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關(guān)鍵詞洞口大跨施工技術(shù) 動(dòng)態(tài)調(diào)整
中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1工程概述
老安山隧道全長(zhǎng)15161m,位于秦嶺南麓低中山區(qū),地形起伏較大,平均海拔825~1990m。年平均氣溫 13.6℃,年平均降水量912.5mm,夏季雨量較為充沛,冬季雨水較少,年平均蒸發(fā)量1122.3mm,最大風(fēng)速28.0m/s,風(fēng)向N,最大積雪厚度15cm ;土壤最大凍結(jié)深度13cm。
老安山隧道出口段線路與站場(chǎng)的過渡加寬段為84m,其中明洞長(zhǎng)17m,大跨1長(zhǎng)33m(開挖斷面12.49m×16.4m),大跨2長(zhǎng)34m為雙線變4線的過渡段(開挖斷面14.42m×20.23m)。大跨2與站臺(tái)橋椒溪河特大橋相鄰,為橋隧相連處。洞口段即為大跨2。該段地質(zhì)為太古界的片麻巖夾片巖,風(fēng)化層厚2-5m,全風(fēng)化-強(qiáng)風(fēng)化,Ⅳ級(jí)軟石,無水。
2原設(shè)計(jì)洞口段結(jié)構(gòu)形式
老安山隧道出口洞門原設(shè)計(jì)為斜切式洞門,明洞段長(zhǎng)度為17米,洞口施工前先開挖邊仰坡,并施作錨網(wǎng)噴的臨時(shí)支護(hù),最后將洞頂回填種植土并施作拱形骨架護(hù)坡植草綠化。該段地形起伏較大且為右高左低的形式。兩側(cè)邊坡開挖的最大寬度達(dá)34m,最高高度達(dá)20m,仰坡最大高度10 m,縱深8m,且均為二級(jí)邊坡。
3進(jìn)洞方案確立
如按照原設(shè)計(jì)進(jìn)行施工則施工難度和風(fēng)險(xiǎn)較大,工期較長(zhǎng)。由于隧道出口為橋隧相連處,橋隧同時(shí)施工干擾大,且該段時(shí)間位于9月仍舊有降雨。因此我部決定先施工椒溪河的0#橋臺(tái),待橋臺(tái)的承臺(tái)施工完畢后暫不施工臺(tái)身先回填承臺(tái)基坑,再進(jìn)行隧道洞門施工。這樣一來可避免在雨季隧道施工時(shí)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的狀況,二來在隧道承臺(tái)施工時(shí)開挖承臺(tái)基坑后可參考該段土體的穩(wěn)定情況,進(jìn)而為隧道進(jìn)洞方案的確立提供依據(jù)。事實(shí)證明,在橋臺(tái)基坑幾乎垂直開挖4 m的深度且無任何支護(hù)的情況下,施工1多月基坑無任何異常情況。這樣就說明明該段土體的穩(wěn)定性較好,不會(huì)輕易出現(xiàn)失穩(wěn)或坍塌的情況。在橋臺(tái)承臺(tái)施工完畢后恰好過了降雨的季節(jié)。經(jīng)項(xiàng)目部、監(jiān)理、設(shè)計(jì)的主要領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)勘查,反復(fù)研究后決定變更洞門形式及進(jìn)洞方案。將原設(shè)計(jì)的斜切式洞門變更為端墻式洞門,不開挖邊仰坡,采用明洞套拱的方法進(jìn)洞。
4明洞套拱施工
明洞套拱采用鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)形式,內(nèi)外層的環(huán)向鋼筋采用Φ22螺紋鋼,間距20cm,縱向鋼筋采用Φ12螺紋間距25cm。由于洞口拱部還設(shè)計(jì)了62根Φ108mm的超前大管棚,且要施工管棚導(dǎo)向墻。因此將套拱和導(dǎo)向墻合并,在套拱中心埋設(shè)I25a工字鋼,間距50cm,每榀拱架設(shè)置縱向連接筋,連接筋采用Φ22螺紋鋼,間距1m。這樣一則作為安裝管棚導(dǎo)向管的支撐連接點(diǎn)使用,二來作為套拱內(nèi)側(cè)掛設(shè)模板的支撐。同時(shí)增加了套拱的整體性及穩(wěn)定性為日后進(jìn)入暗洞后的初期支護(hù)拱架聯(lián)成整體提供了有力的安全保障。達(dá)到了一舉數(shù)得的效果。由于大跨段寬度達(dá)20米之多,高度為14米,施工明洞套拱時(shí)不能按照普通的先拱后墻法施工。必須按照先墻后拱的逆作法進(jìn)行施工。同時(shí)為保證邊墻開挖后土體穩(wěn)定,在施工底部邊墻的基礎(chǔ)時(shí)進(jìn)行了加寬處理,這樣同時(shí)起到了擋土墻的作用。在向上部施工時(shí),每向上一節(jié)逐步變窄,最后合攏拱部的鋼拱架,澆筑拱部的混凝土。形成一個(gè)閉合的整體。具體做法如下:
①開挖隧道兩側(cè)的邊墻
開挖邊墻達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后預(yù)埋鋼拱架、連接筋、并安裝內(nèi)外層的環(huán)向及縱向鋼筋,立模板,最后澆筑C20混凝土,寬度3米,高度4米。
②施工上臺(tái)階
將明洞內(nèi)回填石碴,高度達(dá)到施工平臺(tái)的高度,再開挖上臺(tái)階的土體,寬度縮小50cm,為2.5m,高度3m,然后按裝拱架、連接筋、及內(nèi)外層的鋼筋,并與基礎(chǔ)邊墻的拱架和鋼筋連接牢固。
③合攏拱部鋼拱架
合攏拱部鋼拱架時(shí)先在地面將拱部的分節(jié)拱架拼裝好,然后采用挖掘機(jī)起吊安裝,這樣施工快速安全且施工誤差小。在安裝拱部鋼架之前仍需回填石碴達(dá)到工作平臺(tái)的高度。
④管棚導(dǎo)向管的安裝
安裝導(dǎo)向管時(shí)需預(yù)留一定的高度及外插角。由于大管棚一般較長(zhǎng),在鉆進(jìn)的過程中由于重力因素,鉆桿會(huì)隨著鉆進(jìn)的深度而向下傾斜,形狀為向下的曲線。并且在隧道開挖后可能會(huì)產(chǎn)生下沉。因此設(shè)計(jì)上都要預(yù)留1°-3°的外插角。但在導(dǎo)向管安裝的高度和外插角的選取上仍需結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情況而確定。如地質(zhì)松軟則預(yù)留高度和外插角都要偏大,這樣不僅預(yù)留了下沉量,而且管棚以后注漿后的漿液擴(kuò)散半徑也不至于傾入隧道開挖輪廓線內(nèi),只需加固隧道周邊輪廓即可。反之則取小。由于該段的圍巖密實(shí),整體性較好,且注漿壓力為0.5-2MPa,注漿類型為固結(jié)注漿,并非劈裂注漿。因此導(dǎo)向管的高度選取鋼拱架上15cm,外插角為1°。這樣在進(jìn)入暗洞開挖時(shí)大管棚下方的土體脫落后,超挖量也就相應(yīng)的減少。節(jié)約了初期支護(hù)噴射混凝土的方量。
⑤澆筑套拱拱部混凝土
澆筑混凝土前安裝內(nèi)側(cè)模板,內(nèi)側(cè)模板與拱架連接牢固,并在下部用鋼管及原木支撐牢固,防止跑模。然后安裝外側(cè)模板,最后澆筑混凝土,混凝土采用C30泵送混凝土,由汽車泵泵送。厚度為1米。(后附施工照片)
明洞套拱斷面示意圖
圖一 底部基礎(chǔ)施工圖二 拱部拱架拼裝合攏
圖三 安裝套拱模板并支撐圖四安裝導(dǎo)向管并澆筑混凝土
5大管棚施工
在施工完畢套拱導(dǎo)向墻后開始實(shí)作管棚。管棚鉆機(jī)采用CM358潛孔鉆機(jī),鉆孔采用為先高后低,隔孔鉆進(jìn)的方式。成孔后立即下管,以防止塌孔。下管時(shí)采用挖機(jī)和鉆機(jī)相配合的方式。在此之前鋼管要在專用的管床上加工好絲扣,鋼管四周鉆設(shè)孔徑15mm注漿孔,孔間距15cm,呈梅花型布置,尾部留不鉆孔的止?jié){段100cm,管頭焊成圓錐形,便于入孔。同時(shí)為了提高導(dǎo)管的抗彎能力,在鋼管內(nèi)設(shè)置鋼筋籠,鋼筋籠由四根Φ18主筋和固定環(huán)組成,固定環(huán)采用短管節(jié),節(jié)長(zhǎng)5cm,與主筋焊接,按1.5m間距設(shè)置。在此要注意接長(zhǎng)鋼管應(yīng)滿足受力要求,相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%,相鄰鋼管接頭至少錯(cuò)開1m。安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠后即對(duì)孔內(nèi)注漿,漿液由高速制漿機(jī)拌制,配合比為1:1的單液漿,水泥采用525號(hào)普通硅酸鹽水泥。 初壓0.5~1.0MPa,終壓2MPa,持壓15min后停止注漿。
6圍巖量測(cè)
在注漿完畢后等待漿液凝固的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行地表沉降、洞內(nèi)的拱頂沉降及收斂點(diǎn)的布設(shè)。布設(shè)完畢之后采用全站儀讀取初始數(shù)據(jù)。
①布點(diǎn)方式
地表埋設(shè)2排沉降觀測(cè)點(diǎn),每排7個(gè)點(diǎn),布設(shè)寬度范圍要在隧道開挖影響范圍以外。洞內(nèi)沉降及收斂點(diǎn)共為11個(gè)點(diǎn)。如下圖所示:
洞內(nèi)拱頂沉降及圍巖收斂點(diǎn)布設(shè)示意圖
②量測(cè)頻率
量測(cè)頻率在隧道開挖后的前幾天加大量測(cè)頻率,每天2次,待量測(cè)數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定后減少為每天1次,同時(shí)按照下表執(zhí)行。
量測(cè)頻率 變形速度(mm/d) 量測(cè)斷面距開挖工作面距離
(1-2)次/d ≥5 (0-1)B
1次/d 1~5 (1~2)B
1次/2d 0.5~1 (1~2)B
1次/2d 0.2~0.5 (2~5)B
1次/周 < 0.2 > 5B
注:B為隧道開挖寬度。
量測(cè)頻率表
7洞身開挖
由于該段位于洞口段,且跨度較大,設(shè)計(jì)的施工方法為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況,以及設(shè)計(jì)的支護(hù)參數(shù)并結(jié)合以往的隧道施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類比。實(shí)際決定采用四臺(tái)階結(jié)合雙側(cè)壁導(dǎo)坑的方法進(jìn)行施工。具體操作方法為上臺(tái)階施工時(shí)增設(shè)兩道臨時(shí)的豎向支撐以及橫向支撐,下面的三個(gè)臺(tái)階類似三臺(tái)階七部流水作業(yè)法一樣,在開挖臺(tái)階的馬口時(shí)都要錯(cuò)開3-5m,防止對(duì)稱受力。最后進(jìn)行仰拱閉合。這樣的施工方法對(duì)工序的調(diào)整轉(zhuǎn)換及初期支護(hù)的加固支撐具有靈活機(jī)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。在圍巖量測(cè)的基礎(chǔ)上一旦發(fā)現(xiàn)變形超標(biāo)立刻對(duì)下面臺(tái)階的初期支護(hù)進(jìn)行臨時(shí)的加固支撐,且拆除支撐也較為方便。如變形量在規(guī)范允許范圍值內(nèi)則可繼續(xù)向前掘進(jìn)。在此還要注意的是在臺(tái)階高度的選取上要考慮到安全和施工方便。上臺(tái)階的高度要滿足的矢跨比大于0.3的要求。中下臺(tái)階的高度滿足工人的方便操作,不宜太高。底臺(tái)階的高度可適當(dāng)增高。因?yàn)檎麄€(gè)大斷面的石碴都要堆入底臺(tái)階,如底臺(tái)階的高度不足則石碴的高度將會(huì)淹沒到下臺(tái)階,這樣不僅影響了下臺(tái)階的施工,還影響了出碴的效率。
老安山隧道出口大跨支護(hù)參數(shù)表 超前支護(hù) Φ108大管棚 間距40cm,拱部設(shè)置,長(zhǎng)35m,共62根
Φ42超前小導(dǎo)管 間距40cm,每?jī)筛芘镏虚g設(shè)置,長(zhǎng)4m,搭接1m
初期支護(hù) Φ22砂漿錨桿 邊墻設(shè)置,環(huán)縱向間距80cm,長(zhǎng)5m
拱架 I25a型鋼拱架,間距50cm
縱向連接筋 Φ22螺紋鋼,環(huán)向間距1m
網(wǎng)片 Φ8盤條,網(wǎng)格尺寸20cm×20cm
鎖腳錨管 每根長(zhǎng)3.5m,每臺(tái)階4根
噴射混凝土 標(biāo)號(hào)C30,厚度32cm
預(yù)留沉降量 20cm
支護(hù)參數(shù)表
施工方法及步驟圖
