】 -K 【待求点里程) *0.003 (纵坡) 注意正负就可以了

我把我这个工地与隧道相关的线路数据提供给您:

1、 隧道直圆点桩号: K8+061.237 ( X=3061883.605 , Y=402233.6052 ),

该点的切线方位角: 332-33-49

2、 圆直点桩号: K8+420.95 ( X=3062227.074 , Y=402213.6615 )该点的切线方位角: 25-06-18

3、 出洞口桩号: K9+337 ( X=3063059.303 , Y=402603.5964 )该点的切线方位角: 25-06-18

4、 隧道全长为 1228 米。进洞桩为 K8+112 ,出口桩为 K9+340 ,其中: K8+112 ~ +420.95

段,长 308.95 米, K8+420.95 ~ K9+340 段为直线,长 919.05 米。

5、 隧道进口桩号: K8+112 的路面设计高程为: 695.882 米,隧道纵坡为 +3%.

6、 隧道断面设计高程点至圆心线的高度为 H=1.9 米,主拱圏 O1 圆半径 R=4.75 米, 圆心角为 190-0-0 , 副拱圈 O2 、 O3 圆半径 R=7.92 米,圆心角为 12-26-47 ,其中主拱圈弧线与副 拱圈弧线在断面左右侧圆心线下方各有 5 度的重合。(以 O1 为圆心,以圆心线为半么向圆心线下方有 5 度弧线重合)

兰雨老师,希望您能在百忙中,抽空帮我改一下程序,解决我苦于解决不了的问题,在此,我再次深表谢意!!!!!!!

十分期待盼望您的回音,最后祝您生活,事业一切顺利!!!!!!

在这里仅改一个“ ZB ”,其余的参照解答自己改一下好吗?

K ≤ 8420.95 => I=2R Sin(90(8420.95-K)/ π /R) : J=90(8420.95-K)/ π /R : X=3062227.074+Rec ( I , 205-06-18-J ): Y=402213.6615+J : U=25-06-18-180(8420.95-K) ÷ R ÷π:≠> X=3062227.074+Rec(K -

8420.95,25-06-18):Y=402213.6615+J:U=25-06-18: △ U < 0 => U=U+360: △

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