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摘要:隧道施工的难易很大程度上受到地质、地形等环境情况的影响,隧道洞口加强施工段普遍存在工程地质条件差、承载能力低、施工难度大、稳定性差等问题。尤其是富水地质情况下隧道的开挖,施工风险大、工程质量难以保证。基于对常见临近既有线隧道洞口防护与施工管理措施的探讨,针对我国西北地区某隧道工程,对临近既有线隧道进洞施工工艺进行了研究分析,为类似工程提供参考和借鉴,力求现场施工安全、质量得以有效保障。
关键词:隧道工程;临近既有线隧道;进洞施工
中图分类号:[U25] 文献标识码:A
1前言
在山岭重丘区修建有很多跨越山岭的浅埋隧道,甚至有些地区还修建了浅埋大跨、偏压和软弱围岩、小净距隧道等一系列较为特殊特殊工程[1]。隧道的洞口如同咽喉一般,洞口加强施工段普遍存在工程地质条件差、承载能力低、施工难度大、稳定性差等问题[1][2][5]。因此,施工前做好地质资料收集、进洞施工工艺编制等,就显得尤为重要[3][6]。在国内外部分长隧道施工过程中中,通过设置竖井或斜井的方式来增加隧道开掘过程中的工作面,以提高施工效率,缩短工期,有的设置平导洞来协助指导施工。虽然斜轴的设置可以增加工作面,但轴,斜轴或平行导槽的截面没有大孔的正孔,因此正孔的施工风险极高,相应的必须为各种围岩指定施工。本文通过探讨常见的临近既有线隧道洞口防护与施工管理措施,以我国西北地区某铁路隧道的实际工程为实例,讨论了临近既有线隧道进洞施工技术,并列举了施工中具体的施工工艺与施工参数。
2 临近既有线隧道洞口防护与施工管理
2.1 常见防护措施
部分施工现场的地质条件为黄土,具有黄土地区典型地质特征,如湿陷性、层理不清晰,较强的透水性等。当施工现场遇到大规模降水或大面积的渗漏后,上述地质特征会表现的更为明显,在隧道施工过程中现场极易出现施工面的溜塌、塌方等危害,不仅影响施工进度,降低工程质量,增加施工成本,也会对现场工作人员的人身安全造成极大的威胁。因此,隧道仰坡施工过程中應注意分级设置坡度,且每一级所设置的坡度不宜过大,严格按照相关规范执行,并在对应的施工区域设置缓冲平台,以降低施工风险,减轻隧道施工因地质条件脆弱而带来的影响,进一步保证施工质量和工作人员生命财产安全。在设置坡度时,应注意一级仰坡在设置时,应保证其坡率数值小于后续其他位置设置的坡度值,使该位置在施工过程中逐级起到缓冲作用,保证施工安全性和稳定性。坡面开挖后,应及时施作诸如拱形骨架护坡、植物防护等防排水效果较好的永久防护,避免施工期间及后续作业过程中水流进入坡面,造成较为严重的坡面失陷与溜塌等现象。
一旦施工作业时发现作业面有溜塌趋势,应立即终止施工,并安排专人进行仰坡上部的土体稳定性与整体性监测,确保施工安全与施工质量。若作业面开始发生溜塌、塌方等现象,应立即撤出该区域的作业人员及设备,按照相应的应急预案进行处治,并采取对应的技术措施,如清理塌方体、增设扇形钢支撑、锚杆支护、土方回填、管棚注浆支护、喷射混凝土封闭溜塌体等。隧道施工过程中,为保证洞口及边仰坡的稳定性并提高施工区域的整体性和防倾覆性,进一步优化结构的受力性能,增强围岩稳定性,一般在仰坡坡脚位置预先设立数排钻孔灌注防护桩。为增强桩之间的整体性能并保证其协同工作和联合受力性能,一般也会在桩顶设置挡土墙。隧道进洞施工过程中,为减少洞门边坡位置的刷方量,节约成本,缩短工期,并提高施工效率,一般会在洞门两侧设置桩顶带冠梁的钻孔灌注桩。此外,为增强隧道受力性能,使其形成一个整体的受力结构,提高隧道自身的刚度和稳定性,并在后期对仰坡起到永久支撑作用,需在隧道洞口两侧挡土墙与纵向冠梁之间增加拉梁。
