浅埋偏压围岩（通用8篇）
浅埋偏压围岩 篇1
1 工程概况
某高速公路隧道起讫里程YK87+235～YK87+940, 隧道全长705 m, 洞身最大埋深78 m, 涉及的地层主要有:第四系冲击层、残坡积, 侏罗纪西山头组凝灰岩、流纹岩, 大爽组晶屑熔接凝灰岩、含角砾玻屑凝灰岩夹钙质页岩。通过F5、F3、F4、F2多个断裂带, 进口端偏压严重, 上部残坡堆积体厚3～7 m, 隧道中线上部残坡积体覆盖层为4.5 m, 且均为松散的土夹石, 属浅埋部分, 开挖时覆盖层出现失稳的可能性很大并伴有坍塌现象。隧道按新奥法原理设计[1], 采用复合式衬砌, 初期支护为锚喷支护, 隧道洞口K87+235～K87+320段二次衬砌为65 cm厚C40钢筋混凝土, 初期支护和二次衬砌中间设PVC复合式防水层。该段隧道洞口特点为:围岩地质松散破碎、单侧压力大, 经过现场勘察发现地形横向坡度60°～70°, 隧道穿过强风化流纹岩, 围岩呈碎石状压碎结构、节里发育、断裂、岩体破碎, 且存在严重偏压, 开挖时极易坍塌滑坡, 浅埋偏压情况如图1所示。
2 进洞方案比选
采取全面性的加固措施:即从隧道外边仰坡、覆盖层地表注浆、偏压部分修筑挡土墙及加载反压, 同时在隧道内部从开挖到支护采用一系列的处理措施来减弱破碎、偏压及浅埋层对隧道的各种不良影响。该方案从隧道洞外加固、防护及加载一系列的处理措施来解决隧道由于偏压、浅埋等带来的危害, 保证其工程质量、施工安全及通车正常运营等。全面加固方案费工、费时并增加一些工程造价, 但可以保证工程质量、施工安全及正常运营阶段安全。综合各方面因素, 经过反复论证比选及设计单位、地质单位、指挥部、施工单位的认可, 决定采用该套方案。
3 进洞施工
3.1隧道边仰坡及地表处理
3.1.1 边仰坡开挖及防护
鉴于明洞拉沟段较差的地质状况, 边坡坡率不宜过陡, 同时由于洞口段右侧山坡陡峭, 如果放坡过缓则开挖宽度和开挖量都会过大。综合考虑各方面因素, 将开挖坡率定为1∶0.5 (下一级) 和1∶0.75 (上一级) 。仰坡开挖坡率定为1∶0.5。施工过程中采取人工配合挖掘机从上至下分步开挖, 边开挖边支护的方式, 及时封闭开挖面。根据坡面高度和地质情况的不同, 并考虑施工方便和可操作性, 确定分段开挖高度, 初步定为每段开挖高度3 m , 此高度在开挖过程中根据实际情况进行适当调整, 但最多不超过5 m。
边坡施工中, 将边坡防护参数中锚杆间距由1.5×1.5 m调整为1.2×1.2 m;将锚杆长度由原来设计的3.5 m加长到4.5 m;设双层钢筋网 (2层Φ6.5间距为20 cm×20 cm钢筋网片) , 喷射混凝土厚度为15 cm。每个梯段的防护结构紧密连接, 特别是钢筋网的连接。由于边坡较高, 坡面较长, 地质条件极差且变化复杂, 在由上至下逐级刷坡和防护过程中, 很可能出现极松散的土体, 使得既定坡率无法保持边坡稳定。对可能出现的这类问题, 采用在锚喷支护的基础上增加小导管注浆加固的处理方法, 小导管长度3.5 m, 数量将根据现场实际情况确定。
3.1.2 地表注浆
由于岩层破碎, 为保证成孔率, 防止钻孔后暴露时间过长而造成塌孔, 在钻孔每完成一孔后, 取出套筒前即进行钢花管安装。每根钢管的长度为6 m, 安装时根据实际深度将钢管进行现场焊接连接, 焊接要保证焊缝饱满、密实, 保证不漏浆。地表压注水泥浆, 为保证平行作业, 提高工程进度, 缩短工期, 在完成一定数量的钢花管安装后, 即进行注浆施工。注浆前先进行注浆现场试验, 根据地表钻孔取芯情况确定每个孔的注浆量, 注浆的其它参数通过实际情况确定。
3.1.3 洞顶地表封闭加固
由于地表松散, 为防止地表水渗入隧道围岩, 破坏围岩的稳定性, 必须对山体表面进行防水处理 (上述的地表注浆对于山体表层防水基本上无效) 。具体内容:采用7.5#浆砌片石框格作为骨架 (框格规格为3.0 m×3.5 m) , 框格断面尺寸为40 cm×40 cm。在框格的交叉点上采用长度3.0 m, Φ22砂浆锚杆进行加固。在框架内施作长度1.5m的Φ22砂浆锚杆, 锚杆间距2×2m。网格上部挂Φ6.5单层钢筋网, 网格间距20 cm×20 cm。挂网完成后, 喷射15 cm厚C20混凝土进行封闭。在此方案中7.5#浆砌片石框格、长度为3.0 m的Φ22砂浆锚杆和地表注浆用Φ108无缝钢管构成不可移动的稳定的刚性骨架, 长度为1.5 m的Φ22砂浆锚杆将Φ6.5单层钢筋网和C20喷射混凝土产生的下滑力进行均匀的分配。
3.1.4 反压土石方及反压挡土墙
在进洞口左侧平台上靠近路基左幅路基右侧排水沟外侧原隧道弃渣堆上砌筑10#浆砌片石挡土墙, 挡土墙高度与隧道拱顶开挖线平齐, 在挡土墙与山体之间进行反压土石方回填。回填的土石方及原隧道弃渣均可以对隧道的偏压起到反压作用, 保证偏压山体隧道施工过程中和隧道在运营过程中的稳定。
3.2隧道洞内处理方案
3.2.1 管棚施工
由于在洞顶局部进行了注浆处理, 管棚全部成孔, 管棚施工顺利完成。
3.2.2 隧道开挖及支护
台阶法预留核心土开挖施工工艺流程见图2。
3.2.2.1 上导坑的开挖及支护
在隧道边仰坡及地表的加固处理后, 开始进行进洞作业。由于围岩稳定性差、岩石破碎、风化严重、地下水发育, 施工时特别要注意塌方的防止, 初期支护要紧跟掌子面。在开挖前拱部138°范围内采用超前小导管注浆进行超前支护 (在超出管棚作业面的位置) , 超前导管具体施作:风钻钻孔, 超前小导管环向间距30 cm, 采用5°～30°的仰角打入, 孔深5 m, 每1.5 m 1环, 搭接不小于1 m。钻孔完成后, 用Φ20 mm小钢管制作吹风管, 将吹风管插入孔中, 用高压风射孔, 将孔内石渣等清理干净, 将小导管插入 (小导管为Φ42×4 mm, 在小导管壁按20 cm 间距成梅花形布置加工注浆孔, 注浆孔直径为5 mm) , 必要时用风钻顶入, 注浆采用双液压浆机, 压注水泥-水玻璃双液浆。
超前支护做好后进行开挖, 开挖采用“台阶法预留核心土开挖”, 每步开挖完成以后, 立即进行相应的支护处理, 具体的开挖和支护步骤见图3。上导坑开挖、支护完成后, 核心土开挖前进行径向注浆小导管以加固围岩 (偏压、浅埋段系统锚杆取消, 而采用径向注浆小导管纵横间距0.5×1.0 m, 孔深4 m, 其施工工艺与超前小导管相似) , 必要时施作临时仰拱形成闭合环。
1.上导坑部分开挖;2.上断面支护;3.核心土开挖;4.临时仰拱施工;5.下断面单侧边墙导坑开挖;6.边墙支护;7.下断面另侧边墙导坑开挖;8.边墙支护;9.下断面核心土开挖;10.仰拱支护;11.二次衬砌混凝土施工;12.路面施工
在上导坑支护时, 上导坑钢架与Φ42的小导管或锚杆头焊接, 以形成联合支护体系。上导坑支立的I20工字钢拱架在拱脚处, 随着开挖进尺施作由4根Φ22钢筋和速凝混凝土垫块作为钢拱架支撑作用位置, 以保证在进行下导坑开挖时拱架不下沉。当拱架连接钢筋连接就位后, 立即喷射混凝土至设计厚度, 并保证钢架有不小于2 cm的保护层, 使之构成共同受力结构, 达到加强初期支护, 控制围岩变形的目的。
为了增强上导坑的整体性, 减少上导下部拱架由于偏压造成的向内收敛, 在上导坑初期支护基本完成后, 用16号工字钢做成临时仰拱支撑在上导坑的拱架底部, 每条临时仰拱之间用Φ22螺纹钢筋, 间距1 m且纵向连接, 将临时仰拱连接成整体结构之后浇筑C30混凝土。
3.2.2.2 下导坑的开挖及支护
在进行下导坑开挖前, 在偏压一侧施做超前注浆小导管;下部开挖后, 及时施作下部初期支护[3], 其施作次序为:初喷3 cm厚混凝土、钢拱架安装、钢筋网、补喷混凝土将钢架覆盖等。在进行仰拱闭合施工时, 考虑到隧道有可能会在围岩偏压的情况下进行位移, 所以在仰拱软弱基底段进行竖向注浆小导管加固措施, 竖向注浆小导管采用Φ42×4 mm, 长度为4.5 m (可根据现场实际情况取值) , 在小导管壁按照20 cm 间距成梅花形布置加工注浆孔, 注浆孔直径5 mm;注浆参数和径向注浆小导管注浆参数相同。在完成下导坑的全部初期支护之后, 拆除上导坑的临时仰拱部分。
3.2.2.3 爆破施工要点
1) 钻孔。
要本着“准、齐、平、直”的原则进行, 严格按测量人员标出的眼位 (依据钻爆设计) 钻眼, 保证眼位和角度的准确性, 是实现理想爆破效果的关键[2]。周边眼要确保打眼外插角方向和深度, 保证炮眼平行。全部炮眼 (除掏槽眼外) 眼底要在同一平面上;掏槽眼深度要深于其它炮眼20 cm, 以保证掏槽效果。控制钻孔首先必须保证进钻位置的准确, 尤其对周边眼和掏槽眼进钻位置精度要求比其它眼高, 开眼误差要控制在3～5 cm。周边眼开钻时, 开眼定位在轮廓线上, 钻杆保持水平, 并平行于隧道轴线, 稍微外插3°, 开挖台阶控制在10 cm以内。掏槽眼钻孔精度要高, 严格控制炮眼间距、深度和角度, 严禁炮眼打穿、相交或眼底位置左右不对称。其它辅助眼要按钻爆设计要求均匀分布, 为便于孔内排水, 钻孔可略微向上倾斜 (倾角不大于1°) , 孔眼间保持互相平行。底眼应向下倾斜, 但眼底不得超过开挖底轮廓线10 cm。