事實(shí)證明采用這種施工方法,安全,高效。在短短的一個(gè)半月之內(nèi)已經(jīng)完成出口大跨的34米掘進(jìn)施工任務(wù)。而且地表、拱頂沉降和邊墻收斂均在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。(后附最大變形量點(diǎn)的量測(cè)數(shù)據(jù))
8結(jié)束語
隧道施工是一套綜合的體系,在各個(gè)環(huán)節(jié)的認(rèn)真分析和仔細(xì)研究下。將工程地質(zhì)、支護(hù)參數(shù)、圍巖量測(cè)等多方面相結(jié)合,制定出安全有效的施工技術(shù)方案并在施工中進(jìn)行不斷的動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化。就能達(dá)到縮短工期,創(chuàng)收效益的目的。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:大跨雙連拱隧道 重難點(diǎn)分析 三導(dǎo)洞工法 不足改進(jìn)
中圖分類號(hào):TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言:
雙連拱隧道占用土地節(jié)省,對(duì)于地形變化較大和土地資源匱乏的山嶺重丘地區(qū)和城市市政工程比較適用;但雙連拱隧道的施工工序復(fù)雜,所需建設(shè)工期相對(duì)較長(zhǎng),故只適宜在中短隧道中采用。由我公司承建的貴陽遵義中路隧道為雙向六車道連拱隧道,隧道建筑限界寬31.40m,高5.0m,采用復(fù)合式曲中墻結(jié)構(gòu),中隔墻最小厚度140cm。隧道全長(zhǎng)485m,隧道最大埋深約51m。隧道平面線形呈S形,隧道縱斷面為上坡,坡度為3.66%。
1、大跨雙連拱隧道重難點(diǎn)分析及對(duì)策
1.1遵義中路為雙向六車道隧道,跨度大,圍巖以軟弱圍巖為主,巖體破碎,穩(wěn)定性極差。合理安排施工順序、減少相互干擾,安全、快速掘進(jìn)是本項(xiàng)目的重點(diǎn);防大變形、防坍方是本工程的難點(diǎn)。相應(yīng)對(duì)策如下:
1.1.1 縮短施工準(zhǔn)備期,快速進(jìn)洞。
1.1.2 采用側(cè)翻裝載機(jī)裝碴,增加出碴運(yùn)輸車輛,縮短出碴時(shí)間。
1.1.3 Ⅴ級(jí)圍巖段采用三導(dǎo)洞工法施工,短進(jìn)尺,多循環(huán),確保施工安全。
1.1.4 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)組織管理,確保各工序之間銜接緊湊,縮短工序循環(huán)時(shí)間。
1.1.5 隧道左、右線開挖面錯(cuò)開距離大于50m,采取超前預(yù)報(bào)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),及早發(fā)現(xiàn)及早采取措施,確保施工安全。
1.1.6 及時(shí)調(diào)整施工方法,采用弱爆破進(jìn)行鉆爆開挖。不良地質(zhì)段盡量采用人工風(fēng)鉆開挖,短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)。做好爆破設(shè)計(jì),確保爆破進(jìn)尺和爆破成形。
1.1.7初期支護(hù)緊跟開挖面,回填注漿及時(shí)施作,減少隧道圍巖的變形。二次襯砌及時(shí)跟進(jìn),確保施工安全。
1.1.8 加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè),及時(shí)進(jìn)行信息反饋,以利動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工,確保保安全施工。
2、大跨雙連拱隧道三導(dǎo)洞施工技術(shù)
2.1 施工技術(shù)方案的比選
大跨雙連拱隧道一般采用中導(dǎo)洞和三導(dǎo)洞的施工方法進(jìn)行施工。在地質(zhì)條件復(fù)雜,圍巖破碎,節(jié)理發(fā)育、涌水量大以及洞口淺埋存在偏壓的情況下一般采用三導(dǎo)洞的方法施工。三導(dǎo)洞的具體做法是先在中隔墻處和上下隧道的兩側(cè)各開挖一條側(cè)導(dǎo)洞,再在中隔墻混凝土和邊墻混凝土完成后再在上下行線開挖正洞,是先做墻再做拱的施工順序。采用中導(dǎo)洞開挖的方法要求地質(zhì)條件相對(duì)較好、圍巖較好的施工地段,Ⅳ、Ⅴ類圍巖一般采用中導(dǎo)洞的方法進(jìn)行開挖。
原設(shè)計(jì)開挖施工方案為中導(dǎo)洞法,經(jīng)過實(shí)踐,此方法施工進(jìn)度慢,各工序間的干擾大,無法保證業(yè)主提出的工期要求。為此,我們?cè)谡鞯脴I(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)院等同意并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況將原來的中導(dǎo)洞改為三導(dǎo)洞施工技術(shù)。
2.2 雙連拱隧道三導(dǎo)洞施工技術(shù)
2.2.1 三導(dǎo)洞施工順序
先開挖中導(dǎo)洞,進(jìn)洞后間隔30~50m再開挖左導(dǎo)洞,左導(dǎo)洞進(jìn)洞30~50m開挖右導(dǎo)洞,中隔墻襯砌,左、右導(dǎo)洞永久性邊墻支護(hù);左、右導(dǎo)洞擴(kuò)挖,左、右導(dǎo)洞支護(hù)成型、襯砌,附屬工程,施工結(jié)束。
2.2.2 中導(dǎo)洞施工
①確定中導(dǎo)洞的開挖尺寸。中導(dǎo)洞的開挖尺寸要考慮到既有利于進(jìn)行中隔墻的施工,又利于左、右洞的開挖和減少中隔墻頂部的回填空間。選定中導(dǎo)洞的開挖尺寸為4.4m(寬)×6.2m(高) ,可以保證其凈空尺寸在4m(寬)×6m(高)。
②中導(dǎo)洞開挖采用自制簡(jiǎn)易鉆孔臺(tái)車平臺(tái),人工手持鑿巖機(jī)全斷面開挖,光面爆破。出碴用裝載機(jī)裝碴,自卸車無軌運(yùn)輸出碴。
③中導(dǎo)洞的支護(hù)。臨時(shí)支護(hù)根據(jù)隧道圍巖不同類別,采用超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)或超前錨桿支護(hù)。初期支護(hù)為先立鋼拱架后濕噴15~25cm 的混凝土,中導(dǎo)洞的支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)一定要確保左、右洞的擴(kuò)挖和中導(dǎo)洞的安全。
④中隔墻的襯砌。當(dāng)中導(dǎo)洞貫通后,從中間向洞口倒退進(jìn)行中隔墻的襯砌,模板采用廠制定型鋼模,混凝土采用自動(dòng)計(jì)量混凝土拌和站拌和,混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸,泵送混凝土入模,插入式振搗器搗固。
2.2.3 左、右導(dǎo)洞的施工
中導(dǎo)洞開挖并支護(hù),當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到要求后,進(jìn)行左導(dǎo)洞施工,左導(dǎo)洞開挖尺寸為4.5m×6m ,左側(cè)的輪廓線和正洞左邊墻的開挖輪廓線重合。左導(dǎo)洞進(jìn)洞30m后進(jìn)行左側(cè)正洞邊墻的永久性支護(hù),右側(cè)邊墻和拱部進(jìn)行錨噴臨時(shí)支護(hù),噴射混凝土的厚度15~25cm。當(dāng)左導(dǎo)洞進(jìn)洞50m后,在同樣的部位進(jìn)行右導(dǎo)洞的開挖,其開挖和支護(hù)方法與左導(dǎo)洞相同。左、右導(dǎo)洞每隔50~80m間隔交錯(cuò)開橫通道,形成左導(dǎo)洞、中導(dǎo)洞、右導(dǎo)洞相互連通,既有利于通風(fēng)排煙,還有利于增開工作面,便于交通。
2.2.4 左、右導(dǎo)洞擴(kuò)挖
當(dāng)左、右導(dǎo)洞開挖進(jìn)洞50m左右,便可進(jìn)行左洞的擴(kuò)挖。由于已經(jīng)有了左導(dǎo)洞給擴(kuò)挖提供了臨空面,爆破前藥量減少,爆破震動(dòng)也就減小,擴(kuò)挖爆破不會(huì)對(duì)中隔墻混凝土產(chǎn)生損壞。左導(dǎo)洞擴(kuò)挖時(shí),利用廢舊輪胎覆蓋中隔墻混凝土表面。由于中導(dǎo)洞支護(hù)時(shí)已采用了15~25cm 錨噴,這層臨時(shí)支護(hù)擋住了大批的爆破飛石,再用廢舊輪胎覆蓋中隔墻表面,確保了中隔墻混凝土表面不被損傷。解決左洞擴(kuò)挖后,圍巖產(chǎn)生的壓力如何傳遞到中隔墻上去使左洞支護(hù)能形成完整的閉合環(huán),在未擴(kuò)挖前,中隔墻墻頂部至中導(dǎo)洞拱頂?shù)目臻g需注1:1水泥凈漿擠滿之間存在的空洞,然后擴(kuò)挖,擴(kuò)挖后圍巖產(chǎn)生的壓力通過中導(dǎo)洞拱頂傳送到中隔墻上。完成了由中導(dǎo)洞支護(hù)體系受力到中隔墻受力體系的轉(zhuǎn)換過程。左洞擴(kuò)挖成型后,及時(shí)拆除中導(dǎo)洞邊墻支護(hù)層,完成左洞拱部錨噴支護(hù)。這樣左洞支護(hù)全部完成,形成了完整的支護(hù)體系。右洞支護(hù)的方法與左洞相同,但應(yīng)在左洞襯砌完成一段(一般30~50m) 且混凝土強(qiáng)度>80%才開始右洞擴(kuò)挖。
2.2.5 防排水的施工
大跨雙連拱隧道的防排水以防為主,以排水、堵水、截水為輔的完善的防排水系統(tǒng)。在防水方面,要采用防水等級(jí)較高的混凝土來進(jìn)行澆注。在一些變形縫和施工縫處要做好防水措施,其中在變形縫和環(huán)向施工縫處設(shè)置橡膠止水帶來防水,在縱向施工縫處采用帶注漿管和止水條來防水,在初期支護(hù)和模筑混凝土之間采用防水板防水。隧道內(nèi)的防水要求達(dá)到的效果為洞室內(nèi)無滲水漏水,對(duì)圍巖集中滲水和有泉眼的地方,采用PVC 管引至邊墻底排出,在滲水較多的地段設(shè)置透水軟管將水引至中墻或邊墻排出。
2.2.6 二次襯砌施工
當(dāng)隧道滿足以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn):(1)周邊水平收斂速度小于0.2mm/d;(2)周邊水平收斂速度、拱頂或底板垂直位移速度明顯下降;(3)隧道位移相對(duì)值達(dá)到總相對(duì)位移量的90%以上,即可進(jìn)行洞身的二次襯砌。由于中隔墻襯砌已先期完成,二次襯砌只是除中隔墻以外的其余部分,二次襯砌采用液壓大模板襯砌臺(tái)車和泵送混凝土工藝一次澆注完成。為解決二次襯砌時(shí)不對(duì)稱偏壓,需在模板側(cè)墻部分與中隔墻間增設(shè)多道對(duì)口支撐,在側(cè)墻下端用多臺(tái)千斤頂支撐側(cè)模,以平衡拱部和側(cè)墻向下的壓力等措施。
3、存在的不足及改進(jìn)意見
由于遵義中路隧道位于貴陽市棚戶改造區(qū),周圍建筑物及管線相對(duì)密集,在施工中容易忽視排水、爆破對(duì)周圍環(huán)境的影響,可能會(huì)導(dǎo)致周圍路面及建筑物的塌陷。建議在城市密集區(qū)進(jìn)行大跨雙連拱隧道設(shè)計(jì)中,對(duì)于施工期間防排水、爆破對(duì)建筑物的影響應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。
4、結(jié)束語
4.1 大跨雙連拱隧道三導(dǎo)洞的開挖方法應(yīng)根據(jù)工期和地質(zhì)情況確定。在地質(zhì)條件復(fù)雜,圍巖破碎,節(jié)理發(fā)育、涌水量大以及洞口淺埋存在偏壓的情況下一般采用三導(dǎo)洞的方法施工。
4.2 采用三導(dǎo)洞開挖方法時(shí), 施工過程中尤其要保證中墻的穩(wěn)定性,盡量減少對(duì)中墻的干擾。宜先貫通中導(dǎo)洞, 有利于超前預(yù)測(cè)地質(zhì)情況和洞內(nèi)通風(fēng)。
參考文獻(xiàn)
Abstract: Based on the feature of tunnel entrance rock,the principles of tunnel entrance construction and the earth surface pre-strengthening technology and its application range are introduced in the paper. The application of tunnel entrance earth surface pre-strengthening technology on a highway dam tunnel achieves the desired results.
