隧道淺埋地段地表下沉的量測與洞內(nèi)凈空變化和拱頂下沉量測在同一橫斷面內(nèi)。監(jiān)測斷面垂直于隧道軸向布置，監(jiān)測斷面橫斷面方向應(yīng)在隧道

　　中線兩側(cè)每隔2～5m布設(shè)地表下沉測點(diǎn)，每個斷面設(shè)5點(diǎn)，中心點(diǎn)在隧道拱頂正上方，直到拱腳與水平方向45度夾角的地層滑動線與地表交點(diǎn)，在最外測點(diǎn)以外至少5m設(shè)兩個不動點(diǎn)作為參照基點(diǎn)，通過精密水準(zhǔn)儀量測不同時刻測點(diǎn)的高程即可得到測點(diǎn)在不同時間段內(nèi)的下沉值，如圖三所示。另外，在沿著管道縱向每5米懸吊點(diǎn)的桁架上做好標(biāo)記，測好桁架完全受力時的初始讀數(shù)，之后開挖至管道下方前后20m范圍每天測兩次，根據(jù)鐵四院的設(shè)計參數(shù)，地表沉降按最大值2cm來考慮加固管道。

　　2.地質(zhì)超前預(yù)報??

　　2.1隧道地質(zhì)超前預(yù)報的目的

　　TSP203探測系統(tǒng)可預(yù)報施工隧道掌子面前方以下不良（或特殊）地質(zhì)問題：1）軟弱巖層的分布，2）斷層及其破碎帶，3）節(jié)理裂隙發(fā)育帶，4）含水情況，5）空洞，6）圍巖類別，即可以預(yù)測即將開挖隧道相關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其周圍地質(zhì)狀況，同時也可以對力學(xué)參數(shù)（動態(tài)彈性摸量、剪切摸量、泊松比、密度、彈性縱波速度、彈性橫波速度等）進(jìn)行評估，有利于及時預(yù)報隧道掌子面前方的地質(zhì)狀況，以便正確指導(dǎo)隧道施工。

　　3.防止地表下沉的技術(shù)措施

　　隧道開挖后為了防止拱頂下沉而導(dǎo)致地表下沉，一方面我們在天然氣管道下方前后10m范圍將鋼拱架的間距調(diào)整到0.5m，另一方面采取在初期支護(hù)內(nèi)圈增設(shè)Ⅰ20的工字鋼做護(hù)拱，護(hù)拱的間距等同初期支護(hù)的工字鋼架的間距，以增加拱圈的剛性，避免拱頂圍巖柔性變形產(chǎn)生拱頂下沉導(dǎo)致地表下沉。

　　由于隧道埋深只有14m，在隧道施工過程中地表可能產(chǎn)生沉降，由此，可能導(dǎo)致天然氣管道產(chǎn)生較大的變形，甚至開裂。因此，在隧道中線左右各17.5m（鐵四院提供的參數(shù)）范圍外的不動點(diǎn)

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?免費(fèi)論文下載中心?http://www.hi138.com 　　處設(shè)置兩個混凝土支墩，支墩為門式框架墩，上面架設(shè)桁架梁將管道懸吊起來，使地表的下沉不帶動管道的下沉，確保施工過程中天然氣管道的安全輸氣。避免由于任何原因?qū)μ烊粴夤艿垒敋庠斐捎绊?。（后附桁架設(shè)計圖）

　　㈡安全保證措施

　　1、天然氣管道事故應(yīng)急預(yù)案

　　發(fā)生事故時要迅速切斷氣源，封鎖事故現(xiàn)場和危險區(qū)域，迅速撤離、疏散現(xiàn)場人員，設(shè)置警示標(biāo)志，同時設(shè)法保護(hù)相鄰裝置、設(shè)備，關(guān)停一切火源、電源，防止靜電火花，將易燃易爆物品搬離危險區(qū)域，防止事態(tài)擴(kuò)大和引發(fā)次生災(zāi)害；設(shè)置警戒線和劃定安全區(qū)域，對事故現(xiàn)場和周邊地區(qū)進(jìn)行可燃?xì)怏w分析、有毒氣體分析、大氣環(huán)境監(jiān)測和氣象預(yù)報，必要時向周邊居民發(fā)出警報；及時制定事故應(yīng)急救援方案（滅火、堵漏等），并組織實施；現(xiàn)場救援人員要做好人身安全防護(hù)，避免燒傷、中毒等傷害；保護(hù)國家重要設(shè)施和標(biāo)志，防止對江河、湖泊、交通干線等造成重大影響。

