某公路隧道设计为双向四车道分离式隧道,沥青混凝土路面。隧道合同总工期为36个月。左右隧道分别长4855M,中线间距30M,隧道最大埋深850M,纵坡为3%人字坡。其地质条件为:岩性为砂岩、石灰岩,局部有煤系地层;穿越F1、F2、F3三条断层;地下水发育。左右洞围岩级别均为:II级3415M,III级540M,IV级310M,V级590M。在距进口2100M(对应里程K27+850)处设计了一座斜井,斜井长450M,向下纵坡5~8%。隧道纵断面示意图及平面布置示意图分别见图1、图2。
图2 平面布置示意图
施工中发生如下事件:
事件一:施工单位进场后,经现场调查发现,进口处为深沟,且跨沟桥台位于隧道洞口。经综合考虑,施工单位提出了设计变更方案,在距进口280M处增设一条长150M的横洞(见图2)。
事件二:施工单位根据地质条件和施工水平,采用钻爆法开挖施工、无轨运输。施工计划进度指标为:II级围岩开挖支护130M/月,III级围岩开挖支护90M/月,IV级围岩开挖支护70M/月,V级围岩开挖支护30M/月,二次衬砌144M/月。施工准备3个月,二次衬砌及沟槽施工结束滞后于开挖支护1个月,路面铺筑及交通、机电工程施工2个月,横洞施工4个月,斜井施工6个月,不确定因素影响工期1个月。进出洞口所增加的时间已综合考虑,不再单独计算。
事件三:根据现场情况,相关单位拟保留横洞而取消斜井。
事件四:由出口掘进的工作队,在开挖进洞5个月后由环形开挖留核心土法改为全断面法施工。
问题
1.在有斜井和横洞的情况下,本隧道最多有几个开挖面同时施工?并在平面布置示意图上用箭头标明掘进方向(需在答题卡上复制平面布置示意图作答)。
2.分析事件一中施工单位提出增设进口横洞的理由。
3.根据事件二给出的条件,在事件三中保留横洞而取消斜井的情况下,计算隧道施工最短工期。(计算结果以月为单位,保留一位小数)
4.根据提供的地质信息,本隧道由地质引起的主要施工安全危险源有哪些?
5.事件四中,改变后的开挖方法是否合理?说明理由。
1.10个
2.因为进口端为深沟,所以无施工场地,且与桥台施工相互干扰,因此增加横洞可以为进主洞施工提供进洞条件;同时还可以增加工作面,进一步保证了施工工期。
3.(1)横洞施工4个月期间,隧道出口开挖掘进长度=30×3+70×1=160m
(2)横洞工区和出口工区同时相向施工的各级围岩长度
Ⅱ级围岩长度=[2030-(280-50-60-40-30-60)+1385]=3375m
Ⅲ级围岩长度=210+210+60=480m
Ⅳ级围岩长度=50+50+50=150m
Ⅴ级围岩长度=320+[100-(160-70-80)]=410m
(3)横洞工区和出口工区同时相向施工的工期
=(3375/130+480/90+150/70+410/30)/2=23.6月
(4)总工期=3+4+23.6+2+1+1=34.6月
4.地质引起的主要施工安全危险源为:洞口段、浅埋段、断层破碎带、岩层接触带、岩溶、地下涌水、瓦斯地段。
5.不合理。
因为开工5个月后的开挖进度为30×4+70×1=190m,正处于Ⅴ级围岩,不能用全断面法施工。
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