2) 装药。
采用光面控制爆破技术, 严格按钻爆设计药量控制装药量, 尽量减少对围岩的扰动, 周边眼采用不偶合间隔装药结构, 将药卷按一定间距均匀缚于竹片上, 中间以传爆线连接, 其他炮眼采取连续装药结构, 全部炮孔均采取反向起爆方式。装药作业应分片、分组进行, 装药前用高压风将炮眼吹净, 并按规定捣实, 炮眼要用炮泥堵塞, 堵塞长度不小于20 cm, 以保证爆破效果。
连接起爆。
起爆雷管采用非电毫秒延期雷管, 严格按钻爆设计段数跳段使用。非电雷管分片成束连接, 每簇10根左右, 管束间用同段即发 (或1段) 雷管连结。起爆网络为复式网络 (每簇间交叉连接) , 以保证起爆的可靠性, 避免出现瞎炮。连接时要注意, 导爆管不能打结、拉细或断裂, 各类炮眼非电雷管连接次数应相同。引爆使用双火雷管, 将引爆火雷管用黑胶布包扎在离一束导爆管自由端10 cm以上处。爆破施工作业流程见图4。
需要说明的是, 由于浅埋软弱围岩变形的范围有限, 应该充分保护和发挥围岩的自承载能力, 是控制而不是释放地应力, 所以需及早施工初期支护和二次衬砌[4], 这与普通深埋硬岩隧道是不同的。
4 结束语
在该隧道偏压、浅埋破碎段处理方案的选择中, 结合了现场条件, 通过制定多套方案, 经过分析讨论, 选出最优的处理方案。实践证明, 采用砂浆锚杆配合小导管注浆加固边仰坡、偏压处反压回填、地表注浆配合管棚成型、台阶法预留核心土开挖、洞内拱部超前注浆小导管、径向注浆小导管、锁脚小导管注浆及临时仰拱支护等项技术, 在浅埋、偏压等围岩严重破碎的不利地质条件下, 实现了安全进洞, 保证施工的安全, 确保工期, 同时也节约了项目开支。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准.JTJ026-90公路隧道设计规范[S].北京:人民交通出版社, 1990.
[2]中华人民共和国行业标准.JTJ042-94公路隧道施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 1994.
[3]王毅才.隧道工程[M].北京:人民交通出版社, 2000.
[4]中华人民共和国行业标准.TB10204-2002铁路隧道施工技术规范[S].北京:中国铁道出版社, 2002.
浅埋偏压围岩 篇2
关键词：浅埋；偏压；隧道；桥梁；施工技术
中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）06-0142-02
在隧道工程的施工过程中，必须保证新建隧道的安全与既有结构物的稳定，从而需要对隧道下穿既有桥梁问题进行深入的研究，避免出现因施工不慎出现桥梁垮塌的情况。
1 浅埋偏压隧道下穿工程的基本情况
当前，我国的研究领域针对浅埋偏压隧道下穿既有桥梁的研究文献非常的少，因此，人们对于在对隧道进行施工时，既有桥的力学行为的特点是什么以及怎样确定浅埋与深埋等问题仍然不是很清楚。因此，为有效的对隧道下穿既有桥梁这一隧道施工中的关键性问题进行研究，本文以某一高速公路出口的浅埋段隧道下穿既有桥梁段为研究对象，按照先进行施工浅埋与施工深埋的数值计算方法，对隧道施工过程中出现的地表沉降、桥梁受力等问题进行了深入的研究。
新建的隧道线路和已经建好的高架桥相交而穿过，如图1和图2所示，经过第五号和第六号桥墩的是左线隧道，经过第四号和第五号的桥墩的是右线隧道。
已经建好的桥梁跨径的布置是7×30 m的共一联，受预应力控制的混凝土小箱梁属于上部结构，需要先进行简支，然后再开展结构连续工作；柱式墩和灌注墩一般用于隧道的下结构的结构桥墩；U形桥台在这里会发挥很大的作用。通常情况下，会将隧道的路面宽度设置为8.5 m左右，设计为单线二车道，建筑的界限宽度约为10 m左右，高度约为5 m左右，而隧道的初衬厚约为27 cm左右，2衬厚约为50 cm左右。
隧道附近的地层结构一般比较复杂，围岩的稳定性也非常的差，因此，其稳定性非常的差，极易发生松动变形和小塌方等情况，进而会发展成大塌方，后果非常的严重。
为了有效的确保隧道施工中既有桥梁的安全，必须对桥墩进行深孔注浆，同时对隧道拱形进行深孔注浆与超前小导管加固。
2 浅埋偏压隧道下穿工程的数值计算方法
按照对隧道施工图和勘探资料的研究，我们建立了数值计算的模型，来对工程施工中所需要的数据进行科学的计算。由于隧道埋深的比较浅，因此，最好以自重应力场进行计算。通常情况下，隧道开挖时会有很强的边界效应，因此，建议将桥的左右结构设置在210 m左右，高度设置距仰拱底部40 m左右，将拱顶进行实际埋深。下边界施加竖向约束是最好的办法，水平约束左右边界。通过对隧道基本的分析研究，建议采用平面应变的分析方法，按照均质弹塑性对隧道围岩材料进行考虑。
围岩力学参数的基本依据是进行工程地质勘查，同时需要对施工段的隧道施工进行监控，深孔注浆区与小导管加固可以通过提高围岩物理力学的参数来实现。
3 浅埋偏压隧道下穿工程的数值计算结果分析
3.1 地表沉降结果分析
通过分析研究，我们发现先施工浅埋侧和先施工深埋侧的地表沉降曲线基本一致，最大的地表位移在隧道两洞拱顶上方，而后行洞施工对先行洞上方地表的最大沉降值却并没有太大的影响，这也是地表沉降被上半断面中的导洞开挖的主要原因所在，沉降量也就基本上完成了。经过研究分析我们发现，五号墩与六号墩之间的地表沉降与范围大于四号、五号桥墩之间的地表沉降与范围。由此可知，对五号和六号桥墩之间监测点的可设置小间距，而且也要将隧道中导洞与两侧弧导洞施工的监测频率提高。所有施工结束之后，右洞拱顶的上方为最大地表位移，先施工浅埋侧是15 mm，而先施工深埋侧是17 mm。
3.2 桥墩位移分析
四号墩到六号墩的桥墩水平侧移情况，在进行先施工浅埋侧时，墩底、墩身和墩顶的位移变化明显，有着越来越小的趋势。受桥梁上部的结构水平刚度比较大的影响，墩顶的侧移实际上就是0，但是墩底受桥桩基的带动作用的影响，会发生侧移，因而产生的位移是最大的。水平方向侧移最大的是六号墩，量值高达3.91 mm，位移最小的为四号墩，只有1.53 mm。在施工的过程中，桥墩水平位移的最大值为5 mm左右。
通过对施工中各个桥墩的侧移历史情况分析，不难看出，隧道的上半断面的两侧弧开挖是桥墩侧移的最大增量的形成区域。四号墩侧移受隧道左洞的施工的影响极小。跟着右洞施工不断增大的是五号墩，在上半断面施工结束后隧道的位移就不会再发生很大的变化。侧移在左洞施工后会慢慢的减小，最终的侧移会指向右洞，向右洞方向发生0.69 mm的位移是六号墩底。六号墩的侧移在左洞施工结束后会出现增大的现象，侧移在左侧断面结束后会达到3.86 mm的最大值，然后慢慢的趋于平稳。
在进行施工深埋侧时，通过对四号墩到六号墩的水平侧移情况的观察、研究以及分析，我们发现位移沿桥墩和先施工的浅埋侧的位移变化规律是一样。六号墩的侧移量在施工完成后处于最大值，大约为4.3 mm，与先施工的浅埋侧相比，最大了很多；发生了两次转向的是五号墩的侧移，先在施工的时候偏向左洞洞身，五号墩偏向左洞的位移在右洞施工时会慢慢的减小，右洞施工结束后，墩底的位移是最小的，只有3 mm。
4 结 语
综上所述，隧道的施工会受到地表沉降、受力以及桥梁位移的影响，因此，在进行施工时，最好采用先开挖浅埋侧的施工方案，把施工重点放在监控量测中的桥墩之间的梁体，认真观察施工过程中桥墩位移的变化状况，从而确保隧道施工的安全。
参考文献：
浅埋偏压围岩 篇3
关键词：高速公路,浅埋偏压,软弱围岩,大断面隧道
1 工程概况
贵州省惠水至兴仁高速公路八标段林场隧道,位于贵州省紫云县浪风关林场境内。出口地势较平缓,有长约120 m浅埋地段,埋深约5.0 m～9.0 m。隧道通过段为山间狭谷斜坡,自然斜坡角约65°的陡坡狭谷地带上,出口为偏压地段。隧道出口山顶有一段走向与隧道走向基本相同的S309省道,是通往贵州省镇宁县和紫云县多个乡镇的主要公路通道,重载车辆多、客货车流量大。左线隧道全长1 146 m,右线隧道全长1 142 m,林场隧道是惠兴高速公路长大隧道之一。
2 工程地质特征
隧道通过地层为灰岩,围岩为Ⅲ级～Ⅴ级。左、右线隧道Ⅴ级围岩属洞口浅埋偏压段,洞口为崩坡积碎石土、强风化灰岩、泥灰岩、泥岩,深部为中风化灰岩、泥灰岩、泥岩构成,受构造影响自稳能力差,风化裂隙发育,岩体破碎,有溶洞,拱顶易产生坍塌,隧道开挖多呈滴状、线状渗水,雨季淋雨状渗水较普遍,局部有轻度涌水现象。Ⅳ级围岩由中风化灰岩、灰岩夹泥岩构成岩溶、裂隙较发育,拱部无支护时易小范围塌落,侧壁容易掉块。Ⅲ级围岩由中风化灰岩组成,岩体节理裂隙弱发育,洞内仅为潮湿或点滴状出水。围岩自稳能力较好,无支护时局部可能有小的掉块塌落。
