隧道洞口施工技术

隧道洞口施工技术（精选12篇）

隧道洞口施工技术 篇1

1 工程概况

崔家垭隧道右线全长188m, 洞门形式采用1∶1.5的削竹式洞门。明洞段衬砌24米, 隧道出口端位于山凹斜坡坡脚地带, 局部存在基岩出露, 山凹中堆积物以崩塌体为主, 偶见块石。隧址区构造地质特征表现为单斜的岩层, 节理裂隙较发育, 岩层以紫红泥岩、砂岩为主, 其中隧道中下部有一层松散的砂岩 (俗称泡砂岩) , 手捏易成粉状;出口端山体表层堆积物以紫红色碎石土、褐黄色粘土为主, 松散堆积于隧道顶部, 稳定性极差, 施工中极易向下发生逐级滑动。雨季降水使松散堆积体失去稳定性, 易产生较大的滑塌。

2 施工方案

2.1 边仰坡开挖

在洞口刷坡之前, 先行施作临时截排水沟, 并确保排水畅通, 以减少积水对洞口的冲蚀, 保证洞口安全;将洞口开挖范围内的下滑崩塌堆积体、洞口危石清除;由测量人员放出隧洞中线和边仰坡开挖边线。采用挖掘机配合人工风镐至上而下开挖。

2.2 边仰坡防护

锚、网、喷支护。为确保边、仰坡的稳定明洞开挖后及时施作临时边、仰坡防护, 施工顺序自上而下, 逐级刷坡 (刷坡过程中存在的危石及时清理) , 逐级防护;边坡采用锚、网、喷支护方式, 具体支护参数为3根长的Φ22砂浆锚杆, 间排距1.5m;挂φ6.5@30cm钢筋网;喷射C20混凝土, 厚度为10cm仰坡采用注浆小导管、钢筋挂网、喷射砼等联合支护方式, 具体支护参数为3.5m长的φ42注浆小导管, 间排距1.5m;挂φ6.5@30cm钢筋网;喷射C20混凝土厚10cm[1]。

2.3 边仰坡刷坡

施工中洞口边仰坡采用明挖法施工自上而下分阶段、分层进行开挖。第一阶段挖至设计临时形成洞面, 洞口的土方采用人工配合挖掘机进行, 石方则采用人工手持式风枪浅孔分层进行施工, 近边仰坡处预留光爆层, 松动控制爆破, 尔后再二次光面爆破成型以减轻对洞口围岩的扰动, 保证边坡平顺度。并视围岩情况, 结合暗洞开挖方法, 预留进洞台阶;第二阶段开挖其余部分, 形成永久边仰坡。刷坡成功的保证是需有准确的地质资料, 刷坡前应有条件的从仰坡顶部位打一钻孔以确认各岩层分界线, 确保坡率到位及开挖后坡顶不发生移动, 同时按照程序施工也是刷坡成功的关键, 仰坡开挖顺序应自上而下分台阶开挖每阶不应超过2.5m, 若存在地质不符的现象则应及时调整坡率以免大挖大刷;并应在仰坡周围设置配水沟或截水沟, 且应在仰坡开挖前完成;对洞口上方可能发生坍塌的表土及危石应彻底清除, 以免在不稳定悬岩陡壁下进洞[2]。

2.4 洞口切口

洞口拱顶以上边、仰坡及拱顶平台防护完成以后则可进行切口。为确保切口面稳定施工中采取以下防护措施:套拱以外范围采取3.5m长的φ42注浆小导管, 间距1.5m, 梅花型布置, 表面敷设φ6.5@20cm钢筋网, 面层喷射10cm厚C20混凝土;隧道开挖范围内预留核心土以保证进洞安全。

2.4 管棚施工

管棚参数为长20m, 由长为9m并留有φ12注浆孔的φ108的热轧无缝钢管连接而成, 施工中先在隧道中心敷设一根, 之后按40cm的环向间距向两侧对称布置, 外插角为3°, 每侧各16根, 共计33根。

导向墙制作。施工时先施作砼导向墙 (内模采用土模, 便于施工) , 墙厚0.6m, 长1m, 导向墙内设置两榀I18工字钢拱架, 采用Φ22钢筋纵向连接, 环向间距1m;同时导向墙内要预埋导向管, 导向管采用φ130mm钢管, 沿拱部120°范围布置, 环向间距40cm, 外倾角3°。

顶管。钻孔检测合格后, 将钢管连续接长, 用钻机旋转顶进将其装入孔内, 钢管采用丝扣连接, 采用Φ114mm丝扣。为使钢管接头错开, 第一节管采用4.5m和9m交替布置, 以后奇数管的第一节采用4.5m长钢管, 偶数管的第一节采用9m长钢管, 以后每节均采用9m长钢管以错开钢管接头, 钢管用钻机顶进。

2.5 导管注浆

施工中采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆, 采用注浆泵按照先下后上的原则施工, 注浆压力控制在0.5MPa~1.0MPa, 终压为2.0MPa;注浆前先将开挖面喷射5cm~10cm厚混凝土以形成止浆墙, 为防止注浆管口螺纹刮伤而采用套管直接连接于凿岩机上来撞顶注浆管环, 孔口用锚固剂或砂胶塞实;注浆过程中若个别浆孔不顺畅而被迫提前终止则可在临孔适当加压补浆;注浆完成后应及时清除管内浆液, 之后用M20水泥沙浆或C20砼紧密充填, 增强管棚的刚度和强度。

2.6 正洞开挖及初期支护

采用上下台阶法开挖, 初期支护紧跟, 上导坑开挖循环进尺控制在0.8m以内, 洞口段采用挖机开挖, 并预留核心土, 采用人工修边;初期支护采用型钢钢架与锚网喷结合的联合支护体系, 拱部采用径向药包锚杆以及钢筋网喷射35cm厚的强喷射混凝土进行初期的支护, 在边墙主要采用径向砂浆锚杆进行初期的支护, 在进行拱墙喷浆作业时需要在混凝土中掺入聚丙烯微纤维[3]。

3 洞口、洞顶裂缝处理措施

3.1 裂缝出现情况

施工中在某套拱右侧出现一条斜下方向裂缝且不断发展, 对套拱基础进行小导管注浆加固处理后裂缝仍发展;隧道进洞5米后在配电房门口仰坡与边坡交界处及洞顶截水沟外侧也出现裂缝;在隧道进洞10米以后, 在斜坡最高处滑面峭壁下方、洞顶第二级仰坡面又发现裂缝, 结合裂缝情况和洞口段实际地质情况判断洞顶滑坡体在人为的扰动下正在向下发生逐级轻微错动所致。

3.2 采取的措施

加强对洞顶地表裂缝的观测并及时进行数据分析, 绘制时间位移曲线图。同时也加强洞内观测, 每天观测洞顶下沉及周边收敛变形情况两次, 并及时分析数据。对于洞顶横向偏中线左右各20m范围内的滑坡松散体进行地表注浆固结, 采用φ42注浆小导管, 间排距1m, 梅花状布置, 长度5m, 采用1∶1纯水泥浆进行注浆;掌子面掘进, 开挖进尺每循环控制在0.8m以内, 先用人工风镐配合挖机开挖, 对于挖机不易开挖的部位, 采用浅孔松动 (弱) 爆破, 多打眼, 少装药, 弱爆破, 减少扰动, 对掌子面岩体进行松动即可;开挖后立即施做初期支护, 并在拱部范围增设双层小导管注浆进行加固处理, 洞口段完成一组仰拱施工以后, 开始除削竹式洞门以外部分明洞衬砌施工。待衬砌砼强度达到设计要求以后, 开始明洞洞顶回填。

4 结语

公路连拱隧道有别于分离式公路隧道, 施工工艺较为繁锁, 施工工序应周密安排, 各工种合理搭配循环作业;在隧道洞口开挖之前, 详细调查隧址区地形、地貌及地质特征, 切忌盲目进行洞口开挖、进洞, 在确定进洞方式后应在过程中进行动态调整;对于洞口段隧道顶部滑坡松散堆积体可采用减方卸载及注浆固结的方式进行处理, 以确保隧道进洞安全, 确保万无一失。

参考文献

[1]黄伟新.浅谈汤屯高速公路第五合同大田连拱隧道施工工艺[J].华东公路, 2 00 5, 8.

[2]张洪生.黄土质软弱围岩隧道施工技术[J].山西建筑, 2007, 33.

[3]顾玉新.石板沟隧道洞口边仰坡及Ⅱ类围岩浅埋段施工[J].山西建筑, 2008, 3.

隧道洞口施工技术 篇2

针对长哨隧道进口位于既有公路下方,覆盖层较薄(2～3米),施工场地狭小,施工难度较大的特点,在保证公路通行不中断的前提下.对原设计施工方案进行了优化,并提出了具体的开挖、支护、防排水设施的.施工方法,对同类工程具有一定的参考价值.

作 者：陈海涛  作者单位：中铁五局一公司,湖南,长沙,410117 刊 名：中国科技纵横 英文刊名：CHINA SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2010 “”(10) 分类号： 关键词：隧道进口   浅埋   盖挖法  

浅析隧道洞口段基础加固施工措施 篇3

关键词：公路隧道洞口 隧道施工 基础处理 施工措施比较 施工安全

41省道永嘉沙头至上塘段改建工程主线起点为九丈村，起始桩号为K0+000，经渠口乡霞川村、福利村，穿郑家山隧道至沙头镇石埠村、阳岙村、洞岙村和上塘镇敬仁村、陈岙村、河底村、寺前村、石介下村，终点位于上塘镇区鹅浦桥，桩号K15+062.956，接已改建41省道永喜上塘城区段，路线全长15.03公里。郑家山隧道全长1500m，左线出口洞口段位于石埠村山腰处，洞口段明洞桩号为ZK5+415～ZK5+420，在施工图设计阶段工程地质勘察报告中勘察资料勘探资料显示为⑤2层（含粉质黏土碎石Q3+2el+dl）、⑥2层（强风化晶屑凝灰岩J3j）、⑥3层（中风化晶屑凝灰岩J3j）、⑥4层（微风化晶屑凝灰岩J3j），每层厚度3-5m。见图1。

