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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流ws浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术.精品文档.浅埋暗挖法修建隧道关键施工技术崔 玖 江（北京市政府专家顾问）1.浅埋暗挖法定义浅埋暗挖法是依据新奥法（New Austrian Tunnelling Method）的基本原理，在施工中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，隧道开挖后及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合配套施工技术，适用于第四系无水土质或软弱无胶结的砂、卵石等地层修建覆跨比大于0.5的隧道；对于较高地下水位的类似地层，采取灌浆堵水或降水等措施后仍能适用。采用浅埋暗
2、挖法修建的隧道多采用复合式衬砌。隧道复合式衬砌是分内外两层先后施作的隧道衬砌。隧道开挖后，采用锚喷或喷射混凝土+钢架+钢筋网作为衬砌（一次）支护，待围岩及初期支护经监控量测确认基本稳定后在施作内层衬砌（二次衬砌），内层衬砌一般为摸筑混凝土，在两层衬砌间设防水层。对于无水地层，采用浅埋暗挖法修建的隧道也有采用在初期支护基面上施工作聚合物水泥砂浆作防水层后即作为永久结构。2.浅埋暗挖法修建隧道的一般规定2.1采用浅埋暗挖法修建隧道时，应认真贯彻“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”18字原则。2.2以喷射混凝土+网构钢架+钢筋网为初期支护（即一次衬砌）、二次衬砌为模筑钢筋混凝土，应在两
3、层衬砌之间施作高材料的防水层。2.3当隧道围岩为V类，由于其自稳能力差，必须采取预注浆加固地层后方可开挖。2.4 隧道开挖应在无水条件下进行。如遇地下水，根据工程具体情况选择人工降水或灌浆堵水措施，创造无水作业条件。2.5 隧道开挖应减少对围岩的扰动，保持隧道开挖轮廓圆。2.6 隧道的防水层及二次衬砌应在初期支护变形基本稳定的条件下再施作。2.7 施工前应根据施工规模 、工期、围岩情况、现场条件编制施工组织设计，其内容包括：施工方法及技术措施、施工部署及质量、安全、环境措施等。2.8 开工前必须进行质量、安全及施工工艺的培训工作，建立各工序工艺卡片。2.9 施工期间必须加强施工管理，确保个工序
4、衔接，不间断地施工。2.10监控量测工作应纳入隧道施工作业循环之中，作为工序循环的一个组成部分。3.浅埋暗挖法修建隧道施工程序浅埋暗挖法修建隧道应按图3.1所示程序组织施工施工准备实施性施工组织设计地层预加固及施工辅助措施开挖 初期支护 现场监控量测 是否符合控制标准防水层二次衬砌混凝土结构结束是（修改施工方案）（加强初期支护施工辅助措施）（改变开挖步骤，程序）（修改支护参数）否图3.14.施工辅助措施4.1 在软弱地层中，对隧道开挖工作进行加固处理，可采取下列辅助措施：4.1.1 喷射混凝土封闭开挖工作面；4.1.2 超前注浆小导管支护；4.1.3 管棚钢架超前支护；4.1.4 设置临时仰拱
5、或临时支护；4.1.5 地表注浆加固；4.1.6 小导管周边注浆及围岩深孔注浆；4.1.7 其他措施。根据工程具体情况，选择一种或几种措施同时采用。4.2 采用喷射混凝土封闭工作面时，应采用早强喷射混凝土，其厚度宜为510cm。4.3 超前注浆小导管4.3.1 小导管要和网架配合使用，从钢架格栅腹部穿过。4.3.2 用3240钢管制作，在砂卵石地层采用32（外径）无缝钢管，其他地层可采用40（外径）无缝钢管。管长：隧道网构网架间距为7500 cm，每开挖2个循环注浆一次，管长为3m；隧道网构钢架间为50m，每开挖2个循环注浆一次，长为2.25m。小导管制作要求：先把钢管解成需要长度，在钢管一端