3 设计支护参数
1)洞口Ⅴ级围岩浅埋段套拱、超前管棚注浆支护,管棚ϕ108×6 mm、长40 m、环向间距40 cm。洞身Ⅴ级围岩超前小导管ϕ42×4、长4.0 m、间距40×240 m,初期支护ϕ25中空注浆锚杆,长3.5 m,间距60×120,ϕ6.5钢筋网20 cm×20 cm,Ⅰ18钢拱架间距60 cm,C20喷射混凝土厚20 cm,二次衬砌C25钢筋混凝土厚50 cm。2)Ⅳ级围岩超前小导管ϕ42×4,长3.5 m,间距40×200 m,初期支护ϕ22药卷锚杆间距100×120 m,长3.0 m,ϕ6.5钢筋网25 cm×25 cm,Ⅰ14钢拱架间距100 cm,C20喷射混凝土厚20 cm,二次衬砌C25混凝土厚40 cm。3)Ⅲ级围岩ϕ22药卷锚杆初期支护,长2.5 m,ϕ6.5钢筋网25 cm×25 cm,C20喷射混凝土厚10 cm,二次衬砌C25混凝土厚35 cm。
4 工程特点
4.1 环保要求高
隧道位于贵州省紫云县浪风关林场境内。自然环境相对脆弱,特别是隧道施工,要严格做好水源保护,施工中必须做好各类环保设施,最大限度减小施工对环境的影响,将林场隧道建设成为绿色、环保工程。浪风关林场区域内,有大量的珍贵林木,隧道施工要对林场区域内的珍贵林木进行重点保护,防止对环境造成破坏。
4.2 不良地质多
根据隧道设计地质资料统计,左线隧道Ⅴ级围岩占18%;Ⅳ级围岩占46%;Ⅲ级围岩占37%。右线隧道Ⅴ级围岩占22%;Ⅳ级围岩占44%;Ⅲ级围岩占34%。隧道地质构造复杂,不良地质和特殊地质多,隧道Ⅳ级软弱围岩所占比例大,对超前地质预报、监控量测及施工过程控制要求高。
5 隧道开挖施工
根据隧道通过的地质条件及隧道的设计断面,洞身开挖根据围岩级别分别采用不同的开挖法。Ⅴ级围岩开挖采用台阶法、侧壁导坑法或预留核心土体开挖,开挖面积106.8 m2;Ⅳ级围岩开挖采用台阶分部法,开挖面积98.2 m2;Ⅲ级围岩开挖采用全断面开挖,开挖面积85.1 m2。
6 施工综合处治措施
结合林场隧道施工现场条件、总体工期和经济成本等方面综合分析考虑,林场隧道施工采取由兴仁(出口)往惠水(进口)单向掘进。隧道在施工过程中由于浅埋偏压和复杂多变的地质,施工中发生地表沉降、拱顶下沉、溶洞、特大溶洞、围岩收敛变形超限和塌方。本文就林场隧道施工中针对性地采用综合处治措施分别进行介绍。
6.1 塌方
隧道出口段上部是309省道,路面距隧道拱顶仅5.0 m～9.0 m,属洞口浅埋段Ⅴ级围岩。主要由碎石土、强风化泥灰岩、泥岩组成。受构造影响,围岩破碎松散,自稳能力差,隧道开挖多呈滴状、线状渗水,局部有轻度涌水现象。受地形条件影响隧道处于浅埋偏压状态,在隧道施工中边仰坡均出现了开裂及下沉现象。左洞施工至桩号ZK83+549.5～ZK83+539.5时,掌子面塌方,洞顶地表出现直径约7.0 m的塌穴,309省道路面也发生开裂。
6.1.1 双层加强超前小导管
ZK83+549.5～ZK83+539.5塌方段,在原设计的基础上增设6 m长ϕ42×4超前小导管,以度过塌方范围。导管采用钢花管,沿拱顶环向8 m范围布置,环向间距40 cm ,纵向4排,排距2.4 m,仰角40°～45°,注浆压力控制在0.5 MPa,用以加强对围岩的超前支护,增加围岩的稳定性,见图1。
6.1.2 临时钢支撑组、支护衬砌加强
ZK83+549.5～ZK83+539.5段采取Ⅰ20b钢支撑组临时加固,每3榀为一组,榀间距60 cm,组间距5 m,榀与榀之间采用Φ25钢筋连接,环向间距5 m;为了确保与初期支护的混凝土密贴,每组钢支撑采用C20喷射混凝土封闭喷平,喷射混凝土厚20 cm,待二次衬砌施工到此段后陆续拆除。初期支护工字钢由原设计的Ⅰ18变更为Ⅰ20b,纵向间距由原设计的60 cm变更为40 cm,锚杆由原设计60 cm×120 cm(纵×环)间距变更为40 cm×120 cm(纵×环),C20喷射混凝土厚度由原设计24 cm变更为26 cm。二次衬砌钢筋由设计Φ22变更为Φ25,二次衬砌混凝土由设计C25变更为C30。
6.1.3 洞内长(大)管棚
本段ZK83+525～ZK83+510发生塌方,塌坑14.6 m×11.4 m。掌子面围岩为炭质泥岩及黄色粘土,固结作用很弱,胶结质量差,结构非常松散,具有一定的塑性,受扰动时易发生缓慢的塑性变形,完整性及稳定性很差,隧道拱部及上覆残积粘土,掌子面有少量渗水现象,从塌坑来看,大部分为坡堆积体。该段处于浅埋偏压段,加之S309省道的影响,约束作用减弱,山体有开裂现象。
采用洞内超前大管棚处治方案,管棚起点里程为ZK83+525,管棚长度40 m,ϕ108×6 mm钢管,环向间距40 cm,共37根。为保证管棚施工角度,在管棚施工起点ZK83+525～ZK83+528纵向3 m管棚施工轮廓线范围超挖90 cm加大断面作为管棚施工工作面。ZK83+525～ZK83+528段初期支护采用Ⅰ20工字钢榀间距50 cm。为防止开挖后初支变形过大,决定在上导坑工字钢底脚处增设混凝土垫块,见图2。
6.1.4 双层钢拱架
ZK83+559～ZK83+553塌方段作初期支护和二次衬砌加强处理,工字钢由原设计Ⅰ18型单层变更为Ⅰ20b型双层,工字钢间距由原设计60 cm变更为40 cm,ϕ25中空注浆锚杆间距由原设计60 cm×120 cm(纵×环)变更为40 cm×120 cm(纵×环),C20喷射混凝土由原设计24 cm变更为44 cm,二衬钢筋主筋间距维持原设计不变,钢筋型号由Ф22变更为Ф25,二衬混凝土强度由原设计C25变更为C30,见图3。
6.2 地表沉降开裂
林场隧道左右洞掌子面分别施工至ZK83+543,YK83+565时,洞顶右侧山体出现开裂,受山体影响,左右洞洞内也伴随不同程度的下沉和开裂,施工及309省道运营受到严重影响。
6.2.1 洞外地表
对309省道采取改道处理,洞顶范围用碎石铺平并加盖3 cm厚钢板,以分散重载车辆的荷载,减少来往车辆给隧道造成的冲击破坏。
6.2.2 地表注浆
对塌坑及其周边3 m范围采取ϕ42×4,间距1.5 m×1.5 m钢花管注浆,钢花管呈梅花形布置。钢花管长5 m,注浆压力控制在0.2 MPa,注浆结束后3 d～5 d,再对塌坑分层夯实回填处理,回填至与地面线顺接后,再用50 cm厚粘土层对陷坑及周边开裂处进行封闭堵水。
6.3 溶洞、特大溶洞
右洞开挖至掌子面YK83+445洞顶出现溶洞,溶洞自掌子面向小里程方向延伸,溶洞周边岩体破碎、裂隙发育,裂隙内夹杂湿性黄褐色粘土,围岩自稳能力差,溶洞高度约6 m、纵向深度约11 m。左洞施工至掌子面ZK83+441时出现溶洞,溶洞从掌子面左侧向小里程延伸,溶洞宽约14.0 m～16.0 m、长约45 m～50 m、高度18 m～20 m。溶洞周边岩体破碎、裂隙较发育,且裂隙夹杂湿性黄褐色粘土,围岩自稳能力较差。
6.3.1 混凝土、吹砂回填溶洞空腔
在溶洞及其周边2 m范围内设置6 m长双层锚杆、纵向间距40 cm、锚杆入岩深度不小于3.0 m。钢拱架Ⅰ20b型双层,工字钢纵向间距40 cm。在溶洞空腔钢拱架上焊接铺设厚3 mm的钢板封闭并预留泵送管和通气孔,拱顶溶洞采用C20泵送混凝土进行回填,混凝土厚2 m,腔内采用吹砂工艺回填,见图4。
6.3.2 特大溶洞全套拱
隧道内特大溶洞采用C20混凝土全断面套拱防护通过;仰拱以下的溶洞全部用C20片石混凝土进行回填处理,Ⅰ20b工字钢双层钢拱架支撑、纵向间距40 cm,在溶洞空腔钢拱架外侧焊接铺设厚3 mm的双层钢板封闭用作套拱的模板,双层钢板层间距为70 cm,在双层钢板灌注C20混凝土,并预留泵送管和通气孔。在钢拱架外面施作隧道全断面套拱防护,套拱厚度70 cm。C20混凝土全断面套拱外吹填砂进行溶洞空腔回填,吹填砂至套拱顶高3.0 m左右即可,吹填砂既是套拱的保护层,又是溶洞坍塌和落石的缓冲层,见图5。
6.4 软弱围岩收敛变形超限
林场隧道右洞施工至掌子面YK83+565时,拱顶下沉加剧,YK83+610～YK83+580段收敛加快,部分区域累计收敛值达16 cm并仍在发展,初期支护也出现开裂现象。
6.4.1注浆加固
对YK83+610～YK83+580段左右侧采取42×4钢花管注浆,钢花管布置范围为:至高出隧道断面圆心1 m位置往下,按间距1 m×1 m梅花形布置,钢花管长6 m,与工字钢焊接以形成整体共同受力。注浆压力控制在0.5 MPa,增加围岩的稳定性。
6.4.2临时钢支撑、临时仰拱
