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關(guān)鍵詞洞口大跨施工技術(shù) 動(dòng)態(tài)調(diào)整
中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1工程概述
老安山隧道全長15161m,位于秦嶺南麓低中山區(qū),地形起伏較大,平均海拔825~1990m。年平均氣溫 13.6℃,年平均降水量912.5mm,夏季雨量較為充沛,冬季雨水較少,年平均蒸發(fā)量1122.3mm,最大風(fēng)速28.0m/s,風(fēng)向N,最大積雪厚度15cm ;土壤最大凍結(jié)深度13cm。
老安山隧道出口段線路與站場的過渡加寬段為84m,其中明洞長17m,大跨1長33m(開挖斷面12.49m×16.4m),大跨2長34m為雙線變4線的過渡段(開挖斷面14.42m×20.23m)。大跨2與站臺(tái)橋椒溪河特大橋相鄰,為橋隧相連處。洞口段即為大跨2。該段地質(zhì)為太古界的片麻巖夾片巖,風(fēng)化層厚2-5m,全風(fēng)化-強(qiáng)風(fēng)化,Ⅳ級(jí)軟石,無水。
2原設(shè)計(jì)洞口段結(jié)構(gòu)形式
老安山隧道出口洞門原設(shè)計(jì)為斜切式洞門,明洞段長度為17米,洞口施工前先開挖邊仰坡,并施作錨網(wǎng)噴的臨時(shí)支護(hù),最后將洞頂回填種植土并施作拱形骨架護(hù)坡植草綠化。該段地形起伏較大且為右高左低的形式。兩側(cè)邊坡開挖的最大寬度達(dá)34m,最高高度達(dá)20m,仰坡最大高度10 m,縱深8m,且均為二級(jí)邊坡。
3進(jìn)洞方案確立
如按照原設(shè)計(jì)進(jìn)行施工則施工難度和風(fēng)險(xiǎn)較大,工期較長。由于隧道出口為橋隧相連處,橋隧同時(shí)施工干擾大,且該段時(shí)間位于9月仍舊有降雨。因此我部決定先施工椒溪河的0#橋臺(tái),待橋臺(tái)的承臺(tái)施工完畢后暫不施工臺(tái)身先回填承臺(tái)基坑,再進(jìn)行隧道洞門施工。這樣一來可避免在雨季隧道施工時(shí)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的狀況,二來在隧道承臺(tái)施工時(shí)開挖承臺(tái)基坑后可參考該段土體的穩(wěn)定情況,進(jìn)而為隧道進(jìn)洞方案的確立提供依據(jù)。事實(shí)證明,在橋臺(tái)基坑幾乎垂直開挖4 m的深度且無任何支護(hù)的情況下,施工1多月基坑無任何異常情況。這樣就說明明該段土體的穩(wěn)定性較好,不會(huì)輕易出現(xiàn)失穩(wěn)或坍塌的情況。在橋臺(tái)承臺(tái)施工完畢后恰好過了降雨的季節(jié)。經(jīng)項(xiàng)目部、監(jiān)理、設(shè)計(jì)的主要領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場勘查,反復(fù)研究后決定變更洞門形式及進(jìn)洞方案。將原設(shè)計(jì)的斜切式洞門變更為端墻式洞門,不開挖邊仰坡,采用明洞套拱的方法進(jìn)洞。
4明洞套拱施工
明洞套拱采用鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)形式,內(nèi)外層的環(huán)向鋼筋采用Φ22螺紋鋼,間距20cm,縱向鋼筋采用Φ12螺紋間距25cm。由于洞口拱部還設(shè)計(jì)了62根Φ108mm的超前大管棚,且要施工管棚導(dǎo)向墻。因此將套拱和導(dǎo)向墻合并,在套拱中心埋設(shè)I25a工字鋼,間距50cm,每榀拱架設(shè)置縱向連接筋,連接筋采用Φ22螺紋鋼,間距1m。這樣一則作為安裝管棚導(dǎo)向管的支撐連接點(diǎn)使用,二來作為套拱內(nèi)側(cè)掛設(shè)模板的支撐。同時(shí)增加了套拱的整體性及穩(wěn)定性為日后進(jìn)入暗洞后的初期支護(hù)拱架聯(lián)成整體提供了有力的安全保障。達(dá)到了一舉數(shù)得的效果。由于大跨段寬度達(dá)20米之多,高度為14米,施工明洞套拱時(shí)不能按照普通的先拱后墻法施工。必須按照先墻后拱的逆作法進(jìn)行施工。同時(shí)為保證邊墻開挖后土體穩(wěn)定,在施工底部邊墻的基礎(chǔ)時(shí)進(jìn)行了加寬處理,這樣同時(shí)起到了擋土墻的作用。在向上部施工時(shí),每向上一節(jié)逐步變窄,最后合攏拱部的鋼拱架,澆筑拱部的混凝土。形成一個(gè)閉合的整體。具體做法如下:
①開挖隧道兩側(cè)的邊墻
開挖邊墻達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后預(yù)埋鋼拱架、連接筋、并安裝內(nèi)外層的環(huán)向及縱向鋼筋,立模板,最后澆筑C20混凝土,寬度3米,高度4米。
②施工上臺(tái)階
將明洞內(nèi)回填石碴,高度達(dá)到施工平臺(tái)的高度,再開挖上臺(tái)階的土體,寬度縮小50cm,為2.5m,高度3m,然后按裝拱架、連接筋、及內(nèi)外層的鋼筋,并與基礎(chǔ)邊墻的拱架和鋼筋連接牢固。
③合攏拱部鋼拱架
合攏拱部鋼拱架時(shí)先在地面將拱部的分節(jié)拱架拼裝好,然后采用挖掘機(jī)起吊安裝,這樣施工快速安全且施工誤差小。在安裝拱部鋼架之前仍需回填石碴達(dá)到工作平臺(tái)的高度。
④管棚導(dǎo)向管的安裝
安裝導(dǎo)向管時(shí)需預(yù)留一定的高度及外插角。由于大管棚一般較長,在鉆進(jìn)的過程中由于重力因素,鉆桿會(huì)隨著鉆進(jìn)的深度而向下傾斜,形狀為向下的曲線。并且在隧道開挖后可能會(huì)產(chǎn)生下沉。因此設(shè)計(jì)上都要預(yù)留1°-3°的外插角。但在導(dǎo)向管安裝的高度和外插角的選取上仍需結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情況而確定。如地質(zhì)松軟則預(yù)留高度和外插角都要偏大,這樣不僅預(yù)留了下沉量,而且管棚以后注漿后的漿液擴(kuò)散半徑也不至于傾入隧道開挖輪廓線內(nèi),只需加固隧道周邊輪廓即可。反之則取小。由于該段的圍巖密實(shí),整體性較好,且注漿壓力為0.5-2MPa,注漿類型為固結(jié)注漿,并非劈裂注漿。因此導(dǎo)向管的高度選取鋼拱架上15cm,外插角為1°。這樣在進(jìn)入暗洞開挖時(shí)大管棚下方的土體脫落后,超挖量也就相應(yīng)的減少。節(jié)約了初期支護(hù)噴射混凝土的方量。
