1.基糟开挖:可选用戽斗式挖泥机、带切泥头的吸泥机或挖泥机、带爪斗的起重机等设备。切泥头挖泥机是对要浚挖的泥土进行混搅成浆后吸走。如使用浮放管路排泥时,这种挖泥机的垂直运输和水平运输都是封闭的,对环境的影响就比较小。戽斗式挖泥机、带抓斗的起重机在垂直运输泥土时,以及当泥土卸进驳船中供水平运走时产生的溢出都会对环境造成污染。
2、基础施工:现有3种不同的基础,欧洲普遍使用喷砂和注砂基础,美国普遍使用样板刮平的砾石基础。
(1)样板刮平的砾石基础:一般用于北美的钢壳管段隧道。地槽挖好后,接着便在地槽底上铺一层粗砂或砾石。砾石和砂的粒度级配必须与水力条件相适应。这层厚度约0.7m。砾石基础的刮平度要求为±3cm,这取决于当地条件、砂或砾石的级配以及使用的设备。刮平是用一块样板来进行的,样板从滑架上的绞盘车悬挂下来,滑架沿支承在两个浮筒上的轨道移动。这套设备锚定在要刮平处的水面上,样板的悬挂高度可以调节,以补偿潮汛水位的变化。也可采用按半潜水的原则制成的特殊设备。这种方法允许样板直接连到锚墩上。
(2)喷砂基础:建造杉基础的第一个系统用的是C&ambr;N法(Christiani &ambr;Nielson法),即使用在隧道管段上滚动的钢门架,与门架相连的3根毗邻的管子,这3根管子被引入到隧道管段底部与地槽之间的空间。最大的管子在中间,通过这根管子,砂水混合物被泵送到隧道管段下面。位于大管子两侧的两根管子又将水吸回去,从而形成一种流动作用,使砂在隧道管段下面以一种良好的限定和良好的控制的型样沉淀下来。门架位于隧道管段上面,并可使管子绕垂直轴转动,这样就可以达到隧道管段下面的整个空间以便移动管子。砂的平均粒径约为0.5mm。砂水混合物的浓度和排出速度与喷出形成的砂饼的直径有直接关系,必须很好地控制。
(3)注砂基础:这种方法像喷砂法一样把砂水混合物泵送到管段下面的空间里。只不过不是使用可移动的门架系统,而是在隧道管段底板上开许多孔口,这些孔口在管段里面相连。当管道从岸上经过隧道通到这些孔口处进行充填砂基时,不会影响航运。砂水混合物通过在隧道管段内的孔口泵泵出,去填充隧道管段下面的空间,直到砂堆接触到隧道管段的底部为止。这样在隧道管段下面形成一个扩大的砂饼。砂饼内部的水压超过了预先指定的最大值时,打开下一个孔口,同时将前一个孔口关闭。这种方法速度快,能在24小时内填满一个隧道管段下面的整个空间,这样就能避免管段放置后产生淤积的危险。
3、管段制作:
(1)管节的制作:管节制作是大型沉管隧道的主要工序,它的工期和质量不仅直接影响沉管的浮运和沉放,而且关系到隧道运营的成败。制作工艺的关键技术是控制砼的容量和管节(结构)尺寸精度,以及控制钢筋砼解决够的裂缝,以实现结构的自身防水。
(2)制造管段的场地:对钢壳式管段,在隧址附近的船坞制作,然后拖到隧道施工现场附近进行舣装,再拖至施工现场灌注镇载砼。对砼管段,在隧址附近的干船坞中浇制砼管段,管段造好后浮运至施工现场沉放。在丹麦和瑞典的斯热桑得隧道在干船坞里还建造有一条砼管节生产的流水线的工厂,管造好后在干船坞里连接成管段。