YK83+610～YK83+580段采取Ⅰ20b钢支撑临时仰拱加固,每3榀为一组,榀间距60 cm,组间距3 m,榀与榀之间采用Φ25钢筋连接,钢筋环向间距1 m;为了确保与初期支护的混凝土密贴,每组钢支撑采用C20喷射混凝土封闭喷平,喷射混凝土厚20 cm。钢支撑支护施工中,应保证拱脚确实落于岩石之上充分接触,必要时可用钢楔楔紧。加快下导坑及仰拱施工进度,以使上下导坑初期支护尽早封闭成环,待上下导坑钢拱架封闭成环后拆除临时加固仰拱,同时要求下导坑及仰拱施工过程中应短进尺,早封闭。
7结语
林场隧道出口段口位于309省道下方的浅埋偏压地段,开挖断面大、地质条件差、Ⅳ级、Ⅴ级围岩所占比例大。隧道施工过程中发生的塌方、地表沉降、溶洞、特大溶洞、软弱围岩收敛变形超限。采取了不同的处治技术措施,取得了十分满意的效果。采取的技术措施合理可行,施工工艺成功且有效,能够保证工程质量和隧道的运营安全。林场隧道施工采取的一些成功技术处治措施,为大断面浅埋偏压软弱围岩隧道施工积累了施工经验。
参考文献
[1]中交公路规划设计院有限公司.林场隧道两阶段施工设计图[Z].2010.
[2]JTJ042-2000,公路隧道施工技术规范[S].
浅埋偏压围岩 篇4
隧道YK68+408～YK68+700段, ZK68+355～ZK68+700段, 洞体埋深2.5 m～94.2 m, 围岩为新生界第四系中更新河组 (Q
右线进口明洞里程为YK68+408～YK68+426, 长18 m, 埋深11.3 m～90 m, 实际明暗交界里程为YK68+417, 进洞段洞体埋深约11.3 m。洞口偏压, 偏压夹角为40°。左线明洞里程为ZK68+355～ZK68+378, 长23 m, 埋深2.5 m～94.2 m, 实际明洞长19.1 m, 进洞段洞体埋深约66.8 m。洞口严重偏压, 偏压夹角为58°。
2 施工总体方案
隧道明洞采用明挖法施工, 暗洞采用新奥法施工, 进洞采用套拱进洞。隧道半明半暗部分采用施作偏压墙、套拱、超前支护等措施减小偏压力。偏压墙为片石混凝土结构, 采用注浆小导管加固地基, 片石混凝土基础;超前支护采用108超前管棚注浆支护。暗洞软弱围岩地段坚持“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的施工原则;洞口工程未完成前不得进行暗洞开挖。暗洞Ⅴ级围岩采用单侧壁法开挖。
3 施工工艺及方法
3.1 施工工艺
3.1.1 半明半暗洞体的施工工艺
施工全部半明半暗洞体明洞部分的反压墙基础片石混凝土及套拱, 施工片石混凝土反压墙;分步开挖暗洞洞身, 每一个循环0.5 m～1.0 m, 及时安装型钢拱架, 施作锚喷支护。
套拱及进洞施工工艺流程图见图1。
3.1.2 暗洞洞体的施工工艺
右线在YK68+417处、左线在ZK68+374.1处全部进入暗洞, 进入暗洞后右线YK68+417～YK68+426、左线ZK68+374.1～ZK68+378采用单侧壁导坑法施工。单侧壁分部施工示意图见图2。
1) 利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前小导管、超前管棚、超前锚杆支护及导坑侧壁超前小导管、超前锚杆支护。弱爆破或人工风镐开挖1部, 进尺为钢架间距。喷混凝土封闭掌子面。施作1部导坑周边的初期支护和临时支护, 即初喷4 cm厚混凝土, 架立侧壁钢架和临时钢架, 并设锁脚锚杆。施工洞身锚杆、钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。2) 弱爆破或人工风镐开挖2部。喷混凝土封闭掌子面, 导坑周边部分初喷4 cm厚混凝土并接长导坑周边钢架和施作临时钢架, 并设锁脚锚杆。施工洞身锚杆、钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。3) 开挖3部并施作导坑周边的初期支护和临时仰拱支护, 步骤及工序同步骤1) 。4) 开挖4部并施作导坑周边的初期支护和临时仰拱支护, 步骤及工序同步骤2) 。5) 在滞后于2部一段距离后, 弱爆破或人工风镐开挖5部。隧底周边部分初喷4 cm厚混凝土。接长周边钢架和施作仰拱钢架, 施工洞身锚杆、钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。6) 在滞后于4部一段距离后, 弱爆破或人工风镐开挖6部。隧底周边部分初喷5 cm厚混凝土。接长周边钢架和施作仰拱钢架, 施工洞身锚杆、钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。7) 根据监控量测结果分析, 拆除中隔壁底部临时钢架, 灌注Ⅶ部仰拱。8) 浇筑该段内Ⅷ部隧底填充, 并接长中隔壁临时钢架, 使钢架底支撑于仰拱填充顶面。9) 根据监控量测结果分析, 待初期支护收敛稳定后, 逐步拆除多余的临时钢架。10) 利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅸ部二次衬砌 (拱墙衬砌同时施作) 。
3.2 施工方法
3.2.1 反压墙基础
自隧道起点开始, 直至隧道完全进暗洞处段落施工, 隧道起点处全部为明洞。首先开挖反压墙基坑, 施作偏压墙基础注浆小导管, 在注浆小导管施工完成后, 再施工偏压墙基础片石混凝土, 片石混凝土基础厚2 m, 位于仰拱下面。反压墙基坑开挖的范围为设计地面标高以上沿侧面山体向下的延长线。
3.2.2 明洞及套拱施工
在偏压墙基础混凝土施工完成后, 利用已经预埋好的工字钢进行套拱的施工, 采用Ⅰ20工字钢, 每60 cm一榀, Φ22连接钢筋, 连接钢筋间距1.0 m, 并挂设ϕ8钢筋网片, 采用挂板C25混凝土, 混凝土厚50 cm。
3.2.3 反压墙施工
半明半暗段的明洞段完成后, 立即进行反压墙片石混凝土的施工, 反压墙片石混凝土采用组合钢模板, 选用符合规范要求的片石, 取用自动计量拌合站拌制的混凝土。片石混凝土分层分段成型。
3.2.4 暗洞的超前支护
在明洞部分施工完成后, 在能施作管棚的围岩上施工ϕ108超前管棚, ϕ108大管棚仰角1°～5°, 长20 m, 并注水泥浆, 注浆压力应为0.5 MPa～1.0 MPa, 必要时可在孔口处设置止浆塞。止浆塞应能承受规定的最大注压力或水压。超前大管棚环向间距40 cm。
3.2.5 开挖
待超前支护注浆强度达85%后, 进行暗洞部分开挖。半明半暗洞体的暗洞部分采用风镐配合人工开挖;暗洞部分采用单侧壁导坑法开挖, 先开挖偏压大的一侧, 采用风镐配合人工开挖, 局部遇到坚石时, 为减少对周边围岩的扰动, 采用弱爆破将坚石震裂后用风镐开挖。每循环进尺0.6 m。
3.2.6 围岩量测
施工中通过加强洞内外观察、净空水平收敛量测和拱顶下沉量测等措施, 为隧道安全施工提供了技术保证。
3.2.7 初期支护
初期支护采用了常规的锚喷支护, 采用Ⅰ20型钢钢架, 间距60 cm, 用Ф22钢筋环向连接, 钢筋间距1 m;系统锚杆采用ϕ25中穿锚杆, 长350 cm, 间距75 cm, 呈梅花形布置;钢筋网采用ϕ8钢筋, 间距20 cm×20 cm;喷射30 cm厚C25混凝土。中空锚杆注浆压力0.5 MPa～0.8 MPa, 增强了支护效果。
3.2.8 衬砌
隧道采用偏压加强衬砌, 拱墙及仰拱均设置双层钢筋, 混凝土为C25泵送混凝土, 采用行走式全液压衬砌台车衬砌。
4 结语
1) 在浅埋偏压隧道中, 优先采用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法或留核心土开挖法。进行施工时, 施工顺序相当重要, 一般情况下, 必须先开挖偏压较大的一侧。2) 施工前首先应制定详细可行的施工方案, 处理好偏压问题, 确保支护结构有足够的强度, 尽量减少偏压对隧道施工的影响。加强洞口施工放样, 控制好预埋拱架及管棚的角度。3) 施工中, 必须遵循“早进晚出”和“减少扰动”的原则, 尽可能地避免对围岩的扰动, 尽可能地少刷或不刷边仰坡, 严格控制进尺。4) 开挖后尽快初期支护, 各部开挖工序间距要尽量缩短, 以减少围岩暴露时间, 将超前支护与锚喷支护紧密结合, 超前长管棚、短管棚均应与型钢钢架连接成整体, 才能发挥更好地联合支护作用。5) 为保证钢架及锚喷支护的支护效果, 要及时施工隧道仰拱;衬砌工作须紧跟开挖工作面进行, 力求衬砌尽快成环。6) 勤检查、勤检测, 对围岩发现有变形或异状, 及时处理隐患。
摘要：本文以高速公路某隧道洞口段施工为例, 具体介绍了高速公路隧道偏压、软弱围岩的施工工艺和施工方法, 积累了偏压隧道施工经验, 为大偏角偏压隧道洞口的施工提供了很好的借鉴。
关键词：隧道,偏压,软弱围岩,施工技术
参考文献
[1]黄成光.公路隧道施工[M].北京:中国建筑工业出版社, 2001.
