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【摘 要】 隧道洞口偏压、浅埋一直是控扰施工的因素之一,尤其是近年來公路、铁路隧道的大量施工,这种现象更加显著。文章就浅埋偏压隧道进洞施工不利因素进行分析,探讨其施工技术。
【关键词】 浅埋;偏压;隧道;进洞;施工
引言:
伴随着现代科学技术的逐步完善,在不断进步的经济社会对现代交通运输行业高标准要求的推动下,浅埋偏压性隧道进洞交通建设工作正面临着前所未有的发展空间与潜力。
一、施工不利因素分析
针对在不同不利条件中,偏压对隧道施工的威胁是最为关键的。偏压可以导致隧道的不平衡受力,一般情况下使隧道拱圈变形,严重的就可损害隧道结构。而隧道的偏压如是左右两侧山体不对称,洞口左侧冲沟发育,而右侧边坡较高,因为隧道不可明挖,为保障进洞施工安全,需先加固边坡与抑坡;然后在左侧增强扩展基础挡墙减少山体侧向推力,且在挡墙后拱顶部位回填土,实现提高结构重量,促进平衡稳定;最后进洞前施工超前长管棚,用来实现强化加固承载环,增强开挖面围岩稳定。
隧道浅埋段,土层在施工扰动后形成稳定受力圈就困难重重,地表是首先沉降,辅助施工解决不当极易出现塌方事故。如果隧道进口岩体大部分是细角砾土,自身稳定性较差,使用地表注浆强化边仰坡;进洞时使用套拱形式进洞,实施超前管棚且注浆,让破碎岩体粘融为一体,强化自身自稳性,降低塌方几率,增大安全系数。
二、浅埋偏压隧道进洞施工方法
(一)上半断面施工
埋深大于3m段,施作108mm×6mm大管棚。管棚长度为40m,角度控制为2°,环向间距为40cm。因为40m大管棚相比普通隧道设计的大管棚长些,所以我在制作大管棚之前,需先配置导向管。若不配置导向管,就会出现管棚机成孔过长钻头下沉的情况,导致大管棚侵入开挖范围,无法实现大管棚的设计效果。导向管运用中φ140mm的钢管,长度为2m,利用全站仪准确锁定,牢焊在钢护拱上。导向管间距为40cm,共计39个,仰角控制为2°。大管棚成孔运用管棚机,孔径为130mm。成孔后,使用l6t吊车装载人工协作管棚入孔,而大管棚的末端焊接于钢护拱。进而实施超前预注浆,浆液运用1:1水泥砂浆,水泥使用P.O42.5一般硅酸盐水泥。注浆前需注重止浆阀的操作。埋深不到3m段,洞身上半断面明挖,运用预留核心土法整体开挖,而且利用测量数椐进行观察边坡的稳定程度。开挖完成后,实施钢筋混凝土护拱,护拱厚60cm。钢拱运用120a工字钢,间距为60cm,且使用φ20mm钢筋连为整体,连接筋间距1.0m。
(二)边坡开挖及加固
情况复杂偏压、浅埋隧道开挖时很有坑内导致对围岩扰动,对于施工安全问题威胁巨大。开挖时需尽可能降低开挖方量,其进行实时加固防护措施,实现降减少围岩扰动而造成的自重应力与施工时造成的更深的偏压影响。为保障开挖山体边坡的稳定程度,开挖后在坡面上即刻实施φ25中空注浆锚杆,锚杆长度为4m,距离为1.0m,梅花形配备。锚杆打入新鲜岩体需大于3m,并且挂设20cm×20cm、φ6钢筋网,同时喷射C25混凝土防护。
(三)围岩加固及反压回填
就隧道严重偏压、浅埋,在偏压侧地质较软的部分实施反压回填,且运用打夯机进行分层夯实,以填充空洞。夯实后地表实施深孔预注浆,注浆孔距离为3m,梅花形配备,使用地质钻成孔,孔径是φ90mm。注浆使用75mm×5mm塑料管,注浆程度到上半断面开挖线处,宽度需比隧道开挖轮廓线3-4m以内。浆液为l:l水泥砂浆,水泥运用P.O42.5一般硅酸盐水泥。而且,需整合好注浆压力,注浆压力大于1.0MPa。
(四)隧道下半断面施工
上半断面施工完后下半断面是使用拉中槽、跳马口开挖的形式。弱爆破或下爆破,使用挖掘机与人工协作修整成形。开挖时需控制好循环进程,当开挖成形后,即刻实行开挖面初喷4cm的C25混凝土、然后架设钢拱架,打锚杆、并多次复喷混凝土到设计厚度25cm,开挖超过30m以后再进行仰拱施工,促进支护结构闭合成环。以不影响掘进施工前提下,仰拱使用半幅施工,控制每次施工长度约为5m。
(五)支护施工