　　2.?通風(fēng)技術(shù)措施

　　由于隧道是雙口掘進(jìn)，根據(jù)存在天然氣管道的特殊情況，進(jìn)口、出口各設(shè)置兩臺110KW×2的通風(fēng)機(jī)。為了減少風(fēng)阻，在保證有效凈空的情況下，選用大直徑(1.5m)的風(fēng)管。嚴(yán)格控制通風(fēng)時間，確保置換掌子面附近足夠的施工距離。

　　因DK111+410里程處的天然氣管道在隧道頂部14m處，為防止天然氣管道因施工發(fā)生開裂，導(dǎo)致天然氣滲漏進(jìn)隧道，在隧道內(nèi)設(shè)置氣體濃度檢測儀，隨時隨地對隧道內(nèi)的空氣濃度進(jìn)行檢測。空氣濃度一旦出現(xiàn)異常，立即停止施工，所有人員撤離現(xiàn)場，關(guān)閉電源、火源，在施工現(xiàn)場內(nèi)停止使用手機(jī)，防止發(fā)生爆炸事故。

　　3．隧道工程各分項工程質(zhì)量保證措施

　　3.1．隧道開挖保證措施

　　開挖支護(hù)是隧道工程的質(zhì)量控制的源頭，針對不同的情況采取切實有效的措施是保證開挖支護(hù)質(zhì)量。堅持“先治水、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測，快成環(huán)、早襯砌”的原則開挖過程中嚴(yán)格按設(shè)計控制開挖斷面，每開挖循環(huán)均測量放樣標(biāo)出隧道中線位置和開挖輪廓，嚴(yán)格控制超挖。當(dāng)出現(xiàn)超挖時，采用噴錨等永久支護(hù)體系時，多次復(fù)噴，直至大面平順。

　　根據(jù)地質(zhì)預(yù)報了解的前方圍巖情況，選擇適宜的開挖方案。

　　開挖過程中鋼架或臨時支撐，重視鎖腳錨桿（管）的施工，以確保鋼架基礎(chǔ)穩(wěn)定，確保下一個工序的安全施工，要及早封閉成環(huán)，必要時增設(shè)臨時仰拱，保護(hù)基底。

　　3.2．砂漿錨桿施工措施

　　砂漿錨桿長度根據(jù)圍巖狀況及設(shè)計確定嚴(yán)格按交底長度下料，錨桿打設(shè)角度與巖層層理相匹配，錨桿角度盡可能與巖層面垂直多穿巖層，呈梅花形布置。要求錨孔內(nèi)砂漿飽滿，保證錨桿、砂漿、圍巖間的粘結(jié)力。

　　3.3．噴射混凝土施工措施

　　噴射混凝土采用濕噴工藝，按初噴和復(fù)噴組織施工。噴射混凝土由混凝土拌合站拌合。初噴在清幫、找頂后立即進(jìn)行，初噴混凝土厚度4～5cm，及早快速封閉圍巖。復(fù)噴在拱架、掛網(wǎng)、錨桿施工完成后進(jìn)行。

　　3.?4．襯砌混凝土施工措施

　　二次混凝土襯砌采用襯砌臺車進(jìn)行?；炷烈r砌施工采用輸送泵灌注，拌合站集中拌和，嚴(yán)格按混凝土配合比生產(chǎn)，混凝土輸送車輸送。

　　擋頭模板及臺車下緣注意模板拼縫防止漏漿，確保施工縫質(zhì)量。

　　采用同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度，控制襯砌混凝土強(qiáng)拆模時間，嚴(yán)禁提前拆模。