浅埋偏压隧道变形后处理 篇5
十漫高速公路是银 (银川) 武 (武汉) 线的重点控制工程, 是连接西部和南方的重要通道, 对鄂、陕、宁的经济发展有重要意义。全线地质条件复杂, 桥梁和隧道众多, 其中最长隧道长5公里多, 桥梁桥墩最高达50多米。火车岭隧道位于湖北省郧西县和郧县之间, 隧道分为左右线, 其中隧道右线分为长140米和1211米两座隧道, 起讫里程分别为YK53+890～YK54+030、YK54+065～YK55+265, 1211米的隧道被50米明洞在开挖时分为两截, 明洞起讫里程:K54+122～K54+172。右线隧道进口有60米挖方路基, 路基施工好后, 有一定的施工场地, 但进口标高较高, 便道无法进入, 故不考虑从此进洞。明挖段场地较宽, 便道可以从此进入正线, 所以可以考虑从此进洞, 向隧道出口开挖。明挖段与路基段的42米暗洞设计有40米长管棚, 受此影响, 需等长管棚施工完毕后再进行此段隧道的开挖。 随着隧道不断弃碴, 可以将便道延伸至两座隧道间的路基段, 平整场地、施工边仰坡后再进行140米隧道的开挖。
YK53+890～YK54+030段隧道施工中, 由于此段属于偏压浅埋隧道段, 围岩属于Ⅲ类围岩, 局部属于Ⅳ类围岩, 工程地质条件复杂。在施工中, 在YK53+890～YK54+020段隧道左右两侧以及拱顶出现严重变形;隧道有些地方出现横向裂纹, 宽度最大达8cm, 而且不时还有混凝土块掉下来。其中靠近山体一边即隧道右边, 最大变形达1m, 拱顶沉降最大处达90cm, 左边最大变形最大达30cm, 隧道变形如图1。
2 成因分析
YK53+890～YK54+030段隧道, 工程地质复杂, 此段短隧道属于偏压、浅埋隧道;其中隧道最小埋深为3m, 围岩类型差, 山体植被发育良好。加上衬砌台车迟迟没有进场, 导致围岩及初期支护整体失稳。又由于地下开挖规模越大, 边坡应力场改变的就越大, 在边坡和坡脚引起应力集中也越剧烈, 边坡的稳定性降低也就越大。又由于此段隧道没有引起高度重视, 开挖隧道时采用全断面开挖, 没有过多的考虑围岩复杂的类型, 施工方法不当;导致了隧道大变形。
3 处理措施
隧道发生大变形后, 引起了业主、设计单位、项目部的高度重视, 首先对变形大的地段进行加固, 采用13m、10m以及16m的钢架沿隧道纵横方向进行及时加固, 以阻止隧道变形的进一步恶化。同时加强量测工作, 一有新的情况立即向有关部门通报, 以便及时采取应对措施。与此同时, 经过详细的调查、分析、研究, 制定了三套方案:
方案一:进行隧道改线。由于全线已经全面开工, 改线毕竟会造成更大损失。此方案立即被否决。
方案二:由于这段隧道不足150m, 可以把这段隧道改成一段路基。但是工程量浩大, 工期长, 费用高。此方案被否决。
方案三:对隧道变形段进行欠挖处理, 同时在右侧边坡上面进行加固。此方案工期短, 工程量小, 三方一致认为可以实施。
综合考虑上述各方案的优缺点, 结合相关类似工程的处理措施以及本工程的特点, 最终采用处理欠挖和边坡加固方案, 如图 (2) 隧道加固图。
4 施工工艺流程
4.1 隧道边坡加固
在处理隧道欠挖之前, 首先要对隧道上方的边坡进行加固, 以防止隧道变形的进一步加大。
首先进行测量放线, 定出距离隧道右侧边脚5m处的位置 (如图 (3) 隧道边坡加固图) , 然后沿山上修建两个长100m, 宽4m的平台。使用打孔机械, 在两个平台上垂直进行打孔, 打孔中要保持打孔的垂直度, 以及孔的深度。
上述步骤中导向管的安装是关键, 测量定位要准确, 否则将影响钻孔的方向。钻孔时应根据围岩的软硬程度随时更换钻头, 当钻孔到一定深度时检查其左右、仰俯的偏差并找出规律, 调整钻孔参数, 特别是中间越往下边的深度的钻孔方向不易控制, 更需特别留意。先打出第一个平台的所有孔道, 然后进行钢管注浆, 接着进行第二个平台打孔、钢管注浆。其中在钢管加工中, 在前端加工成尖锥状, 尾部焊φ6筋, 除尾部1m外, 管壁四周钻φ8mm的压浆孔, 以便浆液向围岩内压注。施工时, 先用人工手持风钻钻孔, 然后使用钻孔机械, 再将钻杆换成特殊钎尾将导管贯入孔中钢管由专用顶头顶进, 顶进钻孔长度不小于90%管长。钢管末端除焊上述挡圈外, 再用胶泥麻筋缠箍成楔形, 以便钢管顶进孔后其外壁与孔岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度, 并与格栅拱架焊接在一起。
注浆时要设排气孔, 采用双液电动注浆机压注, 注浆压力为0.5～1.0Mpa, 一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。同时注意周围有无窜浆现象, 注浆前将套拱与坡面相交处喷射200cm的混凝土封闭, 防止浆液沿节理缝隙处流出。超过2M Pa 时可终止压浆。单孔注浆量由浆液扩散半径及围岩的孔隙率确定, 可按下式进行计算:
Q = ABN ·PR 2L (1)
式中: Q 为浆液注入量, m 3;
R 为浆液有效扩散半径, m;
L 为注浆段长度, m;
A 为浆液充盈系数;
B 为浆液消耗系数;
N 为围岩裂隙率, %。
注浆参数如表1:
4.2 隧道欠挖处理
在边坡加固完成后, 开始处理隧道欠挖。首先测量组检查隧道变形详细情况, 每隔3m测量一个断面, 测量出变形后的数据, 提供给施工技术人员, 以此按照数据进行欠挖处理。
在处理欠挖当中, 由于隧道右边变形大, 先从右边开始进行处理, 采用人工风镐进行处理, 接着开始处理左边欠挖, 直到3米长的欠挖全部处理完毕。
隧道欠挖处理工序:测量 →切割钢筋、钢拱 → 重新安装钢筋、钢拱→喷射砼→测量→下一榀
在处理完3m长的隧道变形后, 立即进行二次衬砌。处理欠挖中要时刻遵循安全原则, 处理中严禁使用爆破, 衬砌要紧跟处理好的变形隧道段, 在变形大的地段, 必要时要进行的钢筋加密。二次衬砌采用衬砌台车整体灌注, 每个循环长度为3m。紧跟仰拱。二次衬砌为钢筋混凝土结构, 配筋率高, 主筋间距25cm。施工采用泵送混凝土, 严格控制混凝土质量, 也可适当的提高混凝土的标号。
仰拱施工前, 隧道始终为下部开口的环, 不能封闭, 抗剪和抗弯均不理想, 整体受力及其不利。仰拱及时封闭是保证隧道施工安全的保证。仰拱采用全断面整体灌注法施工。仰拱距离控制在0～4m以内, 仰拱采用全断面开挖, 仰拱及其填充分层一次灌注。
4.3 隧道量测
由于隧道变形大, 要加强隧道量测工作, 多布设量测点, 进行早晚汇报制度。
量测主要方面:
(1) 拱顶下沉量测
(2) 水平收敛量测
(3) 洞内观测
(4) 地表下沉量测。在隧道地表拱顶部位每1 m做一个观测点, 用水准仪和塔尺进行测量。
隧道中, 主要是测量拱顶位置沉降, 在距离路面1.5m和3.0m高度处测量其洞内收敛 (如图 (4) 隧道量测图) 。每天早上和晚上进行测量, 分析、比较测量数据, 及时反馈给三方。
5 结束语
经过两个多月的艰苦奋战, 约150m的欠挖全部处理完毕。经过反复量测, 拱顶最大沉降5mm, 量测距离路面3m处隧道最大收敛10mm, 距离1.5m处隧道最大收敛7mm, 衬砌中没有裂缝和变形, 达到了预期的目标。
浅埋、偏压、软弱围岩等地质条件复杂, 施工难度大, 给进洞和隧道施工安全等方面造成很大困难, 由于在施工期间及时综合运用了上述一系列施工技术的处理措施, 改善了大跨度、弱围岩隧道不良施工段的力学性能, 保证了工程施工安全, 使工程按期完成, 取得了显著的经济和社会效益, 实现了双赢。经过这一次教训, 我们总结了经验, 在隧道开挖中必须遵循“管超前, 严注浆, 短进尺, 弱爆破, 强支护, 紧封闭, 勤量测。”的原则。
摘要：介绍了复杂地质、地貌条件下, 新建隧道进出口浅埋偏压段, 在隧道变形后的一系列处理措施, 可提供以后隧道施工借鉴。
关键词：浅埋,偏压,欠挖,注浆,边坡加固
参考文献
[1]公路隧道施工技术规范JTJ042-94 (中华人民共和国交通部) .
