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關鍵詞:淺埋,偏壓,進洞,施工技術
一、朔州隧道工程概述
(一)工程簡介
新建鐵路大準至朔黃鐵路聯絡線朔州隧道,位于山西省西北部,行政區隸屬朔州市,隧道起訖里程為DK128+662~DK139+955全長11293m,為雙線隧道,隧道最大埋深約563m。洞身左線DK139+602.33(右線為DK139+612.33)至出口段位于R=1200m(右線R=1204.19m)的曲線上,其余段落均位于直線上,洞內縱坡為3.0‰/5488m、-7.0‰/5800m、3.0‰/5m,基本呈對稱的人字坡。
朔州隧道工點位于基巖的山區,各山脈海拔多在2000m之上,海拔最高處為區內的龍霸山,高程為2147.2m,最低海拔位于小北岔村東,高程為1444m,最大高差703.2m,一般相對高差300~400米,屬中低山地貌。山勢陡峻,坡陡溝深,多呈“V”型谷。僅北部平魯區的黃石崖村、打鷹溝村等附近地貌為黃土臺塬及山間河谷區,地形較平坦開闊。
(二)工程地質及水文情況
隧道圍巖由石灰巖、石灰巖夾頁巖、石灰巖夾白云巖組成,進口段為黃土,淺黃~灰黃色,土質均勻,大空隙發育,是垂直節理,發育蟲孔及植物根孔,易產生陷穴,含少量零星分布的小型鈣質結核礫分布砂質黃土,具濕陷性,濕陷性等級為I級(輕微)非自重濕陷性場地。
隧道區位于朔州市西側管涔山大同盆地南西端,東麓屬海河流域桑干河水系,西側群山區為黃河流域朱家川河水系,基巖大面積出露,為地下水補給區。
二、淺埋偏壓地段進洞施工
(一)淺埋偏壓洞口段現狀分析[1]
1、進洞地段受偏壓荷載影響,黃土粘結力差,受力不能相互傳遞,造成地表裂縫。
2、黃土土質均勻,為濕陷性黃土,并具有一定的壓力,圍巖自身沒有承載力,直接作用于初期支護上,拱頂及收斂數據值偏大。
3、埋深較淺,黃土松散,易造成較大的沉降和地表開裂。
(二)淺埋偏壓洞口段現狀分析[2]
隧道監控量測是新奧法施工的必做項目,目的是為了掌握施工中圍巖程度與支護受力等動態信息以及穩定情況,以判斷設計、施工的安全性與經濟可行性,以指導施工作業,對保證施工安全有著很重要的作用。該隧道工程進口約60m范圍內右側緊臨溝壑,覆蓋層很薄,隧道偏壓特別明顯。為了更好地指導施工,在偏壓范圍內要加大監控頻率和監測密度。在洞口淺埋段每 5m 設置一個量測斷面,每個斷面分別在洞頂地表,洞內拱頂下沉及兩側邊墻上各設置觀測點,而且要定期進行拱頂下沉和周邊位移監控觀測,繪制相應的曲線圖,來指導設計變更和施工。
(三)淺埋偏壓地段主要施工技術
針對朔州隧道不良地質,淺埋偏壓嚴重,自穩能力差,施工時嚴格按照 “護拱穩定邊仰坡,大管棚注漿加固土體”的施工方法,確保施工進洞的安全[3]。
洞口段施工包括洞外地表防排水、邊仰坡開挖和防護、進洞門施工以及隧道施工監控測量。具體做法如下:
1、邊仰坡開挖防護
洞口邊仰坡開挖時應充分考慮洞內施工需要,合理布置洞口施工現場。
首先,在洞頂距仰坡5~10m人工開挖并施作洞頂截水天溝,作好洞口地表防排水。然后,根據設計圖紙和施工現場布置,將進場便道修至洞口。在洞口范圍內測量放樣邊坡控制樁,按照設計坡比人工配合挖掘機分層分段開挖,及時進行邊仰坡噴錨網防護,隨開挖隨防護。當洞口圍巖穩定,具有一定的覆蓋厚度時,采用“無仰坡臨界點”進洞;當地形條件較好時,則對邊坡適當刷方,進行防護后進洞。施工中應少刷邊仰坡,盡量減少對原有植被的破壞和對洞口的擾動,對開挖的部分采用骨架護坡防護或噴播植草綠化防護。
如果是明洞施工,明洞采用明挖法施工,采用挖掘機分段、分層開挖,拱上部采用放坡開挖,拱下垂直邊坡開挖,必要時輔以微震動爆破開挖,人工配合挖掘機刷邊(仰)坡。按設計要求緊隨開挖進行防護,采用砂漿錨桿、掛鋼筋網、濕噴混凝土防護。隧底開挖完畢后進行隧底地質勘探,根據地質勘探結果進行必要的地基處理,然后進行仰拱施工。根據監控量測結果及時施做明洞襯砌,明洞襯砌按洞外混凝土結構要求進行施工。襯砌外緣采用復合防水板加土工布,防水層鋪至墻頂開挖或墻腳泄水孔處,外側施工3cm的M10水泥砂漿保護層,以防回填時扎破防水層。待襯砌強度達到設計后進行洞頂回填,最后進行洞頂種植綠化。