2.2 质量保证措施
临近既有线隧道进洞施工过程中,为了保证进洞施工质量,提升施工过程中的安全性、稳定性以及施工效率,应严格执行国家相关规范和标准,并遵循其中的技术规程和技术参数,按图施工,执行设计标准和设计要求。控制隧道进洞施工过程中上、中、下段接头的施工质量,严禁在侧壁上切割;严格执行现场工作制,及时解决施工中存在的问题在施工过程中,认真开展地质素描和观测,加强隧道开挖后的变形收敛测量,收集信息,反馈信息,及时指导现场施工。喷射混凝土过程中,应及时掌握喷涂距离、混凝土和易性、水压、喷射高度、风压等技术参数,使喷射的混凝土厚度符合要求,做到表面光滑、强度达标。设置钢框架时,应保证钢支架的间距、材料性能、倾斜度、结构受力性能、耐久性、垂直度等参数均符合设计标准和规范要求。必须保证钢架的拱形具有较高的稳固性,且钢架自身与连接板之间具有较好的连接性能,所使用的连接螺栓应保证尺寸精准,相互对齐,紧固,并可靠连接。临近既有线隧道进洞施工过程中的工作指导,质量计划以及施工流程等,均应严格按照工作区的发展和所配备并实施的技术测试进行施工。
2.3 安全保证措施
应建立健全临近既有线隧道进洞施工过程中的管理制度与管理机制,落实隧道进洞施工过程中的安全生产管理制度、安全教育制度、责任制度等,预先设立完善施工作业人员安全应急预案,并在其中制定切实可行的应急安全保证措施;此外,应结合施工现场的实际情况,参照以往的施工经验,在考虑现有设备和人员配备的基础上,建立相应的风险隧道安全监控预警系统,并根据各个施工阶段的特点和进度安排,设立专职安全检查机构并配备相应的安全检查人员,以确保隧道进洞施工过程中的安全性,提高施工效率,保证施工质量。 在进行隧道进洞施工时,位于富水粉细砂层地质区域的作业段,必须按照“重降水、强支护、快挖快支护封闭”的原则进行施工。在进洞施工过程中,须加强围岩稳定性与变形监测,并结合监测结果,根据现场实际情况与地质条件,及时排查问题并制定方案,以更好地反馈指导施工,如有必要,应及时调整并改进预先确定的支护措施。在进行斜井与正洞交叉口施工的过程中,应随时监测洞内围岩及支护结构的变形,以保证施工过程中隧道与支护结构的安全性、稳定性以及防倾覆性;在临近既有线隧道进洞施工的挑顶施工工序进行之前,应重视隧道内的降水工作,保证施工部位的降水到位,且须制定相应的挑顶安全应急预案。隧道开挖过程中,如有围岩较差的地段,必须对该位置进行相应的加强支护后方可进行施工。此外,结合超前地质预报、施工地质素描、施工监控量测数据等判定隧道施工前进方向的地质情况,并结合上述判定结果制定相应的施工方法与合理的支护方案。
3临近既有线隧道进洞技术
3.1 工程概况
施工场地位于我国西北某高铁线路,临近某既有线高速铁路,属于黄土高原地区,地面植被覆盖率较低,降雨较多时易发生滑坡、泥石流等自然灾害。现场气候具有典型的昼夜温差大、四季分明、夏秋多雨、春东干燥的特征。施工现场的砂质新黄土,具有典型的黄土地质特征,流变性、湿陷性等表现的尤为明显。根据地质钻探资料及现场勘察资料,本项目洞身岩层成分主要为全~强风化砂岩,洞顶右侧岩层较薄,左侧则相对较厚,洞口掌子面为砂层及砂质新黄土,呈松散结构,含水量相对较高,施工难度较大。因此,在临近既有线隧道进洞施工过程中极易形成溜塌和塌方现象,给施工进度带来极大的挑战,为保证施工质量并提高施工效率,确保现场工作人员的人身与财产安全,须制定专门的支护与施工方案。
3.2 超前支护施工