[2]冯卫星, 况勇, 陈建军.隧道塌方案例分析.成都:西南交通大学出版社, 2002.
浅埋偏压围岩 篇6
1 监测爆破振动
1.1 爆破的条件和测试方案
某隧道工程的限高为8.7m, 净宽度为14m, 最大车速为100km/h, 隧道进口的拱顶深埋为8m, 离地表最浅处的轮廓线右侧不超过3m, 据此将其定义为浅埋偏压隧道。进而对隧道的土质进行研究, 隧道口处2m为粉质黏土, 洞口下方是中强度等级的片麻岩。在综合评定了隧道的围岩之后, 发现该隧道的爆破性较好, 将其定义为V级[1]。在拱部使用小导管进行支护, 墙部采用空注浆锚杆设计, 开挖时选用上下台阶法来施工。下断面使用水平孔拉槽爆破手法, 同时在上断面进行楔形掏槽掘进爆破。以地表的振速作为监控爆破的主要指标, 并对洞内内衬砌振速进行辅助监测。全面分析地震波衰减的规律。空洞效应指出岩体的结构会随着浅埋隧道的形成而改变, 加大地表振速。高边坡偏压隧道的开挖领域尚待分析与研究。此隧道工程的现场测试交叉中心为隧道掌子面, 测点选择为沿隧道轴方向和地表的垂直方向[2]。
1.2 爆破测试的原理和系统
使用振动记录仪来监测爆破振动, 经过现场测算, 振动的速度约为50cm/s, 振动持续的时间约为3s, 使用采样时间为2s的触发模式来记录监控的过程。同时, 还要采取一定的满量程以及一定的采样率[3]。随后, 就要在需要检测的位置进行速度传感器的安放, 然后就开展测试工作, 此外, 还要对速度传感器有没有在正常工作进行观察。在将正常工作的速度传感器确认之后, 就要马上启动采集装置, 同时选择适当的时间进行炸药的引爆。在进行炸药爆破的时候, 速度传感器当中会接收到应力波, 这时, 速度传感器会及时的记录并保存下应力波的实时数据。最后, 在将爆破完成之后, 还要整理收集的数据, 在将爆破时时间与速度的曲线得出来之后, 就要对其中的规律进行研究。
2 分析振动监测成果
在一般情况下, 地表沿隧道纵向布置点以及隧道浅埋偏压进口段是对振动进行监测的地点。科学合理的分析监测数据可以有效地优化爆破方案[4]。如果出现风化比较严重的隧道围岩, 需要工程的实际情况为根据, 在进行施工的时候需要利用上下台阶的方式。
一般情况下, 浅层岩体的结构会因为隧道的开挖而受到破坏, 在这样的情况下, 会改变爆破的振动速度。振动速度在开挖的方向上, 地质条件、横断面尺寸以及隧道的深埋等都与递减的速率具有十分密切的关系。在这必须要注意, 振动最大的情况在隧道偏压浅埋处的地方, 所以爆破对于偏压浅埋处的影响在施工的过程中必须要控制好, 只有这样才能够使工程整体的施工质量得到保证。
3 爆破振动控制技术
通过研究实际的工程, 我们可以发现, 采用以下集中方式进行爆破振动, 可以取得很好的爆破效果。1) 对合适的掏槽结构予以使用。在实际的爆破过程中, 用多级的小楔形掏槽替代大楔形掏槽, 这样可以有效的促进爆破所用药量的减少, 同时, 更为重要的是可以将好的条件创造出来从而对后面的爆破十分有利, 并能有效地控制爆破效果[5]。2) 需要以监测效果为根据, 对爆破参数予以优化, 通过试验以及研究浅埋隧道非敏感区段, 不仅可以有效地促进爆破振动的减少, 同时还可以使良好的爆破方案得到保证。3) 在进行爆破的时候, 只具有很少的可供选择的炸药。所以必须要以孔炮作用的差异为根据, 对科学合理的设计方案进行选择。如果具备一定条件下, 就能够采用精度较高的民子雷管进行爆破, 这样不仅可以设置延迟时间, 进一步将错峰减振的优势发挥出来, 同时还可以明显的提高爆破效率[6]。
4 结语
必须要选择用科学合理的掏槽结构进行爆破, 这样可以有效地促进爆破药量的减少, 而且采用多级的小楔形掏槽替代大楔形掏槽, 会具有更好的效果。以相关的研究为根据, 我们可以发现, 在爆破的时候, 振动最大的地方会出现在压浅埋处以及沿隧道横断面。总而言之, 必须要全面的监控爆破的振动效应, 优化爆破时的相关参数, 从而能够获得较好的爆破效果。
参考文献
[1]李盛春.隧道爆破振动对山顶房屋影响评价研究[J].中国科技纵横, 2010.
[2]李刚, 申春丽.聚云山隧道开挖爆破振动控制技术研究[J].中华建设科技, 2011.
[3]周建军.复线隧道开挖爆破振动监测分析与振速预测[J].科学之友:中旬, 2011.
[4]邓华锋, 张国栋, 王乐华, 邓成进, 郭靖.导流隧洞开挖施工的爆破振动监测与分析[J].岩土力学, 2011.
[5]何碧波.水平层状红砂岩隧道掘进爆破振动效应研究[J].铁道建筑技术, 2011.
浅埋偏压隧道进洞施工关键技术 篇7
宁屏公路蕉城段是省道303线的一段, 该公路的建设对改善闽东山区交通条件和投资环境、完善路网布局、促进地方经济发展、扩大闽东沿海港口的经济腹地具有积极意义。同时该公路也是闽北山区通往闽东沿海的便捷通道和战备迂回线, 满足国防交通保障和地方经济发展的要求, 该路的建成意义重大。
山葫芦隧道是宁屏路控制性工程, 是座单洞双向行车公路隧道, 全长432米。隧道设计纵坡为3.0%, 进出口均采用城墙式洞门。建筑界限:净高5.9米, 净宽10.5米, 其中行车道9.0米, 人行道宽度2*0.75米, 采用自然通风, 净空界限以外的空间设置排水及必要的照明设施等。山葫芦隧道布置如图1所示:
(1) 隧道地质构造。山葫芦隧道穿越一座呈北东65°鞍妆山脊, 属于山岭重丘区。进出口围岩为Ⅱ类, 以残、坡积地土及花岗岩、弱风化流纹岩为主, 地层覆盖较薄, 存在严重偏压, 并且进出口段受风化影响, 围岩呈碎石状压碎结构, 节理较发育, 稳定性差。
(2) 工程特点。场地空间狭窄;洞口上方十分陡峭, 地层覆盖薄, 且严重偏压, 存在崩塌危险, 进洞十分困难;工期紧, 任务重。
2 隧道进洞施工方案选择
山葫芦隧道洞顶覆盖层只有0~12m, 山体自重荷载与隧道洞口轴线成45°斜角走向, 存在浅理和严重偏压问题。根据实地考查, 进行方案比较, 最后采取上半断面预留核心土环形开挖, 在成洞面挂ф6的钢筋网片, 喷射C20砼, 插打锚杆进行加固, C20砼套拱施工, 长管棚超前支护, 洞身按新奥法原理施工, 采用上下导坑两头掘进, 上导坑开挖, 喷射C20砼、U25型钢拱架和Φ25中空注浆锚杆相结合初期支护加强, 下导坑开挖, 仰拱钢拱架与上部钢拱架闭合成环作为偏压进洞方案, 克服浅埋和偏压的不利因素, 保证隧道施工的安全。
3 施工方法及安全技术措施
根据山葫芦隧道进洞施工方法的特点, 采取“先排水, 快进洞, 短掘进, 多循环;早支护, 形成环;强支撑, 策安全;勤监测, 细分析;速反馈, 及时衬砌”的原则组织施工, 采用大管棚超前支护, 上半断面预留核心土环形开挖、下半断面采用中间拉槽, 左右马口预裂爆破跟进开挖, 挂网喷锚初期支护, 辅以钢拱架加强支护, 衬砌紧跟开挖面。为了使初期支护及早形成闭合环, 防止衬砌下沉并保证结构的整体性, 仰拱超前衬砌施作。
施工工艺流程:
上半断面预留核心土环形开挖———成洞面挂钢筋网片———插打锚杆———喷射混凝土———套拱施工———长管棚超前支护———上导坑开挖———挂钢筋网片———喷射混凝土———中空注浆锚杆初期支护———U25型钢支撑架———下导坑开挖———仰拱钢拱架与上部钢拱架闭合成环。
3.1 成洞面加固
山葫芦隧道洞口工程选择在雨水比较少的旱季开始施工, 在进行开挖过程中, 边坡防护与边坡开挖同步进行, 开挖到成洞面附近时预留核心土体, 洞口成洞面加固挂网锚喷支护, 采用长5m, 间距为1m梅花形ф22的加固锚杆, 挂ф6的钢筋网片, 网格间距为20×20cm, 然后喷射10cm厚的C20砼支护。加固锚杆使松动区的节理裂隙、破裂面等得以联结, 因而增大了锚固区围岩的强度, 有助于裂隙岩体和松动区形成整体, 成为“加固带”, 预防洞顶围岩崩塌和坠石。成洞面加固如图2:
3.2 长管棚超前支护施工