⑤澆筑套拱拱部混凝土
澆筑混凝土前安裝內(nèi)側(cè)模板,內(nèi)側(cè)模板與拱架連接牢固,并在下部用鋼管及原木支撐牢固,防止跑模。然后安裝外側(cè)模板,最后澆筑混凝土,混凝土采用C30泵送混凝土,由汽車泵泵送。厚度為1米。(后附施工照片)
明洞套拱斷面示意圖
圖一 底部基礎(chǔ)施工圖二 拱部拱架拼裝合攏
圖三 安裝套拱模板并支撐圖四安裝導(dǎo)向管并澆筑混凝土
5大管棚施工
在施工完畢套拱導(dǎo)向墻后開始實(shí)作管棚。管棚鉆機(jī)采用CM358潛孔鉆機(jī),鉆孔采用為先高后低,隔孔鉆進(jìn)的方式。成孔后立即下管,以防止塌孔。下管時(shí)采用挖機(jī)和鉆機(jī)相配合的方式。在此之前鋼管要在專用的管床上加工好絲扣,鋼管四周鉆設(shè)孔徑15mm注漿孔,孔間距15cm,呈梅花型布置,尾部留不鉆孔的止?jié){段100cm,管頭焊成圓錐形,便于入孔。同時(shí)為了提高導(dǎo)管的抗彎能力,在鋼管內(nèi)設(shè)置鋼筋籠,鋼筋籠由四根Φ18主筋和固定環(huán)組成,固定環(huán)采用短管節(jié),節(jié)長5cm,與主筋焊接,按1.5m間距設(shè)置。在此要注意接長鋼管應(yīng)滿足受力要求,相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%,相鄰鋼管接頭至少錯(cuò)開1m。安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠后即對(duì)孔內(nèi)注漿,漿液由高速制漿機(jī)拌制,配合比為1:1的單液漿,水泥采用525號(hào)普通硅酸鹽水泥。 初壓0.5~1.0MPa,終壓2MPa,持壓15min后停止注漿。
6圍巖量測
在注漿完畢后等待漿液凝固的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行地表沉降、洞內(nèi)的拱頂沉降及收斂點(diǎn)的布設(shè)。布設(shè)完畢之后采用全站儀讀取初始數(shù)據(jù)。
①布點(diǎn)方式
地表埋設(shè)2排沉降觀測點(diǎn),每排7個(gè)點(diǎn),布設(shè)寬度范圍要在隧道開挖影響范圍以外。洞內(nèi)沉降及收斂點(diǎn)共為11個(gè)點(diǎn)。如下圖所示:
洞內(nèi)拱頂沉降及圍巖收斂點(diǎn)布設(shè)示意圖
②量測頻率
量測頻率在隧道開挖后的前幾天加大量測頻率,每天2次,待量測數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定后減少為每天1次,同時(shí)按照下表執(zhí)行。
量測頻率 變形速度(mm/d) 量測斷面距開挖工作面距離
(1-2)次/d ≥5 (0-1)B
1次/d 1~5 (1~2)B
1次/2d 0.5~1 (1~2)B
1次/2d 0.2~0.5 (2~5)B
1次/周 < 0.2 > 5B
注:B為隧道開挖寬度。
量測頻率表
7洞身開挖
由于該段位于洞口段,且跨度較大,設(shè)計(jì)的施工方法為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)情況,以及設(shè)計(jì)的支護(hù)參數(shù)并結(jié)合以往的隧道施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類比。實(shí)際決定采用四臺(tái)階結(jié)合雙側(cè)壁導(dǎo)坑的方法進(jìn)行施工。具體操作方法為上臺(tái)階施工時(shí)增設(shè)兩道臨時(shí)的豎向支撐以及橫向支撐,下面的三個(gè)臺(tái)階類似三臺(tái)階七部流水作業(yè)法一樣,在開挖臺(tái)階的馬口時(shí)都要錯(cuò)開3-5m,防止對(duì)稱受力。最后進(jìn)行仰拱閉合。這樣的施工方法對(duì)工序的調(diào)整轉(zhuǎn)換及初期支護(hù)的加固支撐具有靈活機(jī)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。在圍巖量測的基礎(chǔ)上一旦發(fā)現(xiàn)變形超標(biāo)立刻對(duì)下面臺(tái)階的初期支護(hù)進(jìn)行臨時(shí)的加固支撐,且拆除支撐也較為方便。如變形量在規(guī)范允許范圍值內(nèi)則可繼續(xù)向前掘進(jìn)。在此還要注意的是在臺(tái)階高度的選取上要考慮到安全和施工方便。上臺(tái)階的高度要滿足的矢跨比大于0.3的要求。中下臺(tái)階的高度滿足工人的方便操作,不宜太高。底臺(tái)階的高度可適當(dāng)增高。因?yàn)檎麄€(gè)大斷面的石碴都要堆入底臺(tái)階,如底臺(tái)階的高度不足則石碴的高度將會(huì)淹沒到下臺(tái)階,這樣不僅影響了下臺(tái)階的施工,還影響了出碴的效率。
老安山隧道出口大跨支護(hù)參數(shù)表 超前支護(hù) Φ108大管棚 間距40cm,拱部設(shè)置,長35m,共62根
Φ42超前小導(dǎo)管 間距40cm,每兩根管棚中間設(shè)置,長4m,搭接1m
初期支護(hù) Φ22砂漿錨桿 邊墻設(shè)置,環(huán)縱向間距80cm,長5m
拱架 I25a型鋼拱架,間距50cm
縱向連接筋 Φ22螺紋鋼,環(huán)向間距1m
網(wǎng)片 Φ8盤條,網(wǎng)格尺寸20cm×20cm
鎖腳錨管 每根長3.5m,每臺(tái)階4根
噴射混凝土 標(biāo)號(hào)C30,厚度32cm
預(yù)留沉降量 20cm
支護(hù)參數(shù)表
施工方法及步驟圖
事實(shí)證明采用這種施工方法,安全,高效。在短短的一個(gè)半月之內(nèi)已經(jīng)完成出口大跨的34米掘進(jìn)施工任務(wù)。而且地表、拱頂沉降和邊墻收斂均在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。(后附最大變形量點(diǎn)的量測數(shù)據(jù))
8結(jié)束語