6、做成30 cm长圆锥状，在另一端10 cm处焊接6钢筋箍。距钢筋箍一端75cm处开孔，剩余部分每隔20 cm梅花布设68的溢水孔。4.3.3 小导管沿隧道拱部布设，环向间距应不小于30cm，外扦角(仰角)在5104.3.4 灌浆材料根据隧道所处地层条件因地制宜、合理选择灌浆材料。对于无水粗砂及砂砾(卵)石地层宜选择单液材料；对于无水中砂或粉细砂地层宜选择改性水玻璃浆；对于有水的粗砂及砂砾(卵)石地层宜选择水泥-水玻璃双液浆；对于前期强度要求较高的地层，可选择硫铝酸盐水泥浆。4.3.5 灌浆参数灌浆终压：0.3MPa；浆液扩散半径：0.25m灌速度30L/min灌浆量 Q=R2Ln式中： R-浆
7、液扩散半径，m； L-注浆管长（只计花管部分长度），m； n-地层孔； -地层填充系数，一般取0.8； -浆液消耗系数，一般取1.11.24.4 管棚4.4.1 管棚用钢管直径为6180mm，钢管中心间距宜为管径的23倍。4.4.2 管棚长度应根据工程具体条件及地层条件选用，一般不宜小于10 m4.4.3 纵向两组管棚的搭接长度应大于3 m. 4.5 临时仰拱的设置区段应根据围岩情况及测量数据确定，其做法可采用工字钢或喷射混凝土构筑。 4.6 在软弱地层中施工时，根据围岩情况及测量数据，为确保隧道结构稳定，可选用小导管周边灌浆或深孔围岩灌浆。5.竖井 城市地铁或市政工程隧道隧道浅埋道路下方，为
8、此必须在地面向下开挖竖井方能开辟工作面，而城市道路无开挖竖井条件，则必须根据具体工程所处的条件，在隧道一侧开挖竖井，再从竖井底向隧道方向开挖横通道，由横通道再开辟进入主隧道的工作面。竖静一般采用复合式衬砌结构，如工程完工后废弃可采用支护结构（必要时加作防水层）。竖井由地面而下，初期支护采用逆筑法施工，其工艺流程图如图5.1所示施工准备测量放线、定井位安装提升龙门架锁口圈初期支护施工施作锁口圈防水层锁口圈C30模筑砼施工井 身 初 支施作井底集水坑封 底转入横通道施工施工降水超前导管施工注浆，超前加固底层井壁回填注浆图5.15.1 竖井锁口段开挖根据测量所放控制线，定出锁口圈的开挖轮廓线，井口段
9、可以采用PC-220反铲挖掘机配合人工进行开挖。为保证井口开挖后井壁的稳定和喷锚支护施工的要求，井口分三次开挖成型。开挖土方由挖掘机直接装入自卸汽车外弃，同时工人对井壁进行修整，以保证竖井断面尺寸符合设计要求。在开挖过程中，严禁超挖，发生超挖时，用同等级的砼喷平。在开挖时，及时对该层井壁施作初期支护。地下工程竖井常用锁口结构见图5.2图5.2 5.2 竖井锁口段衬砌竖井开挖4 m后，先平整开挖面，用水泥砂浆抹平初支基面后施做防水；然后绑扎井圈钢筋，钢筋的绑扎接头错开，绑扎搭接错开，绑扎搭接长度35d，采用300mm1500mm的钢模板及满堂红脚手架，同时根据测量防线预埋提升井架基础、护栏，具体
10、尺寸见提升井架，锁口圈的结构图。锁口圈绑扎钢筋时向预埋联结筋；井圈采用C30商品砼，一次性连续灌注。5.3砼挡水墙模筑井圈砼时，沿竖井井圈四周浇筑一道宽300mm高500mm的挡水墙。5.4竖井井深开挖及支护开挖采用人工开挖，由上而下逆作施工，渣土由人工装入吊桶，通过电动葫芦提升至地面渣场，竖井每完成一段开挖，经检查开挖尺寸符合设计要求后，立即进行该段的初期支护，为防止竖井壁坍塌，同时控制钢支撑便移采取小导管超前注浆；与边墙成45角，穿过刚支撑打3.5 m长42管棚，环向间距1.0m，竖向每两榀支撑（间距1.0m）排设一次；井壁钢格珊在井外预制，井内安装，用螺栓将其连接成整体。喷射砼采用湿喷工
11、艺，采取分侧分块开挖，一侧喷砼支护后再进行另一侧开挖。施工期间在井壁设临时爬梯，供施工人员上下。 5.5竖井封底竖井开挖至设计标高后，按设计支护封底，并在井底设集水井。5.6竖井回填工程完毕后，竖井采用回填土分层回填夯实。5.7竖井施工技术措施 5.7.1 井身开挖过程中严格控制纲支撑进尺，及时间网喷混凝土支护，达到尽快封闭的目的。 5.7.2 为密实初支与壁后主体的空隙采用壁后回填注浆； 5.7.3 当井壁上有涌水时，预埋胶管，把水引入积水吭，抽排出井外，并对涌水点周围排管注浆堵水。 5.7.4 竖井支护同时预埋梯步预埋件。6.横通道施工6.1 竖井马头门施工竖井马头门即竖井与横道道上台阶后