關(guān)鍵詞:隧道;注漿;噴射注漿;錨桿
Key words: tunnel;grouting;jet grouting;anchor rod
中圖分類號(hào):U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)21-0131-01
0引言
山嶺地區(qū)峰谷起伏大,地面橫坡陡,隧道洞口處巖性較差,多為強(qiáng)風(fēng)化巖體或是第四紀(jì)土層,易受地表水或地下水影響。隧道洞口的穩(wěn)定關(guān)系到隧道能否順利進(jìn)洞并進(jìn)行施工,是隧道施工各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。在坡面滑動(dòng)、崩塌可能性大,偏壓嚴(yán)重,或地表可能嚴(yán)重下沉?xí)r,在隧道開挖之前需采取地表加固等輔助措施。
1施工原則及地表預(yù)加固技術(shù)
1.1 隧道洞口工程特點(diǎn)①洞口部位穿過山體表層,山體表層巖石風(fēng)化較重,穩(wěn)定性差。如果洞口開挖破壞了原山體坡面的平衡狀態(tài),易導(dǎo)致滑坡;如果洞口在山體陡坡或懸崖處,即使圍巖條件較好,也極可能出現(xiàn)崩塌,一般在進(jìn)洞前,需先加固仰坡山體;②洞口處于淺埋地段,并且圍巖破碎軟弱,隧道口部成洞較困難;③隧道軸線與山體或巖層走向斜交,山體對(duì)洞口形成偏壓。
傳統(tǒng)洞口段工程施工方法的主要弊端是在開挖邊仰坡土石方時(shí),難免破壞原山體自然平衡狀態(tài),如果洞口地質(zhì)及水文條件差,山體不穩(wěn)定,一經(jīng)施工就會(huì)不斷出現(xiàn)邊仰坡坍塌,順層滑動(dòng),古滑動(dòng)體復(fù)活等工程病害,給施工帶來很大的困難。
1.2 隧道洞口施工原則隧道未開挖時(shí),山坡是穩(wěn)定的,無疑“早進(jìn)洞、晚出洞”的施工原則有利于穩(wěn)定。在“早進(jìn)洞、晚出洞”的施工原則基礎(chǔ)上,文獻(xiàn)中提出“自然進(jìn)洞”的施工原則,就是在保持洞口原自然坡面的情況下,借助一些輔助施工措施提前進(jìn)洞,主要包括:①施工中盡量減小對(duì)原地表植被的破壞,以保護(hù)土體穩(wěn)定;②少開挖,特別應(yīng)避免山體清方大開挖;③采取由下而上的施工方法,先支護(hù)、后開挖,以減少高邊坡威脅;④隧道洞口存在地層滑坡、崩塌、泥石流等自然災(zāi)害時(shí),應(yīng)先治理,后進(jìn)洞。
對(duì)于隧道洞口淺埋、地質(zhì)條件復(fù)雜、圍巖不穩(wěn)定、雨季施工等不利條件下,應(yīng)該推行“自然進(jìn)洞”的原則。
1.3 隧道洞口施工地表預(yù)加固技術(shù)根據(jù)洞口特點(diǎn)和“自然進(jìn)洞”的施工原則,借助地表注漿加固等輔助施工措施提前進(jìn)洞,能有效解決洞口的工程病害問題,保護(hù)洞口邊、仰坡穩(wěn)定,降低洞口防護(hù)成本。常用的加固方法有深孔注漿、地面錨桿、高壓噴射注漿等。
地表注漿應(yīng)用在地質(zhì)水文條件復(fù)雜,埋深淺,節(jié)理發(fā)育,地下水豐富或存在偏壓的情況,主要適用于無黏性砂及砂卵石、亞黏土地層。當(dāng)淺埋隧道洞口圍巖自穩(wěn)能力差,甚至沒有自穩(wěn)能力時(shí),可加固地層,同時(shí)也起到堵水作用,改善隧道成洞條件,降低地表下沉,減輕偏壓和地下水對(duì)開挖的影響。目前常選用的注漿材料有單液水泥漿、水泥一水玻璃雙液漿。
砂漿錨桿在洞口段預(yù)計(jì)破裂范圍內(nèi)設(shè)置,使其與巖土體結(jié)成一體,砂漿錨桿起到“鍥子”的作用,抑制隧道開挖后巖土體的移動(dòng),防止邊、仰坡塌方或滑動(dòng)。主要適用于洞口淺埋、地面荷載不對(duì)稱而產(chǎn)生偏壓的情況。
地表高壓旋噴注漿適用于含水軟弱地層,如第四紀(jì)的沖(洪)積層、殘積層。對(duì)于砂類土、黃土等常規(guī)注漿難以堵水的地層,采用噴射注漿效果較好。預(yù)加固區(qū)施工參數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工能力和場(chǎng)地條件來確定。對(duì)鐵路隧道來說,單線隧道地表橫向加固取14~22m,雙線隧道地表橫向加固取24~30m。地表縱向加固范圍根據(jù)洞口段覆蓋層厚度及地質(zhì)條件決定。
隧道施工地表注漿等加固工程措施的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有六個(gè)特點(diǎn):①提高圍巖的自穩(wěn)時(shí)間和自身承載能力,改善巖土體的物理力學(xué)性能,縮小開挖變形產(chǎn)生的松弛區(qū)范圍,減小圍巖對(duì)初期支護(hù)的壓力;②錨桿、注漿管可起到懸掛巖土體作用,防止塌方冒頂;③加固充填礦洞及其坍塌體,使圍巖整體性得到加強(qiáng);④封堵地表水下滲通道,防止地表水下滲軟化圍巖;⑤保證隧道的長(zhǎng)期穩(wěn)定,不留隱患;⑥施工方便,工程造價(jià)低。
2地表加固技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展
地表加固輔助工法在洞口段施工中得到較多應(yīng)用。地表注漿愈來愈多地在隧道洞口施工中得到應(yīng)用,效果良好并對(duì)地下水及環(huán)境無污染,為“綠色注漿材料”。
3地表注漿工程實(shí)例
3.1 工程概況某隧道位全長(zhǎng)717m,為單向雙車道隧道。隧道口處在一滑坡體前緣,洞口埋深1.5m,至路面標(biāo)高需下挖9.9m?;麦w周界明顯,略呈環(huán)谷地貌。前緣碎石土被山溝水切割成狹溝陡岸,滑坡體中前部有多處出水點(diǎn),形成軟塑狀砂黏土?;螺S大致與隧道平行,中部寬約50m,下部寬65m,厚8~15cm,屬暫時(shí)穩(wěn)定的牽引中型滑坡。洞口段下挖9.9m后,滑坡體易產(chǎn)生新的活動(dòng)與擴(kuò)展。經(jīng)勘察研究,選定地表鉆孔注漿加固方案。
3.2 注漿加固效果地表鉆孔注漿加固滑坡體工期72d,累計(jì)鉆孔延長(zhǎng)12048m,注雙液漿1826m3。經(jīng)過注漿加固,改善了土體的物理力學(xué)性能,經(jīng)鉆孔抽樣檢查,證明土體空隙已被漿液充填,孔隙率降低,強(qiáng)度提高1~3倍,內(nèi)摩擦角由注漿前的21°提高為28~31°。洞口段下挖后,圍巖穩(wěn)定,僅有微弱的滲水現(xiàn)象,洞內(nèi)地層裂隙水明顯減少。
4結(jié)束語
在隧道洞口段坡面滑動(dòng)、崩塌可能性大,偏壓嚴(yán)重,或地表可能嚴(yán)重下沉?xí)r,采用地面加固的方法加固地層是洞口施工的有效方法,常用的方法有深孔注漿、地面錨桿、高壓噴射注漿等。通過地表加固措施,可提高圍巖的自穩(wěn)時(shí)間和自身承載能力,改善圍巖物理力學(xué)性能,縮小開挖變形產(chǎn)生的松馳區(qū)范圍,減小圍巖對(duì)初期支護(hù)的壓力;錨桿、注漿管可起到懸掛巖土體作用,防止塌方冒頂;加固充填礦洞及其坍塌體,使圍巖整體性得到加強(qiáng);封堵地表水下滲通道,防止地表水下滲軟化圍巖。大風(fēng)壩隧道洞口段經(jīng)過地表鉆孔注漿加固,圍巖強(qiáng)度提高了1~3倍,內(nèi)摩擦角由注漿前的21°提高為28~31°,注漿加固工程取得了理想的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。
關(guān)鍵詞:公路隧道洞口 隧道施工 基礎(chǔ)處理 施工措施比較 施工安全
41省道永嘉沙頭至上塘段改建工程主線起點(diǎn)為九丈村,起始樁號(hào)為K0+000,經(jīng)渠口鄉(xiāng)霞川村、福利村,穿鄭家山隧道至沙頭鎮(zhèn)石埠村、陽岙村、洞岙村和上塘鎮(zhèn)敬仁村、陳岙村、河底村、寺前村、石介下村,終點(diǎn)位于上塘鎮(zhèn)區(qū)鵝浦橋,樁號(hào)K15+062.956,接已改建41省道永喜上塘城區(qū)段,路線全長(zhǎng)15.03公里。鄭家山隧道全長(zhǎng)1500m,左線出口洞口段位于石埠村山腰處,洞口段明洞樁號(hào)為ZK5+415~ZK5+420,在施工圖設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察報(bào)告中勘察資料勘探資料顯示為⑤2層(含粉質(zhì)黏土碎石Q3+2el+dl)、⑥2層(強(qiáng)風(fēng)化晶屑凝灰?guī)rJ3j)、⑥3層(中風(fēng)化晶屑凝灰?guī)rJ3j)、⑥4層(微風(fēng)化晶屑凝灰?guī)rJ3j),每層厚度3-5m。見圖1。
■
1 施工過程及方案比較
隧道開挖至100m開始施工仰供混凝土,明洞基礎(chǔ)開挖時(shí)候出露地質(zhì)分別為第四系上-中更新統(tǒng)系殘坡積層(Q3+2el+dl),經(jīng)地質(zhì)部門重新鉆探后確認(rèn),基礎(chǔ)依次為第四系上-中更新統(tǒng)系殘坡積層(Q3+2el+dl),厚度為30-100cm,③2層(含粉質(zhì)黏土卵石Q4al+m),厚度100-200cm、⑥3層(中風(fēng)化晶屑凝灰?guī)rJ3j),厚度200-500cm,⑥4層(微風(fēng)化晶屑凝灰?guī)rJ3j)。經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理及業(yè)主等有關(guān)部門查看后擬采用2個(gè)方案進(jìn)行處理,第一方案,C15混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)開挖至中風(fēng)化1m,由于地層結(jié)構(gòu)為順坡,基礎(chǔ)開挖至呈水平狀態(tài),以保證明洞穩(wěn)定要求。第二方案為開挖至中風(fēng)化巖石表層,打設(shè)φ108×6鋼花管并注漿,鋼花管長(zhǎng)度4-7m,間距1m×1m,入微風(fēng)化巖石2m再澆筑混凝土基礎(chǔ)至仰供底層。經(jīng)對(duì)2個(gè)方案比較,方案1造價(jià)低,施工工期長(zhǎng),不利洞口安全,方案2造價(jià)較高,施工工期短,有利于洞口安全,結(jié)合工程實(shí)際情況,經(jīng)比較分析后確定采用第二方案。
2 施工方法
2.1 鋼花管施工工藝如圖2。
2.2 施工方法
2.2.1 基坑開挖。鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)檢修好后立即采用挖掘機(jī)開挖,開挖時(shí)間盡可能縮短,開挖時(shí)觀察隧道洞門處變形情況??s短基坑的暴露時(shí)間,保證洞口穩(wěn)定。
2.2.2 測(cè)量放線?;娱_挖完成后,利用人工清理多余土石方后,測(cè)量放線,測(cè)放鉆孔位置,并用白灰標(biāo)記。
2.2.3 安裝鉆機(jī)。鉆機(jī)要求與已設(shè)定好的孔口管方向垂直,必須精確核定鉆機(jī)位置。用全站儀、掛線、鉆桿導(dǎo)向相結(jié)合的方法,反復(fù)調(diào)整,確保鉆機(jī)鉆桿軸線與孔口管軸線相吻合。
2.2.4 鉆孔及清孔驗(yàn)收。為了便于安裝鋼管,鉆頭直徑采用Φ125mm。鉆機(jī)采用DK-300型鉆機(jī)鉆孔,鉆機(jī)開鉆時(shí),應(yīng)低速低壓,根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)的狀態(tài)判斷成孔質(zhì)量,及時(shí)處理鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)的事故。認(rèn)真作好鉆進(jìn)過程的原始記錄,及時(shí)對(duì)孔口巖屑進(jìn)行地質(zhì)判斷、描述,作為鋼花管長(zhǎng)度的參考資料。用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭進(jìn)行反復(fù)掃孔,清除浮渣,確??讖讲恍∮?25mm、孔深不小于設(shè)計(jì)要求,防止堵孔。用高壓風(fēng)從孔底向孔口清理鉆渣。
2.2.5 安裝鋼護(hù)管。鋼管四周鉆設(shè)孔徑10~16mm注漿孔(靠孔口1m處不鉆孔),孔間距15cm,呈梅花型布置。管頭焊成圓錐形,便于入孔。鋼花管頂進(jìn)采用挖掘機(jī)壓入孔底。接長(zhǎng)鋼管應(yīng)滿足受力要求,相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%,相鄰鋼管接頭至少錯(cuò)開1m。
2.2.6 鋼筋籠安裝。導(dǎo)管插入后立即清孔,再插入鋼筋籠后注漿。鋼筋籠由四根Φ18主筋和固定環(huán)組成。固定環(huán)采用Φ38鋼管,壁厚4mm,長(zhǎng)度為10cm,固定環(huán)間距為50cm。
2.2.7 注漿。安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠清孔后即對(duì)孔內(nèi)注漿,漿液由ZJ-400高速制漿機(jī)拌制。
①注漿材料:注漿材料為水泥漿,水灰比為0.8:1,必要時(shí)摻入速凝劑。單根花紋管注漿量按照下公式計(jì)算:Q=π*Rk*L*η。式中Q為注漿量;Rk=0.6Lo,Lo為注漿鋼花管中至中的距離;L為鋼花管長(zhǎng)度;η為圍巖孔隙率。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件該值取40%。②采用注漿機(jī)將水泥漿注入鋼花管內(nèi),初壓0.5~2.0MPa,終壓2MPa,注漿采用雙控,即注漿量和注漿壓力,當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量80%以上并進(jìn)漿速度緩慢,注漿壓力達(dá)到終壓2.0MPa并持續(xù)10分鐘能夠既可停漿。注漿結(jié)束后用M5水泥砂漿封堵預(yù)留止?jié){段。③鋼管注漿采用雙孔注漿,一孔為注漿孔,一孔為透氣孔,透氣孔深入鋼管底部,以排出孔內(nèi)積水和空氣,當(dāng)透氣孔流出與注漿孔相同濃度的漿液時(shí),方可關(guān)閉透氣孔。注漿時(shí)先灌注“單”號(hào)孔,再灌注“雙”號(hào)孔。
注漿量滿足設(shè)計(jì)要求,一般為鉆孔圓柱體的1.5倍;若注漿量超限,未達(dá)到壓力要求,應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿,確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。
2.2.8 基礎(chǔ)混凝土澆筑。鋼花管注漿全部施工完成后,盡快組織基礎(chǔ)混凝土施工,經(jīng)測(cè)量放線邊線位置,利用20cm膠合板進(jìn)行立模加固,泵送混凝土澆筑。
2.2.9 鉆孔質(zhì)量控制。①鉆機(jī)立軸方向必須準(zhǔn)確控制垂直,以保證孔口的孔向正確。②鉆桿晃動(dòng)時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低鉆速,防止因擴(kuò)孔而造成塌孔。③鉆進(jìn)結(jié)束后應(yīng)對(duì)孔深進(jìn)行量測(cè)。④孔位偏差不超過±50mm,孔深偏差不超過±50mm。鉆頭的直徑大于鋼管直徑小于孔口管直徑。
2.2.10 注漿質(zhì)量控制。①嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比配制漿液。②攪拌漿液應(yīng)隨施工不間斷進(jìn)行。③嚴(yán)格保證持壓時(shí)間。④注漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,中途不得間斷。⑤施工前對(duì)各孔位進(jìn)行編號(hào),認(rèn)真作好注漿記錄。
3 結(jié)語
由上述可知,在不利于明洞基礎(chǔ)開挖條件下,利用鋼花管+擴(kuò)大基礎(chǔ)加固明洞基礎(chǔ),使明洞與基巖形成整體,對(duì)提高基礎(chǔ)承載力,改善地質(zhì)可發(fā)揮獨(dú)特作用。對(duì)運(yùn)行期間避免 洞口“跳車”,提高行車安全,對(duì)公路高效運(yùn)營有著現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn):
[1]韓海龍,董亞奎.淺埋、偏壓四車道隧道洞口加固、處理技術(shù)應(yīng)用[J].科技傳播,2011(20).