隧道施工是一套綜合的體系,在各個(gè)環(huán)節(jié)的認(rèn)真分析和仔細(xì)研究下。將工程地質(zhì)、支護(hù)參數(shù)、圍巖量測等多方面相結(jié)合,制定出安全有效的施工技術(shù)方案并在施工中進(jìn)行不斷的動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化。就能達(dá)到縮短工期,創(chuàng)收效益的目的。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:大跨雙連拱隧道 重難點(diǎn)分析 三導(dǎo)洞工法 不足改進(jìn)
中圖分類號(hào):TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言:
雙連拱隧道占用土地節(jié)省,對(duì)于地形變化較大和土地資源匱乏的山嶺重丘地區(qū)和城市市政工程比較適用;但雙連拱隧道的施工工序復(fù)雜,所需建設(shè)工期相對(duì)較長,故只適宜在中短隧道中采用。由我公司承建的貴陽遵義中路隧道為雙向六車道連拱隧道,隧道建筑限界寬31.40m,高5.0m,采用復(fù)合式曲中墻結(jié)構(gòu),中隔墻最小厚度140cm。隧道全長485m,隧道最大埋深約51m。隧道平面線形呈S形,隧道縱斷面為上坡,坡度為3.66%。
1、大跨雙連拱隧道重難點(diǎn)分析及對(duì)策
1.1遵義中路為雙向六車道隧道,跨度大,圍巖以軟弱圍巖為主,巖體破碎,穩(wěn)定性極差。合理安排施工順序、減少相互干擾,安全、快速掘進(jìn)是本項(xiàng)目的重點(diǎn);防大變形、防坍方是本工程的難點(diǎn)。相應(yīng)對(duì)策如下:
1.1.1 縮短施工準(zhǔn)備期,快速進(jìn)洞。
1.1.2 采用側(cè)翻裝載機(jī)裝碴,增加出碴運(yùn)輸車輛,縮短出碴時(shí)間。
1.1.3 Ⅴ級(jí)圍巖段采用三導(dǎo)洞工法施工,短進(jìn)尺,多循環(huán),確保施工安全。
1.1.4 加強(qiáng)現(xiàn)場組織管理,確保各工序之間銜接緊湊,縮短工序循環(huán)時(shí)間。
1.1.5 隧道左、右線開挖面錯(cuò)開距離大于50m,采取超前預(yù)報(bào)和現(xiàn)場監(jiān)測,及早發(fā)現(xiàn)及早采取措施,確保施工安全。
1.1.6 及時(shí)調(diào)整施工方法,采用弱爆破進(jìn)行鉆爆開挖。不良地質(zhì)段盡量采用人工風(fēng)鉆開挖,短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)。做好爆破設(shè)計(jì),確保爆破進(jìn)尺和爆破成形。
1.1.7初期支護(hù)緊跟開挖面,回填注漿及時(shí)施作,減少隧道圍巖的變形。二次襯砌及時(shí)跟進(jìn),確保施工安全。
1.1.8 加強(qiáng)監(jiān)控量測,及時(shí)進(jìn)行信息反饋,以利動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工,確保保安全施工。
2、大跨雙連拱隧道三導(dǎo)洞施工技術(shù)
2.1 施工技術(shù)方案的比選
大跨雙連拱隧道一般采用中導(dǎo)洞和三導(dǎo)洞的施工方法進(jìn)行施工。在地質(zhì)條件復(fù)雜,圍巖破碎,節(jié)理發(fā)育、涌水量大以及洞口淺埋存在偏壓的情況下一般采用三導(dǎo)洞的方法施工。三導(dǎo)洞的具體做法是先在中隔墻處和上下隧道的兩側(cè)各開挖一條側(cè)導(dǎo)洞,再在中隔墻混凝土和邊墻混凝土完成后再在上下行線開挖正洞,是先做墻再做拱的施工順序。采用中導(dǎo)洞開挖的方法要求地質(zhì)條件相對(duì)較好、圍巖較好的施工地段,Ⅳ、Ⅴ類圍巖一般采用中導(dǎo)洞的方法進(jìn)行開挖。
原設(shè)計(jì)開挖施工方案為中導(dǎo)洞法,經(jīng)過實(shí)踐,此方法施工進(jìn)度慢,各工序間的干擾大,無法保證業(yè)主提出的工期要求。為此,我們?cè)谡鞯脴I(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)院等同意并結(jié)合現(xiàn)場的地質(zhì)情況將原來的中導(dǎo)洞改為三導(dǎo)洞施工技術(shù)。
2.2 雙連拱隧道三導(dǎo)洞施工技術(shù)
2.2.1 三導(dǎo)洞施工順序
先開挖中導(dǎo)洞,進(jìn)洞后間隔30~50m再開挖左導(dǎo)洞,左導(dǎo)洞進(jìn)洞30~50m開挖右導(dǎo)洞,中隔墻襯砌,左、右導(dǎo)洞永久性邊墻支護(hù);左、右導(dǎo)洞擴(kuò)挖,左、右導(dǎo)洞支護(hù)成型、襯砌,附屬工程,施工結(jié)束。
2.2.2 中導(dǎo)洞施工
①確定中導(dǎo)洞的開挖尺寸。中導(dǎo)洞的開挖尺寸要考慮到既有利于進(jìn)行中隔墻的施工,又利于左、右洞的開挖和減少中隔墻頂部的回填空間。選定中導(dǎo)洞的開挖尺寸為4.4m(寬)×6.2m(高) ,可以保證其凈空尺寸在4m(寬)×6m(高)。
②中導(dǎo)洞開挖采用自制簡易鉆孔臺(tái)車平臺(tái),人工手持鑿巖機(jī)全斷面開挖,光面爆破。出碴用裝載機(jī)裝碴,自卸車無軌運(yùn)輸出碴。
③中導(dǎo)洞的支護(hù)。臨時(shí)支護(hù)根據(jù)隧道圍巖不同類別,采用超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)或超前錨桿支護(hù)。初期支護(hù)為先立鋼拱架后濕噴15~25cm 的混凝土,中導(dǎo)洞的支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)一定要確保左、右洞的擴(kuò)挖和中導(dǎo)洞的安全。
④中隔墻的襯砌。當(dāng)中導(dǎo)洞貫通后,從中間向洞口倒退進(jìn)行中隔墻的襯砌,模板采用廠制定型鋼模,混凝土采用自動(dòng)計(jì)量混凝土拌和站拌和,混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸,泵送混凝土入模,插入式振搗器搗固。
2.2.3 左、右導(dǎo)洞的施工