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1 施工过程及方案比较

隧道开挖至100m开始施工仰供混凝土，明洞基础开挖时候出露地质分别为第四系上-中更新统系残坡积层（Q3+2el+dl），经地质部门重新钻探后确认，基础依次为第四系上-中更新统系残坡积层（Q3+2el+dl），厚度为30-100cm，③2层（含粉质黏土卵石Q4al+m），厚度100-200cm、⑥3层（中风化晶屑凝灰岩J3j），厚度200-500cm，⑥4层（微风化晶屑凝灰岩J3j）。经设计、监理及业主等有关部门查看后拟采用2个方案进行处理，第一方案，C15混凝土扩大基础结构，基础开挖至中风化1m，由于地层结构为顺坡，基础开挖至呈水平状态，以保证明洞稳定要求。第二方案为开挖至中风化岩石表层，打设φ108×6钢花管并注浆，钢花管长度4-7m，间距1m×1m，入微风化岩石2m再浇筑混凝土基础至仰供底层。经对2个方案比较，方案1造价低，施工工期长，不利洞口安全，方案2造价较高，施工工期短，有利于洞口安全，结合工程实际情况，经比较分析后确定采用第二方案。

2 施工方法

2.1 钢花管施工工艺如图2。

2.2 施工方法

2.2.1 基坑开挖。钻机进场检修好后立即采用挖掘机开挖，开挖时间尽可能缩短，开挖时观察隧道洞门处变形情况。缩短基坑的暴露时间，保证洞口稳定。

2.2.2 测量放线。基坑开挖完成后，利用人工清理多余土石方后，测量放线，测放钻孔位置，并用白灰标记。

2.2.3 安装钻机。钻机要求与已设定好的孔口管方向垂直，必须精确核定钻机位置。用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

2.2.4 钻孔及清孔验收。为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ125mm。钻机采用DK-300型钻机钻孔，钻机开钻时，应低速低压，根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为钢花管长度的参考资料。用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径不小于125mm、孔深不小于设计要求，防止堵孔。用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

2.2.5 安装钢护管。钢管四周钻设孔径10～16mm注浆孔（靠孔口1m处不钻孔），孔间距15cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。钢花管顶进采用挖掘机压入孔底。接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。

2.2.6 钢筋笼安装。导管插入后立即清孔，再插入钢筋笼后注浆。钢筋笼由四根Φ18主筋和固定环组成。固定环采用Φ38钢管，壁厚4mm，长度为10cm，固定环间距为50cm。

2.2.7 注浆。安装好有孔钢花管、放入钢筋笼清孔后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。

①注浆材料：注浆材料为水泥浆，水灰比为0.8：1，必要时掺入速凝剂。单根花纹管注浆量按照下公式计算：Q=π*Rk*L*η。式中Q为注浆量；Rk=0.6Lo，Lo为注浆钢花管中至中的距离；L为钢花管长度；η为围岩孔隙率。根据现场地质条件该值取40%。②采用注浆机将水泥浆注入钢花管内，初压0.5～2.0MPa，终压2MPa，注浆采用双控，即注浆量和注浆压力，当注浆量达到设计注浆量80%以上并进浆速度缓慢，注浆压力达到终压2.0MPa并持续10分钟能够既可停浆。注浆结束后用M5水泥砂浆封堵预留止浆段。③钢管注浆采用双孔注浆，一孔为注浆孔，一孔为透气孔，透气孔深入钢管底部，以排出孔内积水和空气，当透气孔流出与注浆孔相同浓度的浆液时，方可关闭透气孔。注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。

注浆量满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。

2.2.8 基础混凝土浇筑。钢花管注浆全部施工完成后，尽快组织基础混凝土施工，经测量放线边线位置，利用20cm胶合板进行立模加固，泵送混凝土浇筑。

2.2.9 钻孔质量控制。①钻机立轴方向必须准确控制垂直，以保证孔口的孔向正确。②钻杆晃动时，应适当降低钻速，防止因扩孔而造成塌孔。③钻进结束后应对孔深进行量测。④孔位偏差不超过±50mm，孔深偏差不超过±50mm。钻头的直径大于钢管直径小于孔口管直径。

2.2.10 注浆质量控制。①严格按照设计配合比配制浆液。②搅拌浆液应随施工不间断进行。③严格保证持压时间。④注浆应连续进行，中途不得间断。⑤施工前对各孔位进行编号，认真作好注浆记录。

3 结语

由上述可知，在不利于明洞基础开挖条件下，利用钢花管+扩大基础加固明洞基础，使明洞与基岩形成整体，对提高基础承载力，改善地质可发挥独特作用。对运行期间避免 洞口“跳车”，提高行车安全，对公路高效运营有着现实意义。

参考文献：

[1]韩海龙，董亚奎.浅埋、偏压四车道隧道洞口加固、处理技术应用[J].科技传播，2011（20）.

[2]赵翔宇.公路隧道洞口工程施工技术探讨[J].科技创新导报，2012（31）.

隧道洞口施工地表预加固技术分析 篇4

1 隧道洞口的工程特点

进行隧道设计时, 首先要选择合理的洞口位置, 确定进洞的正确方案。隧道洞口的选择和进洞方案受到地形、线路走向以及地物的限制, 通常具有以下三个特点: (1) 如果洞口选择在悬崖或者山体陡坡处, 由于地形比较险, 非常容易导致崩塌, 如果岩性好, 依然有这样的危险;如果洞口穿过山体表层, 而山体表层的岩石风化比较严重, 岩性差, 进行洞口开挖很容易破坏原山体坡面的平衡状态进而产生滑坡的现象。针对以上两种洞口位置的选择情况, 必须在开挖前对仰坡山体进行加固处理, 保证施工的安全。 (2) 隧道轴线和岩层或者山体的走向呈现斜交走向, 山体对隧道洞口形成偏压。 (3) 洞口位于浅埋地段, 洞口围岩软弱破碎, 隧道口的部位成洞困难。传统的隧道洞口段施工方式虽然也能够起到加固的作用, 但是在开挖边仰坡土石方的过程中很容易就破坏山体自然原生态。如果山体不稳, 洞口的水文地质条件差, 在施工过程中会不断出现边仰坡坍塌的问题, 这给施工造成很大的麻烦。

2 隧道洞口施工地表预加固技术

2.1 施工原则

进行隧道开挖时, 有的学者提出“自然进洞”施工原则, 该原则也是比较好的, 在实际工作中用的非常多。这里主要探讨该原则, 该原则就是在保持洞口自然坡面不变的情况下, 使用辅助施工措施提前进洞。在实施的过程中遵循: (1) 保护工程周围的土体稳定性, 避免过多地破坏原地表植被; (2) 尽量减少开挖量, 尤其不能出现山体清方大开挖的施工现象; (3) 在施工过程中采取由上到下的方法, 先进行支护, 然后再进行隧道开挖, 这样可以减少对高边坡的危险; (4) 如果施工处有泥石流、崩塌以及地层滑坡等自然灾害时, 要先对这些自然灾害进行治理, 然后再进洞。“自然进洞”的原则应用面很广, 尤其是在围岩不稳定、洞口浅埋、洞口周围地质条件复杂以及雨季等不利条件下, 更应该利用该原则进行施工, 保证施工的安全性和可行性。

2.2 隧道洞口地表预加固技术

按照“自然进洞”的原则和洞口位置的特点, 利用地表注浆等辅助施工措施提前进洞, 这样可以解决洞口施工出现的一系列病害问题, 并能够提升仰坡的稳定性, 保护洞口边缘, 减少防护洞口的施工成本。在实际工程施工中, 最常用的加固方法有地面锚杆、深孔注浆以及高压喷射注浆等措施。

在粘土地层、地质水文条件比较差、洞口埋深浅以及存在偏压或地下水比较丰富的地方, 主要应用的辅助技术是地表注浆技术。当浅埋隧道洞口围岩自稳定能力比较差, 以及没有稳定能力的情况下, 使用地表注浆技术不仅能够起到加固地层的作用, 同时还能够起到堵水的作用, 能够显著改善隧道成洞的条件, 减小地表下沉以及地下水和偏压对隧道开挖产生的影响。目前施工条件下, 常用的注浆用材料有水泥-水玻璃双液浆、单液水泥浆等。隧道施工地表注浆加固施工技术具有以下几方面的特点: (1) 地表注浆技术能够延长围岩的自稳定时间以及围岩自身的承载能力, 有效改良岩层性能, 可以大大缩小由于开挖而产生的岩土体的松弛区的范围, 降低支护成本; (2) 地表注浆技术中的施工工具也起到很大的作用, 例如锚杆和注浆管能够悬挂岩土体, 防止塌方冒顶问题产生; (3) 加固充填矿洞口和坍塌体, 能够加强围岩的整体性; (4) 可以起到封堵地表水的作用, 有效防止地表水下渗, 防止围岩被地表水软化。

进行隧道洞口地表预加固时, 施工参数要根据预加固区的地质条件以及实际的施工能力进行确定。如果是铁路隧道的开挖, 那么单线隧道地表横向加固通常要取14到22米, 而双线隧道地表横向加固则通常取24到30米。地表纵向加固范围根据洞口段覆盖厚度和施工区的水文地质条件进行确定。

2.3 地表加固技术的应用实例

某隧道为单向双车道隧道, 全长为717米。隧道洞口在滑坡体的边缘, 洞口深埋大约1.5米。滑坡体的周界比较明显, 呈现轻微环谷地貌, 滑坡体的前方有多处出水点, 形成了软塑状砂粘土。滑坡轴和隧道大致呈平行走势, 厚大于14cm, 中部宽约50m, 属于暂时稳定的牵引中型滑坡。经过工程勘测, 确定选用地表钻孔注浆加固施工方案。

使用该方案加固地表, 加固工期为72天, 累计钻孔延长1250米, 共注双液浆1830立方米。通过注浆加固之后, 土体的物理力学性能得到了明显的改善, 经过钻孔抽样实验, 证明土体的空隙已经被浆液填满, 土体的强度提高了3倍。进行洞口下端开挖后, 围岩稳定, 洞内的地层裂隙中的水分有明显的减少。

3 结语

总之, 在进行隧道洞口开挖时, 一定要根据岩土体的特性和周围的地质水文特点, 选择合适的预加固技术进行地表加固。常用的地面加固方法有深孔注浆、地面锚杆以及高压喷射注浆等, 这些方法视土体情况而选定, 均为加固地层的有效方法。

摘要：隧道洞口通常岩性比较差, 并且地面横坡陡, 洞口的岩层多是第四纪土层或者为强风化的岩体, 这种岩性很容易受到地下水和地表水的影响。利用地表预加固措施能够提高隧道围岩的自稳性以及围岩的力学性能等。本文对隧道洞口的岩性进行阐述, 探讨地表预加固技术。