采用锚杆、网喷、钢拱架联合,支护运用φ25中空锚杆注浆强化围岩。锚扦长度4.0m间距1.0m×0.6m,拱墙处锚杆尾端需牢焊在钢拱架上。用I20a工宇钢现场加工拱架,间距为60cm,沿环向用中φ20mm钢筋按间距1.0m融合为一体,架设时钢拱底部铺设10cm×20cm×32cm的C20混凝土垫块,防止钢拱架下沉,在钢拱架两恻设置两排φ20锁脚锚杆,长度4m。C25喷射混凝土厚25cm,运用湿喷法分层实施先喷钢拱架背后,再喷钢架之间部位,保证喷射混凝土的密实性。
(六)仰拱施工
仰拱紧跟在开挖施工后实施,仰拱方面围岩采用弱爆破,挖掘机配合人工修整。开挖成型完即刻实施锚杆,同时立摸浇注仰拱混凝土。
(七)衬砌施工
严重偏压、浅埋隧道围岩具备内应力高、变形量大等特征,衬砌施工时间标准较严谨。提前会由于围岩应力释放小极易导致衬砌结构损害,延迟会由于围岩变形过大造成结构失稳。按照现场显示状况与理论研究,在选择在围岩变形减缓后即刻进行施工,也就是在位移时间曲线上围岩变形速率从快而在平缓的拐点周围为衬砌最好的施工时间,具体时间根据监测信息确定,衬砌使用封闭一体式台车施工。
三、隧道的进洞施工实践经验
①大跨径偏压段隧道施工,需先实时解决偏压问题,反之事后解决困难重重;
②以保障偏压浅埋隧道的进洞安全与施工质量,需做好洞口的准备工作,诸如排水、边坡防护等方面;
③长管棚用以软弱地层,大跨、浅埋地段隧道的超前支护技术,进行注浆加强化地层、封堵地下水渗漏,控制围岩变形,施工进度要提高,保障施工安全作用突出;
④在保障质量的状况下,开挖方式择选,要根据实际情况,需根据地质与水文变化实行对应的更改,实现提升进度与增强效率;
⑤监控量测在偏压浅埋隧道施工中至关重要,通过监控量测数据规划施工可以有效保障施工安全与施工质量,同时可以强化施工工艺。
四、结语
隧道的详细施工方式需按照工程地质与水文地质状况,与开挖断面大小、衬砌类型、埋深、隧道长度、工期要求、机械设备配套情况等全方位融合确定。施工方式需具备较大的适应性,前提是工序转换简单与保障施工安全为基准,尽量在借鉴、强化现有施工工艺情况下,实时整合施工方案。
参考文献:
[1]明红兵.浅埋偏压隧道进洞施工关键技术[J].江西建材,2014,03:158-159.
[2]孙洋,陈建平,余莉,徐颖,王洋.浅埋偏压隧道软岩大变形机理及施工控制分析[J].现代隧道技术,2013,05:169-174+178.
【关键词】 浅埋;偏压;隧道;进洞;施工
引言:
伴随着现代科学技术的逐步完善,在不断进步的经济社会对现代交通运输行业高标准要求的推动下,浅埋偏压性隧道进洞交通建设工作正面临着前所未有的发展空间与潜力。
一、施工不利因素分析
针对在不同不利条件中,偏压对隧道施工的威胁是最为关键的。偏压可以导致隧道的不平衡受力,一般情况下使隧道拱圈变形,严重的就可损害隧道结构。而隧道的偏压如是左右两侧山体不对称,洞口左侧冲沟发育,而右侧边坡较高,因为隧道不可明挖,为保障进洞施工安全,需先加固边坡与抑坡;然后在左侧增强扩展基础挡墙减少山体侧向推力,且在挡墙后拱顶部位回填土,实现提高结构重量,促进平衡稳定;最后进洞前施工超前长管棚,用来实现强化加固承载环,增强开挖面围岩稳定。
隧道浅埋段,土层在施工扰动后形成稳定受力圈就困难重重,地表是首先沉降,辅助施工解决不当极易出现塌方事故。如果隧道进口岩体大部分是细角砾土,自身稳定性较差,使用地表注浆强化边仰坡;进洞时使用套拱形式进洞,实施超前管棚且注浆,让破碎岩体粘融为一体,强化自身自稳性,降低塌方几率,增大安全系数。
二、浅埋偏压隧道进洞施工方法
(一)上半断面施工
埋深大于3m段,施作108mm×6mm大管棚。管棚长度为40m,角度控制为2°,环向间距为40cm。因为40m大管棚相比普通隧道设计的大管棚长些,所以我在制作大管棚之前,需先配置导向管。若不配置导向管,就会出现管棚机成孔过长钻头下沉的情况,导致大管棚侵入开挖范围,无法实现大管棚的设计效果。导向管运用中φ140mm的钢管,长度为2m,利用全站仪准确锁定,牢焊在钢护拱上。导向管间距为40cm,共计39个,仰角控制为2°。大管棚成孔运用管棚机,孔径为130mm。成孔后,使用l6t吊车装载人工协作管棚入孔,而大管棚的末端焊接于钢护拱。进而实施超前预注浆,浆液运用1:1水泥砂浆,水泥使用P.O42.5一般硅酸盐水泥。注浆前需注重止浆阀的操作。埋深不到3m段,洞身上半断面明挖,运用预留核心土法整体开挖,而且利用测量数椐进行观察边坡的稳定程度。开挖完成后,实施钢筋混凝土护拱,护拱厚60cm。钢拱运用120a工字钢,间距为60cm,且使用φ20mm钢筋连为整体,连接筋间距1.0m。