12、，先行将横通道上半断面进洞，通过对两种开挖方式洞察口处受力的简单分析。采用第一种方法施工时，洞口下断面应力集中，为了避免马头门处的应力集中，保证施工安全，采用第二种马头门方式，即竖井挖至横通道上半断面时，半断面先行开挖 8m10m。如图6.1图6.1施工前应在马头门位置处进行换撑措施处置，在割除前先在竖井内架设临时支撑，确保马头门处土体稳定，临时支撑在进洞后拆除。 排设超前小导管及注浆洞口处换撑措施措施完毕后，应尽快在井壁上放出横通道开挖轮廓线的位置，并标出超前小导管的位置，为了加大洞口处加固地层的范围，马头门处第一排小导管长度为5 m，且尽量与隧道中线保持平行，超前注浆加固地层。 分部破除马
13、头门处井壁混凝土，割除钢格栅支撑。注浆完毕后，即破除马头门处上部竖井井壁砼，割除该部位钢格栅支撑，架设上部第一榀格栅架，并将其主筋与周围的竖井壁格栅焊接牢固，并及时喷射砼，按隧道的主体开挖及初期支护的方法将上部向前推进8m10m，待竖井施作到底部并施作井身衬砌后，破除下部竖井井壁砼，割除该部为位的钢格栅支撑，架设下部第一榀格栅拱甲，同样将起主筋与周围的竖井钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。 竖井马头们处的格栅一定要架到位，防止侵入竖井净空。6.2横通道施工根据竖井用途和横通道断面大小的不同，如仅用于施工，横通道断面能满足施工需要即可；如横通道用作通风道，则断面较大，应按设计要求进一步施工，仅用于施
14、工的横通道断面如图6.2所示图6.2当从横通道进入地铁主隧道交叉口前，横通道应抬高约2.9 m，以利于开“马头门”进入主隧道施工。交叉口断面如图6.3所示图6.3为了保证施工时的安全，分上、下二部开挖，设临时仰拱。由于交叉口段结构受力转换复杂，临空面多，横通道施作完并将端头墙封闭后，再施工主隧道。端头墙采用水平钢格栅+系统锚杆+纵向连接筋+系统锚杆+喷射砼，自上而下进行封闭。施工交叉口断面时，在正洞拱顶开挖线上方加设格栅横梁将通道格栅联结成整体，使得主隧道“马头门”结构受力转换稳定，以保证主隧道开挖时的安全。工程施工完毕后，施工横通道中间采用土石进行回填密实，并进行压浆填实，横通道两端采用混凝
15、土封堵。7地铁区间隧道标准断面正台阶法施工7.1正台阶法开挖断面分块及台阶长度的控制一般情况下,根据地质情况台阶长度控制在5-8m,在遇水开挖困难地段台阶长度适当延长至15m左右,以满足洞内轻型井点降水要求,如图7.1图7.17.2 正台阶法施工流程见图7.2下层土方开挖下层钢架安装下层边墙喷砼底板开挖底板钢架安装底板模筑砼开始超前支护注浆超前支护注浆上部弧形开挖上部钢架安装上部拱墙喷砼上部核心土开挖临时横撑安装下一循环图7.27.3 正台阶法施工工序示意见图7.3序号施工示意图文字说明12347.4 施工要点及技术措施：7.4.1 采用”正台阶法”施工,开挖循环进尺宜为每榀格栅间距。7.4.
16、2 严格控制隧道开挖的中线和水平,开挖轮廓要圆顺,防止超挖,局部欠挖处人工修凿,但要充分考虑施工误差及顶留变形。7.4.3 隧道开挖时保留核心土,待拱部初支完成后再开挖核心部分土体。7.4.4 当隧道围岩自稳能力较差时,应尽可能缩短开挖台阶长度,尽快使初期支护闭合。7.4.5 在过房屋段时,为严格控制地表陈降,在上台阶架设临时仰拱,待下半段面初支封闭达到设计强度后拆除。7.4.6 钢格栅接头采用连接板和螺栓连接以方便安装。7.4.7 为防止格栅承载下沉,钢格栅下端设在稳固地层上,或设在扩大钢板混凝土垫块上。7.4.8为防止开挖下部引起格栅悬空出现下陈,可在上半段面格栅拱脚施作锁脚锚管,或在拱脚
17、下设纵向托梁把几排格栅连成整体,下部开挖后及时拼接。7.4.9 格栅安装位置要准确,各节点要对齐,连接要牢固,确保格栅可靠受力。7.4.10 初支结束后及时回填注浆,液浆为内渗XPM外加剂的无收缩浆液。7.4.11 作好开挖的施工记录和地质段面描述,加强对洞内外的观察。7.4.12开挖过程中必须加强监控量测,当发现拱顶拱脚和边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时,应及时施工临时支撑或仰拱,形成封闭环,控制位移和变形。根据量测结果进行跟踪注浆。8.大断面隧道隧道CRD法施工CRD法（center cross diaphragm）即交叉中隔壁法,适用于地质条件差,跨度较大,陈降控制要求高的隧道。