关键词：隧道洞口,地表预加固,喷射注浆

参考文献

某隧道斜井洞口规划布置方案 篇5

XX隧道2号斜井洞口 规划布置方案

编制：

审核：

批准：

中铁X局XX铁路项目部 二O一0年十月十三日

桃花山隧道2号斜井洞口规划布置方案

一、编制依据

1、本项目的施工组织设计

2、隧道施工便道、地形地貌及土地附作物的现场勘测情况

3、《铁路建设项目现场管理规范》

二、工程概况

中铁四局张唐铁路第八项目队桃花山隧道2号斜井位于遵化市党峪镇杨家峪村，正线施工起止里程为DK399+790～DK401+100，总长1310m。斜井长度220m。

三、洞口规划布置原则

1、结合隧道施工便道、地形地貌及土地附作物的情况，尽量减少果林及耕地，同时方便隧道施工降低成本。

2、按局文明施工标准化作业规定。

四、隧道洞口规化布置方案：

1、在斜井出口，右侧20m处独立设置钢筋加工、搅拌站和办公休息室；并分别设置大门和围墙，房屋均为活动板房。

①钢筋及型钢加工及存放场地，平面尺寸为25m*40m，采用钢立柱、彩钢瓦屋顶，立柱基础采用C20砼，结构尺寸50×50×50cm，预埋φ16U型螺栓；内设原材料存放区、加工区、半成品存放区、成品存放区四个区域，并设必要的安全消防设施。

②搅拌站位于加工厂右侧采用电子计量系统，占地面积1200m2，采用50搅拌机，共设置3个料仓（砂为合格仓，从搅拌站合格仓直接拉运；瓜子片分已检和待检各一个仓），对搅拌站内场硬化，并按照要求，设置消防措施；

③工人住宿采取租用当地民房；

2、施工用电：在杨家峪村内有1万伏的高压线，于国家电网和供电部门联系，经计算确认可设置800kv容量的变压器；隧道用电从斜井左侧变压器房引入。

3、施工用水：在斜井左侧50m处打井。在斜280m处山顶设置一个50m3的高山水池，水池尺寸为5m*5m*2m，在水井房接直径100mm的进水管（PVC管）到水池，长度为400m。水管埋深1.2m，并采用岩棉包裹。根据调查当地自来水管埋深为1.1m。出水管为150mm高压管引到隧道口，进入正洞500m后，采用100mm高压管。管道应使用壁厚≥4mm的钢管。进隧道后为在隧道左侧电缆槽上30cm。

从环保角度考虑，排水设集水井、沉淀池、净化池，检测合格后方可排出，且排水要有去处，不得任意排放。

4、在斜井出口左侧设置空压机房和备用发电机房，备用发电机为200KVA。空压机房设三台20m3/min空压机。斜井范围内高压风管均采用直径为20cm，进入正洞后采用直径为15cm的风管。进入设置在隧道左侧高压水管上侧20cm。从变压器引出隧道的动力线采用90mm2铝芯线，按“三相五线”制配置。在隧道右侧2.5m的高度。

5、在隧道右侧洞口设置大型通风机。高度在4米，管径125cm风管，通风机功率为110KWA（2*55）。

6、在隧道线路正线DK401+100左侧，选取弃碴场一处，占地面积约40亩。距离斜井出口约500m；

7、在隧道口右侧设置一个活动房为隧道值班室；

8、在隧道口边侧设置应急物资堆放处，堆放相关应急物资及消防器材；进洞后在洞口处，设置进洞人员动态标识牌及登记牌，明确每班组进洞人数和人员姓名；

9、在隧道口右侧设隧道七牌两图宣传栏，按标准化作业布置。标示牌前及洞口用洞碴换填，表面铺石粉并进行压实。

10、在隧道进口洞顶设独立标语牌，内容为：中国中铁徽标＋中铁四局承建张唐铁路桃花山隧道2号斜井。标语牌为角钢结构，外裹镀锌铁皮，尺寸≥2米。

五、安全保证体系

1、严格执行国家的安全法规，坚持“管生产必须管安全”的基本原则，加强参战员工的安全意思。

2、设置安全巡查人员，加强工地安全巡查。如有违反安全条例者，坚决制止并严肃处理，杜绝违法施工。在弃碴场周围设置警示标志，非施工人员严禁入内。在未经允许的情况下，严禁对碴场处的弃石倒运。

3、施工机械、设备安全技术措施

⑴机械作业人员应严格遵守安全规程,按程序操作，文明施工，严禁疲劳作业，运输车辆应礼貌行车。

⑵严禁机械带病运转，超负荷作业，夜间作业应有足够的照明设备，工作视线不清时不得作业。

⑶各类机具保护接零做到位，开关箱内装设漏电保护器，传动部位装设牢固的防护罩，并派专人负责检修。

4、施工用电安全措施

⑴现场电工作业人员必须持证上岗，严禁无证操作。

⑵电工作业必须按规定使用劳动保护用品及绝缘工具，不合格产品严禁使用。⑶配电线路采用架空或埋地，现场移动式电器一律采用橡皮绝缘电缆，加装触电保护器，通过道路必须穿管埋地敷设。

⑷施工用电设备和配电箱金属外壳连接专用的保护零线，并明显标识。⑸配电系统按总配电(一级)——分配电(二级)——开关箱(三级或末级)设置，并实行两级漏电保护。末级按一机一闸一漏一箱的要求设置，闸具、熔断器参数与设备容量相匹配。

⑹配电箱做好防漏措施，门锁齐全，各级箱体进行统一编号，箱内线路按用途进行标记，箱内张贴电气线路图和检查维修记录表。

⑺预防电器系统短路起火、照明用电线路长期使用破损触电、设专人负责用电安全并及时查看，发现问题立即整改。

六、施工环保措施

1、严格贯彻执行国家的《环保法规》，坚持“施工中最小程度的破坏，施工后最大限度的恢复”的基本原则。

2、按照公司文明标准工地建设有关要求，建立良好的工作、生活环境，树立我施工企业的良好形象。

3、对施工中造成破坏的沟渠采用工程防护和植物防护相结合的方式进行保护，避免水土流失；

4、各种建筑材料、砂石料、周转料、机具等，要分类、分品种、分规格堆码，放置整齐。

5、注意作好场区的排水系统，设置必要的设备经常清理，集中处理，保持排水，做到规划布局合理，不污染环境。

6、施工现场的宣传彩旗、宣传标牌、安全警示牌要齐全醒目。设置必须的长久性固定安全警示牌、宣传牌。

7、全体管理人员、职工在工作时要统一着装，语言、行为、举止要文明、礼貌。

隧道洞口施工技术 篇6

【关键词】　边坡；隧道；坡度

引言

随着我国高速公路和高速铁路的高速发展，隧道建设在交通建设中占据了重要地位。隧道洞口的开挖，肯定对洞口边坡造成不同程度的破坏，从而影响边坡的稳定性，而不同坡度的边坡对隧道变形的影响程度也是不同的，为探讨此问题，本文应用二维数值模拟进行研究。

1计算模型

此边坡的高度为25m，坡度为40°，隧道埋深为2m，拱顶离边坡脚的水平位移为5m，隧道高度为7m，隧道开挖宽度为12m。边坡的计算模型范围：X轴方向取110m，Y轴方向左边界取75m，右边界取50m。计算模型划分为3499个单元，3591个网格节点。在隧道附近的网格密度为0.5m×0.5m，其他部分的网格密度为2m×2m。计算模型边界条件：地表为自由边界，未受任何约束。左右侧边界为横向約束边界。模型下部边界为固定约束边界。所得网格划分情况如图1。

图1　边坡模型网格划分图

2计算参数

本文有限元分析仅考虑一种岩石材料参数，未考虑节理等因素的影响。力学参数见表1-1。

3坡度对位移的影响

其他参数不变，对边坡坡度分别为25°、40°、55°、70°四种情况进行了数值模拟分析。

（1）X位移分析

从图中看出，X方向位移的最大值出现在边坡坡脚附近和隧道的左上方区域。在隧道底部左侧，出现X反方向位移的最大值。随着边坡坡度的增加，边坡脚处的水平位移是增大的，整个边坡体的水平位移也是增大的，这是由于坡度的增加使得边坡自重应力增加，从而增加了边坡的下滑力。在边坡的影响下，隧道左侧水平位移也是增加的，隧道底部的X反方向位移量也是增加的。当边坡坡度为70°时，最大水平位移在左侧区域，边坡脚X位移相对较小，这是因为，随着坡度的增加，边坡自重应力增加，边坡脚岩体有了一定的自承能力，使得X位移相对隧道左拱腰处岩体完全卸载的情况下产生的X位移较小。

（2）Y位移分析

从下图中看出，隧道的Y位移的最大值出现在隧道左上方延至地表的区域，边坡脚处的下沉较大，隧道底部出现底鼓。随着边坡坡度的增加，边坡和隧道的Y位移是增大的，这是因为坡度的增加，增加了边坡滑坡体的自重，增加了下滑力，使得边坡Y位移增大。在边坡的影响下，隧道的Y位移也增大。

4结论

本文应用ANSYS软件，对隧道洞口进行了二维模拟，得出以下结论：当边坡坡度小于25°时，边坡对隧道变形的影响很小，当大于40°时，边坡对隧道的变形明显增加，所以，为使隧道变形较小，应对陡边坡进行削坡处理，边坡坡度尽量小于40°

参考文献

[1]陈洪凯等.公路高边坡地质安全与减灾[M].北京：科学出版社，2010.

[2]朱汉华等.隧道预支护原理与施工技术[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]邓凡平.ANSYS10.0有限元分析自学手册[M].北京：人民邮电出版社，2010.