關(guān)鍵詞:公路工程;隧道洞口;施工技術(shù)。
中圖分類號(hào):X734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
公路隧道洞口施工是一個(gè)系統(tǒng)的工程,需要注意的環(huán)節(jié)較多,可能受到許多條件的限制。所以在施工時(shí),要重視可能影響到施工質(zhì)量的一些情況,施工單位在具體施工時(shí)要根據(jù)工程的特點(diǎn),采取一定的措施保證施工的順利進(jìn)行。
1 公路隧道洞口施工的不利條件
1.1隧道洞口位于偏壓、淺埋段
隧道洞口的地理位置因?yàn)榈孛?、地形的限制,一般存在偏壓、淺埋的情況,隧道的結(jié)構(gòu)通常呈馬蹄形,可能由于地質(zhì)巖層的因素或地形不夠?qū)ΨQ,導(dǎo)致隧道的結(jié)構(gòu)兩邊的負(fù)載不對(duì)稱,就可能形成偏壓、淺埋。偏壓、埋深較淺都會(huì)給施工帶來很大的困難,如果在施工時(shí)方法不合理,開挖時(shí)的支護(hù)措施不及時(shí),就可能造成滑坡、洞口垮塌等安全事故。
1.2地下水、地表水的影響
隧道洞口的位置一般選在山凹、溝谷等地方,也通常是地下水和地表水的匯聚之處,地質(zhì)構(gòu)造比較破碎軟弱。這樣就會(huì)對(duì)后期的施工帶來困難,所以在前期設(shè)計(jì)時(shí),洞口的位置要盡量的避開山凹的中心和山谷,盡可能的選在突出的山坡旁邊進(jìn)洞,還應(yīng)處理好地表的徑流,加強(qiáng)排水的措施,防止地表水對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)造成不利影響。
2隧道洞口的施工原則
隧道洞口施工都是在野外進(jìn)行的,與一般的建筑工程施工不同,所以在施工時(shí)要遵循一定的原則。在施工過程中應(yīng)盡量避免破壞原有的植物和土壤結(jié)構(gòu),保護(hù)水土結(jié)構(gòu)不受破壞;盡量采取少開挖的措施,減少對(duì)山體的較大的擾動(dòng);在施工時(shí)應(yīng)從下到上進(jìn)行施工,科學(xué)合理的設(shè)置支護(hù),并堅(jiān)持先支護(hù)然后再進(jìn)行開挖,從而減少高邊坡的危害;隧道的洞口如果有崩塌的危險(xiǎn),或有滑坡地層,則需要對(duì)其進(jìn)行治理后再進(jìn)行施工作業(yè)。
在施工過程中要根據(jù)“自然進(jìn)洞”的原則和洞口的特點(diǎn),來進(jìn)行隧道洞口的加固技術(shù),一般采取地表加固注漿等措施提前進(jìn)洞,可以有效的解決洞口的病害問題,保護(hù)仰坡、洞口邊的穩(wěn)定,減少洞口的維護(hù)成本,一般采用的加固方法有高壓噴射注漿、深孔注漿、地面錨桿等。這些加固方式都有自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),在具體的工程中,要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行全面的考慮,選取合適的加固方法。
3 施工技術(shù)
3.1注意環(huán)境方面的問題
隧道施工我們應(yīng)該盡量減少破壞原始的自然環(huán)境,避免施工造成的破壞行為,要有工程措施,如邊坡植被保護(hù)、加強(qiáng)排水等。
隧道鉆洞應(yīng)采用濕法、通風(fēng)、除塵、去除有害氣體,必須考慮到洞口的環(huán)境污染。
檢查圖紙和隧道建設(shè),地下水徑流由于可能的形式變化會(huì)造成地表沉陷,影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳?、生產(chǎn),承包商應(yīng)采取必要的預(yù)防措施,施工前施工計(jì)劃報(bào)業(yè)主批準(zhǔn)。
隧道棄渣,特別是長(zhǎng)大隧道,應(yīng)適當(dāng)放棄壓載安排,確保不破壞環(huán)境或留下隱患。
隧道施工廢水排放,應(yīng)確保不污染環(huán)境。在必要的時(shí)候應(yīng)該設(shè)一個(gè)沉砂池,污水排放后再重凈。
3.2洞口的工程
提倡邊坡破壞的范圍最小的“環(huán)境保護(hù)進(jìn)洞”,不僅能保證洞口的安全,還能減少自然坡面損失。
洞口部分的項(xiàng)目安排應(yīng)該根據(jù)實(shí)際施工組織設(shè)計(jì),準(zhǔn)備好所有的人、機(jī)、材料是必要條件。
在必要的時(shí)候應(yīng)檢查隧道入口景觀、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)數(shù)據(jù);閱讀地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)。如果有疑問應(yīng)該補(bǔ)充調(diào)查或查找問題,避免盲目施工造成的危害。
進(jìn)洞前必須要完成排水工程,包括截水溝邊外,后坡、排水和嘴的排水,排水系統(tǒng)的管道。
洞口形成滑坡、崩塌等可能發(fā)生的危險(xiǎn)時(shí),應(yīng)進(jìn)行調(diào)查,必要時(shí)填補(bǔ),找出危害,確定工程措施建設(shè)。
明洞、洞口堵住結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,監(jiān)理工程師檢查后才可以進(jìn)行施工。
為了減少干擾,應(yīng)確保隧道施工的安全進(jìn)行、基坑邊坡的范圍,確保邊坡的穩(wěn)定。環(huán)境退化明洞、洞口堵住部分建設(shè)項(xiàng)目完成后應(yīng)該先實(shí)現(xiàn)進(jìn)洞口再挖掘洞,再進(jìn)行其他項(xiàng)目。
明洞后墻背回填應(yīng)對(duì)稱填補(bǔ)。為了避免危害的結(jié)構(gòu),應(yīng)該保持砌體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)回填。加強(qiáng)控制的明洞回填,回填邊坡表面應(yīng)光滑,好排水;粘土膜必須確保設(shè)計(jì)的厚度,回填按照實(shí)際根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。
洞口(危害)部分的建設(shè)用地滑動(dòng)經(jīng)常會(huì)發(fā)生淺埋和其他問題,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件,考慮可能會(huì)導(dǎo)致地表塌陷的影響,除了實(shí)現(xiàn)根據(jù)施工圖紙的要求更要加強(qiáng)施工安全。
3.3輔助工程措施和開挖
輔助工程措施包括,推進(jìn)導(dǎo)管、鉆孔注漿、錨桿,表面灌漿加固提前預(yù)付等。輔助工程措施的應(yīng)用如果不是根據(jù)設(shè)計(jì)容易發(fā)生隧道坍方,因此要求必須嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)施,嚴(yán)格檢查,詳細(xì)記錄,杜絕發(fā)生以壞充好的現(xiàn)象。
反映地質(zhì)超前預(yù)測(cè)的地質(zhì)剖面的不良地質(zhì)區(qū)域如斷層、軟弱地層或滿足膨脹圍巖、輔助工程措施應(yīng)加強(qiáng)。
洞開挖爆破條件根據(jù)圍巖的設(shè)計(jì)為爆破設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中,開挖應(yīng)根據(jù)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)或隧道監(jiān)控測(cè)量調(diào)整反饋信息。
嚴(yán)格控制開挖。應(yīng)該留下足夠的變形余量,以確保隧道是清晰的結(jié)構(gòu)尺寸,并應(yīng)讓塌方控制在規(guī)范允許的范圍。
注意控制導(dǎo)管環(huán)提前向間距和灌漿量,以符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
3.4初期支護(hù)
主要支持即是建設(shè)臨時(shí)支持復(fù)合襯里結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)的建設(shè)是隱蔽工程,施工過程檢查和記錄是非常重要的,必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求和合同文件的要求來進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)測(cè)試和記錄,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師應(yīng)該檢查嚴(yán)格,做好監(jiān)督記錄。
鋼支撐的基礎(chǔ)必須設(shè)置規(guī)范,設(shè)置地腳螺栓,在必要的時(shí)候要充分發(fā)揮其對(duì)圍巖的支持效應(yīng)。鋼拱腳虛置或焊上螺栓掛空的時(shí)候必須返工。拱腳水平不足,整塊石頭墊不被使用,必須使用鋼板調(diào)整或不少于C20混凝土澆灌。鋼支架必須到位、準(zhǔn)確,垂直的支持,每個(gè)橫坡應(yīng)控制在20mm。橫向安裝偏差不超過±50mm,垂直偏差不低于設(shè)計(jì)標(biāo)高安裝,安裝間距控制在±50mm,申請(qǐng)的期限內(nèi)的性質(zhì),應(yīng)保證相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)量。嚴(yán)格控制鋼支撐防護(hù)層厚度。
三個(gè)徑向和環(huán)間距、錨固長(zhǎng)度、錨桿和注漿量必須嚴(yán)格控制,符合設(shè)計(jì)要求。
噴混凝土材料必須滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。噴混凝土前必須清潔注入井中,解決松散和破碎的井眼,并保持一定濕度讓鉆孔順利進(jìn)行。噴涂混凝土?xí)r濕噴是必須使用的,混凝土回彈內(nèi)容不得重用,噴射混凝土強(qiáng)度和厚度應(yīng)符合施工規(guī)范要求,噴層厚度,應(yīng)保證整體是平整的。
3.5監(jiān)控測(cè)量和地質(zhì)預(yù)報(bào)
考慮到隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)測(cè)量性施工組織設(shè)計(jì),認(rèn)真組織實(shí)施,根據(jù)要求設(shè)計(jì)和完善技術(shù)規(guī)范。第三方監(jiān)控測(cè)量,承包商不得免除施工監(jiān)理的責(zé)任。
造成隧道監(jiān)控測(cè)量反饋信息工程設(shè)計(jì)變更,需要監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。
監(jiān)控、測(cè)量和操作應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)計(jì)和合同技術(shù)規(guī)范及施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行公路隧道施工。
地質(zhì)預(yù)報(bào)。隧道施工的,應(yīng)由專業(yè)的地質(zhì)工作人員密切注意圍巖開挖,通過檢測(cè)手段,預(yù)測(cè)基坑開挖工作面幾米到幾十米前方,甚至數(shù)百米的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,結(jié)合圍巖地質(zhì)條件的變化,及時(shí)提出預(yù)測(cè)。
4結(jié)語
公路隧道施工質(zhì)量的提高,提高了公路施工技術(shù)水平,在今后更加復(fù)雜的施工環(huán)境中,不斷采用先進(jìn)工藝和施工方法,進(jìn)一步提高隧道洞口施工技術(shù)水平,為我國公路工程的健康快速發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1] 徐華生.淺探隧道工程實(shí)例中的施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].科技資訊,2008,(9):63.