中導(dǎo)洞開挖并支護(hù),當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到要求后,進(jìn)行左導(dǎo)洞施工,左導(dǎo)洞開挖尺寸為4.5m×6m ,左側(cè)的輪廓線和正洞左邊墻的開挖輪廓線重合。左導(dǎo)洞進(jìn)洞30m后進(jìn)行左側(cè)正洞邊墻的永久性支護(hù),右側(cè)邊墻和拱部進(jìn)行錨噴臨時(shí)支護(hù),噴射混凝土的厚度15~25cm。當(dāng)左導(dǎo)洞進(jìn)洞50m后,在同樣的部位進(jìn)行右導(dǎo)洞的開挖,其開挖和支護(hù)方法與左導(dǎo)洞相同。左、右導(dǎo)洞每隔50~80m間隔交錯(cuò)開橫通道,形成左導(dǎo)洞、中導(dǎo)洞、右導(dǎo)洞相互連通,既有利于通風(fēng)排煙,還有利于增開工作面,便于交通。
2.2.4 左、右導(dǎo)洞擴(kuò)挖
當(dāng)左、右導(dǎo)洞開挖進(jìn)洞50m左右,便可進(jìn)行左洞的擴(kuò)挖。由于已經(jīng)有了左導(dǎo)洞給擴(kuò)挖提供了臨空面,爆破前藥量減少,爆破震動(dòng)也就減小,擴(kuò)挖爆破不會(huì)對(duì)中隔墻混凝土產(chǎn)生損壞。左導(dǎo)洞擴(kuò)挖時(shí),利用廢舊輪胎覆蓋中隔墻混凝土表面。由于中導(dǎo)洞支護(hù)時(shí)已采用了15~25cm 錨噴,這層臨時(shí)支護(hù)擋住了大批的爆破飛石,再用廢舊輪胎覆蓋中隔墻表面,確保了中隔墻混凝土表面不被損傷。解決左洞擴(kuò)挖后,圍巖產(chǎn)生的壓力如何傳遞到中隔墻上去使左洞支護(hù)能形成完整的閉合環(huán),在未擴(kuò)挖前,中隔墻墻頂部至中導(dǎo)洞拱頂?shù)目臻g需注1:1水泥凈漿擠滿之間存在的空洞,然后擴(kuò)挖,擴(kuò)挖后圍巖產(chǎn)生的壓力通過中導(dǎo)洞拱頂傳送到中隔墻上。完成了由中導(dǎo)洞支護(hù)體系受力到中隔墻受力體系的轉(zhuǎn)換過程。左洞擴(kuò)挖成型后,及時(shí)拆除中導(dǎo)洞邊墻支護(hù)層,完成左洞拱部錨噴支護(hù)。這樣左洞支護(hù)全部完成,形成了完整的支護(hù)體系。右洞支護(hù)的方法與左洞相同,但應(yīng)在左洞襯砌完成一段(一般30~50m) 且混凝土強(qiáng)度>80%才開始右洞擴(kuò)挖。
2.2.5 防排水的施工
大跨雙連拱隧道的防排水以防為主,以排水、堵水、截水為輔的完善的防排水系統(tǒng)。在防水方面,要采用防水等級(jí)較高的混凝土來進(jìn)行澆注。在一些變形縫和施工縫處要做好防水措施,其中在變形縫和環(huán)向施工縫處設(shè)置橡膠止水帶來防水,在縱向施工縫處采用帶注漿管和止水條來防水,在初期支護(hù)和模筑混凝土之間采用防水板防水。隧道內(nèi)的防水要求達(dá)到的效果為洞室內(nèi)無滲水漏水,對(duì)圍巖集中滲水和有泉眼的地方,采用PVC 管引至邊墻底排出,在滲水較多的地段設(shè)置透水軟管將水引至中墻或邊墻排出。
2.2.6 二次襯砌施工
當(dāng)隧道滿足以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn):(1)周邊水平收斂速度小于0.2mm/d;(2)周邊水平收斂速度、拱頂或底板垂直位移速度明顯下降;(3)隧道位移相對(duì)值達(dá)到總相對(duì)位移量的90%以上,即可進(jìn)行洞身的二次襯砌。由于中隔墻襯砌已先期完成,二次襯砌只是除中隔墻以外的其余部分,二次襯砌采用液壓大模板襯砌臺(tái)車和泵送混凝土工藝一次澆注完成。為解決二次襯砌時(shí)不對(duì)稱偏壓,需在模板側(cè)墻部分與中隔墻間增設(shè)多道對(duì)口支撐,在側(cè)墻下端用多臺(tái)千斤頂支撐側(cè)模,以平衡拱部和側(cè)墻向下的壓力等措施。
3、存在的不足及改進(jìn)意見
由于遵義中路隧道位于貴陽市棚戶改造區(qū),周圍建筑物及管線相對(duì)密集,在施工中容易忽視排水、爆破對(duì)周圍環(huán)境的影響,可能會(huì)導(dǎo)致周圍路面及建筑物的塌陷。建議在城市密集區(qū)進(jìn)行大跨雙連拱隧道設(shè)計(jì)中,對(duì)于施工期間防排水、爆破對(duì)建筑物的影響應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。
4、結(jié)束語
4.1 大跨雙連拱隧道三導(dǎo)洞的開挖方法應(yīng)根據(jù)工期和地質(zhì)情況確定。在地質(zhì)條件復(fù)雜,圍巖破碎,節(jié)理發(fā)育、涌水量大以及洞口淺埋存在偏壓的情況下一般采用三導(dǎo)洞的方法施工。
4.2 采用三導(dǎo)洞開挖方法時(shí), 施工過程中尤其要保證中墻的穩(wěn)定性,盡量減少對(duì)中墻的干擾。宜先貫通中導(dǎo)洞, 有利于超前預(yù)測地質(zhì)情況和洞內(nèi)通風(fēng)。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]: 淺埋偏壓 管棚注漿地質(zhì)預(yù)報(bào) 初期支護(hù)監(jiān)控量測
中圖分類號(hào):TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1.工程概況
1.1初始設(shè)計(jì)概況
楊梅巖隧道全長 7508.5m,設(shè)計(jì)進(jìn)口里程為DK535+405,出口里程為DK542+913.5。進(jìn)口段淺埋且嚴(yán)重偏壓,地質(zhì)情況復(fù)雜。設(shè)計(jì)進(jìn)洞方案為拱部140°范圍內(nèi),左半副施作長25m,右半副施作長30m、φ108長管棚注漿加固地層。
1.2第一次變更后概況
變更后進(jìn)口里程為DK535+441.94,明暗交界里程為DK535+471.94。地表主要為沖洪積層及坡殘積層粉質(zhì)粘土,堆積土,下層為石英閃長巖,由粗角礫土、粉質(zhì)黏土填充,巖體破碎。
洞口左側(cè)DK535+441.94~DK535+490段邊坡采用10根縱橫向尺寸為2.5m×2.75m的錨固樁進(jìn)行防護(hù),并且每根錨固樁上部采用錨索進(jìn)行加固,樁與樁之間設(shè)置樁板墻。
1.3第二次變更后概況