　　隧道襯砌前，必須將隧道底部和墻腳的虛碴、浮碴清除干凈，確保仰拱及隧道的拱墻襯砌置于堅實的基礎(chǔ)上，避免襯砌不均勻下沉開裂。

　　添加粉煤灰等改善混凝土性能，盡量降低水灰比，控制水泥用量。

　　采用泵送混凝土工藝，周密組織混凝土運(yùn)輸，防止混凝土離析，最大限度的縮減混凝土運(yùn)輸時間和澆筑間歇時間，并加強(qiáng)混凝土灌注過程中搗固，確?；炷翐v固質(zhì)量，保證襯砌混凝土的密實度。

　　控制混凝土入模、拆模時的環(huán)境溫度與混凝土溫差在規(guī)范范圍內(nèi)。

　　4．監(jiān)控量測質(zhì)量保證措施

　　認(rèn)真加固拱腳，加強(qiáng)縱向聯(lián)結(jié)等，上臺階初支要清除拱腳積水與淤泥，通過打設(shè)超長拱腳錨桿或擴(kuò)大拱腳減少下臺階開挖后的下沉量。使初期支護(hù)與圍巖形成完整體系。

　　盡量單側(cè)落底或雙側(cè)交錯落底，避免上半斷面兩側(cè)拱腳同時懸空；控制落底長度，視圍巖情況采用1-3m，不大于6m。

　　找出每道工序的合理施工時間，各工序嚴(yán)格按標(biāo)定時間進(jìn)行控制，從而縮短循環(huán)作業(yè)時間，減少開挖面土體的暴露時間，支護(hù)及時封閉成環(huán)。及時監(jiān)控量測圍巖，觀察拱頂，拱腳的收劍情況，據(jù)此調(diào)整初期支護(hù)參數(shù)。

　　合理進(jìn)行圍巖支護(hù)：采用聚丙烯纖維混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)及鋼架進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，并緊跟開挖掌子面，并根據(jù)具體情況在隧道底部打設(shè)錨桿，或在隧道頂部打入超前注漿小導(dǎo)管支護(hù)，并盡可能使初期支護(hù)在開挖面周壁迅速閉合；襯砌結(jié)構(gòu)盡早閉合，膨脹巖隧道開挖后，圍巖向內(nèi)擠壓變形一般是在四周同時發(fā)生，所以施工時要求隧道襯砌及早封閉，要求隧道開挖能盡快形成全斷面，以便快速完成隧道斷面的二次襯砌施工。

　　五、天然氣管道加固方案

　　1.?為防止隧道在開挖過程中出現(xiàn)垮塌，天然氣管道采取桁架吊頂?shù)拇胧┻M(jìn)行加固。以隧道線路中線線為中點(diǎn)，沿天然氣管道左右各17.5米，總長35米的范圍設(shè)置三角桁架，桁架的設(shè)計詳見附件。

　　2.桁架的支撐采用門式墩，在35米的范圍兩頭各設(shè)置一個，墩基礎(chǔ)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)置于硬質(zhì)基巖上。墩身采用鋼筋混凝土，高度約1.5米。門式墩結(jié)構(gòu)尺寸詳見附件。

　　3.桁架架設(shè)完畢后，每隔5米設(shè)置一個吊點(diǎn)。在吊點(diǎn)的位置開挖出天然氣管道，管道埋深約1.2米，開挖至1.0米時候，更換工具，采用木制鍬進(jìn)行開挖，主要目的是為了防止鐵質(zhì)工具破壞管道外面的絕緣漆，產(chǎn)生火花。

　　4.天然氣管道在吊點(diǎn)進(jìn)行吊裝時候，管道外應(yīng)該先包裹一層橡膠絕緣套管，防止鐵質(zhì)吊裝設(shè)施直接管道發(fā)生摩擦，保護(hù)天然氣管道。

　　5.管道吊裝完畢后，及時對開挖出的管道進(jìn)行原土回填，避免管道長期暴露。

　　6.在施工過程中，對隧道頂天然氣管道采用柵欄進(jìn)行封閉，并指派專職安全員進(jìn)行巡邏檢查，禁止閑雜人及明火等進(jìn)入管道防護(hù)區(qū)域。