18、8.1 法开挖断面分块加台阶长度的控制CRD法施工时,隧道分成四个部分开挖,开挖顺序见图8.1,各部分开挖施工间隔为:部与部相隔6-8m。各部每次开挖进尺为一个格栅间距,严禁多榀一次开挖,在各开挖分部内,按正台阶法分两台阶支护,台阶长度2-3m,见图8.1 图8.18.2 CRD法施工工艺流程图，见图8.2 左导洞打钢插管、压注固结地层浆液左导洞开挖上台阶、留核心土左导洞架上台阶拱架及临时仰拱，网喷砼左导洞下台阶开挖左导洞架下台阶拱架及临时支撑，网喷砼右导洞打钢插管、压注固结地层浆液右导洞开挖上台阶、留核心土右导洞架上台阶拱架及临时仰拱，网喷砼右导洞下台阶开挖右导洞架下台阶拱架、网喷砼图8.2
19、8.3 CRD法施工要点及技术措施8.3.1 注意控制先行导洞的开挖中线和水平,确保开挖端面圆顺,钢格栅安装位置正确。8.3.2 加强量测监控,作好信息反馈,及时调整施工方法。8.3.3 尽可能缩短开挖台阶和各开挖分部的施工间隔,使初期支护尽快闭合,以控制围岩变形。8.3.4因为CRD法工序较多,工序转换使得结构受力复杂,为保证临时拆除格栅时的安全,必须保证各部格栅之间的连接质量。 8.3 CRD法工序示意图,见图8-2序号施工示意图文字说明1第一步：开挖洞室，施作初期支护2第二步：台阶法开挖洞室，施作初期支护3第三步： 开挖洞室，施作初期支护4第四步： 台阶法开挖洞室，施作初期支护5第五步：
20、 根据监测情况，纵向分段拆除临时仰拱及中隔壁第六步：敷设防水层，施作二次衬砌及内部结构9大断面隧道双侧壁导坑（眼镜）法施工双侧壁导坑法适用于地质条件差跨度大沉降控制要求高的隧道.9.1双侧壁导坑法施工工艺流程图,见图9.1侧导洞1部打钢插管，压注固结地层浆液侧导洞1部开挖、留核心土，架立拱架及临时仰拱，中隔壁，网喷砼侧导洞2部开挖、留核心土，架立拱架、中隔壁，网喷砼1、2部施工完毕后，拆除临时仰拱，施作边墙二衬侧导洞3部打钢插管，压注固结地层浆液3、4部施工完毕后，拆除临时仰拱，施作边墙二衬中洞5部打钢插管，预注固结地层浆液中洞5部开挖、留核心土，架立拱架，网喷砼拆除两侧中隔壁顶部，施作顶板二
21、衬中洞6部开挖，架立拱架，临时仰拱，网喷砼侧导洞3部开挖，留核心土，架立拱架及临时仰拱、中隔壁，网喷砼侧导洞4部开挖，留核心土，架立拱架、中隔壁，网喷砼中洞7部开挖，架立拱架，临时仰拱，网喷砼拆除中隔壁，施作底板二衬图9.19.2 双侧壁导坑法施工示意图见图9.2 序号施工工序示意图文字说明1第一步：超前支护后，分布开挖1部，预留核心土，及时架立隔栅，中隔墙、仰拱，尽快成环。2第二步：与1部错开合适的台阶长度，分部开挖2部，及时架立隔栅、中隔墙、仰拱，尽快成环。3第三步：1、2部施工完毕后，拆除临时仰拱，施做边墙二衬，为保证结构稳定，顶部用异型型钢钢撑托焊接在中隔壁上，底部采用型钢支撑。4第四
22、步：1、2部边墙衬砌完成后，超前支护后，分部开挖3部，顶预留核心土，及时架设隔栅、中隔墙、仰拱，尽快成环。5第五步：与1部错开合适的台阶长度，分部开挖2部，及时架立隔栅、中隔墙、仰拱，尽快成环。序号施工工序示意图文字说明6第六步：3、4部施工完毕后，拆除临时仰拱，施做边墙二衬，为保证结构稳定，顶部用异型型钢钢撑托焊接在中隔壁上，底部采用型钢支撑。7第七步：3、4部边墙衬砌完成后，超前支护后，分部开挖5部，顶预留核心土，及时架设隔栅、中隔墙、仰拱，尽快成环。8第八步：5部施工完毕后，拆除两侧中隔壁上部支撑，施做顶部二衬，为保证结构稳定，边墙异型型钢撑托部分部拆除。9第九步：顶板衬砌完成后，分布开
23、挖6部，预留核心土，及时架设仰拱，季军那块成环。序号施工工序示意图文字说明10第十步：与6部错开合适的台阶长度，分部开挖7部，及时架立格栅、仰拱，尽快成环。11第十一步：7部施工完毕后，拆除剩余中隔壁，施做底板二衬，结构二衬成环。9.3 施工要点及技术措施9.3.1 双侧壁导坑法施工要点及技术措施同CRD 法。9.3.2 双侧壁导坑法先进行侧洞衬砌，后开挖中洞，侧洞顶部衬砌形成悬臂结构，易造成混凝土开裂、失稳，为保持结构稳定，侧洞顶部二衬时预埋一异型型钢构件，焊接在侧洞中隔壁上，侧洞底部衬砌采用型钢撑托塞紧底部衬砌与中隔壁间空隙；中洞进行顶板衬砌时，只割除中隔壁顶部，异型型钢焊接部分仍与中隔壁