作者简介：张恩正，男，（1984-），重庆工程职业技术学院教师，主要从事岩土工程领域的教学和研究

隧道洞口施工技术 篇7

山岭地区峰谷起伏大,地面横坡陡,隧道洞口处岩性较差,多为强风化岩体或是第四纪土层,易受地表水或地下水影响。隧道洞口的稳定关系到隧道能否顺利进洞并进行施工,是隧道施工各环节的关键。在坡面滑动、崩塌可能性大,偏压严重,或地表可能严重下沉时,在隧道开挖之前需采取地表加固等辅助措施。

1 施工原则及地表预加固技术

1.1 隧道洞口工程特点

(1)洞口部位穿过山体表层,山体表层岩石风化较重,稳定性差。如果洞口开挖破坏了原山体坡面的平衡状态,易导致滑坡;如果洞口在山体陡坡或悬崖处,即使围岩条件较好,也极可能出现崩塌,一般在进洞前,需先加固仰坡山体;(2)洞口处于浅埋地段,并且围岩破碎软弱,隧道口部成洞较困难;(3)隧道轴线与山体或岩层走向斜交,山体对洞口形成偏压。

传统洞口段工程施工方法的主要弊端是在开挖边仰坡土石方时,难免破坏原山体自然平衡状态,如果洞口地质及水文条件差,山体不稳定,一经施工就会不断出现边仰坡坍塌,顺层滑动,古滑动体复活等工程病害,给施工带来很大的困难。

1.2 隧道洞口施工原则

隧道未开挖时,山坡是稳定的,无疑“早进洞、晚出洞”的施工原则有利于稳定。在“早进洞、晚出洞”的施工原则基础上,文献中提出“自然进洞”的施工原则,就是在保持洞口原自然坡面的情况下,借助一些辅助施工措施提前进洞,主要包括:(1)施工中尽量减小对原地表植被的破坏,以保护土体稳定;(2)少开挖,特别应避免山体清方大开挖;(3)采取由下而上的施工方法,先支护、后开挖,以减少高边坡威胁;(4)隧道洞口存在地层滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害时,应先治理,后进洞。

对于隧道洞口浅埋、地质条件复杂、围岩不稳定、雨季施工等不利条件下,应该推行“自然进洞”的原则。

1.3 隧道洞口施工地表预加固技术

根据洞口特点和“自然进洞”的施工原则,借助地表注浆加固等辅助施工措施提前进洞,能有效解决洞口的工程病害问题,保护洞口边、仰坡稳定,降低洞口防护成本。常用的加固方法有深孔注浆、地面锚杆、高压喷射注浆等。

地表注浆应用在地质水文条件复杂,埋深浅,节理发育,地下水丰富或存在偏压的情况,主要适用于无黏性砂及砂卵石、亚黏土地层。当浅埋隧道洞口围岩自稳能力差,甚至没有自稳能力时,可加固地层,同时也起到堵水作用,改善隧道成洞条件,降低地表下沉,减轻偏压和地下水对开挖的影响。目前常选用的注浆材料有单液水泥浆、水泥一水玻璃双液浆。

砂浆锚杆在洞口段预计破裂范围内设置,使其与岩土体结成一体,砂浆锚杆起到“锲子”的作用,抑制隧道开挖后岩土体的移动,防止边、仰坡塌方或滑动。主要适用于洞口浅埋、地面荷载不对称而产生偏压的情况。

地表高压旋喷注浆适用于含水软弱地层,如第四纪的冲(洪)积层、残积层。对于砂类土、黄土等常规注浆难以堵水的地层,采用喷射注浆效果较好。预加固区施工参数应根据实际施工能力和场地条件来确定。对铁路隧道来说,单线隧道地表横向加固取14~22m,双线隧道地表横向加固取24~30m。地表纵向加固范围根据洞口段覆盖层厚度及地质条件决定。

隧道施工地表注浆等加固工程措施的技术优点有六个特点:(1)提高围岩的自稳时间和自身承载能力,改善岩土体的物理力学性能,缩小开挖变形产生的松弛区范围,减小围岩对初期支护的压力;(2)锚杆、注浆管可起到悬挂岩土体作用,防止塌方冒顶;(3)加固充填矿洞及其坍塌体,使围岩整体性得到加强;(4)封堵地表水下渗通道,防止地表水下渗软化围岩;(5)保证隧道的长期稳定,不留隐患;(6)施工方便,工程造价低。

2 地表加固技术的应用及发展

地表加固辅助工法在洞口段施工中得到较多应用。地表注浆愈来愈多地在隧道洞口施工中得到应用,效果良好并对地下水及环境无污染,为“绿色注浆材料”。

3 地表注浆工程实例

3.1 工程概况

某隧道位全长717m,为单向双车道隧道。隧道口处在一滑坡体前缘,洞口埋深1.5m,至路面标高需下挖9.9m。滑坡体周界明显,略呈环谷地貌。前缘碎石土被山沟水切割成狭沟陡岸,滑坡体中前部有多处出水点,形成软塑状砂黏土。滑坡轴大致与隧道平行,中部宽约50m,下部宽65m,厚8~15cm,属暂时稳定的牵引中型滑坡。洞口段下挖9.9m后,滑坡体易产生新的活动与扩展。经勘察研究,选定地表钻孔注浆加固方案。

3.2 注浆加固效果

地表钻孔注浆加固滑坡体工期72d,累计钻孔延长12048m,注双液浆1826m3。经过注浆加固,改善了土体的物理力学性能,经钻孔抽样检查,证明土体空隙已被浆液充填,孔隙率降低,强度提高1~3倍,内摩擦角由注浆前的21°提高为28~31°。洞口段下挖后,围岩稳定,仅有微弱的渗水现象,洞内地层裂隙水明显减少。

4 结束语

在隧道洞口段坡面滑动、崩塌可能性大,偏压严重,或地表可能严重下沉时,采用地面加固的方法加固地层是洞口施工的有效方法,常用的方法有深孔注浆、地面锚杆、高压喷射注浆等。通过地表加固措施,可提高围岩的自稳时间和自身承载能力,改善围岩物理力学性能,缩小开挖变形产生的松驰区范围,减小围岩对初期支护的压力;锚杆、注浆管可起到悬挂岩土体作用,防止塌方冒顶;加固充填矿洞及其坍塌体,使围岩整体性得到加强;封堵地表水下渗通道,防止地表水下渗软化围岩。大风坝隧道洞口段经过地表钻孔注浆加固,围岩强度提高了1~3倍,内摩擦角由注浆前的21°提高为28~31°,注浆加固工程取得了理想的技术、经济效果。

摘要：基于隧道洞口围岩特点,对隧道洞口施工原则和地表预加固技术及适用范围进行介绍,隧道洞口地表预加固技术在某公路大坝隧道中的应用取得预期效果。

关键词：隧道,注浆,喷射注浆,锚杆

参考文献

隧道洞口段预加固施工技术浅析 篇8

1 问题与分析

由于地形条件使得许多洞口呈现明显偏压,所以受力状况较差,加之岩体松软破碎,而洞口浅埋时,围岩自稳能力极差,甚至没有自稳时间,所以很有必要对洞口岩体进行锚喷支护预加固,从而迅速给围岩提供支护抗力,与围岩全面密贴粘结发挥连锁复合增强作用,发挥围岩自承能力,锚杆可深入围岩一定深度加固围岩,形成承载圈,阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。

进洞施工时,仰坡处于二维受力状态,容易产生滑坡,坡脚即仰坡与隧道顶板的交叉部位,洞口开挖后,该位置处于一维受力状态,所以若不进行加固处理,极易坍塌,破坏将波及仰坡和顶板的稳定,而隧道顶板在洞口开挖后,属于悬臂梁结构,稳定性较差,易冒落。采用锚喷预加固技术可以发挥锚杆将不稳定岩层悬吊在坚固岩层上,阻止围岩移动滑落,在隧道顶板岩层中打入锚杆,相当于在顶板上增加了支点,使隧道跨度减小,从而使顶板岩体应力减小。将若干薄弱岩层锚固在一起,类似将叠合的板梁变成组合梁,提高岩层的承载力。按照一定间距排列的锚杆在锚固力作用下构成一个均匀的压缩承载环。

隧道开挖到围岩稳定过程:隧道开挖后,在围岩应力重分布过程中,顶板开始沉陷,并出现拉断裂纹,为变形阶段;顶板的裂纹继续发展并且张开,由于结构面切割等原因,逐渐转变为松动,为松动阶段;顶板岩体视其强度的不同而逐步坍塌,称为坍塌阶段;顶板塌落停止,达到新的平衡,此时其界面形成一近似的拱形,可视为成拱阶段。由于浅埋隧道不能形成自然拱,所以围岩压力的大小与埋置深度直接相关,其受力机理见图1,图2。

2 工程实例

羊子岭隧道位于大巴山山脉南部之低山河谷区,起讫里程YD1K440+250～YD1K441+685,隧道进口下穿既有铁路段围岩为Ⅴ级。隧道分阶段埋深较浅,属构造剥蚀低山山地,覆盖层为第四系坡,残积粉质粘土和坡洪积层膨胀土,下伏三叠系中统雷口坡组盐溶角砾岩夹灰岩、白云岩,灰白色、黄红色、灰绿色等杂色,厚层状,层理不清,含泥质较重,盐溶角砾岩表层风化严重,常形成角砾或蜂窝状。隧道区岩体较破碎,节理、裂隙发育,完整性差。地下水以基岩裂隙水和岩溶管道水为主,地下水较发育,特殊岩土主要为膨胀土,分布于隧道进口段,厚2 m～20 m,具弱～中等膨胀性。地层为含石膏地层,地下水对混凝土多具有中等～强溶出型侵蚀性。隧道进口下穿既有铁路襄渝线和210国道,土层和风化层较厚。

3 边仰坡支护

3.1 边坡加固

隧道进口段右侧开挖线外设置3排ϕ75钢花管桩加固边坡,钢花管单根长8 m,间距1 m,梅花形布置。钢花管采用无缝钢管,管体应采用电钻钻设直径为1 cm小孔,按15 cm×15 cm梅花形布置,管孔采用XU3002A垂直潜孔钻钻孔,管棚孔直径应为92 mm,垂直打入,管孔施工达到标高后,安装管体,采用KBY50/70型注浆泵注浆,注浆材料采用1∶1水泥砂浆。

3.2 地表锚喷挂网支护

由于该隧道进口岩体较破碎,节理、裂隙发育,膨胀土分布于隧道进口段,厚2 m～20 m,具弱～中等膨胀性。地层中含石膏地层,从该地层流出的地下水对混凝土多具有中等～强溶出型侵蚀性。下穿既有铁路和国道,埋深较浅,土层和风化层较厚。喷层可能破坏剥落,所以在边仰坡及边仰坡道截水沟范围采用喷射混凝土充填裂隙加固围岩找平,封闭围岩表面防止风化,喷混凝土层与围岩体表面紧密粘结、咬合,使表面岩体形成较平顺的整体,依靠结合面处的抗拉、抗压、抗剪能力,与岩体密贴组成“组合结构”或“整体结构物”共同工作。锚网喷支护参数:ϕ22 mm砂浆锚杆长3.0 m,间距1.5 m×1.5 m,梅花形布置。ϕ8钢筋网,网格间距25 cm×25 cm;C20喷射混凝土,厚8 cm,采用混凝土湿喷机作业。