考虑到本隧道施工现场地质条件复杂,且隧道洞口段所处位置埋深较浅,地质条件极为软弱松散,施工过程中机械行走、不同施工工序等容易对埋深土体造成扰动,因此本项目临近某既有线施工过程中的超前支护采用双层支护方式。第一层超前支护采用超前大管棚支护的方式进行,为了加强管棚自身对土体和围岩的支撑强度,进一步增加洞身裂隙间的粘结力,并提高施工过程中开挖线拱部所在位置土体的承载力,开挖段山体进行超前预支护并注浆。由于施工段地质条件为较干燥的沙土层,且属于软弱围岩浅埋隧道段,因此,第二层支护采用超前密排小导管支护,有效加固洞壁一定范围内围岩的同时,又能起到支托围岩和松散土体的作用,其在本项目中的预支护效果远远好于超前锚杆支护。支护过程中,先在掌子面喷射一层混凝土形成幕墙,封闭掌子面的同时,便于注浆时浆液超四周均匀流动,之后进行超强小导管作业,小导管通过配套的丝套与风钻连接直接送入,完成后及时封闭管口。注浆时双液浆利用管外混合方式,从两侧开始逐渐向拱顶部位注浆。双层支护完成后,支护体在开挖面上方形成了双层承载拱,受力合理,且具有较好的支护效果,改善了松散土体与围岩的受力性能与稳定性,具有较好的支护效果,能保证施工过程中的安全性,提高施工效率与施工质量。
3.3 支护参数及注意事项
结合现场实际情况及预先制定的支护方案,在进行初期支护时,全环分段、分批喷射C25混凝土,保证混凝土表面没有出现显著的凹凸不平现象,厚度应在喷射之初采用预埋标尺的方式进行控制,喷射的混凝土厚度控制在27cm,并每隔20m采用钻芯检验的方式,检查混凝土厚度。喷射混凝时,还应该布设与支撑结构牢固焊接的单层钢筋网片,钢筋网片的网眼间距为20cm×20cm,直径为8mm,应在混凝土喷射5cm之后鋪挂,其保护层厚度应不小于2cm。隧洞全环设置间距为0.6m/榀的Ⅰ20a钢架,为增强结构整体性能,提高隧道的整体性和稳定性,每榀钢架相互之间的连接部位设增设4根76mm的锁脚锚管,每一根锁脚锚管的长度为6m ,锚固内部灌注M30砂浆;相邻两榀拱架之间设置环向间距为1m 的纵向连接筋。施工过程中,为保证施工质量和施工安全,开挖进尺保证在1榀拱架间距之内。仰拱初期支护与掌子面之间的距离须得小于隧道洞身直径的两倍。临时仰拱拆除时,与仰拱初期支护至少搭接1榀拱架之后方可拆除,不得一次性拆除。仰拱初期支护施工24m后,及时施作仰拱。
3.4 洞口半土半石段施工
洞口部分区域地质条件属于半土半石段,施工过程严格按照“先支护、后开挖、短进尺、不放炮或弱爆破、强支护、衬砌紧跟”的施工工艺和施工方案进行。在进行隧道洞口初期支护时,结合现场人员与机具设备情况,采用三台阶法进行该区段的施工,循环进尺控制在0.8~1m。进洞90m后,根据隧道围岩情况与地质条件,部分基岩采用浅孔松动爆破施工,爆破振速不大于15cm/s,并严格控制爆破安全允许距离。根据《爆破安全规程 GB 6722-2014》,用下式计算爆破安全允许距离:
按照上述过程进行隧道支护和爆破施工,即可达到提高施工效率,节约施工成本,保证施工质量、安全施工、文明施工的要求和目标。
3.5 洞身开挖施工
由于定身所在位置围岩较为软弱破碎,故采用三台阶临时仰拱法进行隧道洞身开挖施工。开挖时,在上、中台阶均隔榀设置临时仰拱,开挖台阶长度控制在3-5m,并保证开挖过程中每榀拱架均设置有临时仰拱。三台阶临时仰拱法施工工艺如图3.1所示。
施工时,为了减小对洞身围岩的扰动,先采用人工开挖的方式,对上台阶进行开挖,开挖进尺控制在施工过程中所设立拱架的1榀间距,并预留核心土,同时快速立架,喷射混凝土,严格控制洞身围岩在施工环境中的暴露时间。按照上述工艺完成上台阶初期支护施工后,及时清楚施工过程中保留的核心土,并及时施作临时仰拱使之形成完备的临时封闭环以提高所设立拱架自身的承载能力。上台阶进尺3m~5m后,进行中台阶开挖施工,其施工流程和顺序与上台阶施工相同,并依照上述工序和工法依次进行下台阶开挖。当下台阶开挖进尺达到3榀后,拆除上台阶施工过程中设立的第一榀临时仰拱,进行仰拱开挖及支护后及时在仰拱内回填土反压。用相同方法逐榀循环作业,确保安全顺利通过浅埋不良地段。 4 结语