24、相连接，保证整体的稳定，中洞底板衬砌施工时方可拆除全部支撑。10.双联拱隧道中洞法施工10.1 双联拱隧道中洞法施工示意图见图10.1序号图 例说 明1第一步：沿外轮廓打设超前小导管，小导管注浆，上下台阶法开挖中洞；上下掌子面间距5米。2第二步：在中洞内铺设防水层，施作中墙。3第三步：对称开挖中洞两侧边洞上台阶，施作两边洞上部初期支护4第四步：开挖两侧边洞下台阶，施作两边洞下部初期支护5第五步：分段凿除部分中洞临时初期支护，铺设防水层，施作两边洞下部二次衬砌。6第六步：分段凿除中洞临时初期支护，铺设防水层，施作其余二次衬砌。10.2 施工要点及技术措施10.2.1 超长小导管注浆严格控制配合比
25、与凝胶时间，初选配合比后，用凝胶时间控制调节配合比，并侧定注浆固结体的强度，选定最佳配合比。注浆过程，严格控制注浆压力，注浆终压必须达到设计要求，并稳压，保证浆液的渗透范围，防止出现结构变形、串浆、危及地下构筑物的异常现象。当出现异常现象时，采取下列控制措施。降低注浆压力或采用间隙注浆。改变注浆材料或缩短浆液凝胶时间。调整注浆实施方案。注浆效果检验：一方面用进浆量来检查注浆效果，另一方面因为注浆方法为周边单排固结注浆，开挖隧道后检查地层固结厚度，如达不到要求，要及时调整浆液配合比，改善注浆工艺。注浆的次序由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆。注浆过程派专人记录，开挖时要检验注浆效果。注浆达到
26、需要强度后方可进行开挖作业。10.2.2. 初期支护关键技术初期支护封闭成环关键技术在施工时采取分部开挖的方式，因此分部开挖的初期支护及时成环，是确保隧道稳定安全的关键，在施工中拟采用如下技术措施：确定合理的循环进尺。结合本工程地质条件、工期要求及施工方法，确定循环进尺为0.5-0.7米；控制台阶长度，一般保持在3-5米较为合适；加强各工序间的衔接，加快各部分开挖和初期支护施工进度；勤测量各部开挖支护完成后围岩变形情况，及时修正初期支护中超前小导管、格栅钢架的设计参数，严格控制围岩变形收敛；各种机具处于良好运转状态，保证不间断地组织施工；组织熟练的操作施工人员，保证施工有序进行。10.2.3
27、临时中隔墙和中隔板的拆除施工隧道主体二次衬砌前，临时上下导洞初衬的拆除关系到中洞顶拱预留防水板焊接接头的安全，因而，在拆除时必须作好以下准备：拆除前认真检查预留防水板的位置，并采取在其侧面加设2厚的钢板进行防护，拆除作业时，要避免用风镐撞击防护钢板，以免损伤防水板。临时中隔墙和中隔板初衬采取分段拆除，并按照自下而上的顺序拆除。11. 渡线段隧道施工折返线断面变化多，工法转换较为频繁，结构跨度大，施工较为复杂，如图11.1所示，隧道结构的拱顶土体自稳能力差，而在渡线段，左右线间的狭窄柱较薄，最小处仅1.5米，在施工的多次扰动下，极易引起隧道的坍塌，如何在渡线段施工中顺利的实现工法、断面的转换过渡
28、，和确保该段结构及狭小土柱的稳定是施工的重点和难点。11.1合理组织，实现工法与断面转换的顺利过渡在渡线段近10多个断面变化点。这些段面变化处有的断面尺寸相差不大，直接过渡即可，有的断面尺寸相差大，需采取工程措施才能实现过渡。按施组安排，将这些断面过渡分为两类，一类是由大断面过渡到小断面，过渡比较容易，另一类是由小断面过渡到大断面，过渡难度比较大一些。在施工过程我方将加强管理，不断优化施工方案，合理并紧凑组织施工工序。大断面过渡到小断面相对难度小一些。常规的做法是将大断面全部施作到设计位置后封端，再破口进入小断面施工，初支封端采用双层喷砼支护，内层为焊接双层钢筋网支护，并设置系统锚杆，外层为钢
29、架锚喷砼支护。大断面或大断面的部分开挖至设计位置，初喷4厚砼，连架两榀钢架，架最后一榀钢架时，设置小断面或小断面部分的加强环框。环框由4根25钢筋组成，与纲架焊接，其线形与小断面段相应部位吻合，环框及其以上部分用横向钢架封端，封端钢架自上而下施作每50一榀，靠临时支护一侧钢架应伸进去一些，以和中部封端钢架连成一体，逐部挂网喷砼支护，在倒数第二榀钢架时沿横向、竖向预制双排连接筋，连接筋采用25钢筋与钢架采取焊接方式，其露出初支面不少于50，设在临时支护一侧先打入土体不少于50。断面过渡到大断面，可通过挑高，加宽来实现。在工法、断面变化叫嚣处可直接采用错台方式实现过渡。在工法与断面较大处考虑采取渐