再次變更后明暗交界里程為DK535+483.94,洞口左側(cè)DK535+441.94~DK535+494.5段邊坡采用9根錨固樁進(jìn)行防護(hù),同時(shí)采用承壓板錨索加固;最終設(shè)計(jì)拱部140°范圍內(nèi),長25mφ108管棚注漿加固地層。因受調(diào)坡影響,洞口DK535+441.94的原設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高為507.752,調(diào)坡后的軌面標(biāo)高為518.783,標(biāo)高抬高了11.031m。調(diào)坡后DK535+441.94~DK535+510段土質(zhì)地表覆蓋層厚度約為H=3~6m,如果開挖和支護(hù)方法、時(shí)機(jī)選擇不當(dāng),山體隨時(shí)可能坍塌。
2.進(jìn)洞方案
剛調(diào)坡后設(shè)計(jì)定的方案為:隧道進(jìn)口里程 DK535+441.94,明暗分界里程 DK535+471.94,洞口管棚長10米,管棚及導(dǎo)向墻在左線以右設(shè)置;洞口左側(cè) DK535+441.94~+479.19設(shè)置錨固樁;DK535+471.94~+483段左線以右15米范圍內(nèi)設(shè)置地表錨桿,錨桿間距1.5m×1.5m,梅花形布置,長6m。針對(duì)此方案,項(xiàng)目部及局指領(lǐng)導(dǎo)討論后一致認(rèn)為此方案不具有可行性。
因此現(xiàn)場試探性的挖掘,發(fā)現(xiàn)圍巖仍然為堆積土,下層圍巖破碎。如果繼續(xù)往前開挖高邊坡存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。此時(shí)開挖的里程為DK535+498。為此,另請(qǐng)局集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)和隧道專家現(xiàn)場再次察看,新確定的方案如下:
(1) 建議在DK535+498或者向小里程2~3米位置進(jìn)洞。
(2) DK535+480~520段左側(cè)上方陡峭大石頭,采用靜態(tài)爆破或者小炮慢慢削平至地面。
(3) DK535+500~DK535+585段采用地表注漿加固,減輕偏壓,為淺埋暗挖創(chuàng)造條件。
(4) 進(jìn)洞后,洞口段采用R51自進(jìn)式中空注漿錨桿,徑向打入4~5米,左側(cè)山體側(cè)加密加長,對(duì)洞口段進(jìn)行地質(zhì)加固。
(5) 考慮偏壓、軟弱圍巖,管棚按定型圖140°范圍或更大范圍,右側(cè)根基不穩(wěn)拱腳加深。管棚需加長,建議采用30~40米。進(jìn)洞后采用三臺(tái)階法,必要時(shí)采用CD法或CRD法,臨時(shí)仰拱等。
(6)對(duì)于二襯厚度,靠左側(cè)即山體一側(cè)加強(qiáng)。
(7) 錨固樁施工范圍原設(shè)計(jì)DK535+441.94~+479.19,建議延長至+510左右。
(8) 支撐鋼架采用工22型鋼。拱腰對(duì)口撐,傳遞壓力。
3.方案優(yōu)化
(1)本著早進(jìn)洞的原則,本方案定在DK535+494.5里程施工導(dǎo)向墻。
(2)施工前先對(duì)天溝進(jìn)行施工,同時(shí)對(duì)已開挖的邊坡進(jìn)行臨時(shí)噴錨防護(hù),并采取支擋防護(hù)?,F(xiàn)場采用砼擋墻及φ108鋼管立柱加鋼板防護(hù)。如下圖:
(3)管棚施工前,對(duì)局部土體進(jìn)行注漿加固。
(4)一般洞口仰坡和邊坡宜在進(jìn)洞前刷好,但是左側(cè)邊坡最高有75米,且坡上面還有錨索框架梁和錨固樁,針對(duì)本隧道進(jìn)洞前不宜把左側(cè)邊坡先刷好。
(5)洞口土石方不得使用集中藥包爆破,采用炮機(jī)配合弱爆破、短進(jìn)尺開挖。松動(dòng)爆破后,較大欠挖部位用炮機(jī)破除,較小處人工風(fēng)鎬修理。
4.方案實(shí)施
4.1 C25錨網(wǎng)噴防護(hù)
對(duì)拱頂開挖線外2~3m范圍采用噴錨網(wǎng)防護(hù),采用φ22砂漿錨桿,L-4m,間距1.5×1.5m,梅花型布置,采用10cm厚C25網(wǎng)噴砼,鋼筋網(wǎng)采用φ8,網(wǎng)格間距25×25cm。
4.2管棚施工
導(dǎo)向墻施作完畢到達(dá)一定強(qiáng)度后施工長管棚,長25m,采用Φ108*6mm熱軋無縫鋼管,分鋼花管和鋼管兩種。為調(diào)整同一界面內(nèi)接頭不大于鋼管總數(shù)的50%,使用3m和6m兩種長度鋼管,單序孔第一節(jié)長6m,雙序孔第一節(jié)長3m,其余管節(jié)長度均為6m,用15cm連接套管絲扣連接。
現(xiàn)場管棚施工采用XRHS836型鉆機(jī)。為了便于檢查單號(hào)孔鋼花管注漿質(zhì)量,管棚施工時(shí)先將鋼花管送進(jìn)單號(hào)孔內(nèi),然后采用水灰比為1:1的水泥漿液進(jìn)行注漿,初壓控制在0.5~1.0MPa,終壓2MPa,持壓15min后停止注漿。最后送進(jìn)雙號(hào)孔鋼管并注漿。注漿量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,一般為鉆孔圓柱體的1.5倍;若注漿量超限,未達(dá)到壓力要求,應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿,確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。
4.3超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
管棚施工注漿后達(dá)到一定強(qiáng)度,開挖前先進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。本方案開挖前對(duì)掌子面進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)掃描。根據(jù)雷達(dá)掃描結(jié)果顯示,掌子面前方圍巖較破碎,按三臺(tái)階臨時(shí)法開挖。
4.4正洞開挖與初期支護(hù)