2、進洞施工
對于洞口段設計為大管棚超前預支護的隧道具體作法:
朔州隧道進口采用套拱法、大管棚超前預支護進洞,具體作法如下:洞口開挖至起拱線,采用兩榀型鋼鋼架緊貼仰坡放置,間距0.6m,縱向用Φ22mm鋼筋連接,預埋管棚導向管,其環向間距及傾角按設計的管棚環向間距及外插角布設,經測量檢查,同隧道洞口開挖斷面一致后,與仰坡錨桿焊接固定,澆注40cm厚掛板混凝土固結,然后施做長管棚,形成洞室輪廓,按設計開挖方法進洞。
斜井采用套拱法、超前小導管預支護、臺階法進洞,具體作法如下:洞口開挖至起拱線,采用兩榀格柵(或型鋼)鋼架緊貼仰坡放置,間距0.5m,縱向Φ22mm鋼筋連接,與仰坡錨桿焊接固定,施作雙排6m長φ42mm超前小導管預支護,澆注掛板混凝土或模噴C20混凝土50cm厚,形成洞室輪廓。
進洞施工還應加強防排水,防止積水長時間浸泡墻腳和隧底,造成邊墻圍巖失穩。
3、洞門施工[4]
洞門施工在洞內施工正常,工序調整到位后,適時安排洞門施工,盡量避開雨季完成。,洞門采用混凝土整體澆筑,澆筑時采用鋼管搭設腳手架,大面積鋼模板立模,混凝土輸送泵澆筑,插入式振搗器振搗。
朔州隧道進口、斜井洞門均為端墻式洞門結構,其內輪廓線與正洞內輪廓線相同,可以利用洞身襯砌臺車配合洞口定性鋼模進行混凝土施工,洞門前檐及洞口端模采用6cm厚的木模,以便根據其特殊構造一次性完成混凝土施工。結構混凝土在拌合站集中拌制,混凝土運輸車運輸至澆筑點,然后通過外模采用泵送混凝土入倉,混凝土振搗采用插入式搗固棒搗固,外側模板采取在澆筑混凝土時按混凝土澆筑分層厚度分層支立,在每層混凝土澆至該層外模口10cm時安裝下一層外模,如此循環直至拱頂。每層外模(采用木模)在安裝前加工制作成整體,使其能短時間安裝就位,防止混凝土澆筑間斷時間過長形成人為施工縫。
三、結語
洞口是隧道工程僅有的外露部分,也是聯系洞內襯砌與洞外路路塹的支護結構 ,應盡量保證洞口附近邊坡、仰坡的穩定,這對于隧道施工的安全和質量保證是很重要的。如果處理不當,會發生山體崩塌、滑坡等危險,特別是雨季,更要注意這些問題[5]。
隨著國民經濟的發展,城市交通建設速度逐步加大,針對隧道施工中的淺埋偏壓地段進洞施工技術研究,可以減少施工過程以及后期運營帶來的安全隱患以及風險,保證隧道施工的質量。
參考文獻:
【1】 趙繼平,劉建萍. 黃土隧道偏壓淺埋地段施工技術【J】.西部探礦工程,2010,22(6)
【2】 馮若謙,周文杰,張書荃. 中國白銀山隧道施工技術【J】.寧夏工程技術,2007,2(2)
【3】 周小波. 淺埋偏壓不利條件下的高速公路隧道關鍵施工技術分析探討【J】.中外筑,2010(6)
關鍵字:公路隧道;施工技術
Abstract: as to the mountains of soft soil of tunnel construction technology, mainly concentrated in the steps method and meshshotcreting firstly method two types, besides the method using the broader. Combining with the individual in the process of work in practice experience, this paper introduces some highway construction in the process of construction technology of the tunnel, and based on this, sums up the highway tunnel and tunnel waterproof and drainage technology and so on related technologies, hope to a view to play a valuable role.