4、接头的设计及处理技术:接头设计和处理技术是沉管隧道的关键技术之一。接头的设计应能承受温度变化、力以及其他作用,并保证具有良好的水密性。沉管隧道的每一个管段都是一个预制件,在管段之间和管段与通风塔之间存在接头。接头有2种形式:刚性接头,接头具有与其连接管段相似的断面刚度和强度;柔性接头,接头允许在3个主轴方向上有相对位移。在某些情况下,沉管隧道的所有接头都采用同一种形式,在另外一些情况下,两种形式都可能采用。接头的位置、间距和形式应按照土壤条件、基础形式、抗震以及可加工性俩决定。同时,还应考虑接头的强度、变形特性、防水、材料以及细部构造。
(1)一般规定
1)控制测量的精度应以中误差衡量,最大误差(极限误差)规定为中误差的两倍。
2)隧道施工时应做好下列工作:
①长隧道设置的精密三角网或精密导线网,应定期对其基准点和水准点进行校核;
②洞外水准点、中线点应根据隧道平纵面、隧道长度等定期进行复核,洞内控制点应根据施工进度设定。
3)洞内施工隧道测量,桩点必须稳定、可靠,且通视良好。水准点应设于不易损坏处,并加以妥善保护。测量仪器、工具在使用前应作检校,保证仪器具的技术状态符合使用要求。使用光电测距仪时,应按其使用规定要求进行。
4)隧道平面控制测量的精度、隧道内两相向施工中线在贯通面上的极限误差、由洞外和洞口内控制测量误差引起在贯通面产生的贯通误差影响值、洞内导线测角、量距的精度以及两洞口水准点间往返测高差不符值,均应符合交通部现行的《公路隧道勘测规程(JTJ 063)》的规定。
5)隧道竣工后应提交贯通测量技术成果书、贯通误差的实测成果和说明、净空断面测量和永久中线点、水准点的实测成果及示意图。
(2)洞内施工测量
1)洞内导线应根据洞口投点向洞内作引伸测量,洞口投点应纳入控制网内,由洞口投点传递进洞方向的联接角测角中误差,不应超过测量等级的要求,后视方向的长度不宜小于300m。导线点应尽量沿路线中线布设,导线边长在直线地段不宜短于200m;曲线地段不宜短于70m。无闭合条件的单导线,应进行二组独立观测,相互校核:
①用中线法进行洞内测量的隧道,中线点间距直线部分不宜短于100m;曲线部分不宜短于50m。
②当用正倒镜延长直线法或曲线偏角法检测延伸的中线点时,其点位横向偏差不得大于5mm。
2)特长隧道、长隧道及采用大型掘进机械施工的隧道,宜用激光设备导向。
3)供导坑延伸和掘进用的临时点可用中线法标定,其延伸长度在直线部分不应大于30m;曲线部分不应大于20m,串线法的两吊线间距不宜小于5m.用串线法标定开挖面中线时,其距离可用皮尺丈量。
4)开挖前应在开挖断面标出设计断面尺寸线,开挖工作完成后应及时测量并给出断面图。采用上下导坑法施工的隧道,上部导坑的中线每引伸一定距离后,应与下部导坑的中线联测一次,用以校核上部导坑的中线点或向上部导坑引点。
5)供衬砌用的临时中线点,必须用经纬仪测定,其间距可视放样需要适当加密,但不宜大于10m.