1.公路橋梁涵洞隧道工程施工病害控制和注意事項(xiàng)
1.1公路橋梁涵洞隧道工程施工病害控制
公路橋梁涵洞隧道工程的施工中,會(huì)受到諸多層面的因素影響,在施工中存在諸多的質(zhì)量問題,對(duì)此就要能結(jié)合實(shí)際的病害質(zhì)量問題,加以針對(duì)性的解決。在對(duì)公路橋梁涵洞隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,要結(jié)合水文資料進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算,對(duì)涵洞的宣泄能力要加強(qiáng),使得洪水的排泄正常進(jìn)行。實(shí)際的工程施工設(shè)計(jì)過程中,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還存在著諸多的問題,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有滿足實(shí)際的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)[1]。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,就要按照經(jīng)驗(yàn)對(duì)孔徑和形式進(jìn)行選擇,在縱向連接構(gòu)造方面得以充分重視,不能產(chǎn)生錨口以及沉陷??赏ㄟ^鋼筋混凝土板代替漿砌塊石。結(jié)合基礎(chǔ)抗滑動(dòng)力作為控制數(shù)據(jù),采用簡(jiǎn)易有效的鋪砌方法進(jìn)行防護(hù)。公路橋梁涵洞隧道工程病害控制方面中,對(duì)新材料和工藝的應(yīng)用是比較重要的??赏ㄟ^耐磨以及抗壓橡膠填塞管節(jié)接口的縫隙,對(duì)縫隙的密實(shí)度要能對(duì)保證。這是對(duì)工程施工中的裂縫病害控制的重要方法?;蛘呤遣捎猛坎AЮw維布防水層和鋼纖維混凝土保護(hù)層這些新材料加以應(yīng)用,在對(duì)這一方法的應(yīng)用下延伸性能比較好,也有著良好的防水性,對(duì)裂縫質(zhì)量病害也能得到有效控制。
1.2公路橋梁涵洞隧道工程施工注意事項(xiàng)
公路橋梁涵洞隧道工程的施工過程中,要充分注重幾個(gè)重要的事項(xiàng),在對(duì)工程施工的設(shè)計(jì)方案審查方面要加強(qiáng)重視。具體的工程施工中,都要能夠和設(shè)計(jì)方案相結(jié)合,保障施工技術(shù)手段和設(shè)計(jì)方案的需求能得到緊密的結(jié)合,保障設(shè)計(jì)方案的有效落實(shí),在對(duì)設(shè)計(jì)方案的審查工作方面要加強(qiáng)重視。設(shè)計(jì)方案要和實(shí)際的施工狀況緊密結(jié)合,能充分了解設(shè)計(jì)方案落實(shí)中的一些阻礙因素,針對(duì)性的進(jìn)行解決,保障施工技術(shù)的應(yīng)用效率。公路橋梁涵洞隧道工程施工中,對(duì)施工人員的審查工作要得以落實(shí),施工中對(duì)各種施工技術(shù)手段的應(yīng)用要加強(qiáng)[2]。在施工人員的審查控制等層面強(qiáng)化實(shí)施,保障施工技術(shù)人員的施工技術(shù)和實(shí)際工程的施工要求相契合,對(duì)施工技術(shù)手段的應(yīng)用可靠性要能保證。在施工人員的入場(chǎng)方面加強(qiáng)資質(zhì)審查的力度,對(duì)施工人員的高素質(zhì)以及能力要能保證,避免存在不合格得人員進(jìn)入到工程施工場(chǎng)地當(dāng)中。另外,公路橋梁涵洞隧道的工程施工過程中,在施工質(zhì)量驗(yàn)收等工作環(huán)節(jié)要加強(qiáng)重視。為能有效保障施工技術(shù)的良好應(yīng)用,發(fā)揮其積極作用,就要在施工后的質(zhì)量驗(yàn)收工作層面加強(qiáng)重視,對(duì)技術(shù)應(yīng)用的效果能及時(shí)了解,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時(shí)的匯報(bào)以及解決,避免造成嚴(yán)重的問題影響。
2.公路橋梁涵洞隧道工程施工技術(shù)應(yīng)用方法
第一,公路橋梁涵洞隧道測(cè)量放線技術(shù)應(yīng)用。公路橋梁涵洞隧道工程的施工中,會(huì)應(yīng)用到諸多的技術(shù),其中測(cè)量放線技術(shù)就是比較基礎(chǔ)性的應(yīng)用技術(shù)。公路橋梁涵洞隧道工程的施工中,保障前期測(cè)量放線的準(zhǔn)確性,對(duì)施工質(zhì)量才能得以保證。測(cè)量放線技術(shù)的應(yīng)用,不只是要選擇合理測(cè)量設(shè)備加以應(yīng)用,其中有全站儀和自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀等測(cè)量設(shè)備儀器,在具體的測(cè)量放線工作中,選擇合適的技術(shù)加以應(yīng)用,保障測(cè)量放線的準(zhǔn)確性,把握好放線的要點(diǎn)內(nèi)容,只有在這些基礎(chǔ)層面得到了加強(qiáng),才能真正有助于工程施工的質(zhì)量保障。第二,公路橋梁涵洞隧道鋼筋綁扎處理技術(shù)應(yīng)用。實(shí)際的工程施工過程中,對(duì)鋼筋材料的應(yīng)用是較為關(guān)鍵的,這也是施工的重點(diǎn)內(nèi)容。鋼筋材料的應(yīng)用要進(jìn)行綁扎處理,對(duì)鋼筋材料的選擇也是比較重要的,保障鋼筋材料的性能,可通過相應(yīng)的試驗(yàn)檢測(cè)來保障鋼筋材料的質(zhì)量。鋼筋的綁扎處理過程中,需要進(jìn)行焊接,這就需要專業(yè)人員進(jìn)行操作,對(duì)焊接的環(huán)境有效控制,最大化的降低對(duì)鋼筋焊接的缺陷幾率[3]。在對(duì)鋼筋綁扎的整體結(jié)構(gòu)得到了有效提高后,就能進(jìn)行下一步的實(shí)施。第三,公路橋梁涵洞隧道基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用。公路橋梁涵洞隧道工程的具體施工當(dāng)中,在基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用方面是比較重要的,這也是對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量有著直接影響的環(huán)節(jié)。所以在這一施工中,就要充分重視基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在基礎(chǔ)施工中所涉及到的應(yīng)用技術(shù)比較多,在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的開挖方面是施工要點(diǎn),要保證開挖和實(shí)際設(shè)計(jì)的要求能緊密結(jié)合,對(duì)開挖的準(zhǔn)確性和可靠性得意保證。施工中也要能在地基的結(jié)構(gòu)方面充分重視其承載力,保障基礎(chǔ)的安全穩(wěn)定性能滿足實(shí)際的工程施工需要。第四,公路橋梁涵洞隧道混凝土施工技術(shù)應(yīng)用。公路橋梁涵洞隧道工程的施工過程中,對(duì)混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用是比較關(guān)鍵的,這也是工程施工中必要的應(yīng)用技術(shù)。在混凝土施工中,對(duì)混凝土材料的質(zhì)量控制,以及施工工序的控制等要充分重視,加強(qiáng)質(zhì)量的審查力度。在對(duì)混凝土的澆筑施工方面,注重澆筑的連續(xù)性,避免對(duì)工程的結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定造成影響?;炷潦┕さ酿B(yǎng)護(hù)處理方面也要充分重視,對(duì)混凝土施工的養(yǎng)護(hù)周期合理控制,避免出現(xiàn)混凝土裂縫質(zhì)量問題。第五,公路橋梁涵洞隧道模板施工技術(shù)應(yīng)用。具體工程施工當(dāng)中,在模板施工技術(shù)的應(yīng)用層面也比較重要,要結(jié)合模板的材料加以處理,對(duì)其穩(wěn)定性效果要能得意呈現(xiàn)。在模板施工技術(shù)中對(duì)腳手架和定型鋼模的實(shí)際應(yīng)用要加強(qiáng)重視,做好質(zhì)量審查的工作,對(duì)模板的材料和規(guī)格尺寸的把握要嚴(yán)格。在模板的安裝應(yīng)用施工中,可通過合理技術(shù)手段實(shí)施,如模板吊車吊裝,在施工中對(duì)精確性要保證,如此就能提高模板施工的質(zhì)量水平。公路橋梁涵洞隧道工程施工案例:某公路橋梁涵洞隧道工程施工中項(xiàng)目起點(diǎn)與某大道平交,終點(diǎn)樁號(hào)ZK15+886.095。全長(zhǎng)約1.8km。設(shè)有圓管涵88m/4道、箱涵117m/2道、圓管涵倒虹吸62m/1道鋼筋混凝土箱涵,本箱涵為過水涵;洞與線路交角90°,涵洞墻身長(zhǎng)69m,每隔7—10m設(shè)一道沉降縫,進(jìn)出口形式均為一字進(jìn)出口。洞身凈高3m。洞口采用C30混凝土,洞身墊層采用碎石墊層,洞身采用C30混凝土,基礎(chǔ)采用C20混凝土。洞口一字墻采用M7.5漿砌片石砌筑。如在進(jìn)行混凝土的基礎(chǔ)施工過程中,采用商混凝土加以應(yīng)用,用罐車進(jìn)行運(yùn)輸,并在途中不斷的攪動(dòng)。在混凝土的澆筑中插入振動(dòng)器振搗密實(shí)。在混凝土的強(qiáng)度達(dá)到了2.5MPa之后進(jìn)行拆模。通過混凝土的基礎(chǔ)科學(xué)施工方法的應(yīng)用,就能保障施工的質(zhì)量。
3.結(jié)語
綜上所述,公路橋梁涵洞隧道的工程施工過程中,采用科學(xué)的方法加以應(yīng)用,對(duì)每個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制加強(qiáng)重視,就能提高工程施工的效率。通過加強(qiáng)對(duì)公路橋梁涵洞隧道工程的理論研究,希望能對(duì)實(shí)際的工程施工有一定啟示作用,從而促進(jìn)實(shí)際施工質(zhì)量的提升。
作者:劉益 單位:四川路橋橋梁工程有限責(zé)任公司
參考文獻(xiàn)
[1]趙慶湖.淺談高速公路隧道施工技術(shù)要求[J].江西建材.2015(19)
關(guān)鍵詞:公路隧道;超前管棚;施工
中圖分類號(hào):U459.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
1.工程概況
某隧道出口地質(zhì)情況屬構(gòu)造侵蝕深切河谷斜坡地貌區(qū),兩側(cè)坡面沖溝發(fā)育,出口位于兩坡面沖溝切割形成的凸坡地帶,自然坡角約25-40°,坡面多為旱地,植被不發(fā)育。隧道頂部存在松散堆積體,穩(wěn)定性較差。
2.洞口處理
2.1地表處理及截水天溝
根據(jù)測(cè)量放線點(diǎn)用石灰畫出邊坡開挖輪廓線和截水天溝,以利截排水,及時(shí)施工截水天溝和排水溝,防止洞口上方積水。
刷坡前將洞口段開挖線以外10~15米范圍的漏斗、洼地、危石等進(jìn)行處理,防止地表水向下滲漏或陷穴等繼續(xù)擴(kuò)大影響隧道安全,確保邊仰坡穩(wěn)定。
洞口截水天溝為M7.5漿砌片石。截水溝每10米設(shè)一道伸縮縫,縫用瀝青麻筋填塞。開挖時(shí),應(yīng)控制開挖量,盡量減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。溝渠開挖后,基底應(yīng)夯實(shí)整平,再進(jìn)行砌體施工。截水溝位置應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置在洞口仰坡和地面交接線5~10米以外,截水溝的形狀應(yīng)隨地形適當(dāng)調(diào)整。
2.2邊、仰坡開挖
隧道洞口仰坡的坡率一般采用1:0.75。
隧道洞口有沖溝的地方,進(jìn)洞前作好改溝工作,避免雨水和山洪對(duì)隧道構(gòu)成威脅。
洞口土石方用挖掘機(jī)挖裝,開挖方法采用自上而下分層分臺(tái)階進(jìn)行,臺(tái)階高度2~3米,石方段采用微差松動(dòng)爆破方案,嚴(yán)禁使用深孔大爆破,并隨時(shí)檢查邊坡和仰坡,防止滑動(dòng)、開裂等現(xiàn)象,保證邊坡和仰坡的穩(wěn)定和施工安全。開挖完后,及時(shí)施作洞口路基段排水溝工程,使仰坡頂、邊坡頂排水、截水設(shè)施與路塹排水系統(tǒng)相通。