Key word: highway tunnel; Construction technology
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:
一.隧道開挖分析
本文主要探討的是洞口較大出洞口VI類巖圍的隧道修建。在具體的施工過程當中,拱頂的修建存在著較大的技術難度,與此同時地形地貌的特點在隧道地表上經常會出現不同程度的下沉和開裂的情況,如果沒有在隧道開挖部分打好基礎,很有可能會在拱腳部分出現開裂的現象,尤其是拱腳的接合處這種現象最為明顯。為了解決這一問題就必須要根據隧道具體的施工情況以及的地形地質情況進行深入的分析。除此之外隧道修建的位置還存在如下的地形地勢特點:土層松軟,土壤濕度較大,地基的承載能力不足等等。與此同時隧道埋入山洞的深度相對于其他類型的地質層而言要更深一些,這樣無疑就增加了隧道的自拱度,傳統的公路隧道的施工,總是可以依據圍巖的結構特點自動的形成拱度,而對于此處的隧道卻很難夠自動形成,因而就必須要采取各種各樣的施工修建策略來加固隧道,借助外力的支撐作用形成拱度,因為此處的基礎承載力是實現主動支撐結構的重要基礎和保障。在長期的工作實踐中可以總結出一個規律,那就是在隧道進行開挖的過程當中,做好前期的地質探測工作是尤為重要的,只有這樣才能夠確保在具體的施工過程當中減少技術難度,在有限的資源條件的情況下最大限度的節約人力物力和財力。
二.風、水、電作業,通風、防塵和施工排水
(一)施工供風
對于公路隧道的施工和修建而言,提前做好施工供風處理是十分重要的。由于修建隧道的地形地勢特點,很難借助自然風的力量加速施工的進度,因而通常情況下都需要在隧道的進口和出口處安置供風機械設備,在實際的工作過程當中發現修建空氣壓縮機站是十分有效的施工技術方法。由于山嶺軟土地形區的地勢特點,可以在隧道的進口處安置兩臺20m3/min的空氣壓縮機,在隧道的出口處安置一臺10m3/min的空氣壓縮機,通過這樣的方式能夠有效的保障隧道在施工的過程當中的風力是足夠的。
(二)施工用水
由于山嶺地區地勢地形較高,因而不能夠保障水源的足夠供給,而在隧道的修建過程當中需要借助水力的方式來帶動施工設備。所以可以在隧道的進口和出口的地方修建高山水池,通常情況下水池修建的高度是需要結合具體的地形特質來確定的,對于洞口較大的公路隧道的修建而言,可以在距離隧道拱頂29m位置的山頂處修建水池,而水源則可以從隧道出口的山腳處遷移過來,比如說可以在山腳處挖一個水池,再通過動力設備將水壓到山頂的高山水池上,在此基礎上借助管道的方式將水引流到隧道當中,以確保施工的設備用水和工作人員的生活用水是充足的。在實際的工作過程當中發現,高山集水池的水源復雜,很容易出現安全隱患,因而在引用過程當中要進行嚴格的水質檢驗,只有確保水源的PH值是合格的,一旦發現酸性或者是硫酸鹽,氯化物超標的情況必須要進行及時的處理。一方面這些物質是不符合生活用水的標準的,另外一個方面它們會影響水泥的凝結硬化,很容易造成隧道的坍塌和安全隱患,同樣的這部分水源也不能用于攪拌栓的施工處理中。
(三)施工供電
電力設備是維系隧道施工的重要基礎和保障。在隧道修建的前期可以在進口和出口處安置變壓器,通常情況下需要選取略高于居民電壓的功率,315KVA是比較合適的選擇,在變壓器的轉換下可以利用山下居民電網進行供電,除此之外還需要在隧道的進口和出口的地方各安置一臺220KW的發電機,以備不時之需。至于動力設備的采用,可以采用三相交變電流,額定電壓控制在380V之內,而照明用電一律采用居民額定電壓220V,為了進一步的保障隧道施工修建的安全性,所有線路都要認真的檢測好是否做好了漏電保護策略,從根本上杜絕用電安全隱患的發生。需要注意的是,隧道施工所有的線路架設和用電器的安裝必須要符合《公路隧道施工技術規范》的相關技術標準和規定。