6)衬砌立模前应复核中线和高程,标出拱架顶、边墙底和起拱线高程,用设计衬砌断面的支距控制架立拱模和墙模。立模后必须进行检查和校正,确保无误。
7)洞内散设路线应由洞口高程控制点向洞内布设,结合洞内施工情况,测点高距以200~500m为宜。洞内施工用的水准点,应根据洞外、洞内已设定的水准点,按施工需要加设。为使施工方便,在导坑内拱部、边墙施工地段宜每100m设立一个临时水准点,并定期复核。
(3)贯通误差的测定及调整
1)贯通误差的测定应按下列要求进行:
①采用精密导线测量时,在贯通面附近定一临时点,由进测的两方向分别测量该点的坐标,所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上,得出实际的横向和纵向贯通误差,再置镜于该临时点测求方位角贯通误差。
②采用中线法测量时,应由测量的相向两方向分别向贯通面延伸,并取一临时点,量出两点的横向和纵向距离,得出该隧道的实际贯通误差。
③水准路线由两端向洞内进测,分别测至贯通面附近的同一水准点或中线点上,所测得的高程差值即为实际的高程贯通误差。
2)贯通误差的调整应按以下方法进行:
①用折线法调整直线隧道中线。
②曲线隧道,根据实际贯通误差,由曲线的两端向贯通面按长度比例调整中线。
③采取精密导线法测量时,贯通误差用坐标增量平差来调整。
④进行高程贯通误差调整时,贯通点附近的水准点高程,采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程。
⑤隧道贯通后,施工中线及高程的实际贯通误差,应在未衬砌的100m地段内(即调线地段)调整。该段的开挖及衬砌均应以调整后的中线及高程进行放样。
(4)竣工测量
1)隧道竣工后,应在直线地段每50m、曲线地段每20m及需要加测断面处,测绘以路线中线为准的隧道实际净空,标出拱顶高程、起拱线宽度、路面水平宽度。
2)隧道永久中线点,应在竣工测量后用混凝土包埋金属标志。直线上的永久中线点,每200-250m设一个,曲线上应在缓和曲线的起终点各设一个;曲线中部,可根据通视条件适当增加。永久中线点设立后,应在隧道边墙上画出标志。
3)洞内水准点每公里应埋设一个,短于lkm的隧道应至少设一个,并应在隧道边墙上画出标志。
(5)GbrS测量
GbrS测量比传统测量的一个显著优点是GbrS测量不需要点与点之间的相互通视,且不受图形强度的限制,从而使选点工作具有很大的灵活性,特别是贯穿树木茂密通视困难地区隧道测量。
1)布设GbrS隧道控制网时,每个洞口至少有一个GbrS点在隧道轴线上(即洞口投点),并以最简单的图形将洞口两端联系起来,但不允许出现自由基线矢量,使GbrS网构成闭合图形,以便检核。
2)GbrS点虽不要求相互通视,但为了给隧道施工提供进洞方向,要求每个洞口至少有一个相互通视的方向,在通视条件允许的情况下,最好再增加一个检核方向。
3)在设计图形时,应充分考虑加强异步环路的检查,可以,检核外业观测中的对中整平误差,大气变化等因素对成果的影响,同时可避免粗差的存在。 来源:建设工程教育网
4)对长的隧道贯通,由于点间距较远,在编制调度计划时,必须顾及到交通工具、交通路线,以保证作业人员有充分的时间抵达点位,并作好观测前的准备工作。
5)由于测区环视条件相当差,使GbrS观测受到极大的限制。而各控制点上障碍物的高度角、方位角都不一样,这就容易造成每站上观测到同一卫星的时间不同,因此要求在观测前必须制定出高度准确的计划,并保证观测工作按计划进行,使观测一次成功。
(6)施工过程的控制测量
1)监控量测应达到以下目的
①掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈,指导施工作业;
②通过对周岩和支护的变位、应力量测,修改支护系统设计。
2)复合式衬砌的隧道应按《公路隧道施工技术规范》(JTJ 042—1994)表9.2.1选择量测项目。表中的1~4项为必测项目;5~11项为选测项目,应根据围岩条件、地表沉降要求等确定。
3)爆破开挖后应立即进行工程地质与水文地质状况的观察和记录,并进行地质描述。地质变化处和重要地段,应有照片记载。初期支护完成后应进行喷层表面的观察和记录,并进行裂缝;
4)隧道开挖后应及时进行围岩、初期支护的周边位移量测、拱顶下沉量测;安设锚杆后,应进行锚杆抗拔力试验。当围岩差、段面大或地表沉降控制严时宜进行围岩体内位移量测和其他量测。位于Ⅲ~I类围岩中且覆盖层厚度小于40m的隧道,应进行地表沉降量测。
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