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复杂条件下超长隧道快速施工技术研究

作　者: 张燕婷
导　师: 傅菊根
学　校: 安徽理工大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 复杂条件离石隧道快速施工施工组织技术机械配套斜井围岩超前地质预报控制施工爆破技术
分类号: U455.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文采用理论分析与工程实例相结合的方法,以离石隧道为工程背景,对其进行快速施工技术研究。离石隧道地质条件复杂,洞口施工场地狭窄,临建布置难度大；隧道进口围岩自稳能力差,施工难度大,进洞困难；无辅助坑道,通风和排烟困难；工期紧、工程量大、月施工强度高。针对以上情况,本文主要进行了以下几方面的研究：(1)离石隧道快速施工组织技术研究。根据离石隧道工程概况,进行了详细的施工组织技术研究：提出了较切实可行的施工总体方案,优化了施工方法,认真规划了施工顺序；并对施工组织管理进行了较深入分析论证,包括人员管理、施工现场管理和施工准备等,为离石隧道的快速施工提供了保证。(2)离石隧道施工机械配套技术研究。根据隧道机械设备选型配套的基本原则和考虑因素以及离石隧道施工条件和工程特点,确定了施工机械化作业线配套方案,并对主要设备进行了选型。合理的施工机械化配套方案及设备选型对加快施工进度起到了很大的帮助。(3)超长隧道超前地质预报与监控量测研究。采用超前地质预报仪对离石隧道进行超前探测,得到隧道开挖前方地质复杂情况及围岩级别,同时在开挖时对隧道进行监控量测,提供隧道开挖的及时数据,确保了机械设备和工作人员的安全,为离石隧道快速掘进提供了必要的前提。(4)复杂条件下离石隧道快速施工技术研究。针对离石隧道特殊地质条件,分别研究了进洞及洞口段、斜井处、围岩段和不良地质段的施工技术和施工方法。同时,采用控制施工爆破技术,根据地质情况、围岩级别和开挖断面,确定了不同的爆破方案和参数,图表结果表明爆破效果良好。通过以上施工措施、施工方法及施工技术使得离石隧道在施工工期内顺利建成,表明它们不仅施工工效高,而且经济效益明显。进行各方面的研究对今后的山岭隧道建设,尤其是对于复杂地质条件下超长隧道的快速施工提供较高的参考价值,值得推广。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-15
1 绪论  15-19
  1.1 课题研究背景和意义  15-16
    1.1.1 课题研究背景  15
    1.1.2 课题研究意义  15-16
  1.2 国内外的研究现状  16-18
    1.2.1 国内超长隧道快速施工研究现状  16-17
    1.2.2 国外超长隧道快速施工研究现状  17-18
  1.3 课题主要研究内容  18-19
2 离石隧道快速施工组织技术  19-31
  2.1 工程概况  19-23
    2.1.1 工程简介  19
    2.1.2 工期要求  19
    2.1.3 设计情况  19-20
    2.1.4 工程地质条件  20-22
    2.1.5 工程特点  22-23
  2.2 离石隧道施工总体方案  23-25
    2.2.1 指导思想  23
    2.2.2 总体施工组织方案  23-24
    2.2.3 主要施工方法  24-25
    2.2.4 施工顺序  25
  2.3 施工组织管理  25-31
    2.3.1 施工准备  26-28
    2.3.2 人员管理  28-29
    2.3.3 技术管理  29
    2.3.4 机械设备管理  29
    2.3.5 安全质量管理  29-31
3 离石隧道施工机械配套技术  31-39
  3.1 设备选型配套的基本原则和考虑因素  31-32
    3.1.1 机械配套的基本原则  31
    3.1.2 设备配套选型所考虑的因素  31-32
  3.2 施工机械化作业线配套方案  32-33
  3.3 主要机械设备选型  33-36
    3.3.1 掘进设备  33
    3.3.2 装碴设备  33-34
    3.3.3 支护设备  34
    3.3.4 衬砌设备  34
    3.3.5 道床铺设  34
    3.3.6 通风设备  34-36
  3.4 采用的施工机械和设备仪器  36-39
4 超长隧道超前地质预报与监控量测  39-55
  4.1 超前地质预报在离石隧道中的应用  39-50
    4.1.1 超前地质预报目的及内容  39
    4.1.2 预报分级及程序  39-41
    4.1.3 探测原理与方案  41-42
    4.1.4 工程应用  42-44
    4.1.5 测试结果与分析  44-50
  4.2 监控量测离石隧道中的应用  50-55
    4.2.1 监控量测目的  50
    4.2.2 监控量测的主要内容  50-51
    4.2.3 离石隧道现场监控量测方案与结果  51-55
5 复杂条件下离石隧道快速施工技术  55-87
  5.1 进洞及洞口段施工  55-59
    5.1.1 边仰坡开挖及防护  55-56
    5.1.2 超前管棚施工  56-57
    5.1.3 洞门及明洞施工  57-59
  5.2 斜井施工  59
    5.2.1 洞口段开挖  59
    5.2.2 洞身开挖  59
  5.3 围岩地段施工方法  59-61
    5.3.1 V级围岩及V级加强段施工  60-61
    5.3.2 Ⅳ级围岩地段施工  61
    5.3.3 Ⅱ、Ⅲ级围岩地段施工  61
  5.4 不良地质段的施工技术措施  61-72
    5.4.1 岩溶  61-66
    5.4.2 隧道塌方  66-67
    5.4.3 断层破碎带  67-71
    5.4.4 突水突泥  71
    5.4.5 软岩隧道变形控制  71-72
  5.5 控制施工爆破技术  72-87
    5.5.1 控制施工爆破技术及其优点  72
    5.5.2 光面爆破与预裂爆破  72-73
    5.5.3 钻爆设计  73-75
    5.5.4 控制施工爆破方案  75-84
    5.5.5 爆破效果  84-87
6 结论  87-91
  6.1 工程应用效果  87-89
  6.2 结论与展望  89-91
参考文献  91-95
致谢  95-97
作者简介及读研期间主要科研成果  97

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