(四)施工通風、防塵
公路隧道洞口內經常需要進行爆理以便更進一步的完成掘進施工,此時就需要做好通風和防塵工作。通常情況下濕式鑿巖的施工技術能夠有效的減少灰塵的產生,當巖洞經過爆理之后可以在洞內灑一些水以此能夠快速的降低粉塵的濃度。在實際的工作過程當中發現,施工通風通常需要采取壓入式的施工方式效果最佳,用3臺抽流風機送到洞口處能夠加速粉塵的吸入,而送風口應該盡量控制在開挖面之下,二者之間的距離控制在15cm之下最佳。
(五)施工排水
公路隧道在施工過程當中做好施工排水準備是十分重要的,它能夠在最短時間按內排除由于挖掘壓力而造成的地下水的涌入以及施工廢水的沉積。通常情況下我們將出口到進口坡度為1.54%的距離成為隧道上坡,以此為界限隧道出口的施工為順坡施工,因而在此階段的排水可以利用自然坡度的優勢,在借助塑料管的方式下降這些積水排到洞口之外。同樣的進口處的施工為隧道反坡施工,此階段的排水策略可以通過開挖地段,構建集水坑的方式進行,并在抽水機的幫助下利用壓力差將積水排到洞口之外。
三.隧道施工
(一)施工方法
結合前面所分析的關于此地段的公路隧道施工存在的問題,在對地形地貌等方面的分析之后,采用臺階法和雙側壁導坑法結合的施工技術是最合適的。具體來說就是在半斷面開挖的過程當中,采用無軌運輸的方式將渣子運送到山下,當進入到小導坑開挖階段的時候,由于機械設備體積和客觀條件的限制,可以用人工開挖的方式來代替機器開挖,在快要結束的時候將小拖拉機運送到洞中配合人工出渣,完成本階段的開挖。在仰拱加固的階段要做好混凝土的調配和供給工作。
(二)鋼管樁施工
鋼管樁可以采用4個直徑為89mm的鋼管進行無縫銜接,需要注意的是這些鋼管都要做預先的處理,對前端鋼管進行加工,使其以圓錐狀呈現出來,注意控制好他們的長度要在20cm的范圍內。至于鋼管樁管體下部分的加工則采用加工溢流孔的設計方式,這樣做是為了更好的完成注漿部分的施工,而在管口處則要確保其形態是完整的,在1m的范圍內都不需要做任何的溢流孔處理,鋼管樁管體下部分的溢流孔的直徑要控制在8mm之內,而孔與孔之間的間距為25cm最佳。在清楚施工障礙的過程當中,可以選取1m為進度指標進行處理,與此同時還可以在鋼管樁安裝的階段同時安裝排水管,以便于快速的將隧道內的積水排除,要確保隧道內的施工現場是干燥的,杜絕浸泡現象的出現。
(三)防水層鋪設前對初期支護的檢查和處理
在公路隧道防水層鋪設的前期準備工作當中,應該著力做好初期支護噴射混凝土的的工作,并通過反復的斷面測量的方式,將欠挖部分一一找出,并及時的鑿除,除此之外還需要對混凝土表面的凹凸部分進行預先處理,具體的可以通過分層噴射的方式將其鋪平。在實際的工作過程當中發現,在防水層鋪設前經常會出現許多外露的錨頭以及鋼筋網,為了不影響后續的施工步驟,應該要將其清除干凈,在此基礎上對這些破碎的界面用水泥和砂漿進行填平,這樣做是為了確保混凝土的表面是平整光滑的。在鋪設前,還需要仔細檢查襯砌背后的排水設施是否是完整牢靠的,尤其是排水設施的布置是否合理,盲溝、引水管和排水暗溝等等都應該要進行完整的鑲嵌和鏈接,并確保他們都處于密封的狀態之下,并假設反濾層。對于那些氣候比較嚴寒的地區,還應該要設置保溫排水設施,并做好充足的防潮準備。
