问答题 [案例三]
背景
某双车道公路隧道。全长620m,地层岩性为石灰岩,地下水较丰富。有一条F断层破裂带,隧道最大埋深490m,纵坡为-3%。其围岩级别及长度见隧道纵断面示意图(见下图)。合同总工期为20个月。
问答题 从满足进度要求及经济性考虑,给隧道应布置几个工作面?工作面掘进方向如何设置较为合理?分别说明理由。
【正确答案】
【答案解析】(1)一个工作面。理由:Ⅴ级围岩地段施工工期(60+60+50)/30=5.7≈6(个月);Ⅲ级围岩地段施工工期(160+290)/70=6.42≈6.5(个月);总工期=3+6+6.5+3=18.5(个月)。隧道施工工期按照最慢的施工速度总工期为18.5个月,小于合同总工期(20个月),满足工期要求;为了节约施工成本,可以采用一个工作面进行施工。
(2)掘进方向:由出口向进口方向掘进。理由:地下水丰富,反坡(逆坡)施工更有利于地下水的自然排出,节省排水费用。 [解析]背景材料中已给出合同总工期20个月,在满足合同工期要求的前提下,兼顾施工成本。先算出各围岩地段的施工工期:Ⅴ级围岩地段施工工期(60+60+50)/30=5.7≈6(个月);Ⅲ级围岩地段施工工期(160+290)/70=6.42≈6.5(个月);总工期=3+6+6.5+3=18.5(个月)。隧道施工工期按照最慢的施工速度总工期为18.5个月,小于合同工期;考虑到施工成本的经济性,可以采用一个工作面进行施工。地下水丰富,反坡坡度为-3°,反坡(逆坡)施工更有利于地下水的自然排出,节省排水费用。因此宜由出口向进口方向掘进。
问答题 按照《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(试行)》,该隧道是否需要进行安全风险评估?说明理由。
【正确答案】
【答案解析】该隧道工程应当进行安全风险评估。理由:在该隧道工程中,Ⅴ级围岩连续长度均超过50m,根据规范应当进行安全风险评估。[解析]根据《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(试行)》规定,隧道工程施工安全风险评估的范围:(1)穿越高地应力区、岩溶发育区、区域地质构造、煤系地层、采空区等工程地质或水文地质条件复杂的隧道,黄土地区、水下或海底隧道工程;(2)浅埋、偏压、大跨度、变化断面等结构受力复杂的隧道工程;(3)长度3000m及以上的隧道工程,Ⅵ、Ⅴ级围岩连续长度超过50m或合计长度占隧道全长的30%及以上的隧道工程;(4)连拱隧道和小净距隧道工程;(5)采用新技术、新材料、新设备、新工艺的隧道工程;(6)隧道改扩建工程;(7)施工环境复杂、施工工艺复杂的其他隧道工程。
问答题 根据背景资料给出的地质条件,写出该隧道在地质方面存在的主要安全危险源以及可能造成的安全事故类别。
【正确答案】
【答案解析】地质方面存在的主要危险源有工作面坍塌、围岩失稳、突泥、涌水。可能造成的安全事故类别有物体打击、坍塌、冒顶片帮、透水。[解析]根据《企业职工伤亡事故分类标准》(GB6441—1986)规定,综合起因物、引起事故的诱导性原因、致害物、伤害方式等,将危险因素分为20类。包括:物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电、淹溺、灼烫、火灾、高处坠落、坍塌、冒顶片帮、透水、爆破(放炮)、瓦斯爆炸、火药爆炸、锅炉爆炸、容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息、其他伤害。危险源是指有可能引发公路施工人身伤害及设备、财产损失的各种危险因素和安全生产事故隐患。施工单位应当根据工程项目特点、地质地貌、当地气候、周边环境等具体情况以及承担的施工范围和工程进度变化,在工程项目开工前,辨识出施工过程中存在的危险源,并对其进行风险评价。根据辨识出的危险源制定出相关安全管理措施,从而使安全生产管理工作做到突出重点、有的放矢。
问答题 根据背景资料,针对不同级别的围岩分别采用哪些施工工法较合理?
【正确答案】
【答案解析】Ⅲ级围岩采用台阶法施工较合理;Ⅴ级围岩采用单侧壁导坑法施工较合理。[解析]公路隧道围岩可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ六个等级。其中,Ⅲ级围岩的主要特性:坚硬岩,岩体较破碎,巨块(石)碎(石)状镶嵌结构;较坚硬岩或较软硬岩层,岩体较完整,块状体或中厚层结构。Ⅴ级围岩的主要特性:较软岩,岩体破碎;软岩,岩体较破碎~破碎;极破碎各类岩体,碎、裂状,松散结构。隧道浅埋段的开挖施工,根据围岩及周围环境条件,可优先采用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法或留核心土开挖法;围岩的完整性较好时,可采用多台阶法开挖。严禁采用全断面法开挖。全断面开挖法适用于土质稳定、断面较小的隧道施工,适宜人工开挖或小型机械作业;缺点是对地质条件要求严格,围岩必须有足够的自稳能力。CRD工法是在CD工法基础上加设临时仰拱。CD工法和CRD工法在大跨度隧道中应用普遍,但成本较高,一般不采用。