结合现有资料,讨论了临近既有线隧道在进洞施工过程中常见的防护措施,如仰坡施工中分级设置、永久防护设置的选材、出现溜塌现象后应急预案、洞内增设扇形钢支撑并进行土方回填、对溜塌体采用喷射混凝土进行封闭、在隧道仰坡的坡脚位置建造一排或几排钻孔灌注防护桩并在钻孔灌注桩的桩顶设置相应的挡土墙等,并总结了隧道进洞施工过程中常见的质量保证措施与安全保证措施。最后,以我国西北地区某高铁线路上临近既有线隧道进洞施工为例,讨论了临近既有线隧道进洞施工技术在实际工程中的应用,如超前支护施工、洞身开挖施工、开挖支护及具体的施工参数以及注意事项等。本文的研究,对临近既有线隧道进洞施工的同类型项目,具有一定的借鉴与参考意义。
参考文献:
[1]张晓刚.黄土区浅埋偏压隧道进洞施工技术及其应用[J].北方交通,2015(11):117-119+122.
[2]姚裴.高仰坡隧道进洞施工技术及防护要点探讨[J].低碳世界,2019,9(12):241-243.
[3]陈雅.黄土偏压隧道进洞施工方案[J].陕西水利,2019(12):141-143.
[4]蒋德军.位于陡壁上大断面黄土隧道进洞施工技术[J].价值工程,2019,38(22):146-148.
[5]卢卓,袁小宁.浅埋偏压软弱土质隧道进洞施工关键技术研究[C]. 中国公路学会.全国第二届品质工程论坛暨惠清高速公路绿色科技示范工程现场观摩会论文集.中国公路学会:中国公路學会,2019:92-101.
[6]冉光明.不良地质条件下隧道逆作进洞施工技术[J].绿色环保建材,2018(12):163+165.
[7]张效喆.滑坡段隧道进洞施工技术研究[J].国防交通工程与技术,2020,18(02):44-46+8.
[8]杨立波.复杂地形地质条件下隧道进洞施工技术[J].山西建筑,2012,38(03):180-181.
[9]李祥云.滑坡软弱层地段隧道进洞施工技术[J].山西建筑,2016,42(04):194-195.
[10]杨勇.冲沟地段浅埋偏压隧道进洞施工技术[J].现代工业经济和信息化,2017,7(04):51-53+55.
[11]易雄川.杂填土区浅埋偏压隧道进洞施工技术及质量控制措施[J].重庆建筑,2015,14(07):41-44.
作者简介:朱元勰(1982.04—),男, 汉族,甘肃会宁人,本科,工程师,主要从事公路与铁路施工及管理方面的工作。
关键词:隧道工程;临近既有线隧道;进洞施工
中图分类号:[U25] 文献标识码:A
1前言
在山岭重丘区修建有很多跨越山岭的浅埋隧道,甚至有些地区还修建了浅埋大跨、偏压和软弱围岩、小净距隧道等一系列较为特殊特殊工程[1]。隧道的洞口如同咽喉一般,洞口加强施工段普遍存在工程地质条件差、承载能力低、施工难度大、稳定性差等问题[1][2][5]。因此,施工前做好地质资料收集、进洞施工工艺编制等,就显得尤为重要[3][6]。在国内外部分长隧道施工过程中中,通过设置竖井或斜井的方式来增加隧道开掘过程中的工作面,以提高施工效率,缩短工期,有的设置平导洞来协助指导施工。虽然斜轴的设置可以增加工作面,但轴,斜轴或平行导槽的截面没有大孔的正孔,因此正孔的施工风险极高,相应的必须为各种围岩指定施工。本文通过探讨常见的临近既有线隧道洞口防护与施工管理措施,以我国西北地区某铁路隧道的实际工程为实例,讨论了临近既有线隧道进洞施工技术,并列举了施工中具体的施工工艺与施工参数。