四.小結
本文結合個人在實踐工作過程當中的經驗總結,就公路隧道的施工技術展開探討。通過介紹山嶺地區公路隧道的施工過程,在此基礎上進行適當延伸。首先進行了隧道開挖的分析,并做了簡要的說明,在此基礎上分別對一系列后續的施工方案進行了闡述。然而由于個人所學知識以及閱歷的局限性,并未能夠做到面面俱到,希望能夠憑借本文引起廣大學者的廣泛關注。
參考文獻
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[2]張青林;重慶地鐵隧道TBM始發段的施工技術研究[D];北京交通大學;2011年
[3]趙胤;長大隧道鉆爆法施工參數優化研究[D];北京交通大學;2010年
[4]紀慧琢;高海拔特長隧道火災煙氣流動特性的數值模擬分析[D];北京交通大學;2010年
[5]尤鴻波;特長隧道自然風影響因素及計算方法研究[D];西南交通大學;2010年
【關鍵詞】軟弱圍巖;小凈距;中間巖柱;施工技術
1 引言
近年來,工程建設領域的環保問題受到各級政府部門的日益重視,道路建設特別是高速公路項目越來越多的采用隧道方案,但山區高速公路上、下行隧道的選線往往受地形限制 ,使得兩相鄰隧道的最小凈間距不能滿足設計規范的要求。在此情況下 ,近年來普遍選用單線雙洞連拱的隧道結構形式。由于連拱隧道的工程造價、施工難度、施工周期均比雙線雙洞隧道大得多 ,為此 ,在工程實踐中衍生出一種新的結構形式——小凈距隧道。小凈距隧道雙洞的中間巖柱寬度介于連拱隧道和雙線隧道之間 ,一般小于 1. 5倍隧道開挖斷面的寬度。國內小凈距隧道的建設歷史不長,其理論研究遠落后于工程實踐,尤其是在各種復雜地質條件下施工方法還處于研究發展階段,因此對小凈距隧道特別是在軟弱圍巖段的施工技術進行深入研究具有重要意義。
2 工程概況
某隧道為濟南-廣州高速公路安徽段重要工程,地處大別山腹地,山區地形起伏劇烈,所經區域屬淮河水系。隧址地貌屬褶斷侵蝕低山,海拔200.8-330.4m,相對高差約130m,山頂渾圓,山勢較緩,地表植被發育;進口段地形坡角25°-35°,出口段地形坡角20°-30°;山脊走向北北西,隧道軸線與山脊近正交,穿過山脊高程最大為310m。隧道穿越F3斷層,斷層破碎帶內節理裂隙明顯,進出洞口沖溝較發育,地下水集中,圍巖穩定性極差,出口端邊仰坡坡面垂直度較大,山體左側偏壓。
隧道為左右分離式小凈距單向行車隧道,凈距小(左右線凈距最小僅為6m),地質條件差,施工難度較大。
3 設計說明
該隧道進口設計為削竹式洞門,出口為端墻式洞門,洞口段圍巖較為軟弱破碎,隧道明洞采用明挖法施工,偏壓段設計采用大管棚預支護措施,Ⅴ級、Ⅳ級圍巖采用單側壁導坑、對拉預應力錨桿施工,III級圍巖采用超前導坑法,風鉆鉆眼,光面爆破,復合式襯砌。該隧道施工工藝較為復雜、工序繁多且施工干擾大;針對該隧道施工安全要求高、施工難度大等特點,采取施工動態設計對隧道初期支護及襯砌進行修正,在施工方面通過采取控制爆破、監控量測等措施,以保證施工后既有隧道安全和線路運營暢通。
【關鍵詞】長大鐵路;隧道;施工
1 工程概況
李家營隧道位于河北省承德市境內,設計為雙線隧道。進口里程為DK312+800,出口里程為DK322+239,隧道全長9453m(其中包括明洞及棚洞19m),最大埋深583m。隧道進口段位于左偏曲線上,左線半徑R=1600m,右線半徑R=1604m,曲線段長504m;隧道出口段位于左偏曲線上,左線半徑R=1600m,右線半徑R=1596m,曲線段長275m。隧道其余地段均位于直線上。隧道內縱坡為單面坡。從隧道進口DK312+791至DK313+650為-4‰的坡,長859m;DK313+650至DK321+050為-9.0‰的坡,長7400m;DK321+050至DK322+243為-3.0‰的坡,長1193m。