30、变方式，充分利用超前支护手段加固围岩，利用钢架喷砼逐渐挑高，加宽进入大断面，关键在于挑高，只要过渡到大断面的上部，下部就容易施工了，见图11.311.2采用对拉注浆锚管技术，加固狭窄土柱，确保稳定针对渡线段隧道洞室之间土柱较薄，自稳能力差的特点，根据以往的施工经验和科研成果，在本段渡线施工时，采用对拉注浆锚管技术和长锚管注浆加固技术，对狭窄土柱进行超前注浆加固，一方面对通过注浆，对主体进行改良加固，提高其承载和自稳能力，另一方面，通过对拉锚管的锚固作用，与两侧的隧道结构的形成联合支护体系，提高了其承载和自稳能力，具体措施如下：11.2.1加强初期支护，缩短开挖进尺尽可能实现“快封闭，早成环”对
31、本段关键地段的钢格适当加密间距为0.5米，增加钢格栅之间的纵向连接钢筋，适当加密超前注浆导管（或管栅），确保开挖面的稳定。11.2.2在先施工的隧道施工时，从侧壁向另一侧隧道预先施作42注浆锚管，并与初期支护的纲格栅焊接牢固。锚管的长度根据与相临隧道的关系确定对于与相临隧道在同一高度侧壁上，锚管的长度以刚好穿过另一侧隧道的初期支护为宜，待相邻隧道在后面开挖时将露出的注浆锚管与钢格栅焊接牢固，形成对拉注浆锚管。其余位置斜向施作注浆长锚管，对深部土体进行注浆加固。11.2.3 注浆锚管间距，在隧道的侧壁成梅花型布置，间距：0.5米1.5米。实践证明对于地下工程中，长注浆锚管和拉锚管技术注浆，用于改
32、良加固狭窄土柱是十分有效的。原文已完。下文为附加论文，如不需要，下载后可以编辑删除，谢谢！ 轰燃对建筑室内火灾灭火救援的影响【摘 要】：在室内轰燃研究理论基础上，简要介绍了轰燃的定义和轰燃判据，并结合建筑火灾实际情况，分析了因轰燃引起的室内火灾中灭火救援难点问题，根据轰燃的特点，提出了应对此类火灾的灭火救援对策，为消防部队处置室内轰燃火灾提供参考。【关键词】：消防； 建筑火灾； 轰燃； 灭火救援一、引 言轰燃是室内火灾发展过程中的一种特殊燃烧现象。室内发生火灾后，若具备合适的燃料和通风条件，就可能发生轰燃。轰燃一旦发生，室内所有可燃物会在极短时间内同时全面着火，室内整个空间都充满火焰，可燃物燃
33、烧速率和室内温度急剧上升，并且室内会产生大量有毒烟气，氧气浓度也随之急剧下降。这些都会使室内人员受到严重威胁，也给消防灭火救援带来极大困难。国内外发生的很多建筑火灾事故中，轰燃就是造成严重人员伤亡和财产损失的元凶，如新疆克拉玛依友谊馆火灾、洛阳东都商厦火灾、吉林中百商厦火灾、英国布拉德福市足球场火灾和皇家十字地铁车站火灾。因此，结合轰燃的特点和危害性，分析轰燃对建筑火灾中灭火救援工作造成的难点问题，有针对性的加强对室内火灾的控制，对于提高消防部队灭火救援工作效率具有重要意义。二、轰燃及相关研究（一）轰燃定义NFPA 921中轰燃定义为：室内火灾发展的一个过渡阶段，热辐射作用下的所有可燃物在轰燃
34、时几乎同时着火，火焰迅速在室内所有物体传播蔓延，室内形成一片火海。轰燃的发生是火灾失控发展的危险信号，产生的高温烟气会对建筑结构安全产生严重影响，强大的破坏力往往造成恶性死伤事故和巨大财产损失，极易造成群死群伤事故与巨额财产损失，也是火灾即将向临近区域蔓延的重要标志。目前对轰燃还没有统一的定义，比较常用的三种：（1）室内火灾由局部火向大火的转变，转变完成后，室内所有可燃物表面都开始燃烧；（2）室内燃烧由燃料控制向通风控制的转变；（3）在室内顶棚下方积聚的未燃气体或蒸气突然着火而造成火焰迅速扩展。（二）轰燃判据及预测室内火灾是一种受限空间内的燃烧，是建筑火灾的主要形式，将发生轰燃的条件量化为可以