2 临近既有线隧道洞口防护与施工管理
2.1 常见防护措施
部分施工现场的地质条件为黄土,具有黄土地区典型地质特征,如湿陷性、层理不清晰,较强的透水性等。当施工现场遇到大规模降水或大面积的渗漏后,上述地质特征会表现的更为明显,在隧道施工过程中现场极易出现施工面的溜塌、塌方等危害,不仅影响施工进度,降低工程质量,增加施工成本,也会对现场工作人员的人身安全造成极大的威胁。因此,隧道仰坡施工过程中應注意分级设置坡度,且每一级所设置的坡度不宜过大,严格按照相关规范执行,并在对应的施工区域设置缓冲平台,以降低施工风险,减轻隧道施工因地质条件脆弱而带来的影响,进一步保证施工质量和工作人员生命财产安全。在设置坡度时,应注意一级仰坡在设置时,应保证其坡率数值小于后续其他位置设置的坡度值,使该位置在施工过程中逐级起到缓冲作用,保证施工安全性和稳定性。坡面开挖后,应及时施作诸如拱形骨架护坡、植物防护等防排水效果较好的永久防护,避免施工期间及后续作业过程中水流进入坡面,造成较为严重的坡面失陷与溜塌等现象。
一旦施工作业时发现作业面有溜塌趋势,应立即终止施工,并安排专人进行仰坡上部的土体稳定性与整体性监测,确保施工安全与施工质量。若作业面开始发生溜塌、塌方等现象,应立即撤出该区域的作业人员及设备,按照相应的应急预案进行处治,并采取对应的技术措施,如清理塌方体、增设扇形钢支撑、锚杆支护、土方回填、管棚注浆支护、喷射混凝土封闭溜塌体等。隧道施工过程中,为保证洞口及边仰坡的稳定性并提高施工区域的整体性和防倾覆性,进一步优化结构的受力性能,增强围岩稳定性,一般在仰坡坡脚位置预先设立数排钻孔灌注防护桩。为增强桩之间的整体性能并保证其协同工作和联合受力性能,一般也会在桩顶设置挡土墙。隧道进洞施工过程中,为减少洞门边坡位置的刷方量,节约成本,缩短工期,并提高施工效率,一般会在洞门两侧设置桩顶带冠梁的钻孔灌注桩。此外,为增强隧道受力性能,使其形成一个整体的受力结构,提高隧道自身的刚度和稳定性,并在后期对仰坡起到永久支撑作用,需在隧道洞口两侧挡土墙与纵向冠梁之间增加拉梁。
2.2 质量保证措施
临近既有线隧道进洞施工过程中,为了保证进洞施工质量,提升施工过程中的安全性、稳定性以及施工效率,应严格执行国家相关规范和标准,并遵循其中的技术规程和技术参数,按图施工,执行设计标准和设计要求。控制隧道进洞施工过程中上、中、下段接头的施工质量,严禁在侧壁上切割;严格执行现场工作制,及时解决施工中存在的问题在施工过程中,认真开展地质素描和观测,加强隧道开挖后的变形收敛测量,收集信息,反馈信息,及时指导现场施工。喷射混凝土过程中,应及时掌握喷涂距离、混凝土和易性、水压、喷射高度、风压等技术参数,使喷射的混凝土厚度符合要求,做到表面光滑、强度达标。设置钢框架时,应保证钢支架的间距、材料性能、倾斜度、结构受力性能、耐久性、垂直度等参数均符合设计标准和规范要求。必须保证钢架的拱形具有较高的稳固性,且钢架自身与连接板之间具有较好的连接性能,所使用的连接螺栓应保证尺寸精准,相互对齐,紧固,并可靠连接。临近既有线隧道进洞施工过程中的工作指导,质量计划以及施工流程等,均应严格按照工作区的发展和所配备并实施的技术测试进行施工。
2.3 安全保证措施