先開挖上臺(tái)階左側(cè),然后初噴4cm厚C30混凝土,掛設(shè)Φ6鋼筋網(wǎng)片,間距20cm×20cm,后立HW175型鋼鋼架,打設(shè)L=5m的Φ50*3.5mm鎖腳鋼管。每次開挖不大于2榀。左側(cè)開挖在5~10m時(shí),開挖上臺(tái)階右側(cè),施作右側(cè)洞身的初期支護(hù),初噴4cm厚混凝土,掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片后立HW175型鋼鋼架,打設(shè)L=5m的Φ50*3.5mm鎖腳鋼管,復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度后鉆設(shè)中空錨桿,最后施作I18型鋼鋼架臨時(shí)仰拱,噴10cm厚C25混凝土封閉。
上臺(tái)階開挖距洞口不小于10m時(shí),先拆除上臺(tái)階臨時(shí)仰拱,后開挖階左側(cè),初噴4cm混凝土后掛設(shè)Φ6鋼筋網(wǎng)片,架立HW175型鋼鋼架,打設(shè)鎖腳鋼管,復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度后鉆設(shè)砂漿錨桿,階左側(cè)距上臺(tái)階掌子面距離上臺(tái)階不小于5m,施作階右側(cè),施工過程與階左側(cè)相同。最后施工臨時(shí)仰拱。
下臺(tái)階開挖宜距階5~10m,開挖前先拆除階臨時(shí)仰拱。先開挖下臺(tái)階左側(cè),初噴4cm混凝土后,掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片后架立鋼架,復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度后鉆設(shè)砂漿錨桿,當(dāng)下臺(tái)階左側(cè)距階不小于5m時(shí),開挖下臺(tái)階右側(cè),施工工序同下臺(tái)階左側(cè)。
當(dāng)下臺(tái)階距階10~15m時(shí),及時(shí)開挖仰拱并初噴4cm混凝土后立HW175型鋼拱架,及時(shí)封閉成環(huán)后,復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。
4.5監(jiān)控量測
地表需設(shè)置觀測樁,施工過程中要進(jìn)行地表下沉監(jiān)控、洞內(nèi)拱頂下沉、凈空收斂等測量工作。通過對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、總結(jié),形成圍巖監(jiān)控量測基礎(chǔ)資料,如有異常及時(shí)采取措施,保證施工順利。
5.方案注意事項(xiàng)
5.1臨時(shí)仰拱
臨時(shí)仰拱采用I18工字鋼,每榀鋼架的間距與主洞身鋼架一致,本隧道Vc按0.6m間距設(shè)置。施工過程往往技術(shù)人員未看清圖紙,而按每兩榀洞身鋼架設(shè)一榀臨時(shí)仰拱。相鄰鋼架采用φ22鋼筋連接,縱向間距1.2m。
洞身鋼架施工時(shí)底腳應(yīng)預(yù)埋連接鋼板,工字鋼頂部與鋼板用螺栓連接牢固,注意連接鋼板間需安設(shè)橡膠墊板。洞身初支與臨時(shí)仰拱形成一個(gè)暫時(shí)封閉的環(huán),以承擔(dān)來自偏壓山體及拱頂下沉橫向及縱向的應(yīng)力,以達(dá)到平衡。
5.2錨桿施工
錨桿安裝應(yīng)在復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度后安裝,現(xiàn)場往往開挖后隨即打錨桿,不利于安全。錨桿鉆孔應(yīng)和基面垂直,所有的錨桿尾端均應(yīng)配墊板、螺母。
5.3鋼筋網(wǎng)掛設(shè)
初支鋼筋網(wǎng)采用Φ6鋼筋,間距為20cm*20cm。網(wǎng)片應(yīng)在初噴4cm厚混凝土后掛設(shè),現(xiàn)場往往開挖后隨即掛設(shè),不平整容易形成空洞且不安全。網(wǎng)片應(yīng)密貼初噴面,與鋼架和錨桿焊接,形成整體。
5.4拱架安裝
拱架為HW175型鋼,拱架應(yīng)在初噴4cm厚混凝土定位安裝,并在拱腳兩側(cè)各打2根Φ50*3.5mm鎖腳鋼管。鎖腳鋼管打設(shè)時(shí)注意角度需向下15~30°,鎖腳鋼管打完后及時(shí)注水泥漿。施工現(xiàn)場往往水平打入巖體或角度偏小,用錨固劑填塞代替注漿,基本失去了鎖腳的作用。型鋼拱架與鋼筋網(wǎng)需焊接,形成整體,若拱架與初支面形成空隙,應(yīng)先用C25噴射混凝土充填密實(shí)。
5.5連接鋼帶
連接鋼帶為W鋼帶,鋼帶須焊接于鋼架內(nèi)輪廓面,間距0.6m,噴射混凝土?xí)r應(yīng)優(yōu)先噴射連接鋼帶內(nèi)側(cè),以免形成初支空洞。
5.6噴射混凝土
現(xiàn)場采用GWSP-9型混凝土濕噴機(jī),噴射作業(yè)應(yīng)分層、分段、分片,噴射順序自下而上依次進(jìn)行,分段長度不宜大于6m。分層噴射時(shí),一次噴射厚度不小于40mm,后一層混凝土在前一層混凝土終凝后進(jìn)行。注意噴射角度,降低回彈率。
如果超挖嚴(yán)重,需用同等級(jí)砼回填或用漿砌片石先砌滿超挖部分再噴射砼,現(xiàn)場往往隨便填石頭,有的填塞石棉網(wǎng),甚至有的用防水板一封,里面全是空洞,留下很大的安全隱患。
6.方案效果
楊梅巖隧道進(jìn)口偏壓及淺埋段進(jìn)洞技術(shù)的應(yīng)用,成功、有效的控制了偏壓山體的變形及淺埋山體的地表沉降,保證了施工的安全,實(shí)現(xiàn)了進(jìn)洞。
7. 對(duì)淺埋、偏壓隧道施工的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)及問題探討
(1)按設(shè)計(jì)DK535+483.94~494.5為暗洞,項(xiàng)目部為了洞口的安全,本著盡早封閉成環(huán)的原則,對(duì)本段暗洞明作,剛施工到邊墻,設(shè)計(jì)院又把這段里程變更成了明洞,原先施工的暗洞明作支護(hù)需進(jìn)行爆破拆除。因此施工過程必須和設(shè)計(jì)多溝通,任何大的施工方案施工前最好取得設(shè)計(jì)院的書面同意,以避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
(2)施工管棚時(shí),設(shè)計(jì)外插角為0~3°,但是根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)最好控制在3~5°。角度過小,施工不到位的話,最終洞身開挖時(shí)容易掉塊,甚至管棚露出來,將導(dǎo)致支護(hù)系統(tǒng)的作用大減。