4 超前小导管注浆和长管棚支护进洞

小导管采用ϕ42无缝钢管,单根长为3.5 m,小导管尾部应加设ϕ8箍筋,防止小导管送入孔中时出现变形影响钢管性能,每环搭接长度为1.7 m;长管棚采用ϕ89热轧无缝钢管,钢管前端为尖锥状尾部焊接ϕ10加紧箍。小导管及大管棚管体应采用电钻钻设直径为1 cm小孔,按15 cm×15 cm梅花形布置,以利于加强注浆加固围岩。长管棚钢管分节制作节长为4.5 m,为增大管棚刚度,在管内设置钢筋笼,钢筋笼由4Φ22钢筋和固定环组成,固定环直径为4 cm,固定环按2 m间距布置,确保能使钢筋笼在管体内准确定位,应在钢筋笼上按2 m间距套上直径为6.5 cm橡胶圈,大管棚及钢筋笼连接采用丝扣接头连接,确保连接可靠。

钻孔顶管,超前小导管管孔采用YT-28型气腿式凿岩机施工,管孔直径为62 mm,沿着钢架外侧按1°～3°打入,环向间距为0.4 m。管孔施工完毕后,采用YT-28型气腿式凿岩机配合专用器械送入孔内。管棚孔采用XU3002A型水平潜孔钻钻设,管棚孔直径应为124 mm,沿着钢架外侧按3°打入,环向间距为0.4 m。管棚孔施工深度到位后,管棚长为35 m(节长为4.5 m),分为8节利用钻机顶到位并安装钢筋笼。管体安装完毕后,应以钢架焊接牢固。

管体注浆,注浆前,超前小导管应安装止浆塞及止浆垫板;大管棚应采用塑料泥封堵孔口并焊接垫板导出ϕ32钢管以利于注浆,大管棚周边围岩裂隙及掌子面采用喷射C20混凝土作为止浆墙。采用KBY50/70型注浆泵注浆,注浆材料采用1∶1水泥砂浆或1∶1水泥水玻璃双液浆(根据现场情况是否涌水量大决定),水泥采用P.O325R普通硅酸盐水泥,注浆时,遵循间隔注浆原则,中间孔应注意观察是否存在窜孔现象,若存在,应将窜孔内孔管体拔出,待注浆完毕后,重新打孔安装管体,再进行注浆。注浆压力达到0.5 MPa～1.0 MPa,计算注浆量是否满足施工要求(约8 m3),若满足要求时,恒压3 m～5 m停止注浆;若不满足要求查出原因继续注浆。

施工要点为:1)为保证长管棚外插角及间距的准确性,防止管棚钢管侵界或偏离开挖轮廓距离过大,影响管棚对地表的支护作用,每孔钻进时要严格控制钻杆方向,在每孔位置进行测量,再作出方向控制点挂线,检查钻机就位,与钻杆方向正确后开孔,综合考虑钻头钻杆自由下落因素,拱顶管棚在设计纵坡基础上抬高1°,周边管棚与隧道轴线呈1°外插角。2)相邻孔头管尾长短错开,避免接头在同一断面出现。3)保证钻孔方向的正确性,钻机开孔时钻速要慢,钻进30 cm后转速转为正常。严格控制推进力,随时挂线检查钻杆方向。4)注浆方式一次式每次注浆一次完成。

5 监控量测

1)隧道内目测观察:

了解开挖工作面的地质种类及分布状态、节理状况、断层特征;水文地质条件;开挖支护后观察初期支护的裂缝状况;锚杆端头情况;钢拱架是否被压曲,是否有空鼓现象,来预测开挖面前方的地质条件,为判断围岩稳定性提供地质依据,分析支护结构可靠度。

2)隧道收敛量测:

采用水平仪计、挠度计等量测拱顶下沉量;采用钻孔伸长计或位移计量测围岩内部位移。

3)地表下沉量测:

用水平仪在地表进行。距开挖面距离小于2D时,1次/d～2次/d;2D～5D时,1次/d,大于5D时,1次/周。

4)位移反分析,指导施工:

根据量测位移分析围岩应力重分布情况、围岩力学参数、围岩原始地应力,指导施工。

6 结语

在选择预加固方法时,应从改善围岩受力和提高围岩稳定性来考虑。在复杂地层中施工难度较大,须做到开挖和加固紧密结合,加强动态控制。通过对洞口地段地表加固,在不利条件下,安全进洞为该隧道的安全高效施工打下了坚实基础,为按期圆满完成本隧道的施工任务营造了良好的环境。

参考文献

[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.10-11.

[2]钟桂彤.铁路隧道[M].北京:中国铁道出版社,1996.16-17.

[3]朱维申,何满潮.复杂条件下围岩稳定性与岩体动态施工力学[M].北京:科学出版社,1995.34-35.

[4]夏才初,潘国荣.土木工程监测技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.21-22.

浅谈隧道洞口、明洞施工控制要点 篇9

隧道洞口工程施工除要给洞内施工创造条件外, 还要稳固因隧道施工可能引起坡面出现失稳现象, 尤其当洞口坡面存在较大规模滑动、坍塌、落石等可能时, 必须采取相应的施工质量和安全措施, 严格按照设计文件及规范要求即时施作工程防护设施, 以免产生严重的工程事故。一般包括洞外土石方开挖、截水沟修砌、边仰坡防护、洞口辅助施工措施、明洞及洞门修筑等工程。

2 洞口工程及明洞工程施工中常见的质量通病

2.1 边坡、仰坡防护施工一般采用锚喷防护, 在施工中常见质量通病

(1) 边坡及仰坡虽按自上而下开挖, 但刷坡坡度未严格按设计要求进行, 出现坡度较陡或较绞现象; (2) 锚杆数量、长度未严格按设计要求进行布置, 存在少布置情况, 且未严格按设计及规范要求进行注浆或不注浆; (3) 某些隧道工程由于施工存在仓促性, 拌和设备未进场的情况下, 采用路拌法进行拌和, 存在拌和不均匀, 最终导致混凝土强度不符合设计要求的现象。且喷射混凝土采用干喷工艺施工。

2.2 洞口施工辅助措施工

洞口施工辅助措施工, 常采用超前长管棚进行施工, 对后续进洞后控制围岩变形及地表下沉效果明显。在施工中, 常出现以下质量通病: (1) 钻孔深度未严格施工至设计孔深; (2) 长管棚安装长度和数量未能按设计要求进行施工, 存在数量和长度不足现象;钢管之间的连接未采用设计要求的连接方式, 而是图施工方便采用临时焊接; (3) 对管棚注浆时, 浆液未严格按设计要求进行拌和, 随意性较大, 导致水泥用量偏小, 注浆质量达不到设计要求; (4) 管棚注浆时, 未严格按设计要求的注浆压力和注浆量进行控制便结束注浆工作。

2.3 明洞混凝土施工存在常见质量问题

(1) 钢筋制作与安装工作中, 常出现焊缝不饱满、长度不足现象; (2) 混凝土浇筑过程中, 未按设计要求进行浇筑, 且振捣不密实; (3) 拆模后养生不到位或不进行养生, 导致混凝土出现收缩裂纹。

2.4 明洞回填常见质量通病

(1) 填料不符合设计要求; (2) 未严格进行分层回填, 分层厚度较大; (3) 碾压方法未不符合设计及规范要求, 甚至出现不采用压实机械进行碾压, 而采用挖掘机或装载等操作的行走方式进行碾压, 导致压实度不足。

2.5 质量意识不足

(1) 施工项目经理部部分施工管理技术人员质量意识不高, 存在侥幸心思, 或施工经验不足, 未严格进行质量控制, 使“三检”制度形同虚设, 未严格执行; (2) 部分监理人员由于经验不足或责任心较差, 未严格按设计要求进行验收。未进行巡视检查;或需要旁站的关键工作, 如锚杆注浆、超前管棚注浆等未进行旁站监理。导致施工方的偷工减料行为有机可乘。

3 质量控制要点

为避免出现质量问题, 严格按设计及规范要求进行施工, 须按以下要求进行质量控制。

3.1 明洞开挖控制要点

(1) 洞口开挖施工应避开雨季; (2) 采用明挖法施工时, 应自上而下分阶段、分层进行开挖。第一阶段挖至设计临时成洞面, 并视围岩情况, 结合暗洞开挖方法, 预留进洞台阶;第二阶段开挖其余部分, 形成永久边仰坡。不得掏底开挖或上下重叠开挖; (3) 洞口边、仰坡排水系统应在雨季之前完成。

3.2 锚喷加固质量控制要点

(1) 喷射混凝土施工不得采用干喷工艺; (2) 锚杆类型、规格、技术性能应满足设计要求, 并且严格按规范要求进行注浆工作; (3) 锚喷加固应按坡面开挖顺序由上至下分层实施; (4) 喷射混凝土前, 尽量将坡面平整, 清除松动的岩石与浮土; (5) 锚杆垂直坡面安置。也根据坡体的结构面组合实际情况, 对其方向作适当调整, 使锚杆能加固更多的岩石层面; (6) 在进行第一次喷射混凝土初喷后, 即可铺设钢筋网, 与喷射混凝土层密贴, 并与锚杆连接牢靠, 再进行后续喷射混凝土施工, 混凝土层应覆盖钢筋网。

3.3 洞口施工辅助措施工质量控制措施

(1) 洞口施工辅助工程措施所用钢管长度和钢管外径应满足设计要求; (2) 严格按设计及规范要求的环向间距、方向等布设参数布设超管棚钢管, 以及锚固所用材料; (3) 管棚注浆前认真分析围岩性质, 可通过试验, 选择合理的注浆设备和注浆工艺, 确定合理的注浆初始压力、终止压力以及注浆量。在施工过程中应认真做好注浆记录, 单孔注浆压力和终止压力以及单孔实际注浆量必须真实。管棚的安装和注浆必须要有影像资料。

3.4 明洞衬砌施工质量控制措施

(1) 模板:台车模板长度和宽度均不宜过大。模板长度过大容易造成板块刚度不足, 宽度过大不利于衬砌的弯曲过渡。长度一般可取100cm, 最大不应超过150cm, 其宽度一般为50cm, 并配若干块较窄的模板, 宽度为30cm。

(2) 衬砌钢筋制作与安装:①环向钢筋和纵向钢筋的交叉的每个节点均必须进行绑扎或焊接, 建议采用绑扎;②钢筋焊接搭接长度必须满足双面焊不小于5d, 单面焊不小于10d (d为钢筋直径) , 及焊缝应满足设计要求;③同一钢筋的两个焊缝间距距离不应小于1.5m;相邻主筋的焊缝位置应错开, 错开距离不应小于1.0m;④钢筋制作的其他要求应符合相关规范的规定。

(3) 衬砌混凝土施工:①混凝土配合比应通过试验进行确认, 以应满足设计要求和施工要求。②混凝土应采用混凝土搅拌运输车运输, 确保在运送过程中不产生离析、撤落、及混入杂物。③混凝土衬砌应连续浇注, 在初凝前完成浇注, 砼由下至上分层、左右交替、从两侧向拱顶对称灌注。④混凝土应采用振动器振捣密实, 并应采取确实可靠的措施确保混凝土密实。振捣时, 不得使模板、钢筋、防排水设施、预埋件等移位。