其中隧道進口至斜井長5250m,起訖里程DK312+800~DK318+050,該段隧道多為Ⅱ、Ⅲ級圍巖,其中Ⅴ級加強、Ⅴ、Ⅳ級圍巖地質條件差;隧道出口至斜井4189m,起訖里程DK318+050~DK322+239,該段除洞口段圍巖較差外,其余地段多為Ⅱ、Ⅲ級圍巖。隧道支護采用Φ42小導管超前支護、Φ25中空注漿錨桿、Φ22砂漿錨桿、型鋼及格柵鋼架支護、鋼筋網、C25噴射砼,模注砼、鋼筋砼襯砌。洞口段采用Φ108大管棚注漿超前支護進洞。
隧道斜井長850m,設置里程DK318~+050,除洞口段約100m圍巖較差外,其余地段多為Ⅱ、Ⅲ級圍巖。
2 施工過程
2.1 洞口工程施工
首先開挖并施工洞口邊仰坡截水溝,以截排地表水,截水天溝距邊仰坡開挖邊緣不小于5m,溝底縱坡不小于3‰。排水溝與路基排水系統銜接。
開挖洞口頂部及明挖部分土石方,開挖土石方均自上而下進行,能用機械直接作業的,均選用機械開挖,人工配合。仰坡面采用光面爆破成形。開挖形成的坡面按設計要求及時進行封閉防護。明洞采用先墻后拱法。混凝土達到設計要求時拆模,施做明洞防水層,兩側對稱回填。
2.2 正洞洞身開挖
嚴格按照Ⅱ、Ⅲ類圍巖施工方法與施工步驟,洞口段約100m圍巖較差,在鉆爆施工時要確保安全。
2.3 支護施工
2.3.1 超前小導管
采用單液注漿泵,注漿前先噴混凝土封閉掌子面以防漏液,對于強行打入的鋼管先沖清管內積物,然后再注漿。注漿按從下到上的順序,兩側對稱施工,局部有涌水的注漿孔先注漿止水。漿液由稀到濃逐級變換,即先注稀漿,然后逐步變濃。考慮到注漿后需盡快開挖,注漿用普通水泥或早強水泥,拌漿時可摻入減水劑。
2.3.2 噴射混凝土
采用泵送式混凝土濕噴機,進行噴射混凝土作業。在噴射混凝土之前要按照規范和標準對開挖斷面進行檢驗,按濕噴工藝施工。噴射混凝土嚴格按設計配合比拌合。噴射前檢查隧道斷面尺寸,清除浮石和墻角虛碴,并用高壓水或風沖洗巖面。噴頭垂直受噴面,噴射路線先邊墻后拱部,分區、分段“S”形運動。隧道噴射混凝土厚度>5cm時分兩層作業。第二次噴射混凝土如在第一層混凝土終凝1小時后進行,沖洗第一層混凝土面,初次噴射先找平巖面。噴射混凝土終凝2小時后,進行噴水養護,養護時間不少于7天。
2.3.3 掛網
按設計要求加工鋼筋網,鋼筋網采用Φ6mm鋼筋網,洞外分塊預制,洞內鋪掛,隨開挖面鋪設,同定位錨桿固定牢固。鋼筋網與受噴面的間隙以3cm左右為宜,混凝土保護層大于2cm。
2.3.4 注漿錨桿施工
采用錨桿鉆機鉆孔,專用注漿泵注漿施工。注漿壓力一般為地下水靜水壓力的2~3倍,同時考慮巖層的裂隙阻力,根據現場情況試驗后確定。瞬間最高壓力值不超過0.5MPa。
2.3.5 型鋼拱架及鋼筋格柵拱架施工
型鋼鋼架和鋼筋格柵拱架現場拼裝加工。采用機械運至安裝現場,人工作業平臺配合裝載機安裝,焊接縱向連接,形成支撐體系。
2.3.6 砂漿錨桿支護施工
砂漿錨桿用于Ⅲ類圍巖地段,以加強拱部軟弱巖體。錨桿采用Φ22mm鋼筋,長3.0m,錨桿間距100×100cm。采用鑿巖機鉆孔,攪拌機拌制普通砂漿,牛角泵灌注。注漿壓力控制在0.5~1.0MPa,并注意隨時排除孔中空氣。
2.4 洞身襯砌