(3)第二次調(diào)坡變更后,當(dāng)時(shí)DK535+471.94處的斷面剛好地面線基本能包括全斷面隧道開挖輪廓線。只要當(dāng)時(shí)導(dǎo)向墻拱腳下1~3m內(nèi)挖下去能落到實(shí)地的話,應(yīng)該可采取偏壓隧道半明半暗進(jìn)洞施工技術(shù)。
事實(shí)證明DK535+471.94拱腳下1~3m承載力能滿足要求。導(dǎo)向墻采用全拱,拱腳開挖后采用鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)。導(dǎo)向墻背后靠外側(cè)的軟弱圍巖挖除,前2m采用全斷面拱架套拱,后半部孔口管加長至仰坡面硬巖上,然后立拱架關(guān)模施工套拱。管棚加長至25m,加強(qiáng)注漿固結(jié)土體至DK535+496。在管棚施作后,在套拱外側(cè)臨時(shí)填土反壓套拱,抵擋偏壓作用,然后進(jìn)行洞內(nèi)開挖,因暗挖部分較少,可采用上下臺(tái)階法開挖。為了保證安全,明挖部分也施作初期支護(hù),施工錨桿時(shí),明挖部分以固定拱架為主,不打穿套拱為原則,初支施工20~30m后及時(shí)施作仰拱封閉成環(huán)。如果采用這種方法可以提早20多米進(jìn)洞,將縮短工期最少2個(gè)月,節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本明顯。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:公路隧道洞口 隧道施工 基礎(chǔ)處理 施工措施比較 施工安全
41省道永嘉沙頭至上塘段改建工程主線起點(diǎn)為九丈村,起始樁號(hào)為K0+000,經(jīng)渠口鄉(xiāng)霞川村、福利村,穿鄭家山隧道至沙頭鎮(zhèn)石埠村、陽岙村、洞岙村和上塘鎮(zhèn)敬仁村、陳岙村、河底村、寺前村、石介下村,終點(diǎn)位于上塘鎮(zhèn)區(qū)鵝浦橋,樁號(hào)K15+062.956,接已改建41省道永喜上塘城區(qū)段,路線全長15.03公里。鄭家山隧道全長1500m,左線出口洞口段位于石埠村山腰處,洞口段明洞樁號(hào)為ZK5+415~ZK5+420,在施工圖設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)勘察報(bào)告中勘察資料勘探資料顯示為⑤2層(含粉質(zhì)黏土碎石Q3+2el+dl)、⑥2層(強(qiáng)風(fēng)化晶屑凝灰?guī)rJ3j)、⑥3層(中風(fēng)化晶屑凝灰?guī)rJ3j)、⑥4層(微風(fēng)化晶屑凝灰?guī)rJ3j),每層厚度3-5m。見圖1。
■
1 施工過程及方案比較
隧道開挖至100m開始施工仰供混凝土,明洞基礎(chǔ)開挖時(shí)候出露地質(zhì)分別為第四系上-中更新統(tǒng)系殘坡積層(Q3+2el+dl),經(jīng)地質(zhì)部門重新鉆探后確認(rèn),基礎(chǔ)依次為第四系上-中更新統(tǒng)系殘坡積層(Q3+2el+dl),厚度為30-100cm,③2層(含粉質(zhì)黏土卵石Q4al+m),厚度100-200cm、⑥3層(中風(fēng)化晶屑凝灰?guī)rJ3j),厚度200-500cm,⑥4層(微風(fēng)化晶屑凝灰?guī)rJ3j)。經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理及業(yè)主等有關(guān)部門查看后擬采用2個(gè)方案進(jìn)行處理,第一方案,C15混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)開挖至中風(fēng)化1m,由于地層結(jié)構(gòu)為順坡,基礎(chǔ)開挖至呈水平狀態(tài),以保證明洞穩(wěn)定要求。第二方案為開挖至中風(fēng)化巖石表層,打設(shè)φ108×6鋼花管并注漿,鋼花管長度4-7m,間距1m×1m,入微風(fēng)化巖石2m再澆筑混凝土基礎(chǔ)至仰供底層。經(jīng)對(duì)2個(gè)方案比較,方案1造價(jià)低,施工工期長,不利洞口安全,方案2造價(jià)較高,施工工期短,有利于洞口安全,結(jié)合工程實(shí)際情況,經(jīng)比較分析后確定采用第二方案。
2 施工方法
2.1 鋼花管施工工藝如圖2。
2.2 施工方法
2.2.1 基坑開挖。鉆機(jī)進(jìn)場檢修好后立即采用挖掘機(jī)開挖,開挖時(shí)間盡可能縮短,開挖時(shí)觀察隧道洞門處變形情況??s短基坑的暴露時(shí)間,保證洞口穩(wěn)定。
2.2.2 測量放線?;娱_挖完成后,利用人工清理多余土石方后,測量放線,測放鉆孔位置,并用白灰標(biāo)記。
2.2.3 安裝鉆機(jī)。鉆機(jī)要求與已設(shè)定好的孔口管方向垂直,必須精確核定鉆機(jī)位置。用全站儀、掛線、鉆桿導(dǎo)向相結(jié)合的方法,反復(fù)調(diào)整,確保鉆機(jī)鉆桿軸線與孔口管軸線相吻合。
2.2.4 鉆孔及清孔驗(yàn)收。為了便于安裝鋼管,鉆頭直徑采用Φ125mm。鉆機(jī)采用DK-300型鉆機(jī)鉆孔,鉆機(jī)開鉆時(shí),應(yīng)低速低壓,根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)的狀態(tài)判斷成孔質(zhì)量,及時(shí)處理鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)的事故。認(rèn)真作好鉆進(jìn)過程的原始記錄,及時(shí)對(duì)孔口巖屑進(jìn)行地質(zhì)判斷、描述,作為鋼花管長度的參考資料。用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭進(jìn)行反復(fù)掃孔,清除浮渣,確保孔徑不小于125mm、孔深不小于設(shè)計(jì)要求,防止堵孔。用高壓風(fēng)從孔底向孔口清理鉆渣。
2.2.5 安裝鋼護(hù)管。鋼管四周鉆設(shè)孔徑10~16mm注漿孔(靠孔口1m處不鉆孔),孔間距15cm,呈梅花型布置。管頭焊成圓錐形,便于入孔。鋼花管頂進(jìn)采用挖掘機(jī)壓入孔底。接長鋼管應(yīng)滿足受力要求,相鄰鋼管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%,相鄰鋼管接頭至少錯(cuò)開1m。