35、测量或计算的物理量是一件极为困难的事情。现在应用最多的三个轰燃判据为：（1）室内接近顶棚热烟气温度超过600；（2）室内地板平面辐射热通量超过20 kW/m2；（3）通风口有火焰喷出。以上判据都源于火灾实验观察结果，虽然具有一定局限性，但可以作为判定轰燃的参考标准。对轰燃的预测方法，不同的研究者提出了不同的温度和热通量判据。V.Barauskas、McCaffrey、Quintiere、Harkleroad、Thomas等分别提出了基于热释放速率预测轰燃的经验公式。此外，武警学院陈爱平教授将内衬材料的热惯性因素引入考虑，基于McCaffrey的方法提出了轰燃综合预测法；B.Hagglund等建
36、议采用临界轰燃燃烧速率预测轰燃；J.G. Quintiere等提出采用临界轰燃燃料面积预测轰燃；S.R.Bishop根据经典热爆炸和非线性热动力学理论温度微分方程特征值预测轰燃等。这些预测方法的实用性和精确性还有待改进。三、轰燃对室内火灾灭火救援的影响（一）轰燃时间预测困难，影响灭火救援决策消防部队在轰燃前到达现场，如果未及时预测和侦察到轰燃，急剧升高的温度和喷出火焰会对消防队员造成伤害。消防官兵到火场后，没有人能够准确预测是否会发生轰燃和什么时候发生轰燃。有些火灾，消防员内攻进入室内的瞬间就可能被卷入火海中，而有些火灾，在灭火救援进行过程中突然轰燃，也有的至灭火战斗结束也不发生轰燃。如何在火
37、场快速判断轰燃发生的可能性及时间，仍是一线消防指挥员的一个难题。而目前对轰燃的预测研究多限于学术理论方面，并没有便于在灭火救援现场操作的轰燃预测仪器或技术手段。指挥员只能依靠个人积累的灭火经验，对轰燃的感官印象及火情侦查情况进行初略判断，容易导致现场决策低效率、低质量，甚至做出错误的决策，造成不必要的人员伤亡和财产损失。（二）火场温度高，灭火进攻困难室内发生轰燃后，火势突然猛涨，进入全面燃烧阶段，产生的高温能达到1000左右。有关研究表明，对于没有任何保护的皮肤，只要暴露在137-160的环境中就会造成严重伤害。扑救建筑火灾最有效的灭火措施是内攻，而轰燃产生如此的高温会对消防员产生强烈的烘烤，
38、加上可能从门窗喷出的火焰和高温烟气，消防队员很难近距离灭火，内攻更加危险、艰难。如灭火中水枪掩护不充分，个人防护不周全，还会危及消防员人身安全。同时由于轰燃中可燃物不完全燃烧会产生大量有毒浓烟和气体，降低了火场能见度，更加难以发现较隐蔽的火势威胁，影响了灭火效率。（三）室内充满烟气，搜索救援难度大轰燃发生前，大量积聚的浓烟和高温会迫使消防员将身子放低，弯腰或匍匐前进，在搜索被困人员时行动不便，效率低下。此外，室内积聚的浓烟具有较强的减光性，室内能见度很低，对侦查和搜救非常不利，受困人员也无法自行安全疏散，消防员也有误入危险区域和迷路的危险。轰燃后转为全面燃烧，燃烧更为猛烈，无法深入开展室内救援
39、，而由于燃烧速率急剧增长，因燃料不充分燃烧会产生大量有毒气体如：CO、H2S、HCL、SO2等，导致被困人员中毒、窒息，消防灭火救援时间更加紧迫，人员疏散更加困难。（四）建筑受高温烘烤，结构有倒塌危险室内轰燃发生后，释热速率急剧增大，温度急剧升高，达到500-600的高温，最高可达1000左右，建筑构件的强度在高温、强烈热辐射作用下会下降。混凝土在高于300温度作用下抗压强度线性下降，超过600时抗拉强度基本丧失，在900左右时抗压强度下降到常温时的10%；钢结构虽不燃烧，但在火灾高温中强度会迅速下降，500左右时全负荷钢结构就会失去静态平衡稳定性，600其强度下降2/3，进而结构发生变形引发
40、倒塌。因此轰燃扑救过程中，建筑结构很容易发生局部倒塌甚至整体坍塌，使室内人员受到威胁，影响消防救援工作。（五）火焰易窜出蔓延，控制火势难度大室内具备轰燃条件时，可能在着火3-10 min后就会发生轰燃，消防队赶赴火场后可能已经发生轰燃，火灾发展至猛烈燃烧阶段，第一出动力量如对火灾形势估计不足，到达火场后往往控制不住逐渐增长蔓延的火势。此外，轰燃后伴随着喷出火焰和飞火，能冲出着火房间，造成火势蔓延。而且轰燃产生的强烈辐射热也对临近可燃物形成威胁，强辐射热也是火势向上层和四周扩散蔓延的主要原因。四、预防和控制轰燃的灭火救援对策（一）全面侦查火情，注意轰燃征兆在处置建筑室内火灾时，应全面侦查火情，快