2.3邊仰坡刷坡與支護(hù)
邊仰坡刷坡開挖時(shí),要及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。做好坡面噴砼防護(hù)層與原坡面銜接,防止坡面風(fēng)化,引起水土流失、導(dǎo)致邊仰坡防護(hù)受到損壞。
洞口邊仰坡加固一般采用Φ22砂漿錨桿(L=3.5m,間距120cm*120cm,梅花狀布置),掛φ6鋼筋網(wǎng)(20cm*20cm),10cm厚C20噴射混凝土。
3.長(zhǎng)管棚施工
3.1工藝流程圖
超前大管棚施工工藝流程圖
3.2套拱施工
隧道口處地質(zhì)條件較差,為了保證長(zhǎng)管棚的施工順利進(jìn)行,采用長(zhǎng)2m、厚0.6m的套拱作為導(dǎo)向墻,套拱在明洞外輪廓線以外施作,套拱施工方法如下:
(1)套拱底模拱架
測(cè)量放線后,確定拱腳平面位置及標(biāo)高,平整場(chǎng)地,基礎(chǔ)處理。
套拱寬度為2.0m,套拱底模采用3榀I18支撐,工字鋼根據(jù)套拱的弧線分段加工成型。工字鋼拱架縱向75cm間距布置,每榀工字鋼拱架縱向用φ25鋼筋連接,環(huán)向間距1m。
為確保套拱段的初期支護(hù)凈空尺寸、防止因拱頂下沉及側(cè)墻收斂而侵入凈空,拱架尺寸在原設(shè)計(jì)拱架的基礎(chǔ)上外放20cm。
(2)立模
套拱內(nèi)模采用5cm的木板,端頭模采用5cm厚木模。內(nèi)模用鐵絲跟底模鋼拱架拉牢。
(3)套拱內(nèi)拱架及孔口管
套拱內(nèi)拱架根據(jù)套拱拱架加工圖分段加工,現(xiàn)場(chǎng)用機(jī)械配合人工拼裝??卓诠苡忙?5定位鋼筋與工字鋼固定。孔口管縱向外插角1~3°(不包括線路縱坡),套拱2.0m內(nèi)相對(duì)高差約為7.0cm。
(4)澆筑混凝土
套拱混凝土采用C25混凝土,用吊車吊斗吊送入模,振動(dòng)棒人工搗固。澆注混凝土?xí)r必須分層對(duì)稱澆注,兩側(cè)澆注高差不得超過0.5m,頂模和側(cè)模根據(jù)澆注速度,邊澆注邊安裝加固。套拱頂部1m左右高度的混凝土從拱頂向下澆注。
(5)拆模、養(yǎng)護(hù)
套拱混凝土達(dá)到75%后方可拆除底模,混凝土養(yǎng)護(hù)不少于7天。
3.3管棚施工
當(dāng)套拱達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,進(jìn)行長(zhǎng)管棚施工。
(1)鉆機(jī)就位
采用Φ48鋼管,間距0.5m搭設(shè)成工作平臺(tái),在工作平臺(tái)上架設(shè)潛孔鉆機(jī),鉆機(jī)立軸方向必須準(zhǔn)確,鉆進(jìn)中常用測(cè)斜儀測(cè)量鉆桿的斜度,校正調(diào)整至設(shè)計(jì)角度。
(2)鉆孔
超前管棚鉆孔采用2部管棚鉆機(jī)實(shí)行鉆孔作業(yè),采用φ127mm孔口管引導(dǎo)和管棚鉆進(jìn)相結(jié)合的工藝,即先鉆大于棚管直徑的引導(dǎo)孔,然后利用鉆機(jī)的沖擊和推力將按有工作管頭的管棚沿引導(dǎo)孔鉆進(jìn),接長(zhǎng)棚管,直至孔底。按設(shè)計(jì)將管棚鋼管全部打好后,用鉆頭掏盡管內(nèi)殘?jiān)?,進(jìn)行棚管補(bǔ)強(qiáng)。
鉆孔開機(jī)時(shí)鉆速宜低,鉆進(jìn)20cm后轉(zhuǎn)為正常鉆速,若遇軟質(zhì)圍巖,改用低速鉆進(jìn)。
鉆孔時(shí)根據(jù)情況確定是否加泥漿或水泥漿鉆進(jìn),當(dāng)鉆至砂層易塌孔時(shí),應(yīng)加泥漿護(hù)壁方可繼續(xù)鉆進(jìn);如不能成孔時(shí),可將鉆頭直接焊接在鋼管前端鉆進(jìn)。
(3)管棚加工
管棚采用長(zhǎng)40m、φ108mm的無縫鋼管,每節(jié)長(zhǎng)度為3m、6m分節(jié)制作,鋼管上管壁四周錯(cuò)開鉆間隔30cm的φ10的注漿孔。
(4)掃孔
用直徑為108mm巖芯管進(jìn)行掃孔,目的是清除孔內(nèi)的巖碴和順通孔道。芯管長(zhǎng)度不少于2.5m為宜,長(zhǎng)度稍長(zhǎng)為好。如遇下管困難,則需連續(xù)掃孔幾次,同時(shí)借助高壓空氣吹掃,直到將孔內(nèi)清掃干凈。
(5)安設(shè)管棚
為使鋼管接頭錯(cuò)開,加工鋼管時(shí)將鋼管進(jìn)行鋼節(jié)編號(hào),把加工好的鋼管節(jié)搭配好并做好記錄。鋼管安裝是在清好孔后開始,管棚以絲扣連接,絲扣長(zhǎng)15cm,鋼管接頭應(yīng)在隧道橫斷面錯(cuò)開,編號(hào)為奇數(shù)的第一節(jié)管采用3m鋼管,編號(hào)為偶數(shù)的第一節(jié)鋼管采用6m鋼管,以后每節(jié)均采用6m長(zhǎng)鋼管。
棚管頂進(jìn)采用大孔引導(dǎo)和機(jī)械人工輔助相結(jié)合的工藝,即先鉆大干棚管直徑的引導(dǎo)孔,利用挖機(jī)的推力和技術(shù)工人的指導(dǎo)低速頂進(jìn)鋼管,每根鋼管分三節(jié)逐節(jié)裝入。
鉆孔完成后及時(shí)安設(shè)管棚鋼管,避免出現(xiàn)塌孔,如果頂進(jìn)時(shí)遇到故障,先要查清原因,必要時(shí)重新掃孔后再將鋼管頂進(jìn)。鋼管逐節(jié)頂入,及時(shí)將鋼管與鉆孔壁間縫隙填塞密實(shí),在鋼管外露端焊上法蘭盤、止?jié){閥,并檢查焊接強(qiáng)度和密實(shí)度,封好鋼管與巖面接觸的周圍,使注漿時(shí)漿液不外漏。
(6)注漿
注漿前先檢查管路和機(jī)械狀況,確認(rèn)正常后做壓漿試驗(yàn),確定合理的注漿參數(shù),據(jù)以施工;
根據(jù)隧道內(nèi)圍巖情況,注漿時(shí)取壓力為0.5~1.0MPa,終壓2.0MPa,必要時(shí)可在孔口處設(shè)計(jì)止?jié){塞,止?jié){塞應(yīng)能應(yīng)能承受最大的注漿壓力。注漿過程中及時(shí)觀察掌子面圍巖情況,并根據(jù)吸漿量及壓力上升情況,當(dāng)兩者之一達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)可結(jié)束注漿作業(yè)。
注漿過程中隨時(shí)檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串漿現(xiàn)象,如發(fā)生串漿,應(yīng)立即停止注漿或采用間歇式注漿封堵串漿口,也可采用麻紗、木楔或錨固劑封堵,直至不再串漿時(shí)再繼續(xù)注漿:注漿過程中壓力如突然升高,可能發(fā)生堵管,應(yīng)停機(jī)檢查。
水泥漿液采用專用的漿液拌制機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)拌制,拌制時(shí)對(duì)水泥及用水量進(jìn)行稱量控制。當(dāng)一盤漿液拌制好后即可將其引流至事先準(zhǔn)備好的盛漿容器內(nèi),而漿液拌制機(jī)可繼續(xù)拌制漿液,以滿足注漿連續(xù)性的需要。
為加快注漿速度和發(fā)揮設(shè)備效率,可采用群管注漿(每次3~5根)。注漿時(shí)遵循從下到上,從無水至有水的原則進(jìn)行。
注漿結(jié)束后應(yīng)及時(shí)清除管內(nèi)浮漿,并用M30水泥砂漿緊密充填,增強(qiáng)管棚的剛度和強(qiáng)度。
4.隧道開挖
待圍巖及管棚內(nèi)漿體硬化固結(jié)后(根據(jù)壓漿材料試驗(yàn)確定),可先行開挖上斷面,開挖按照短進(jìn)尺、多循環(huán)、及時(shí)支護(hù)的原則施工,力求最大限度地限制土體松馳變形。
[關(guān)鍵詞] 隧道 跨越溶洞 工藝方案
中圖分類號(hào): U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
0 引言
廣西六寨至河池高速公路三叉嶺隧道六寨端位于河池市拔貢鎮(zhèn)南華村境內(nèi),河池端位于河池鎮(zhèn)北西向約1.5km處,穿越三叉嶺山體,隧道最大挖深415米左右,巖溶強(qiáng)烈發(fā)育,巖溶漏斗、巖溶洼地十分普遍,處理起來存在較大困難,筆者以三叉嶺隧道遭遇特大型溶洞為實(shí)例,探討巖溶隧道的處理技術(shù)。
1 工程概況
三叉嶺隧道為分離式隧道(進(jìn)口段小凈距),上行線隧道長(zhǎng)1690米,起終點(diǎn)樁號(hào)為YK86+345~YK88+035,縱坡為i1=1.538%,i2=-2.800%;下行線隧道長(zhǎng)1669.915米,起終點(diǎn)樁號(hào)為ZK86+350.085~ZK88+020,縱坡為i=-2.582%;隧址區(qū)位于云貴高原邊緣,是云貴高原向廣西低山及丘陵的過渡區(qū),地形地貌受地層巖性及構(gòu)造控制明顯,屬于溶蝕、剝蝕低山地貌,路線橫穿三叉嶺脊梁,沿線地形特點(diǎn)為中間高,兩側(cè)低,隧址區(qū)高程約為317~787m,相對(duì)高差約470m,地形起伏較大。全隧采用新奧法施工,采用錨噴支護(hù),復(fù)合式襯砌。
2 溶洞的揭示情況
三叉嶺隧道ZK86+865~ZK86+938段原設(shè)計(jì)為Ⅲ級(jí)圍巖,按S3-B型襯砌進(jìn)行支護(hù)。開挖至ZK86+870,掌子面出現(xiàn)一個(gè)大型溶洞。溶洞大廳橫穿隧道,與隧道線路有10°左右交角向前延伸(如下圖1示)。
圖1 溶洞位置平面示意圖
隧道拱頂往上約20m為干洞,洞壁穩(wěn)定性較好,局部有懸掛石塊,溶洞頂板產(chǎn)狀平穩(wěn),局部有剝落現(xiàn)象,往下約30m深,洞底未發(fā)現(xiàn)有積水,跨度(隧道掘進(jìn)方向)約60m。
經(jīng)查,溶洞處地層為寒武系淺灰色中厚~厚層狀灰?guī)r。隧道頂溶洞由于洞壁局部較破碎,有掉塊現(xiàn)象,洞底充填物主要為塊石、碎石,可判斷為充填型溶洞【1】。經(jīng)探測(cè)表明,整個(gè)溶洞為無水狀態(tài)。
3 施工方案比選
溶洞的出現(xiàn)給施工造成了很大困難,溶洞向下形成跨度較大的踩空帶,沒有施工作業(yè)平臺(tái),隧道開挖不能夠繼續(xù)前進(jìn)。另外,溶洞上方剝落掉塊,給隧道掌子面施工人員的安全造成威脅。為確保施工進(jìn)展,避免溶洞出現(xiàn)大面積塌方,施工方對(duì)溶洞進(jìn)行洞碴回填至隧道底部,平整出場(chǎng)地計(jì)劃進(jìn)行隧道支護(hù)施工。由于隧道洞碴回填高達(dá)30m,回填的隧底容易出現(xiàn)較大的沉降,與前后非溶洞區(qū)的隧底產(chǎn)生不均勻沉降隱患,會(huì)導(dǎo)致溶洞區(qū)的隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞進(jìn)而影響安全的嚴(yán)重后果。因此,隧道結(jié)構(gòu)下方的基礎(chǔ)如何處理成為關(guān)鍵。為此,參建各方對(duì)溶洞處治提出兩個(gè)方案:
方案一:對(duì)隧底的洞渣填筑部位進(jìn)行注漿固結(jié),減少沉降。
對(duì)基底進(jìn)行水泥砂漿注漿,注漿深度取1.5倍隧道深度,即深16m,孔距2.0m,排距1.8m布置。主要工程量為:鉆孔進(jìn)尺4126m,φ75×5mm注漿導(dǎo)管4126m/331根,水泥砂漿注漿量約1200m3。綜合造價(jià)約為580萬元。
方案二:在隧底的洞渣填筑部位進(jìn)行樁基施工,利用樁基對(duì)上方的隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行支承【2】。
根據(jù)該溶洞與隧道有交叉、斷面大、上伸高、發(fā)展深的特點(diǎn),采用樁基結(jié)合現(xiàn)澆板梁作為隧道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),進(jìn)而支承隧道的方案。具體做法是:考慮到隧道襯砌臺(tái)車每模的長(zhǎng)度,在洞渣填筑范圍內(nèi)按照每12m劃分一個(gè)隧道節(jié)段,在每個(gè)12米的節(jié)段內(nèi)單排布置兩根φ1.8m樁基,間距8m,共12根,按嵌巖樁設(shè)計(jì),嵌巖深度≥2.5m。然后于樁基頂設(shè)置2.8m×1.5m C30鋼筋混凝土縱梁用于承托樁間的混凝土板。橫斷面方向上兩排樁基(或單排樁基與未受溶洞影響的隧底)之間現(xiàn)澆65cm~85cm厚的C30混凝土形成蓋板路面((如下圖2示)。通過蓋板-縱梁-樁基逐一把隧道襯砌結(jié)構(gòu)和行車所產(chǎn)生的荷載傳遞到巖層。該方案綜合造價(jià)約為500萬元。