应建立健全临近既有线隧道进洞施工过程中的管理制度与管理机制,落实隧道进洞施工过程中的安全生产管理制度、安全教育制度、责任制度等,预先设立完善施工作业人员安全应急预案,并在其中制定切实可行的应急安全保证措施;此外,应结合施工现场的实际情况,参照以往的施工经验,在考虑现有设备和人员配备的基础上,建立相应的风险隧道安全监控预警系统,并根据各个施工阶段的特点和进度安排,设立专职安全检查机构并配备相应的安全检查人员,以确保隧道进洞施工过程中的安全性,提高施工效率,保证施工质量。 在进行隧道进洞施工时,位于富水粉细砂层地质区域的作业段,必须按照“重降水、强支护、快挖快支护封闭”的原则进行施工。在进洞施工过程中,须加强围岩稳定性与变形监测,并结合监测结果,根据现场实际情况与地质条件,及时排查问题并制定方案,以更好地反馈指导施工,如有必要,应及时调整并改进预先确定的支护措施。在进行斜井与正洞交叉口施工的过程中,应随时监测洞内围岩及支护结构的变形,以保证施工过程中隧道与支护结构的安全性、稳定性以及防倾覆性;在临近既有线隧道进洞施工的挑顶施工工序进行之前,应重视隧道内的降水工作,保证施工部位的降水到位,且须制定相应的挑顶安全应急预案。隧道开挖过程中,如有围岩较差的地段,必须对该位置进行相应的加强支护后方可进行施工。此外,结合超前地质预报、施工地质素描、施工监控量测数据等判定隧道施工前进方向的地质情况,并结合上述判定结果制定相应的施工方法与合理的支护方案。
3临近既有线隧道进洞技术
3.1 工程概况
施工场地位于我国西北某高铁线路,临近某既有线高速铁路,属于黄土高原地区,地面植被覆盖率较低,降雨较多时易发生滑坡、泥石流等自然灾害。现场气候具有典型的昼夜温差大、四季分明、夏秋多雨、春东干燥的特征。施工现场的砂质新黄土,具有典型的黄土地质特征,流变性、湿陷性等表现的尤为明显。根据地质钻探资料及现场勘察资料,本项目洞身岩层成分主要为全~强风化砂岩,洞顶右侧岩层较薄,左侧则相对较厚,洞口掌子面为砂层及砂质新黄土,呈松散结构,含水量相对较高,施工难度较大。因此,在临近既有线隧道进洞施工过程中极易形成溜塌和塌方现象,给施工进度带来极大的挑战,为保证施工质量并提高施工效率,确保现场工作人员的人身与财产安全,须制定专门的支护与施工方案。
3.2 超前支护施工
考虑到本隧道施工现场地质条件复杂,且隧道洞口段所处位置埋深较浅,地质条件极为软弱松散,施工过程中机械行走、不同施工工序等容易对埋深土体造成扰动,因此本项目临近某既有线施工过程中的超前支护采用双层支护方式。第一层超前支护采用超前大管棚支护的方式进行,为了加强管棚自身对土体和围岩的支撑强度,进一步增加洞身裂隙间的粘结力,并提高施工过程中开挖线拱部所在位置土体的承载力,开挖段山体进行超前预支护并注浆。由于施工段地质条件为较干燥的沙土层,且属于软弱围岩浅埋隧道段,因此,第二层支护采用超前密排小导管支护,有效加固洞壁一定范围内围岩的同时,又能起到支托围岩和松散土体的作用,其在本项目中的预支护效果远远好于超前锚杆支护。支护过程中,先在掌子面喷射一层混凝土形成幕墙,封闭掌子面的同时,便于注浆时浆液超四周均匀流动,之后进行超强小导管作业,小导管通过配套的丝套与风钻连接直接送入,完成后及时封闭管口。注浆时双液浆利用管外混合方式,从两侧开始逐渐向拱顶部位注浆。双层支护完成后,支护体在开挖面上方形成了双层承载拱,受力合理,且具有较好的支护效果,改善了松散土体与围岩的受力性能与稳定性,具有较好的支护效果,能保证施工过程中的安全性,提高施工效率与施工质量。
3.3 支护参数及注意事项