2.4.1 防水層鋪設
防水板按環進行鋪設,鋪設防水板在鋪設臺架上進行。防水板鋪設前,噴混凝土表面處的鋼筋頭和錨桿頭先切除,再用手持砂輪機磨平,對凹凸不平部位修鑿噴補,有局部滲水處,進行處理。
固定防水板采用膠熱焊接,膠墊與膠墊之間防水層不得繃緊,要保證板面與噴射混凝土密貼。
2.4.2 洞身襯砌
隧道采用整體鋼模液壓襯砌臺車襯砌,一次襯砌長度10m,臺車采用激光準直儀導向定位。混凝土采用混凝土拌合站集中拌制,混凝土輸送車運輸,輸送泵泵送入模,插入式振搗器振搗。
3 鐵路隧道施工需要注意的問題及施工技術的運用
3.1 瓦斯安全處置
該隧道地質條件差,巖性復雜多變,多為Ⅱ、Ⅲ級圍巖,可能蘊藏瓦斯有有害氣體,產生巖爆現象。瓦斯在空氣中爆炸條件按瓦斯在空氣中的濃度,下限為5%~6%,上限為14%~16%,在7%~9%時最容易爆炸。
施工人員根據在隧道開挖過程中要密切關注瓦斯燃燒現象,根據《鐵路瓦斯隧道技術規范》(TB10120—2002)規定,利用催化型瓦斯檢測儀AZJ—2000型甲烷檢測報警儀,嚴格規范施工中瓦斯監測制度。另外,還要采取相關措施預防瓦斯爆炸,例如:水封爆破、灑水除塵和防爆設備、注意出渣安全、地質超前鉆孔卸壓,改善通風措施、改善襯砌結構氣密性等來做好瓦斯安全處置工作。
3.2 施工通風
做好隧道通風是可以稀釋、沖淡和排除有害氣體和降低粉塵濃度,確保安全生產,有利于提高生產率。施工人員要采用性能良好的進口通風機,并加大風管節長、改革風管加工工藝等措施做好防風降阻工作。
3.3 施工地質超前預測預報
由于李家營隧道長地形條件復雜,不良地質多,地質災害很容易造成安全事故,導致工期延誤。因此在施工前查明隧道工程巖體的狀態、特性,準確地預測預報隧道施工中可能發生的地質災害的位置、規模和性質。
鑒于李家營隧道工程地質條件的復雜性,可采用采用以TPS202超前地質預測預報系統進行長距離預測預報,以地質雷達、超前地質鉆探、掌子面地質編錄進行短距離預報,二者相互結合,以確保安全施工。
4 總結
在李家營隧道施工中,鑒于復雜的工程特點,要綜合運用多種施工技術,熟練掌握和應用大長隧道施工技術是確保安全施工和施工效率的基礎。
參考文獻
關鍵詞:隧道;軟巖;陡坡;偏壓;隧道;施工技術
1 工程慨況
新建鐵路合肥至福州客運專線安徽段站前八標茶口亭隧道位于休寧縣五城鎮紅坑源村,隧道進口里程為DK340+125,出口里程為DK341+069,隧道全長944m。隧道穿越低山丘陵山間溝谷,地勢陡峭,植被茂密,左側山間溝谷呈狹長型,常年有水,地層為千枚狀粉砂巖,全風化呈土夾風化巖塊狀,強風化呈弱塊狀,弱風化為變于粉沙質結構,節理裂隙發育,巖體較破碎,洞頂有危巖危石分布。
進口洞口段地形陡峻,屬于軟巖、陡坡、偏壓的隧道,全風化層深厚,節理發育,巖體破碎,淺埋偏壓,地質條件較差。
2 安全隱患分析
從地質調繪、勘察及變形數據來看,隧道進口容易產生滑坡或坍塌的原因有以下幾點:
(1)偏壓是一個隱患,對隧道會造成不平衡受力,輕則可使隧道拱圈變形,重則可造成結構破壞,地形偏壓嚴重是因隧道開挖形成行隧道方向的最主要、最關鍵的根本因素。
(2)地質條件差,覆蓋層和強風化軟巖厚度大,基巖抗風化能力差,易水解,強度下降快。
(3)長時間強降雨是在地形偏壓因素上迭加的最主要的外部因素,與松散覆蓋層厚度一起控制了張拉裂縫的局部走向及變形量的局部優勢增大。
(4)隧道施工時爆發等引起的大震動也是加劇滑坡發展的重要的外部因素。