圖2 結(jié)構(gòu)斷面示意圖
方案比選:方案一施工工藝成熟,但注漿工藝復(fù)雜,注漿量難以控制,施工周期長(zhǎng),造價(jià)高,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不可測(cè)算。方案二考慮到整體受力情況,從保證隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的角度出發(fā),比較系統(tǒng)整體,采用鋼筋混凝土板、梁與樁基共同組成支承結(jié)構(gòu),受力明確、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面可控性強(qiáng),施工質(zhì)量容易保證,同時(shí)造價(jià)相對(duì)經(jīng)濟(jì)。
綜上,各方一致同意采用方案二。
4 支承組合結(jié)構(gòu)的施工
支承組合結(jié)構(gòu)施工包括三個(gè)步驟:首先進(jìn)行人孔開挖樁基施工,其次是進(jìn)行樁基、托梁混凝土施工,最后是對(duì)雙排樁基之間進(jìn)行現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋板施工??傮w施工工藝順序如下:
具體施工要求如下:
4.1 樁基開挖
1)、前期準(zhǔn)備
開挖前應(yīng)平整場(chǎng)地,清除危石浮土,鏟除松軟的土層并夯實(shí)??卓谒闹芡谂潘疁?,做好排水系統(tǒng),及時(shí)排水,布置好出渣道路,合理堆放材料和機(jī)具,使其不增加孔壁壓力,不影響施工。
2)、測(cè)量放樣、確定平面位置及開挖高程
使用全站儀復(fù)核附近控制點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn),進(jìn)行樁位放樣,并做好護(hù)樁,以備隨時(shí)復(fù)核。隨后施工第一節(jié)護(hù)壁,應(yīng)高出地面30cm。
3)、樁體開挖
安裝提升設(shè)備,提升設(shè)備必須使用防倒轉(zhuǎn)的電動(dòng)提升設(shè)備,防止砸落傷人。人工自上而下逐層進(jìn)行,先挖中間部分,后挖周邊。每挖深1.0m 左右為一節(jié),每節(jié)開挖完成后馬山施工砼護(hù)壁。挖孔過程中,隨時(shí)檢查孔樁的各項(xiàng)尺寸、圓度、傾斜度、平面位置等情況,有偏差要及時(shí)糾正。
4)、成孔檢查及下放鋼筋籠
挖孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,檢查樁長(zhǎng)、樁徑、圓度、傾斜度等是否符合要求,并對(duì)樁位等進(jìn)行檢查。檢查合格后將預(yù)先拼裝的鋼筋籠下放到樁孔內(nèi)。
4.2 樁身、托梁及蓋板的混凝土澆筑
1)當(dāng)成孔后無滲水采用混凝土運(yùn)輸車配合串筒直接澆筑混凝土的辦法施工;當(dāng)成孔后有地下水滲出且水量較大則采用鋼導(dǎo)管灌注水下混凝土,灌注時(shí)利用吊車吊斗灌注水下混凝土。為確保工程質(zhì)量,樁基混凝土施工完畢滿足齡期及強(qiáng)度要求后進(jìn)行樁基檢測(cè),確保樁基質(zhì)量。
2)托梁采用立模澆筑混凝土成型,立模必須封閉嚴(yán)實(shí),預(yù)留鋼筋處的部位要處理,防止混凝土漏漿。拖梁與樁頂連接的部位,樁基伸出鋼筋必須深入托梁中,使托梁與樁基形成整體。其余部位先清理干凈基礎(chǔ),在基礎(chǔ)上作5cm厚的砂漿墊層,而后再立模。托梁的鋼筋綁扎時(shí)注意預(yù)留與蓋板的連接鋼筋,之后一次澆筑成型。
3)澆筑蓋板
5 仰拱及鋼筋混凝土二襯施工
以上組合支承結(jié)構(gòu)施工完成以后,盡早施作仰拱和隧道二次襯砌,將隧道仰拱、二襯拱圈形成封閉的支護(hù)圈,通過組合支承結(jié)構(gòu)進(jìn)行支承,隧道的支護(hù)才能穩(wěn)定。其施工要點(diǎn)在于隧道襯砌支護(hù)落于托梁上,由樁基支承受力,為此施工中應(yīng)注意定位二次襯砌拱腳。隧道仰拱在蓋板施工完以后再在其上施作。由于溶洞處隧道無法設(shè)置緩沖層,且由于存在掉塊等危險(xiǎn)現(xiàn)象,人員無法穿入溶洞內(nèi)進(jìn)行施工作業(yè),為防止溶洞洞頂落石破壞隧道,初襯型鋼拱間距采用I20a型鋼,間距50cm,二襯鋼筋混凝土厚度加厚20cm,增大其強(qiáng)度【3】。
6 施工處理效果
通過執(zhí)行對(duì)溶洞隧道施工組合支承結(jié)構(gòu)的施工方案,三叉嶺隧道特大型溶洞處治順利完成,順利穿越溶洞段。經(jīng)過監(jiān)測(cè),該溶洞段隧道洞壁穩(wěn)定,經(jīng)重車來回碾壓行駛后監(jiān)測(cè)顯示隧道未見下沉,二襯等結(jié)構(gòu)未見破壞,拱頂無變形,各項(xiàng)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果均在符合控制要求,說明使用該類型的組合支承結(jié)構(gòu)對(duì)該溶洞的處理是成功的。
7 結(jié)論
隧道溶洞是常見地質(zhì)病害。三叉嶺隧道特大型溶洞具有隧道溶洞的一般特性,通過比選采用了穩(wěn)妥可靠的方案。通過本文所述方案,三叉嶺隧道采用組合支承結(jié)構(gòu)代替大高度的隧底填充對(duì)隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行支承,保證了隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,加強(qiáng)了襯砌設(shè)計(jì)封閉以抵御拱頂溶洞掉塊。該方法跨越隧道溶洞方法簡(jiǎn)便,技術(shù)成熟,所需機(jī)具設(shè)備也為施工常見設(shè)備,是橋梁結(jié)構(gòu)用在處理隧道跨越溶洞的一次結(jié)合嘗試。由于橋梁結(jié)構(gòu)已經(jīng)穩(wěn)定成熟,方案的使用,質(zhì)量可靠,安全系數(shù)大,整個(gè)施工過程中未出現(xiàn)塌方和傷人事件,順利跨越了溶洞段。綜述,以上施工方法跨越隧道溶洞可為同類施工問題提供參考。
參考文獻(xiàn)
劉志剛,趙勇.隧道隧洞施工地質(zhì)技術(shù) [M ].北京: 中國鐵道出版社 , 2001
關(guān)鍵詞 淺埋偏壓 山嶺隧道 進(jìn)洞 施工技術(shù)
1工程概述
鯉魚門隧道位于福建省尤溪縣境內(nèi),地處剝蝕低山區(qū),地形較陡。隧道設(shè)計(jì)為雙線單洞鐵路隧道,隧道線間距4.6m,設(shè)計(jì)行車速度為200km/h,并預(yù)留提速250km/h條件;鯉魚門隧道全長(zhǎng)532m,隧道最小埋深約4m、最大埋深100m。鯉魚門隧道進(jìn)口DK400+226~DK400+265段39m,為洞口淺埋、V級(jí)圍巖,表層Q+(e1+d1)粉質(zhì)黏土,褐黃色,含少量碎石,硬塑,厚約0~2m,下伏基巖為J〔3〕n(2)凝灰質(zhì)砂巖,受斷裂構(gòu)造影響,巖石破碎,全風(fēng)化層厚約22m,強(qiáng)風(fēng)化層厚度?12m。隧道結(jié)構(gòu)采用Vc型復(fù)合式襯砌式施工,隧道開挖寬度14.52m、高度12.38m,采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖,初期支護(hù)全環(huán)采用I20a鋼架支護(hù),縱向間距0.6m布置;DK400+226~DK400+246段采用20mφ108大管棚超前支護(hù),環(huán)向間距40cm。
2施工方案選擇
根據(jù)隧道洞口開挖情況揭示,隧道外側(cè)覆蓋層薄,該段隧道存在偏壓現(xiàn)象,現(xiàn)場(chǎng)開挖揭示,J3n2凝灰?guī)r全風(fēng)化層厚,且表層為松散坡積碎石土,具體情況見圖1隧道洞口位置及地質(zhì)情況。
綜合考慮山嶺隧道在淺埋、偏壓條件下進(jìn)洞施工比較復(fù)雜,隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖,初期支護(hù)全環(huán)采用I20a鋼架支護(hù),縱向間距0.6m布置,進(jìn)口段20m采用φ108大管棚超前支護(hù)措施,環(huán)向間距40cm,地表采用長(zhǎng)5米Φ50小導(dǎo)管地表注漿,間距1.2m×1.2m梅花型布置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,為保證安全進(jìn)洞,將導(dǎo)向墻右側(cè)延伸至邊墻部位并落于穩(wěn)定巖層之上,以確?;A(chǔ)穩(wěn)定,導(dǎo)向墻右側(cè)拱腳向下增加6根長(zhǎng)20mΦ108大管棚。隧道兩側(cè)Φ22砂漿錨桿,改用Φ42小導(dǎo)管注漿支護(hù)。
3主要施工技術(shù)方法和措施
3.1 大管棚施工技術(shù)
大管棚采用Φ108熱軋無縫鋼管,壁厚6mm,環(huán)向間距0.4m,長(zhǎng)20m,外插角1~3度,壓注水泥漿。施工工藝流程詳見圖3:
長(zhǎng)管棚施工主要工序有施工準(zhǔn)備、施作導(dǎo)向墻、搭鉆孔平臺(tái)、安裝鉆機(jī)、鉆孔、清孔、驗(yàn)孔、安裝管棚鋼管、清孔、注漿等幾道工序。
3.1.1施工準(zhǔn)備
在施作長(zhǎng)管棚前先進(jìn)行洞口開挖,設(shè)臺(tái)階狀,方便大管棚鉆孔施工和導(dǎo)向墻的施工。
3.1.2施作導(dǎo)向墻
混凝土導(dǎo)向墻在洞身外廓線以外施作,導(dǎo)向墻內(nèi)埋設(shè)兩榀I18工字型鋼支撐,鋼支撐與管棚導(dǎo)向管焊成整體,導(dǎo)向鋼管采用φ140壁厚5mm的鋼管。導(dǎo)向墻剖面圖如圖4。
導(dǎo)向鋼管用全站儀以坐標(biāo)法在工字鋼架上定出其平面位置,用水準(zhǔn)尺配合坡度板設(shè)定孔口管的傾角,用前后差距法設(shè)定導(dǎo)向管的外插角。導(dǎo)向管應(yīng)牢固焊接在工字鋼上,防止?jié)仓炷習(xí)r產(chǎn)生位移。
3.1.3鋼花管制作
鋼花管由無縫鋼管上鉆注漿孔制成,孔徑10~16mm,孔間距150mm,呈梅花形布置,尾部留不鉆孔的止?jié){段110cm。
3.1.4鉆機(jī)就位
鉆機(jī)平臺(tái)用鋼管腳手架搭設(shè),平臺(tái)支撐落在堅(jiān)固的基礎(chǔ)上,連接要牢固、穩(wěn)定。防止在施鉆時(shí)鉆機(jī)產(chǎn)生不均勻下沉、擺動(dòng)、位移等影響鉆孔質(zhì)量。
鉆機(jī)要已設(shè)定好的導(dǎo)向管方向平行,用全站儀、掛線、鉆桿導(dǎo)向相結(jié)合的方法,反復(fù)調(diào)整,確保鉆機(jī)鉆桿軸線與導(dǎo)向管軸線相吻合。
3.1.5鉆孔
鉆頭直徑采用φ127mm鉆頭。開鉆時(shí),采用低速低壓,待成孔10 m后再根據(jù)地質(zhì)情況逐漸調(diào)整鉆速及風(fēng)壓。鉆進(jìn)過程中確保動(dòng)力器,扶正器、合金鉆頭按同心圓鉆進(jìn)。經(jīng)常用測(cè)斜儀測(cè)定其位置,并根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)情況及時(shí)判斷成孔質(zhì)量,若產(chǎn)生坍孔、卡鉆,需補(bǔ)注漿后再鉆進(jìn)。認(rèn)真作好鉆進(jìn)的原始記錄,及時(shí)對(duì)孔口巖屑進(jìn)行地質(zhì)判斷、描述。
3.1.6清孔和驗(yàn)孔
用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭(φ127mm)進(jìn)行來回掃孔,清除浮渣至孔底,確??讖?、孔深符合要求、防止堵孔。用高壓氣從孔底向孔口清理鉆渣。驗(yàn)孔允許偏差見表1。
3.1.7安裝管棚鋼管
鋼管在管床上加工好絲扣,四周鉆φ10~16注漿孔;管頭焊成圓錐形,便于入孔。
管棚頂進(jìn)采用大孔引導(dǎo)和管棚機(jī)鉆進(jìn)相結(jié)合的工藝,即先鉆大于管棚直徑的引導(dǎo)孔(φ127mm),然后反壓頂進(jìn);也可利用鉆機(jī)的沖擊力和推力低速頂進(jìn)鋼管。
鋼管接長(zhǎng)滿足受力要求,相鄰鋼管的接頭前后錯(cuò)開。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%,相鄰鋼管接頭錯(cuò)開1 m。
3.1.8注漿
安裝好鋼花管后即對(duì)孔內(nèi)注漿,注漿后再施工無孔鋼管,無孔鋼管可以作為檢查管,檢查注漿質(zhì)量。
水泥漿水灰比1∶1,采用注漿機(jī)將水泥漿液注入管棚鋼管內(nèi),初壓0.5 mpa~2.0 mpa,終壓3.0 mpa,持壓15 min后停止注漿。