(二)边坡开挖及加固
情况复杂偏压、浅埋隧道开挖时很有坑内导致对围岩扰动,对于施工安全问题威胁巨大。开挖时需尽可能降低开挖方量,其进行实时加固防护措施,实现降减少围岩扰动而造成的自重应力与施工时造成的更深的偏压影响。为保障开挖山体边坡的稳定程度,开挖后在坡面上即刻实施φ25中空注浆锚杆,锚杆长度为4m,距离为1.0m,梅花形配备。锚杆打入新鲜岩体需大于3m,并且挂设20cm×20cm、φ6钢筋网,同时喷射C25混凝土防护。
(三)围岩加固及反压回填
就隧道严重偏压、浅埋,在偏压侧地质较软的部分实施反压回填,且运用打夯机进行分层夯实,以填充空洞。夯实后地表实施深孔预注浆,注浆孔距离为3m,梅花形配备,使用地质钻成孔,孔径是φ90mm。注浆使用75mm×5mm塑料管,注浆程度到上半断面开挖线处,宽度需比隧道开挖轮廓线3-4m以内。浆液为l:l水泥砂浆,水泥运用P.O42.5一般硅酸盐水泥。而且,需整合好注浆压力,注浆压力大于1.0MPa。
(四)隧道下半断面施工
上半断面施工完后下半断面是使用拉中槽、跳马口开挖的形式。弱爆破或下爆破,使用挖掘机与人工协作修整成形。开挖时需控制好循环进程,当开挖成形后,即刻实行开挖面初喷4cm的C25混凝土、然后架设钢拱架,打锚杆、并多次复喷混凝土到设计厚度25cm,开挖超过30m以后再进行仰拱施工,促进支护结构闭合成环。以不影响掘进施工前提下,仰拱使用半幅施工,控制每次施工长度约为5m。
(五)支护施工
采用锚杆、网喷、钢拱架联合,支护运用φ25中空锚杆注浆强化围岩。锚扦长度4.0m间距1.0m×0.6m,拱墙处锚杆尾端需牢焊在钢拱架上。用I20a工宇钢现场加工拱架,间距为60cm,沿环向用中φ20mm钢筋按间距1.0m融合为一体,架设时钢拱底部铺设10cm×20cm×32cm的C20混凝土垫块,防止钢拱架下沉,在钢拱架两恻设置两排φ20锁脚锚杆,长度4m。C25喷射混凝土厚25cm,运用湿喷法分层实施先喷钢拱架背后,再喷钢架之间部位,保证喷射混凝土的密实性。
(六)仰拱施工
仰拱紧跟在开挖施工后实施,仰拱方面围岩采用弱爆破,挖掘机配合人工修整。开挖成型完即刻实施锚杆,同时立摸浇注仰拱混凝土。
(七)衬砌施工
严重偏压、浅埋隧道围岩具备内应力高、变形量大等特征,衬砌施工时间标准较严谨。提前会由于围岩应力释放小极易导致衬砌结构损害,延迟会由于围岩变形过大造成结构失稳。按照现场显示状况与理论研究,在选择在围岩变形减缓后即刻进行施工,也就是在位移时间曲线上围岩变形速率从快而在平缓的拐点周围为衬砌最好的施工时间,具体时间根据监测信息确定,衬砌使用封闭一体式台车施工。
三、隧道的进洞施工实践经验
①大跨径偏压段隧道施工,需先实时解决偏压问题,反之事后解决困难重重;
②以保障偏压浅埋隧道的进洞安全与施工质量,需做好洞口的准备工作,诸如排水、边坡防护等方面;
③长管棚用以软弱地层,大跨、浅埋地段隧道的超前支护技术,进行注浆加强化地层、封堵地下水渗漏,控制围岩变形,施工进度要提高,保障施工安全作用突出;
④在保障质量的状况下,开挖方式择选,要根据实际情况,需根据地质与水文变化实行对应的更改,实现提升进度与增强效率;
⑤监控量测在偏压浅埋隧道施工中至关重要,通过监控量测数据规划施工可以有效保障施工安全与施工质量,同时可以强化施工工艺。
四、结语
隧道的详细施工方式需按照工程地质与水文地质状况,与开挖断面大小、衬砌类型、埋深、隧道长度、工期要求、机械设备配套情况等全方位融合确定。施工方式需具备较大的适应性,前提是工序转换简单与保障施工安全为基准,尽量在借鉴、强化现有施工工艺情况下,实时整合施工方案。
参考文献:
[1]明红兵.浅埋偏压隧道进洞施工关键技术[J].江西建材,2014,03:158-159.
[2]孙洋,陈建平,余莉,徐颖,王洋.浅埋偏压隧道软岩大变形机理及施工控制分析[J].现代隧道技术,2013,05:169-174+178.