針對實際地形及地質狀況,為了防止地質災害的發生,進洞施工首先需要解決偏壓問題。偏壓來自高邊坡,由于坡度較大,首先加固邊坡及抑坡;邊坡過高,致使側壓嚴重,進洞前采用明挖法先做明洞,加強邊坡護,保證開挖立面的安全。明洞施工前先施工超前長管棚,以形成加固承載環,加強開挖面圍巖穩定,進洞后采用四步CD法暗挖施工
3 應對措施
為了保證整個山體的穩定以及隧道的施工安全,需要先對山體進行承壓板錨索和抗滑樁施工,目的是加固山體,保證圍巖穩定。總體施工順序為:進口右側承壓板錨索施工右側抗滑樁施工左側邊坡刷坡并及時進行錨索施工、防護正面抗滑樁施工隧道洞身施工。
(1)超前支護
進洞之前先采取超前支護措施:臨時邊仰坡支護以掛網噴射混凝土再打設錨桿組成;然后施做導向墻,保證長管棚施工精度,作為大管棚導向管;超前大管棚采取熱扎無縫鋼管與鋼花管相結合的方式并注漿進行超前支護。
(2)隧道洞口坡面防護加固
隧道洞口邊仰坡工程應自上而下逐級開挖支護,及時完成洞口邊仰坡加固、防護及防排水工程。為保證隧道洞口施工不受雨季影響,在進行隧道洞口邊仰坡開挖之前必須完成洞口截水天溝的施工。最后對邊仰坡進行防護,以保證施工和運營后的安全,在清理掉危巖后采用SNS被動防護網進行加固,以防止出現落石。
隧道右側距線路14m左右自然邊坡采用承壓板錨索防護,錨索施工時先進行抗拔試驗,求出水泥砂漿與孔壁的實際剪切強度,以檢驗設計選取參數,可作為修改錨索長度的設計依據,錨固段為強風化及弱風化千枚狀粉砂巖地層。錨孔注漿和錨梁混凝土達到設計強度的70%時才能進行張拉。
(3)抗滑樁施工
在茶口亭隧道進口明暗分界處橫向設置3根抗滑樁防護。其中左側設置1根抗滑樁防護,樁長為23m,右側設置2根抗滑樁防護,樁長為28m,抗滑樁尺寸2.75m(橫向)×3m(縱向),樁身均采用C35鋼筋混凝土現澆。抗滑樁之間設置端墻,端墻結構厚度2.4m,端墻與襯砌及抗滑樁之間采用錨筋連接,使端墻、抗滑樁和襯砌成為一個整體。
隧道左側距線路左中線14.93m處設抗滑樁4根,樁間距為5m。其中三根為鋼筋混凝土抗滑樁,樁長為26m和29m,樁身均采用C35鋼筋混凝土現澆,抗滑樁截面尺寸2.75m×3m。另外一根為預應力錨索抗滑樁,樁身均采用C35鋼筋混凝土現澆,抗滑樁截面尺寸同上,樁長為32m。樁上設兩孔單支點預應力錨索,錨索共計2根。
(4)隧道進洞開挖方案
洞口段Ⅴ級圍巖采用四部CD法進行開挖施工,在施工中堅持"管超前、弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測"的原則。主要以人工配合機械開挖為主,開挖循環進尺為0.6m。開挖成型后先進行初噴,及時施作初期支護及臨時支護。噴混凝土采用濕噴機作業,風鉆鉆錨桿孔,人工安裝錨桿、拱架和鋼筋網。臨時鋼架的拆除在洞身主體結構初期支護施工完畢并穩定后進行。
軟弱圍巖隧道Ⅴ、Ⅵ級地段采用臺階法施工時,應符合以下規定:①上臺階每循環開挖支護進尺Ⅴ、Ⅵ級圍巖不應大于1榀鋼架間距;②邊墻每循環開挖支護進尺不得大于2榀;③仰拱開挖前必須完成鋼架鎖腳錨桿,每循壞開挖進尺不得大于3m;④隧道開挖后初期支護應及時施作并封閉成環,Ⅴ、Ⅵ級圍巖封閉位置距離掌子面不得大于35m。
在洞身主體結構初期支護施工完畢并穩定后進行,為確保施工安全,必須加強超前地質預報和監控量測工作。
4 結論
對于軟巖、陡坡、偏壓隧道的施工,安全進洞是首要注意的問題,施工之前必須對洞頂和坡面進行有效的防護和加固,保持山體穩定以后,才能進行進洞施工,并且以盡量減少對圍巖的擾動,及時支護和封閉。