　　7、按鐵四院的設(shè)計方案施工地表沉降值最大不超過2cm，而管道不允許有沉降變形，因此在每個吊點(diǎn)處的管道上面安裝一個與之相連接并露出地面的測點(diǎn)，一旦檢測到管道有下沉，立即用懸吊點(diǎn)的緊線器緊鋼絲繩，確保管道沉降量為零。

　　8.隧道施工完畢后，對隧道頂35米范圍內(nèi)的天然氣管道采取換管措施，并加設(shè)2cm的套管，具體換管方案由具有相關(guān)資質(zhì)的浙江省煤電研究設(shè)計院設(shè)計。

　　六、鋼桁架的設(shè)計方案

　　計算過程??（鋼?柱）???????????????????

????截面類型=?16;?布置角度=0;?計算長度：Lx=1.46,?Ly=2.00;?長細(xì)比：λx=?4.9,λy=?18.9

????構(gòu)件長度=2.00;??計算長度系數(shù):?Ux=0.73????Uy=1.00

????截面參數(shù):??B1=450,?B2=450,?H=700,?Tw=14,?T1=20,?T2=20

????軸壓截面分類:X軸:b類,?Y軸:b類

????驗算規(guī)范:?普鋼規(guī)范GB50017-2003??????????????????????????????????????????????????

　　強(qiáng)度計算最大應(yīng)力對應(yīng)組合號:?27,??M=-166.42,?N=303.64,??M=-1088.08,?N=-297.48

　　強(qiáng)度計算最大應(yīng)力?(N/mm*mm)=189.67

　　強(qiáng)度計算最大應(yīng)力比?=0.925

　　平面內(nèi)穩(wěn)定計算最大應(yīng)力?(N/mm*mm)?=138.74

　　平面內(nèi)穩(wěn)定計算最大應(yīng)力比?=??0.677

　　平面外穩(wěn)定計算最大應(yīng)力?(N/mm*mm)?=145.39

　　平面外穩(wěn)定計算最大應(yīng)力比?=0.709

　　腹板容許高厚比計算對應(yīng)組合號:?18,??M=40.76,?N=?192.20,??M=?-149.06,?N=?-61.17

　　GB50017腹板容許高厚比?[H0/TW]?=64.12

　　GB50011腹板容許高厚比?[H0/TW]?=70.00

??　翼緣容許寬厚比?[B/T]?=13.00

??　強(qiáng)度計算最大應(yīng)力?<?f=?205.00

??　平面內(nèi)穩(wěn)定計算最大應(yīng)力?<?f=?205.00

??　平面外穩(wěn)定計算最大應(yīng)力?<?f=?205.00

??　腹板高厚比?H0/TW=?47.14?<?[H0/TW]=?64.12

??　翼緣寬厚比?B/T?=?10.90?<?[B/T]=?13.00

??　壓桿,平面內(nèi)長細(xì)比?λ=?5.?<?[λ]=?150

?　?壓桿,平面外長細(xì)比?λ=?19.?<?[λ]=150

　　均布荷載下最大撓度計算：

　　經(jīng)公式Y(jié)max=ql4/8EI計算得最大撓度19.6mm＜δ=20mm

　　風(fēng)荷載作用下柱頂最大水平（X?向）位移:

　　節(jié)點(diǎn)(?30),?水平位移?dx=0.042(mm)?=?H?/?75441.

　　風(fēng)載作用下柱頂最大水平位移:?H/75441<?柱頂位移容許值:?H/150

　　經(jīng)過計算，設(shè)計的桁架受力、滿荷載下的最大撓度以及風(fēng)荷載下的水平位移均滿足要求。

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　　七、結(jié)束語

????事實證明這種近距離高壓天然氣輸氣管線的隧道開挖及安全防護(hù)方案是安全的，用監(jiān)控量測來預(yù)控沉降變形的措施是切實可行的。鋼桁架懸吊輸氣管線起到了安全儲備的作用，相當(dāng)于新奧法施工隧道二次襯砌的作用機(jī)理，有效的防止了管道的沉降變形，確保了輸氣管道在整個施工過程中的安全。