41、速掌握起火房间位置、火势大小、人员被困情况、室内可燃物数量与类别、建筑结构特点、周围毗邻建筑情况等，尤其对于通风不好且室内可燃物数量较多时，应提高警惕，密切监视，谨防轰燃突发造成恶性事故。为延缓或避免可能发生的轰燃，到场后应确保室内自动喷水灭火系统动作，尽量为后续灭火与人员疏散救援争取时间。同时应派安全员密切注意轰燃发生征兆，轰燃的警报信号主要是高温辐射、“闪燃”和“白烟”。有条件进入室内侦查时，如发现室内烟气温度较低，则轰燃可能性不大，应及时出开花水冷却；如消防员进入后，明显受到高温烘烤，热烟气层不断变厚，表明有轰燃危险，应及时撤离至外围控制火势。同时，消防员进入室内时，还应密切关注是否有浓
42、烟从门窗翻滚、溢出，或则浓烟中夹杂有较小火焰和闪燃现象，如果出现这些征兆，则说明此房间具有轰燃的危险。（二）准确迅速，疏散抢救人员轰燃具有一定突发危险性，消防部队到达火场后，人员抢救时间非常有限，在迅速掌握火情和人员被困情况后，积极做好冷却防护同时，立即组织精干人员成立搜救小分队，展开人员疏散和救援。进入室内救援前，应根据人员被困位置和数量，确定好各小组任务，定好一次作业时间、紧急情况联络方式和撤离路线。每个搜救人员都应穿好灭火服，必要时穿防火服，佩戴空气呼吸器，在水枪跟进掩护中小心进入。搜索时2人或3人一小组，协同搜寻，尽量靠墙前进，弯腰或则匍匐行进，能见度太低时要利用导向绳保护，防止在浓烟
43、中迷路，并密切注意火情变化，随时做好紧急撤离准备。在搜救中注意检查门窗附近有无昏迷人员，当室内烟气温度过高时，不能进入火场内部太远，严格按照作业时间行动，按时返回。如果赶到火场轰燃已经发生，不要盲目进入室内，应先设法进行通风散热，控制火势，适当破拆开辟救人通道，待火势稍减再内攻灭火救援。（三）喷雾冷却稀释，适时通风散热轰燃前和轰燃后都要出枪射水，如能直接对火源射水，可有效降低火源热释放速率，降低火焰区温度，能延迟或抑制轰燃发生。但区别于普通建筑火灾，轰燃火灾处置中水枪的射流形式、射水部位都有特殊要求。对于轰燃火灾，室内烟气层很厚，可燃气体浓度大，如果仅用直流水冷却灭火，可以对火焰区起到降温作用
44、，对未燃材料起到润湿和减缓热分解作用，但对热烟气层效果不明显，所以射水直击火源的同时还需要开花水或喷雾水对热烟气层实施稀释、冷却。向热烟气层喷水雾一方面可以降低烟气温度，减小热烟气的热辐射，另一方面水雾滴吸热汽化后可以稀释可燃气浓度。现在大多室内顶部有易燃装修材料，还要注意向屋顶和墙壁射水冷却。扑救轰燃火灾时，还要注意适时通风和排烟，李晋等研究发现在增大房间送风量，轰燃时间提前，稳定送风量并加大排烟量时，轰燃不发生。杜兰萍等研究表明，燃料一定时，排烟量与送风量之比大于某定值就不会发生轰燃。送风可通入新鲜空气，排烟可减少热烟气浓度，有利于室内散热，所以在轰燃前采取合理通风排烟措施，比如打开门窗、
45、启动机械排烟装置等都有利于灭火救援。但对于通风的时机和通风量的大小，指挥员一定要正确把握，对于已经充满浓烟的高温密闭的房间，谨防因开门通风引起回燃。（四）小队突击，内攻灭火通常对建筑火灾最有效的灭火措施就是内攻，直击火点，消灭火势。轰燃火灾由于高温、强辐射、室内热烟气浓、建筑有倒塌风险等特点，应该谨慎选择内攻时机，把突发险情的危害降到最低。在仔细侦查火情，掌握火势发展态势后，确保无轰燃发生危险征兆，比如：观察门窗有无浓烟翻滚或闪燃，着火房间门把手是否很热，室内烟气是否有明显的烘烤灼热感等。同时还应确保建筑没有倒塌危险，内攻进入时以精干小组为单位，做好安全防护和掩护，交叉掩护前进，注意避开吊顶、
46、高热区等危险，遇有紧急情况，立即撤离。内攻应量力而行，火势太过猛烈时，不能勉强内攻，应先控制住火势，增援力量到达或兵力相对火势具有一定优势时再内攻灭火。（五）重点监护，防止倒塌和火势蔓延轰燃产生的高温对建筑构件和结构有巨大破坏作用，灭火过程中，要对建筑承重构件加强冷却保护，并应指定人员密切注意建筑破坏情况，一旦有倒塌危险就及时撤离。对于着火时间较长的建筑，冷却承重构件时，避免用冲击力过大的直流水直接向构件射水，尽量用开花水均匀冷却降温，防止高温的混凝土在水流冲击和冷却作用下开裂，强度下降。此外，扑救轰燃火灾中，把握火场全局，重点突破，加强冷却降温的同时，还应出枪抑制从门窗喷出的高温烟气和火焰，防止火势从门窗及管线向上层和四周蔓延。对于已经发展成全面燃烧的大火，应从整体上合理部署兵力，集中优势兵力控制火势，再逐步消灭火灾。五、结 语