3.2雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)
雙側(cè)壁導(dǎo)坑法,又稱眼鏡法,屬于新奧法的一個(gè)分支,是以新奧法基本原理為依據(jù),把整個(gè)隧道大斷面分成左右上下6個(gè)小斷面施工,每一小斷面單獨(dú)掘進(jìn),最后形成一個(gè)大的隧道,且利用土層在開挖過程中短時(shí)間的自穩(wěn)能力,采用鋼架+網(wǎng)片+噴錨支護(hù)形式,使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu),且用中隔壁及中隔板承擔(dān)部分受力。充分發(fā)揮圍巖自承能力及支護(hù)能力,確保圍巖穩(wěn)定。
3.2.1施工工藝流程
雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工藝流程圖見圖5。
3.2.2施工工序
雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序見圖6。
(1)采用人工或機(jī)械開挖① 部噴5cm厚混凝土封閉掌子面施作 ①部導(dǎo)坑周邊的初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù),即初噴4cm厚混凝土,架設(shè)I20[a]鋼架及I18臨時(shí)鋼架,并設(shè)鎖腳鋼管鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。
(2)在滯后于① 部一段距離后,開挖 ② 部導(dǎo)坑周邊部分初噴4cm厚混凝土架設(shè)I20[a]鋼架及I18臨時(shí)鋼架鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。
(3)利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道超前支護(hù)開挖③部并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù),步驟及工序同① 。
(4)開挖 ④部并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù),步驟及工序同②。
(5)利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道超前支護(hù)弱爆破開挖⑤部噴5cm厚混凝土封閉掌子面導(dǎo)坑周邊初噴4cm厚混凝土,架設(shè)拱部I20[a]鋼架鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。
(6)利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道超前支護(hù)弱爆破開挖 ⑥部并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù),步驟及工序同⑤ 。
(7)弱爆破開挖⑦部安設(shè)I18橫撐。
(8)弱爆破開挖⑧部導(dǎo)坑底部初噴4cm厚混凝土,安設(shè)I20[a]鋼架使鋼架封閉成環(huán),復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。
(9)逐段拆除靠近已完成二次襯砌6~8m范圍內(nèi)兩側(cè)壁底部鋼架單元。
(10)灌筑 Ⅸ 部仰拱及隧底填充(仰拱與隧底填充應(yīng)分次施作)。
仰拱施工方法應(yīng)根據(jù)圍巖情況,監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)判定,若圍巖已完全穩(wěn)定,主要采用先拆除臨時(shí)壁墻后再施作。仰拱緊跟著拆除工作面施工,當(dāng)臨時(shí)支護(hù)完成以后及時(shí)施工仰拱,進(jìn)行封閉。
(11)根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果分析,拆除I18臨時(shí)鋼架及臨時(shí)橫撐。利用襯砌模板臺(tái)車盡早一次性灌筑 Ⅹ部襯砌(拱墻襯砌同時(shí)施作)。
3.2.3雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法
鯉魚門隧道進(jìn)口開挖采用人工風(fēng)鎬,采用弱爆破+小型挖掘機(jī)扒碴開挖。開挖臺(tái)階長(zhǎng)度2~3m,初期支護(hù)分別進(jìn)行,兩側(cè)洞均設(shè)臨時(shí)鋼架橫撐,做到步步封閉成環(huán)。兩洞之間的中間部分開挖作業(yè)方式同側(cè)洞,并及時(shí)架設(shè)拱部和臨時(shí)橫撐及仰拱的拱架,使之與兩側(cè)洞及時(shí)聯(lián)接成環(huán)。二次襯砌采用輸送泵澆筑,先施作隧底仰拱,使其緊跟中部下臺(tái)階土體的開挖掌子面6~8米;然后施作兩側(cè)仰拱,再做兩側(cè)拱墻部份,最后施作中部拱圈。該段施工過程中,適時(shí)進(jìn)行初支背后注漿,以控制地表沉降。在施工過程中,加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè),實(shí)行信息化施工,并根據(jù)監(jiān)測(cè)情況,及時(shí)拆除臨時(shí)鋼支撐,施作該段二次襯砌。施工時(shí)兩側(cè)導(dǎo)坑錯(cuò)開施工,一側(cè)(如③部)的側(cè)導(dǎo)坑落后于另一側(cè)導(dǎo)坑(如①部)3~5m,中間土體部分(如⑤部)開挖初期支護(hù)落后最前面?zhèn)葘?dǎo)坑開挖面6~10m。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序間隔如圖7。
3.2.3.1兩側(cè)導(dǎo)坑上部開挖及支護(hù)
(1)上部開挖。大管棚對(duì)地層進(jìn)行加固后,采用人工開挖直接開挖翻碴或弱爆破+小型挖掘機(jī)扒碴至下臺(tái)階,用翻斗車轉(zhuǎn)運(yùn)至洞外。每一開挖循環(huán)進(jìn)尺為0.6m,由測(cè)量人員控制中線水平,施工時(shí)保證不欠挖,控制超挖。開挖輪廓線盡可能圓順,以減小應(yīng)力集中,另一側(cè)上部開挖落后3~6m。
(2)上部斷面初期支護(hù)。
a、初噴:在開挖后立即進(jìn)行,盡早封閉拱頂暴露面,噴射混凝土厚4~5cm。
b、鋼架:鋼架制作符合設(shè)計(jì)規(guī)范,滿足施工要求;安設(shè)時(shí)清除浮土,拱腳夯實(shí)或設(shè)置墊板,鋼架縱向間距按設(shè)計(jì)要求每榀0.6m,縱向設(shè)φ22連接筋,其環(huán)向間距為1m,交錯(cuò)布置。
c、掛網(wǎng):?jiǎn)螌愉佋O(shè),采用Φ8鋼筋,網(wǎng)格15×15cm,作成1.5m×0.7m的網(wǎng)片,鋪設(shè)在鋼架的背后位置,密貼圍巖,并與鋼架連接牢固。
d、噴射混凝土:采用TK-961型濕噴機(jī)噴護(hù),第一次噴射厚度3~5cm,架立好鋼架后,從鋼架腹部打入下一循環(huán)的超前導(dǎo)管,封好管口,復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。
e、鎖腳錨管:在拱腳處打設(shè)兩根Φ42錨管,其尾部與格柵鋼架焊接牢固。噴砼時(shí)注意保護(hù)好管口,噴砼結(jié)束后,及時(shí)壓漿。
(3)超前小導(dǎo)管作業(yè)。鉆孔:超前小導(dǎo)管采用風(fēng)鉆直接頂入,壓漿前用高壓風(fēng)清孔。超前小導(dǎo)管選用普通φ42×4mm鋼管加工而成,頂部切削成尖靴,尾部焊接墊圈,長(zhǎng)度為2.5m或3。超前小導(dǎo)管按設(shè)計(jì)范圍沿拱部周邊輪廓線設(shè)置,超前小導(dǎo)管從鋼架腹部空間穿過,外插角在20°左右,尾部與鋼架焊連接成一體。注漿:為保證注漿質(zhì)量,注漿前孔口處噴20cm混凝土封堵。采用高壓注漿泵注水泥、水玻璃漿液,壓力控制在0.3~0.5Mpa,漿液配合比視地質(zhì)情況及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定,保證漿液擴(kuò)散互相咬接,以提高圍巖的穩(wěn)定性。
3.2.3.2 兩側(cè)下部開挖及支護(hù)
兩側(cè)下部開挖每循環(huán)進(jìn)尺0.6~1.2m,下部落后上部2~3m。反坡開挖時(shí),在掌子面設(shè)集水坑抽排水,集水坑內(nèi)抽至豎井集水井后排出洞外。永久與臨時(shí)初期支護(hù)同時(shí)施作,并及時(shí)封閉環(huán)狀。其余與上部同。兩側(cè)下部施工工藝流程為:
一側(cè)側(cè)洞下部開挖落后另一側(cè)側(cè)洞下部開挖5m兩側(cè)下部開挖(含兩側(cè)仰拱)、每循環(huán)進(jìn)尺0.6~1.2m初噴混凝土4~5cm(包括隧底及中間土體側(cè)面)安鋼架、掛鋼筋網(wǎng)、焊聯(lián)接筋(包括中間臨時(shí)鋼架等)二次復(fù)噴混凝土達(dá)設(shè)計(jì)厚度進(jìn)入下一循環(huán)。
3.2.3.3中間上部開挖及支護(hù)
待兩側(cè)洞初支作好一定時(shí)間后,開挖中間土體,落后一側(cè)側(cè)洞開挖初支3~5m。中間上部施工工藝流程:施作超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固開挖土石方初噴混凝土4~5cm安設(shè)鋼架,焊縱向聯(lián)接筋鋼架之間安設(shè)鋼筋網(wǎng)復(fù)噴混凝土達(dá)設(shè)計(jì)厚度進(jìn)入下一循環(huán)。
3.2.3.4中間下部開挖及支護(hù)
檢查中隔板、中隔壁支撐,分析各部開挖支護(hù)后的變形收斂情況,處于基本穩(wěn)定后,開挖中間下部土體,下部開挖落后上部30~50m。施工工藝流程為:中間下部土體開挖中間底部鋼架和鋼筋網(wǎng)的安裝噴混凝土封閉底部仰拱下一循環(huán)。
3.2.3.5施工注意事項(xiàng)
(1)隧道施工應(yīng)堅(jiān)持新奧法“十”的原則,施工采用分段、分片、分層,由下而上順序進(jìn)行。
(2)由于分多次開挖,應(yīng)加強(qiáng)斷面測(cè)量工作,防止超欠挖,并配合出碴進(jìn)行斷面檢查,清除欠挖,處理危石。臨時(shí)壁墻的拆除,必須等圍巖完全穩(wěn)定后進(jìn)行。。
(3)側(cè)壁開挖后,中央部份實(shí)際處于懸空狀態(tài),這部份圍巖經(jīng)開挖已擾動(dòng)過二次,中部開挖方法不當(dāng),易導(dǎo)致臨時(shí)壁墻破壞。應(yīng)采用弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)。
(4)隧底兩隅與側(cè)墻聯(lián)結(jié)處應(yīng)平順開挖,避免引起應(yīng)力集中,當(dāng)遇變形很大的膨脹性圍巖時(shí),兩隅應(yīng)預(yù)先打入錨桿或其他措施加固。
(5)小炮開挖或人工開挖,嚴(yán)格控制裝藥量。
(6)工序變化處之鋼架(或臨時(shí)鋼架)應(yīng)設(shè)鎖腳鋼管,以確保鋼架基礎(chǔ)穩(wěn)定。
(7)導(dǎo)坑開挖寬度及臺(tái)階高度可根據(jù)施工機(jī)具、人員安排等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整
(8)鋼架之間縱向連接鋼筋應(yīng)及時(shí)施作并連接牢固。施工過程中每次拆除臨時(shí)鋼架的長(zhǎng)度不能超過10m,以確保施工安全。
(9)施工中,應(yīng)按有關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)圖的要求,進(jìn)行監(jiān)控量測(cè),及時(shí)反饋結(jié)果,分析洞身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,為支護(hù)參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)。
4施工結(jié)論
淺埋、偏壓、地質(zhì)軟弱破碎地段的隧道進(jìn)洞施工,合理選用地表沉降較小的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法,施工中做到隧道施工的十“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”,保證順利進(jìn)洞、保證了施工安全。這對(duì)以后類似工程有很好的推廣和借鑒意義。
參考文獻(xiàn):