山葫芦隧道洞顶覆盖层较薄, 山体严重偏压, 为了保证进洞施工的安全, 在进洞口先做套拱, 采用片石砼做套拱基座, 套拱内埋设4榀U25型钢, 浇注C20砼, 套拱作为长管棚的导向墙。长管棚长30m, 环向间距50㎝, 共计30根。管棚采用108㎜热轧无缝钢管, 壁厚6㎜, 节长4m及6m。钻孔孔径比管棚钢管直径大20-30㎜, 钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。钢管前端加工成尖锥状, 尾部焊接加劲筋补强。有孔钢花管上入岩部分梅花形布置10㎜注浆孔, 注浆孔间距20㎝, 交错布置。钢管方向与路线中线平行, 钢管倾角为仰角2度, 超前长管棚注浆支护作为浅埋段施工辅助措施。长管棚超前支护施工如图3所示:
3.2.1 长管棚施工方法如下
长管棚注浆水灰比0.5∶1, 浆液扩散半径:不小于0.5M, 注浆压力:0.5~1.2M。管棚施工采用C20砼套拱做为长管棚导向墙, 套拱在洞口衬砌外轮廓线以外施作, 套拱内埋设四榀U25型钢, 型钢与管棚钢管焊成整体。管棚套拱施工时, 要预留核心土, 用钻机钻孔, 并顶进长管棚钢管。管棚按设计位置施工, 先打有孔钢花管, 注浆后再打无孔钢管, 无孔钢管可作为检查管, 检查注浆质量。钢管接头采用丝扣连接, 丝扣长15㎝, 保证受力的均匀性, 钢管接头纵向错开。
3.2.2 长管棚超前支护在隧道施工过程中主要起梁的作用, 壳的作用和改变地质条件的作用, 从而克服隧道浅埋和偏压的不利因素
梁的作用表现为长管棚超前支护的结构是一个沿隧道纵方向的梁结构, 发挥一个刚性梁的效果, 可以保证安全、快速进洞施工。
壳的作用表现为长管棚超前支护在施工工作面前方形成一个壳结构, 结构的厚度和刚性可以保证隧道施工的工作面及周边岩石的稳定。
改良地质条件的作用即长管棚将隧道施工工作面周围围岩的强度加以改善。
3.3 初期支护加强
洞身开挖出来后要及时进行初期支护, 浅埋和偏压地段初期支护加强主要采取了挂网、Φ25中空注浆锚杆, 喷射C20砼和U25型钢拱架相结合的施工措施。
3.3.1 锚杆初期支护
⑴初期支护均布置钢筋网, 钢筋网采用ф6钢筋, 钢筋抗拉强度550MPa, 网片间距为20×20cm, 钢筋网在洞外钢筋加工棚加工后搬运至现场安装。浅埋地段采用Φ25中空注浆锚杆, 单根母体抗拉断力不小于180KN;锚杆锚固抗拔力不小于100KN。中空注浆锚杆在初喷砼后及时进行, 钻孔用风钻进行。钻孔前应根据设计要求布置孔位, 作出标记, 孔位偏差小于15mm。钻孔深度不得小于设计要求, 钻孔应圆而直, 钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直。钻孔后应用砂浆作底座, 使锚杆安装后其垫板与底座密贴, 并与锚杆垂直。锚杆安装后螺母应拧紧。其施工工序为:布孔———钻孔———冲孔———做砂浆底座———安装锚杆———注浆。前3M锚杆范围作为锚固端, 浆液必须充填满, 待达到设计强度后才能施加预应力, 最后再次注浆填充, 锚杆要求配置PVC注浆管, 注浆浆液为C20水泥浆, 注浆压力控制在0.7~1.0mpa。锚杆初期支护如图4所示:
⑵锚杆的作用效果
(1) 支承围岩。锚杆限制约束围岩变形, 并向围岩施加压力, 从而使处于二维应力状态的洞室内表面附近的围岩保持三维应力状态, 因而能制止围岩强度的恶化。
(2) 加固围岩。由于系统锚杆的加固作用, 使围岩中松动区的节理裂隙、破裂面等得以联结, 因而增大了锚固区围岩的强度, 有助于裂隙岩体和松动区形成整体, 成为“加固带”。
(3) 提高层间摩阻力, 形成“组合梁”。对于水平或缓倾斜的层状围岩, 用锚杆群能把数层岩层连在一起, 增大层理间摩阻力, 从结构力学观点来看, 就形成了“组合梁”。
(4) “悬吊”作用。是指为防止个别危岩的掉落或滑落, 用锚杆将其同稳定围岩联结起来, 这种作用主要表现在加固局部失稳的岩体。
3.3.2 喷射砼初期支护
⑴初期支护喷射砼采用C20 (钢纤维砼) , 砼的喷浆采用湿喷施工。喷射砼的重量配合比:水泥: (砂+石) =1/4~1/4.5;水灰比0.4~0.45;含砂率:45%~55%;水泥用量350~420kg/m3喷射砼顺序先墙后拱, 岩面不平时, 应先找平。在边墙部分为自下而上, 从左到右或从右到左, 并注意呈螺旋轨迹运动, 一圈压半圈, 纵向按顺序进行, 旋转半径一般为15cm, 每次蛇行长度为3~4m。在拱部拱脚至拱腰处, 自下而上, 拱腰至拱顶由里向外喷射砼进行。喷射砼时, 其喷射砼速度不宜太慢或太快, 适时加以调整。喷射时严格控制厚度和平整度, 厚度控制采用埋设钢筋头的方法。
⑵喷射砼的作用与效果
(1) 支承围岩作用。喷层能与围岩密贴和粘结, 并给围岩表面以抗力和剪力, 从而使围岩处于三向受力的有利状态, 防止围岩强度恶化, 此外, 喷层本身的抗冲切阻止不稳定块体的塌滑。
(2) “卸载”作用。喷层属于揉性, 能有效地使围岩在不出现有害变形的前提下, 进入不敷出定程度的塑性, 从而使围岩“卸载”;同时喷层的揉性也能使喷层中的弯曲应力减小, 有利于砼承载力的发挥。
(3) 填平补强围岩。喷射砼可射入围岩张开的裂隙, 填充表面凹穴, 使裂隙分割的岩块层面粘连一起, 保持岩块间的咬合、镶嵌作用, 提高其间的粘结力、摩阻力、有利于防止围岩松动, 并避免或缓和围岩应力集中。
(4) 覆盖围岩表面。喷层直接粘贴岩面, 形成防风化和止水的保护层, 并阻止节理裂隙中充填物流失。
(5) 阻止围岩松动。喷层是紧跟开挖, 及时进行支护的, 早期强度较高, 因而能及时向围岩提供抗力, 阻止围岩松动。
(6) 分配外力。通过喷层把外力传给锚杆、网架等, 使支护结构受力均匀。
3.3.3 钢拱架初期支护
⑴钢拱架使用U25型钢支撑架, 每榀间距为0.5米。为了安装方便, 每榀钢拱架可分段, 段与段之间用联结钢板通过螺栓连接牢固。钢支撑设计考虑10cm的预留变形量, 安装之前先初喷4cm钢纤维砼。钢拱架按设计位置现场测量定位, 拱架平面必须与隧道中线垂直, 钢拱架架立通过垂球吊线的方法控制垂直度。拱架各节连接牢固, 安设位置正确、稳固并垂直隧道中线, 允许偏差:与线路中线位置30mm, 垂直度5%, 前后拱架间距±100mm。拱架之间纵向用纵向钢筋连接, 并与锚杆外露端焊牢, 拱架与岩壁之间用钢楔块楔牢、焊死、并与锚杆、钢筋网焊牢。钢楔块沿拱架大致均匀布置, 间距不宜过大。
⑵钢拱架为钢性拱架, 支撑的刚度和强度大, 可承受较大的围岩压力, 并且架设后立即承载, 充分发挥其力学作用。U25型钢支撑架施工如图5所示:
3.4 仰拱钢拱架与上部钢拱架闭合成环
山葫芦隧道采用上、下导坑台阶法开挖施工, 台阶长度10~15米, 每次开挖进尺不得大于2.0米, 上台阶采用光面爆破, 下台阶采用预裂爆破, 下台阶开挖后迅速安装边墙和仰拱钢拱架, 并与拱部钢拱架联结牢固, 形式钢架支撑闭合环, 接着挂Φ6钢筋, 网片间距为20×20cm, 并喷射C20砼, 形成整个隧道的初期支护闭合环。
4 结束语
山葫芦隧道通过对成洞面加固、超前长管棚支护、初期支护加强、仰拱钢拱架闭合成环, 改良地质条件, 刚性支护和柔性支护相结合, 及时向围岩提供抗力、加固围岩、增加强度, 阻止围岩松动、强度恶化、约束围岩变形, 有效地克服了浅埋和偏压的不利因素, 安全快速地进洞施工。
参考文献
[1]《公路工程技术标准》 (JTG B01-2003)
[2]《公路隧道设计规范》 (JTG D07-2004)
天平山隧道出口浅埋段偏压施工 篇8
关键词：隧道,浅埋偏压,高边仰坡,抗滑桩,明挖
0 引言
天平山隧道全长14 km, 其中D3K380+875~D3K380+700属于浅埋偏压段, 达到175 m, 在全国的工程实例中极为少见。
本文着重介绍:1) D3K380+752~D3K380+739段的跳挖进洞, 优化设计方案改变第一次进洞的里程。2) D3K380+870~D3K380+800高风险快速通过施工方案, 如何高效低成本的完成难度最高的浅埋偏压段施工。
1 D3K380+752~D3K380+739段施工