结合现场实际情况及预先制定的支护方案,在进行初期支护时,全环分段、分批喷射C25混凝土,保证混凝土表面没有出现显著的凹凸不平现象,厚度应在喷射之初采用预埋标尺的方式进行控制,喷射的混凝土厚度控制在27cm,并每隔20m采用钻芯检验的方式,检查混凝土厚度。喷射混凝时,还应该布设与支撑结构牢固焊接的单层钢筋网片,钢筋网片的网眼间距为20cm×20cm,直径为8mm,应在混凝土喷射5cm之后鋪挂,其保护层厚度应不小于2cm。隧洞全环设置间距为0.6m/榀的Ⅰ20a钢架,为增强结构整体性能,提高隧道的整体性和稳定性,每榀钢架相互之间的连接部位设增设4根76mm的锁脚锚管,每一根锁脚锚管的长度为6m ,锚固内部灌注M30砂浆;相邻两榀拱架之间设置环向间距为1m 的纵向连接筋。施工过程中,为保证施工质量和施工安全,开挖进尺保证在1榀拱架间距之内。仰拱初期支护与掌子面之间的距离须得小于隧道洞身直径的两倍。临时仰拱拆除时,与仰拱初期支护至少搭接1榀拱架之后方可拆除,不得一次性拆除。仰拱初期支护施工24m后,及时施作仰拱。
3.4 洞口半土半石段施工
洞口部分区域地质条件属于半土半石段,施工过程严格按照“先支护、后开挖、短进尺、不放炮或弱爆破、强支护、衬砌紧跟”的施工工艺和施工方案进行。在进行隧道洞口初期支护时,结合现场人员与机具设备情况,采用三台阶法进行该区段的施工,循环进尺控制在0.8~1m。进洞90m后,根据隧道围岩情况与地质条件,部分基岩采用浅孔松动爆破施工,爆破振速不大于15cm/s,并严格控制爆破安全允许距离。根据《爆破安全规程 GB 6722-2014》,用下式计算爆破安全允许距离:
按照上述过程进行隧道支护和爆破施工,即可达到提高施工效率,节约施工成本,保证施工质量、安全施工、文明施工的要求和目标。
3.5 洞身开挖施工
由于定身所在位置围岩较为软弱破碎,故采用三台阶临时仰拱法进行隧道洞身开挖施工。开挖时,在上、中台阶均隔榀设置临时仰拱,开挖台阶长度控制在3-5m,并保证开挖过程中每榀拱架均设置有临时仰拱。三台阶临时仰拱法施工工艺如图3.1所示。
施工时,为了减小对洞身围岩的扰动,先采用人工开挖的方式,对上台阶进行开挖,开挖进尺控制在施工过程中所设立拱架的1榀间距,并预留核心土,同时快速立架,喷射混凝土,严格控制洞身围岩在施工环境中的暴露时间。按照上述工艺完成上台阶初期支护施工后,及时清楚施工过程中保留的核心土,并及时施作临时仰拱使之形成完备的临时封闭环以提高所设立拱架自身的承载能力。上台阶进尺3m~5m后,进行中台阶开挖施工,其施工流程和顺序与上台阶施工相同,并依照上述工序和工法依次进行下台阶开挖。当下台阶开挖进尺达到3榀后,拆除上台阶施工过程中设立的第一榀临时仰拱,进行仰拱开挖及支护后及时在仰拱内回填土反压。用相同方法逐榀循环作业,确保安全顺利通过浅埋不良地段。 4 结语
结合现有资料,讨论了临近既有线隧道在进洞施工过程中常见的防护措施,如仰坡施工中分级设置、永久防护设置的选材、出现溜塌现象后应急预案、洞内增设扇形钢支撑并进行土方回填、对溜塌体采用喷射混凝土进行封闭、在隧道仰坡的坡脚位置建造一排或几排钻孔灌注防护桩并在钻孔灌注桩的桩顶设置相应的挡土墙等,并总结了隧道进洞施工过程中常见的质量保证措施与安全保证措施。最后,以我国西北地区某高铁线路上临近既有线隧道进洞施工为例,讨论了临近既有线隧道进洞施工技术在实际工程中的应用,如超前支护施工、洞身开挖施工、开挖支护及具体的施工参数以及注意事项等。本文的研究,对临近既有线隧道进洞施工的同类型项目,具有一定的借鉴与参考意义。
参考文献:
[1]张晓刚.黄土区浅埋偏压隧道进洞施工技术及其应用[J].北方交通,2015(11):117-119+122.
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作者简介:朱元勰(1982.04—),男, 汉族,甘肃会宁人,本科,工程师,主要从事公路与铁路施工及管理方面的工作。