(4) 养生:应配备养护喷管, 拆模前冲洗模板表面, 拆模后喷淋混凝土表面, 在寒冷地区, 应做好混凝土防寒保温工作;混凝土养护时间不低于14d。

3.5 明洞回填施工质量控制措施

(1) 在拱圈混凝土达到设计强度、拱墙背防水设施完成后, 方可回填拱背土方; (2) 顶部回填土方应对称分层夯实, 每层厚度不得大于0.3m, 两侧回填的土面高差不得大于0.5m;底部应铺填0.5~1.0m厚碎石并夯实;回填至拱顶后应分层满铺填筑, 顶层回填材料宜采用粘土以利于隔水。明洞粘土隔水层应与边坡、仰坡搭接良好, 封闭紧密; (3) 先用人工填筑夯实回填至拱顶以上1.0m后, 方可使用机械回填施工; (4) 明洞回填密实度要满足图纸要求。

4 加强质量管理意识

(1) 项目经理部在施工前, 应分别对施工管理人员及作业班组进行技术交底, 增加施工管理技术人员以及作业人员的质量意识; (2) 项目监理部应加强内部监理培训工作, 使监理人员熟悉施工工艺流程、质量控制要点, 以提高监理人员业务水平, 严格按设计及规范严格进行监理。对责任心不强的监理人员, 可予以通报批评、内部处罚、开除的处分。

5 结束语

隧道洞口、明洞工程是隧道工程重要的组成部分之一。施工过程中的加强施工人员以及监理人员的质量意识, 严格按照设计文件及公路隧道施工技术规范的相关要求进行质量控制, 不能有随意性。

摘要：通过隧道洞口、明洞工程常见的施工质量问题, 指出隧道洞口、明洞工程施工质量控制措施的控制要点。

关键词：洞口工程,明洞工程,质量通病,控制要点

参考文献

[1]公路隧道施工技术规范 (JTG F60-2009) .北京:人民交通出版社, 2009 (9) .

[2]公路工程质量检验评定标准 (JTG F80/1-2004) .交通部公路科学研究所, 2005.

[3]云南省高速公路施工标准化实施要点[M].北京:人民交通出版社, 2012.

新黄土隧道洞口段施工实例浅析 篇10

闫家沟3#隧道位于陕西省绥德县满堂川乡闫家沟境内, 地处黄土梁分水岭地段, 黄土冲沟发育, 地下水较为丰富。地表为马兰组新黄土和坡积、冲洪积黄土状亚粘土, 新黄土土质均匀, 较疏松, 孔隙大且发育, 有较严重的湿陷性, 易掉块、塌陷, 为散体结构岩体, 成洞性能差, 并且洞口段有落水洞分布 (如图1) , 隧道拱部基本全部处于松散土体内 (如图2) 。隧道最大埋深80m, 工程所处地区最大冻土深度1.2m。

2 施工技术的理论依据

2.1 黄土的结构与构造

黄土为非均质骨架式架空结构, 碎屑矿物组成的极细砂粒和粉砂粒构成基本骨架, 细粉砂为填料, 粘土矿物、水溶盐和吸附水膜为胶结物质。这种具有大孔和多孔的骨架式架空结构, 使黄土表现出松散特性, 尤其是新黄土和新近堆积黄土。

黄土形成过程中, 生成了其原生层理构造, 导致了黄土的各向异性以及物理力学性质的不均性。垂直节理发育是黄土最典型的构造特点, 它破坏了黄土的完整性, 影响黄土物理力学性质, 尤其影响其中的地下水的渗流和分布。

2.2 黄土的工程特性

由于黄土特殊的物质、结构和构造特征, 决定了黄土具有不同于其它土体的特殊工程地质特性, 主要表现在:

(1) 孔隙率大、密度小;

(2) 塑性较弱, 一般情况下, Ip=8～13;

(3) 天然状态下, 抗剪强度较高 (c=0.03～0.06MPa, φ=150～250) ;

(4) 透水性强, 渗透系数K可达1.0m/d以上;

(5) 各向异性明显, 以透水性为例, 较之水平方向而言, 垂直方向的渗透系数要大得多, 有时甚至要差数十倍;

(6) 抗水性弱。黄土对水十分敏感, 随着含水量的增加, 黄土的压缩性急剧增大, 抗剪强度和承载力显著降低;更为重要的是, 水的作用使黄土结构发生破坏, 发生强烈崩解, 产生黄土湿陷;黄土遇水膨胀量小, 但失水收缩明显, 饱水黄土具有较强的触变性。

总之, 黄土的特殊工程地质性质, 如湿陷性、易触变性、强度低和承载力低, 使得黄土隧道的成洞条件和稳定性差, 病害易发和多发, 尤其有地下水存在时。

2.3 黄土的力学特性

黄土地层在无水时粘滞系数大, 围岩立壁性好。但承载力较低, 拱部范围地层稳定性较差, 开挖后拱部垂直荷载较大, 而且初期支护与周边地层的粘结力低;加之, 有水作用下, 因黄土湿陷, 围岩失去自承能力, 产生显著的附加沉陷;由于垂直节理发育, 黄土的水平固结作用微弱, 因此隧道开挖变形, 引起黄土竖向崩解, 致使在隧道周围沿两个破裂面范围内形成松弛体, 引起应力重分布, 造成很强的侧压力。格栅拱架或型钢拱架的支座一般直接落在黄土上, 在垂直荷载和初期支护自重的作用下, 初期支护的沉降量比较大, 一旦外力超出基底承载力极限, 拱脚或墙角容易失稳, 引起隧道病害, 如衬砌变形、开裂, 甚至拱顶坍塌等。

黄土隧道与岩石隧道不同之处在于岩石隧道随着开挖后围岩的收敛变形应力发生重分布, 并达到新的平衡, 而黄土隧道则会随着变形破坏并不断加剧并引发衬砌混凝土的变形。故在黄土隧道结构设计中应把控制变形及其发展放在首位, 从最大限度地保护围岩天然结构强度, 减少变形产生裂缝造成土体强度的损失出发, 选择能有效控制变形的支护型式, 是隧道建设成败的关键因素。

3 施工方案的选择

3.1 洞外边仰坡防护方案

该隧道进口段土质系新黄土类, 含水量较大, 水分蒸发后很容易变为松散土体, 因此洞顶土体极为松散, 而且在隧道拱口右侧土体内还存在落水洞, 施工难度极大。为了保持洞口山体稳定, 在尽量不伤及坡面原状的情况下, 先对洞口段洞顶及隧道右侧的落水洞进行综合治理:首先对落水洞进行分层压实回填, 并且落水洞顶部扩大1m范围内用C15砼进行回填, 回填50cm厚, 防止雨水渗入落水洞, 影响隧道拱部土体的承载力, 二是尽早完成洞口排水系统, 并清除洞口上方可能滑塌的表土, 采用网喷进行封闭, 网喷参数:锚杆为￠22砂浆锚杆, L=4m, 钢筋网为￠6钢筋@20cm, 喷射砼为8cm厚的C20砼.保证边坡稳定, 为下一步洞身开挖创造条件。

3.2 洞口段加固方案和洞身开挖方案的调整

1) 针对洞内地质情况, 以及落水洞与隧道的位置, 结合小导管地表注浆的实验结果, 最后确定采用长度为20m的大管棚进行超前支护, 以确保隧道施工安全。

2) 根据新奥法的基本原理, 软岩隧道开挖后及时支护, 严格控制变形, 尽早封闭成环。原设计隧道采用上下导坑进行开挖, 由于一次开挖面积较大, 影响隧道洞身的稳定, 并且很容易产生大的变形, 为了确保安全, 把隧道洞身开挖调整为三步开挖, 采取短进尺, 少扰动, 强支护的施工方案。

4 施工方法

4.1 超前管棚注浆支护

由于洞口管棚加固正好处于落水洞地段, 采用传统方法注浆会使大量浆液从落水洞流走, 这样不仅起不到注浆效果, 而且造成浪费。为了保证浆液不从落水洞流走, 并能更好加强管棚的支撑强度, 增加裂隙间的粘结力, 采取在管棚口加止浆阀, 分次循环注浆的方法处理, 即第一次先注入设计量的1/3即可停止, 保证浆液能流入裂隙内, 并根据实际情况调整水泥浆和水玻璃的比例, 控制浆液的初凝时间, 然后再根据实际情况分一次或两次完成剩余的注浆量。所注双液浆的参数为:水灰比为1∶1, 砂浆和水玻璃的比例为1:0.5～1∶1.5, 终止注浆压力为1.5～3.5MPa。

4.2 洞身开挖支护

4.2.1 明洞基础施工

管棚注浆结束后, 在进洞之前必须先进行明洞基础施工。明洞基础开挖完后, 先进行承载力实验, 等承载力满足设计要求后 (如果承载力满足不了设计要求, 必须采用灰土进行换填处理) 再进行绑扎钢筋——立模板——灌注仰拱砼——立模板——灌注填充砼等工序施工。

4.2.2 钢架施工

明洞基础完工后, 即可进行洞身开挖, 由于该段地质较为复杂, 洞口段采用短台阶开挖, 必要时辅以临时扇型支撑, 锚网喷及钢架支护, 钢架间距1榀/0.6m。拱架加工如图3所示。

4.2.3 洞身开挖

洞身开挖程序如图4所示。

开挖前, 先用洛阳铲进行超前探测, 如果岩质较差或裂隙走向垂直于线路方向, 对①部位先分两步开挖, 即两侧先开挖, 开挖至两榀或三榀后再进行中间开挖, 这样可以减少对岩体或裂隙的破坏, 保证拱顶受力均匀, 缓冲洞顶土方对洞身的压力。如果岩体较好, 即可对①部位进行全部开挖, 并采用钢筋砼垫块或木板对拱脚进行加固, 垫块或木板宽度取35cm, 高度20cm, 纵向长度与开挖进尺一致, 保证拱脚受力均匀。在开挖过程中, 如果发现落水洞, 尽量采用少扰动、快支护的方案进行处理。如果落水洞较大, 应架立模板, 采用片石砼进行回填, 并在砼中预留PVC管, 等砼凝固、拱架立好后, 对砼的背后空洞采用双液注浆处理, 保证背后密实。如果落水洞较小, 则增加径向锚杆和钢筋网, 全部用喷射砼填充密实。