第一段位于D3K380+752~D3K380+739段, 此段落地貌特点为:主要存在一天然冲沟, 冲沟长度约有6 m, 最大埋深4.1 m, 最小埋深3.8 m。由于桂林多雨, 冲沟常年水量丰富。小里程方向主要为杉木群, 大里程为杂草。考虑到使用正常的施工从洞口进洞, 存在高风险且前期施工进度缓慢, 所以采用从此冲沟明挖进洞方案, 考虑到进洞时需要作业管棚, 拉槽的长度选定为13 m。从隧道右侧37 m左右的地方开始进洞施工, 使用挖掘机爬至覆盖层顶部后, 开始边仰坡施工。
1.1 高边坡处理
边仰坡施工根据埋深高度分为三级。其中隧道行车范围内边仰坡采用永久锚杆框架梁结构, 节点处施工8 m长φ32自进式锚杆。明洞开挖回填土以下临时边仰坡及明暗直立开挖面采用喷锚网防护, φ22砂浆锚杆单根长3 m, 梅花形布置间距1 m×1 m, 铺设φ8HPB235@25 cm钢筋网, 喷射混凝土8 cm。
1.2 大管棚施工进洞
大小里程使用Ⅰ20b工字钢作为套拱, 间距缩短至50 cm一榀外露1 m, 内嵌3 m完成套拱施工。套拱长度以施工大管棚的台阶高度为宜。大管棚长度为φ118×6, 单根长30 m, 环向角度3°, 一组大管棚38根。采用一边施工管棚一边注浆完成。大小里程完成管棚施工后, 采用三台阶七步流水作业法施工。这样小里程方向可以快速进入岩层较好段, 提供施工效益。大里程方向可减轻受浅埋偏压影响较大的出口段施工压力。
1.3 边坡后续加固措施
在边仰坡施工结束后, 根据现场边坡上所布置沉降点的数据反映, 边坡仍有一定位移, 会对后续施工造成安全隐患。钢筋混凝土锚杆挡墙墙高6 m, 挡墙外设两排φ28自进式锚杆, 第一排锚杆长度9 m, 第二排锚杆长度7 m, 纵向间距1 m, 交错布置, 锚杆外插角3°~5°, 锚杆垫片设置于墙面, 增强边坡稳定性。
2 D3K380+870~D3K380+800段施工
第二段D3K380+870~D3K380+800段施工。此段地质分析, 由于整个区域呈浅埋状, 形成右高左低的地势, 进洞部分D3K380+870~D3K380+857由于大雨山体滑坡左侧隧道净空已暴露, 且在D3K380+855~D3K380+845处埋深仅为2 m, 采用传统的施工大管棚已无法完成。右侧山体由于山体走向开挖后会形成高边坡。
施工方案考虑, D3K380+875~D3K380+837采用明挖出上导后, 趴拱施工, 明暗交界选取里程D3K380+837。
2.1 高边坡处理
对于高边坡的处理, 挖机采用多级刷破处理, 完成隧道边坡降坡后, 施作锚杆框架梁。边坡刷放范围为D3K380+885~D3K380+837, 边坡长度为48 m。最高处边坡位于D3K380+860~D3K380+850处, 采用4级刷坡, 坡比控制在1∶1的坡比, 每级边坡高度8 m, 最高处距隧道拱顶高度达到44 m, 属于高风险作业。
施工前准备:
1) 测量班对D3K380+885~D3K380+837段的横纵断面完成精确的测量, 并绘制出较为精确的横纵断面图。
2) 对施工人员进行上岗前的安全培训。
3) 技术人员在横纵断面绘制完成, 做出相应的技术交底。在施工前组织施工队作业人员以及测量人员, 召开技术交底会。
4) 明确各级作业人员的责任范围, 责任到人, 一级管一级的制度。
5) 在坡顶布置5组监控点, 测量人员每天3次对量测点进行量测, 形成收敛沉降完整资料, 指导施工, 保证施工安全。
施工中:
锚杆框架梁作业人员, 配合挖机完成边仰坡施工。测量人员勤量测, 现场技术人员和安全人员24 h蹲点作业, 保证施工正确和安全的完成。白天刷边仰坡卸载边仰坡土层, 晚上对路上进行出渣。
在实际操作中, 对此类边坡施工采用完成一级边坡就对其边坡施作锚杆, 介于场地原因和考虑到混凝土输送问题, 框架结构可以锚杆和边仰坡完成施工后, 统一进行。
锚杆采用φ32自进式锚杆, 单根长度8 m, 8 m采用3段式 (2+3+3) m完成施工。节点布置采用梅花形布置。采用自进式锚杆取代普通砂浆锚杆, 克服了普通砂浆锚杆诸如塌孔、无法插杆、注浆不饱满等难题, 发挥了锚杆支护的作用, 提高了围岩的承载能力, 保证了围岩的整体稳定。
2.2 明挖成洞
完成至隧道拱顶的降坡后, 需要考虑隧道成形和如何完成趴拱施工。断面图如图1所示, 考虑到隧道可能偏压倾覆, 在门口里程D3K380+875处设置两根3 m×2 m, 长度31 m和21.5 m两根抗滑桩, 抗滑桩底部深入隧道轨面下17 m, 2号抗滑桩保证山体对隧道的冲击, 起到卸载力的作用, 1号抗滑桩防止隧道倾覆, 左侧加设混凝土挡墙与抗滑桩相连, 并在D3K380+837处设置变形缝。
D3K380+875~D3K380+837分为两阶段完成:
第一阶段, D3K380+837~D3K380+860段挡墙与隧道上导拱架施工。根据地形原因, 左侧挡墙在D3K380+860处设置转角和变形缝, 挡墙位置向隧道外平移1 m, 方便上导坑施工。拱架采用HW175型钢, 间距60 cm, 设置22螺纹钢作为纵向连接钢筋, 间距1 m, 全环铺设。
施工工序图如图2所示。
1) 完成左侧挡墙基础施工后, 挡墙选择不一次性上顶施工, 施工至隧道圆心标高处, 并在此处设置两处接槎, 一处接槎用于上部挡墙接槎, 另一处接槎用于斜拉上导一侧中导施工。
2) 左侧上导与中导的支点立于挡墙接槎处位置, 形成合力, 右侧上导采用大拱脚镶嵌入土体内, 立架完成后湿喷25 cm C25喷射混凝土 (见图3, 图4) 。
3) 上两部完成后, 继续施工上部挡墙至设计标高。
第二阶段, D3K380+875~D3K380+860段施工。
施工工序如图5所示。
1) 同步进行1号, 2号抗滑桩施工, 与挡墙基础和隧道圆心以下部分挡墙一起施工。
2) 左侧上导与中导的支点立于挡墙接槎处位置, 形成合力, 右侧上导采用大拱脚镶嵌入土体内, 立架完成后湿喷25 cm C25喷射混凝土。
3) 上两部完成后, 继续施工上部挡墙至设计标高。
2.3 浅埋偏压段贯通
此时隧道轮廓已基本形成, 开始实现明暗交界处的隧道贯通施工, 组织两班施工人员进行施工:一班从D3K380+875向小里程方向施工;另一班从拉槽处向大里程施工。必要时采用临时支护加强。技术人员随时收集围岩量测资料, 对施工方法进行调控, 安全贯通。
大里程端D3K380+752~D3K380+837段注意施工的循序渐进, 采用仰拱紧跟、待围岩沉降达标后迅速施工二次衬砌, 保证埋深较深处的施工安全质量。
小里程处在上导坑全部完成初支后, 回到暗挖状态, 台阶迅速成形为七步流水作业典型步距, 从D3K380+875向贯通里程D3K380+837方向掘进, 此处必要时需设置临时支护, 仰拱紧跟策略, 安全完成隧道贯通。
2.4 D3K380+873~D3K380+837段洞顶回填反压处理
为了保证右侧高边坡与左侧挡墙的稳定和卸载掉边坡对二次衬砌的作用力, 在施工D3K380+873~D3K380+837段二衬之前, 需要对洞顶做一些施工处理, 对D3K380+873~D3K380+837段采用C20反压回填, 并在其顶端覆盖10 cm泥土并种草处理。反压回填线示意图见图6。
待反压回填施工结束完成此段剩余二衬的施工以及洞门端墙的施工。
3 结语
1) 天平山隧道175 m偏压段也属于国家挂号高风险隧道, 我们采用的明挖拉槽进洞, 优化了施工资源, 保证了施工的效益。
2) 对于洞口段D3K380+875~D3K380+837段的处理, 颠覆了传统的出动方式, 使隧道塌顶的可能性降至0, 安全解决隧道施工安全。
3) D3K380+875~D3K380+837的明挖出洞, 同样节约了工期压力, 明挖后可长距离施工上导坑, 用六七天时间通常能完成2个月的工程量。
4) 天平山隧道出口175 m浅埋偏压段施工, 无任何安全事故发生, 成功完成隧道施工。
参考文献
[1]TZ 204-2008, 铁路隧道工程施工技术指南[S].
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