①部位开挖2米后, 进行②部位开挖, ②部位拱架立好后, 拱脚除用垫块或木板进行加固外, 并用锁脚锚杆加固, 锁脚锚杆长3.5m, 因为②、③部位刚好开挖到半圆的位置, 拱脚承受初期支护的整体压力, 所以拱脚基础必须进行夯实处理并加垫木板或砼垫块, 如果拱脚土质特别松散, 必须加长锁脚锚杆或增加锚杆数量, 并且锚杆拉拔力必须满足设计要求, 保证拱脚不会出现大量下沉。②部位开挖至2m后, 进行③部位开挖, 同样型钢拱脚用琐脚锚杆和木板进行加固。如果在②、③部位开挖完后, 拱顶下沉量比较大时, 立即停止掌子面和②、③部位开挖, 并在掌子面附近间隔进行扇型支撑, 扇型支撑后, 如果下沉还不稳定时, 应间隔距离架设临时仰拱, 防止隧道整体出现变形。

等拱顶下沉基本稳定后, 在掌子面临时扇型支撑下, 进行临时支撑外的下导坑开挖, 先进行④部位开挖, ④、⑤、⑥部位分别相隔一定距离依次进行开挖, 如果地质较差时, ④、⑤部位的拱架和①、②、③部位一样, 全部用锁脚锚杆进行加固, 每侧加固2根。⑥部位开挖完后, 先进行一侧仰拱和填充施工, 等仰拱和填充完工后, 再进行⑦部位开挖, 保证初期支护迅速成环, 并进行另一半的仰拱和填充施工。掌子面距仰拱和填充距离不超过10m。

在仰拱和填充施工10m后, 洞外立即进行台车拼装, 及时施做明洞。

4.3 监测方案

4.3.1 隧道监测项目

新黄土隧道与一般石质隧道最大的不同点之一就是拱部沉降和净空水平收敛比较大, 而且隧道洞口地质复杂, 在施工过程中必须加强监测, 并根据监测结果指导隧道施工。隧道主要监测项目如表1。

4.3.2 监测频率

监测频率按规范规定频率进行, 当监测数据出现异常时, 适当加大监测频率, 确保监测信息及时准确反馈至施工中去, 并正确指导施工。

(1) 地质状况及支护状况观察在每次开挖后进行。

(2) 周边位移和拱顶下沉量测:每隔10～30m一个断面, 每断面2对测点, 用收敛计和水平收敛仪分别观测净空水平收敛值和拱顶下沉值。设点后1～15天每天量测一次, 16天～1个月每2天量测一次, 1～3个月每周量测一次, 3个月以上每月量测1次。

(3) 地表下沉量测:在隧道洞口地段布置断面, 每断面7个测点, 用水平仪和水准尺量测地表下沉量。当开挖面距量测断面小于2倍的开挖宽度时, 每1天量测1次。当开挖面距量测断面小于5倍的开挖宽度时, 每2天量测1次。当开挖面距量测断面大于5倍的开挖宽度时, 每1周量测1次。

4.3.3 监测结果及处理方案

当隧道开挖完成30m时, 由于6月4日晚受小雨影响, 6月5日早晨发现地表出现一道裂缝, 相对前一天地表位移最大为5㎝, 拱顶下沉最大为2.6㎝。为了保证洞身施工安全, 立即停止掌子面开挖, 并用C20喷射砼对掌子面进行封闭。洞口段10m范围内间隔3m用I22工字钢加工成扇型支撑进行加固, 洞身间隔5m用I22的工字钢加工成十字支撑进行加固。

加固完成后, 间隔3小时进行观测, 发现地表位移为1.9㎝, 拱顶下沉1.5㎜。6日早晨观测结果为:地表位移为1㎝, 拱顶下沉为5㎜。6日下午监测结果为:地表位移为8㎜, 拱顶下沉为1㎝。

据上述量测数据, 为保证隧道安全, 避免继续变形, 及时对初期支护实行成环。7日开始进行格栅成环施工, 由于洞口扇型支撑间距3m, 所以先把没有立扇型支撑的格栅进行成环, 然后逐渐拆除扇型及十字型临时支撑, 并迅速成环。

由于新黄土隧道施工属于新课题, 围岩稳定的安全警戒值目前还无法确定, 只能根据现场监控量测结果, 绘制支护、衬砌、净空收敛、拱顶下沉时态曲线及与开挖面距离之间的关系图, 分析判断围岩压力、砼应力等变化趋势, 并根据变化趋势来决定二衬与掌子面的距离, 根据监测结果随时调整初期支护的预留量等。

在施工监控过程中, 要及时对所得数据分析、处理, 以判断支护结构的稳定性和施工过程的安全性, 并将所得的结果及时反馈于施工过程中, 达到指导施工的目的。

5 结束语

通过上述方案和及时监测的实施, 顺利完成了该隧道在洞口安全通过落水洞的施工, 施工中不仅未发生大面积的塌方, 还节约了不少资金, 在工期紧张的情况下既保证了施工安全, 又保证了工程质量和施工进度。

摘要：以闫家沟3#隧道为背景, 根据黄土的结构、构造、工程特性和力学特性, 探讨了新黄土隧道洞口段施工中常遇到的问题和相应的处理措施和施工方案, 以及采取的监测方案和需要注意的事项, 为今后类似工程提供一点参考。

关键词：黄土隧道,洞口段,施工技术

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准, JTG D70-2004公路隧道设计规范[S].中华人民共和国发布, 人民交通出版社发行, 2004.

[2]申玉生, 赵玉光.高速公路双连拱隧道的中墙力学特性分析[J].地下空间与工程学报, 2005, 1 (2) :200-204.

隧道洞口施工技术 篇11

关键词隧道;浅埋

中图分类号U459文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0040-01

1工程概况

竹山下隧道(以下称为“实例隧道”)为国网济广高速江西鹰瑞高速中一座连拱隧道,全长330m,坡度比-2.26%。浅埋段桩号为K469+638～K469+653(进洞口),隧道区处于剥蚀低山丘陵地区,山体连绵起伏,山体植被发育,路线斜穿主体山脉,微地貌发育。隧道进洞口前为一较开阔的“喇嘛口型”洼地,洼地多为农田,由于山涧岩体裂隙水渗流,地表形成沼泽地,植被茂盛。洞口右侧发育一条冲沟,常年流水,冲沟横穿隧道洞口,上部山体有滑坡的可能性,在施工中注意防患。区内发育有1条断层破碎带,受其影响,在区内基岩构造裂隙较发育,且切割岩体较深。该路段设计采用隧道方式通过,其中K469+638～K469+653段为隧道浅埋段,采用地表注浆+反压回填。该路段若采用路基方案,需要大开挖断面,会产生5～6级边坡,支护工程量巨大,且对山体破坏严重,不易满足工程安全及环评水保的要求。

2隧道浅埋段设计方案及处治措施

实例隧道在施工测量发现K469+638～K469+653隧道浅埋段地形较设计采用数据有较大差异,局部隧道有露顶现象。隧道在该段采用CD法施工开挖,衬砌类型为V级加强,采用小导管进行超前支护。原设计对隧道K469+638～K469+653浅埋段采用地表注浆和反压回填对洞顶土层进行加固。具体要求如下:

1)地表注浆加固范围:隧道中线两侧各17m(横断面方向开挖轮廓以外4m)范围内的土体;地表注浆应在原状地面清理表层耕植土、松散土后实施。

2)地表注浆采用Φ42×3.5m钢花管,间距1×1m梅花型布置:在隧道轮廓线两侧以进入弱风化砂岩1.0m或打入隧道底两项综合控制;隧道轮廓线以内打入开挖轮廓线内2.0m。钢花管尾端与钢筋网焊接。

3)地表注浆采用水泥浆液,浆液分稀浆(水灰比1:1.1)、浓浆(水灰比小于1:1)两种。注浆压力0.5～1.25Mpa,基岩压力注浆段每段先期采用稀浆,后期采用浓浆。即开始采用稀浆灌注,防止细裂缝被浓浆堵塞,然后根据具体情况逐步提高灌浆压力和浆液浓度,灌浆结束前,用最大灌浆压力闭浆30～60min,以排除灌入裂隙中的浆液的多余水分。水灰比及注浆压力等注浆技术参数应根据有关规范、规定及细则的要求选取,并通过现场试验、现场注浆效果进行调整。在注浆完毕后在表层喷射30cm厚的C25混凝土,同时内设双层Φ14钢筋网,连成一整体。

4)反压回填应在注浆之后进行,回填土采用好的粘土,掺入10%的水泥,回填后采用压路机压实。回填范围填土至标高110m,保证洞顶有不小于5m的覆土。

5)完成地表加固施工后,才能进行此段洞身开挖,洞内开挖结合超前小导管对上部围岩进行加固,必要时可调整超前小导管环向间距至20～25cm。

6)洞内开挖施工以“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”为原则,加强地质超前预报工作,加强地表下降、拱顶下沉、围岩收敛等量测工作,发现异常情况出现时,及时研究并采取相应对策措施。

综合整体设计,通过地表注浆加固开挖基岩岩体,碾压回填解决山体偏压影响,超前小导管进行支护等措施,可以有效地保证该段隧道的施工。

3浅埋段隧道局部露顶的处理方案比选

根据现场施工开挖后的现场情况,拟采用以下三种方法进行方案比选:

I方案,在浅埋偏压段开挖路堑施作明洞的方案;

II方案,对隧道局部露顶段采用明挖护拱,对其他浅埋段仍采用地表注浆回填的方案;

III方案,在原有设计基础上,对浅埋段仍采取碾压回填施工,優化局部支护设计。

对于I方案,实例隧道洞口两侧山体陡峭,若采用明洞施工,挖方量加大,边坡支护工程量巨大,且存在施工期间安全隐患较多,故不采纳。下面着重对II、III两方案进行必选。

1)II方案,护拱方案。对拱顶覆盖层小于1m(含露顶)浅埋段设置护拱;对其他浅埋段仍按原设计图纸执行。

具体设计要求为:C25混凝土护拱厚度80cm(含初期支护钢支架),内设双层Φ22钢筋网,间距@20×20cm;护拱两侧设横向宽度不小于1.0m的拱脚扩基,基础要求落在弱风化层上,同时设置4根锁脚锚杆,L=3.5m。待护拱混凝土强度达到要求后,再对开挖范围进行回填土反压坡脚,回填土质量要求按原设计考虑。设计临时开挖边坡按1:0.2考虑。

2)III方案,回填方案。直接对该浅埋段采用水泥改良土进行夯实回填,保证拱顶覆盖层厚度不小于6m,同时加强该段的超前支护。具体要求如下:

①回填采用水泥改良土进行夯实回填,水泥土配合比采用1:12～1:15(质量比),水泥一般采用425号普通硅酸盐水泥,土料可就地取材,但不得使用淤泥、耕土、冻土、新黄土、膨胀土及有机物含量超过5%以上的土,土料过25×25mm筛。水泥土要拌和均匀,并使水泥土基本接近最佳含水量。回填时左右两侧对称分层进行,采用压路机进行碾压,两侧高差不应大于30cm,分层厚度20～30cm,要求压实度不小于90%,按路基施工标准进行验收。②回填过程中应做好临时排水沟,排水沟要做防冲刷措施。回填完毕后表面喷射一层10cm厚的混凝土,防止雨水冲刷。③对该段的初期支护参数进行调整,具体为工字钢钢架由I20a改为I20b,型钢钢架间距由60cm调整为50cm,每间隔三榀一环,采用洞内注浆。④方案比选。II方案,对隧道裸露段采用护拱进行施工,通过局部明挖提前先施作洞身上半部分断面初期支护,在洞身开挖时起到超前预支护,对浅埋层起到一种超前加固支护作用。相对于原设计方案减少了回填工作量和局部注浆量,增加了部分明挖量,可缩短部分施工工期。

III方案,对隧道浅埋段采用碾压回填再进行暗挖施工,延续原设计思路,从施工方式和设备上未做较大修改,便于按原有关施工组织设计进行施工。通过反压回填,减少了土体偏压,对于结构安全有保障,但延长了部分施工工期。

为了加快施工工期,保证隧道工程结构安全的情况下,针对浅埋段局部露顶的位置处增设护拱进行加固。目前,隧道已如期贯通,观测无任何异常。

4、结束语

通过采用增设护拱对浅埋段隧道局部露顶进行加固,起到了“承载拱”的作用,地面沉降处于稳定状态,为隧道明洞安全施工发挥了良好的作用。通过增设护拱、地表注浆加固,改善围岩(土体)的物理力学性能,缩小开挖变形产生的松弛区范围,有效的提高了土体的自稳时间和承载能力,取得了理想的技术、经济效益。

参考文献

[1]曾超,张建斌.厦门翔安(海底)隧道土建工程简介[C].海底与水下隧道国际学术交流会,北京:北京交通大学.

申家坡隧道进洞口施工方案 篇12

关键词：进洞口,地表注浆,长管棚,三台阶法

1 概况

申家坡隧道位于重庆市巫山县境内,隧址区属于中低山深切谷地斜坡地貌区,地形条件十分复杂,海拔高程487 m～531 m。进洞口位于南北向冲沟的斜坡上,上覆残坡积碎石土,分布普遍,厚度约2.3 m～16.4 m,下伏基岩为弱风化灰岩夹泥灰岩,揭露厚度9.7 m～43.6 m,山体自然坡度35°～55°。坡体植被欠发育,经雨水冲刷后局部出现拉应力裂缝,最宽处达8 cm。洞口围岩节理裂隙发育,完整性和自稳能力差,成洞条件困难,围岩级别为Ⅴ级。作为隧道施工的“咽喉”地段,如何在破碎坡积岩层中进行洞口段的施工,是在保证安全、质量和工期的前提下隧道正常施工的关键所在。

2 施工方案要点

申家坡隧道进洞口段位于软弱破碎的坡积岩层中,如何稳定洞顶上方山体是关系到能否进洞的关键控制点。经多次研究论证和经济技术对比,认为减少原有山体坡面开挖,提前施工洞口反压挡墙,采取地表注浆预加固山体和超前长管棚辅助进洞方案具有可行性。同时,要求洞身施工严格按照三台阶法施工,控制每循环进尺和台阶长度,保证初期支护及时落底封闭成环,以确保初期支护的承载力;加强洞顶、洞口地段地表位移(沉降)观测,洞室周边位移变形监控量测和日常观察,及时收集数据和分析、反馈信息指导后续施工。

3 洞顶地表注浆加固

3.1 地表注浆范围及注浆孔位布置

根据地形及洞顶碎石土覆盖层分布情况,综合考虑其他扰动因素,确定左洞洞顶40 m×50 m(宽×长)范围和右洞顶40 m×20 m(宽×长)范围进行注浆加固(见图1)。注浆管采用ϕ108钢花管,套管连接,ϕ10 mm注浆孔,15 cm间距梅花形布置,钢花管间距2 m×2 m,梅花形布置,钻孔方向垂直向下。注浆区域2 800 m2,其中注浆Ⅰ区钢花管17 m/根,共200根;注浆Ⅱ区钢花管15 m/根,共150根;注浆Ⅲ区钢花管13 m/根,共150根;注浆Ⅳ区钢花管15 m/根,共200根。

3.2 钻孔设备及注浆材料

施工采用三台ZQS-100型潜孔钻机进行钻孔,根据设计要求确定孔位,孔位偏差一般要求不大于10 cm,并在钻孔施工中注意钻孔倾斜率,偏差不宜大于5°,钻孔完成且确认达到设计要求后,尽快安装注浆管,以防塌孔。

注浆采用水泥单浆液和水泥—水玻璃双浆液。外围周边眼和岩溶空腔区采用水泥—水玻璃双浆液先施工兼作止浆盘,内部孔采用水泥单浆液后施工。

3.3 施工方法

采用预埋注浆钢花管法。在钻孔内预先下入带有孔眼的注浆管,然后把注浆花管内注入浆液,通过孔眼把浆液压入周围松散围岩和岩溶洞穴中,达到加固的效果。

注浆顺序为先低处周边孔后高处周边孔,先外围后内部,间隔注浆方式。注浆压力一般控制在0.5 MPa～1.2 MPa,终压1.5 MPa,施工时根据实际情况调整。浆液结束标准以注浆压力和注浆量确定,前期注浆孔以单孔注浆量控制为主,压力控制为辅,当单孔注浆量达到设计单孔注浆量时,可换孔注浆;后期注浆孔以终压控制为主,注浆量为辅,达到终压时,可延时20 min～30 min,即可结束注浆。注浆结束后,采用砂浆封孔,孔口抹平。

4 超前长管棚辅助施工

4.1 长管棚技术参数

根据地质勘探资料和现场实际情况,管棚采用以下技术参数:左右线进洞口端设长管棚40 m,每洞口41根。热轧无缝钢管ϕ108 mm×6 mm,节长3 m,6 m,钢管内安装钢筋笼;管距:环向间距45 cm;倾角:仰角1°(不包括线路纵坡);方向:与线路中线平行;钢管施工误差:径向不大于20 cm,隧道纵向同一断面内钢管接头数不大于50%,相邻钢管的接头至少须错开1 m。超前长管棚布置图见图2。

4.2 长管棚施工工艺

1)洞口段开挖及防护:地表注浆同时进行洞口段开挖及防护,洞口开挖应尽量减少对原有坡面的破坏,为方便钻机钻孔,注浆作业,套拱施工前在起拱线附近预留土石方做管棚施工平台,台阶长度一般5 m～8 m。2)混凝土套拱施工:采用C25混凝土套拱做长管棚导向墙,套拱厚0.8 m,长2 m,套拱内埋4榀Ⅰ18a工字钢拱架,导向管采用ϕ127×4 mm无缝钢管,导向管与工字钢焊为整体并用“Ω”形Φ16钢筋焊接。确保导向管稳定、方向准确,套拱施作好以后,与其相邻面采用喷射混凝土封闭,保证注浆时不跑浆。3)钻孔:搭设平台、安装钻机,钻机平台由上向下,由中间至两边根据孔位依次搭好。钻孔采用两台风动潜孔钻机。施工时先打有孔钢花管,注浆后再打无孔钢花管,无孔钢花管可以作为检查管,检查注浆质量。4)管棚插入和孔口处理:把孔分为奇数孔和偶数孔,奇数孔全部采用6 m管,偶数孔首尾两节采用3 m管,接头采用15 cm长丝扣套管连接,保证钢管接头错开。钢管就位后加以固定,钢管与导向管之间空隙采用砂浆封堵。5)注浆:注浆采用BW-250/50型注浆泵,浆液为纯水泥(添加水泥重量5%的水玻璃)浆液。按钻一孔注一孔浆,全孔一次注入的原则进行,注浆压力初压0.5 MPa～1.0 MPa,终压2.0 MPa,并持压5 min～10 min方可结束注浆。

5 洞身开挖及支护

申家坡隧道进洞口段采用三台阶法施工,三台阶法对松散、软弱破碎围岩稳定掌子面有着非常重要的意义,其目的是减少掌子面开挖面积,防止暴露时间过长,能够及时闭合成环。施工中严格控制每循环进尺不超过50 cm,台阶长度5 m～10 m,为开挖和初期支护赢得了时间,有效地控制了围岩变形。洞口段洞身支护参数是:Ⅰ18工字钢支撑,纵向间距50 cm,锚杆采用L=300 cm,D25中空注浆锚杆,纵环向间距50 cm×100 cm,双层Φ8钢筋网片,喷射C20混凝土26 cm厚。

6 施工质量鉴定和结果分析

申家坡隧道进洞施工前,我们对注浆加固后的围岩进行钻芯取样,量测其物理力学性质,平均抗压强度为7.35 MPa,浆液扩散均匀度不高,但对洞顶上方的岩层固结起到非常好的作用,保证了洞顶上方山体的稳定,为进洞施工储备了安全条件。超前长管棚的采用使得周边围岩得到了固结,在管棚的支持下为防止掌子面围岩的崩塌和松弛提供了保障。

申家坡隧道洞口段施工后,由于加固措施和施工方法得当,我们量测的拱顶下沉一般不超过5 cm,回归分析后,回归曲线与实测曲线无明显异常变形及沉降,表明围岩经过注浆加固处理及初期支护后其自稳性能较好,围岩应力经释放后能重新达到平衡。

7 体会

1)软弱破碎岩层中进洞口施工应重视坡面的稳定,采取必要的预加固措施是保证洞口段能否顺利施工的关键所在。

2)地表注浆应用越来越广泛,注浆材料的选用非常关键,根据要求选择合适的材料能有效改善浆液质量,提高早期强度,浆液和周边土颗粒发生反应,形成强度,达到固结的目的。

3)超前长管棚和洞身三台阶法的成功运用,有效地改善了围岩条件,合理的开挖和支护手段,抑制了围岩过快、过大的变形,保证了隧道洞口施工的安全和稳定,对施工和运营起到了非常重要的作用。

参考文献

[1]张虎.地表注浆在隧道工程中的应用[J].公路,2006(3):311-312.

[2]JTJ 042-94,公路隧道施工技术规范[S].