2.2.6 鋼筋籠安裝。導(dǎo)管插入后立即清孔,再插入鋼筋籠后注漿。鋼筋籠由四根Φ18主筋和固定環(huán)組成。固定環(huán)采用Φ38鋼管,壁厚4mm,長度為10cm,固定環(huán)間距為50cm。
2.2.7 注漿。安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠清孔后即對(duì)孔內(nèi)注漿,漿液由ZJ-400高速制漿機(jī)拌制。
①注漿材料:注漿材料為水泥漿,水灰比為0.8:1,必要時(shí)摻入速凝劑。單根花紋管注漿量按照下公式計(jì)算:Q=π*Rk*L*η。式中Q為注漿量;Rk=0.6Lo,Lo為注漿鋼花管中至中的距離;L為鋼花管長度;η為圍巖孔隙率。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件該值取40%。②采用注漿機(jī)將水泥漿注入鋼花管內(nèi),初壓0.5~2.0MPa,終壓2MPa,注漿采用雙控,即注漿量和注漿壓力,當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量80%以上并進(jìn)漿速度緩慢,注漿壓力達(dá)到終壓2.0MPa并持續(xù)10分鐘能夠既可停漿。注漿結(jié)束后用M5水泥砂漿封堵預(yù)留止?jié){段。③鋼管注漿采用雙孔注漿,一孔為注漿孔,一孔為透氣孔,透氣孔深入鋼管底部,以排出孔內(nèi)積水和空氣,當(dāng)透氣孔流出與注漿孔相同濃度的漿液時(shí),方可關(guān)閉透氣孔。注漿時(shí)先灌注“單”號(hào)孔,再灌注“雙”號(hào)孔。
注漿量滿足設(shè)計(jì)要求,一般為鉆孔圓柱體的1.5倍;若注漿量超限,未達(dá)到壓力要求,應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿,確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。
2.2.8 基礎(chǔ)混凝土澆筑。鋼花管注漿全部施工完成后,盡快組織基礎(chǔ)混凝土施工,經(jīng)測量放線邊線位置,利用20cm膠合板進(jìn)行立模加固,泵送混凝土澆筑。
2.2.9 鉆孔質(zhì)量控制。①鉆機(jī)立軸方向必須準(zhǔn)確控制垂直,以保證孔口的孔向正確。②鉆桿晃動(dòng)時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低鉆速,防止因擴(kuò)孔而造成塌孔。③鉆進(jìn)結(jié)束后應(yīng)對(duì)孔深進(jìn)行量測。④孔位偏差不超過±50mm,孔深偏差不超過±50mm。鉆頭的直徑大于鋼管直徑小于孔口管直徑。
2.2.10 注漿質(zhì)量控制。①嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比配制漿液。②攪拌漿液應(yīng)隨施工不間斷進(jìn)行。③嚴(yán)格保證持壓時(shí)間。④注漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,中途不得間斷。⑤施工前對(duì)各孔位進(jìn)行編號(hào),認(rèn)真作好注漿記錄。
3 結(jié)語
由上述可知,在不利于明洞基礎(chǔ)開挖條件下,利用鋼花管+擴(kuò)大基礎(chǔ)加固明洞基礎(chǔ),使明洞與基巖形成整體,對(duì)提高基礎(chǔ)承載力,改善地質(zhì)可發(fā)揮獨(dú)特作用。對(duì)運(yùn)行期間避免 洞口“跳車”,提高行車安全,對(duì)公路高效運(yùn)營有著現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:公路建設(shè)項(xiàng)目;隧道洞口工程;施工技術(shù)
公路建設(shè)項(xiàng)目的隧道工程在施工設(shè)計(jì)初始階段主要受到以下因素的影響:隧道施工建設(shè)線路、施工現(xiàn)場的地形地貌和地質(zhì)結(jié)構(gòu)等,這些因素均會(huì)導(dǎo)致隧道洞口布設(shè)位置位于山地的一側(cè)坡腳處或山溝溝谷的一側(cè),進(jìn)而致使隧道洞口建設(shè)項(xiàng)目在建設(shè)施工之后容易形成埋設(shè)深度不夠或承載壓力不平衡等問題,導(dǎo)致隧道工程的施工水平和施工速度下降。公路建設(shè)項(xiàng)目的隧道洞口施工是公路建設(shè)環(huán)節(jié)中最為復(fù)雜的,也是安全事故多發(fā)的步驟。正確選擇科學(xué)合理的隧道洞口施工方案和施工技術(shù)極為重要,這直接關(guān)系到隧道洞口工程建設(shè)的質(zhì)量和安全性。在隧道洞口位置進(jìn)行開挖作業(yè)時(shí)應(yīng)該使用一些先進(jìn)的施工技術(shù),并且改進(jìn)隧道洞口施工方法,最大程度地降低隧道洞口工程項(xiàng)目的土石方開挖量,爭取降低人為施工對(duì)山體穩(wěn)定性造成的影響,從而有效規(guī)避山體滑坡等山體失穩(wěn)現(xiàn)象。不僅顯著降低隧道洞口防護(hù)工程的布設(shè)量和布設(shè)面積,減少了隧道建設(shè)成本,并且降低了對(duì)山體植被的損壞,有效保障隧道建設(shè)工程施工現(xiàn)場的生態(tài)環(huán)境。
1公路建設(shè)項(xiàng)目隧道洞口施工中的不良因素
公路建設(shè)項(xiàng)目隧道洞口施工建設(shè)中的不良原因主要如下:首先,隧道洞口位置位于埋深較淺和承載壓力不平衡等地段。隧道洞口的位置受到地形和地質(zhì)地貌等因素的影響,一般都會(huì)存在埋深較淺和承載壓力不平衡等問題,導(dǎo)致隧道外形呈現(xiàn)馬蹄形狀,因?yàn)樗淼蓝纯谥苓叺匦尾粚?duì)稱和地層地質(zhì)條件不均一等原因,導(dǎo)致隧道洞口處的結(jié)構(gòu)兩側(cè)承載壓力不均衡,從而形成了埋深較淺和承載壓力不平衡等問題。埋深較淺和承載壓力不平衡會(huì)直接提升隧道洞口工程的施工難度,要是洞口工程的施工方式采用不合適,周邊防護(hù)設(shè)施布置不合理,很容易造成隧道洞口位置出現(xiàn)山體滑坡等安全問題;其次,隧道洞口周邊區(qū)域的表層水和地下徑流匯聚,隧道洞口一般位于山體的溝谷和山洼處,這通常都是地表水和地下水的匯集位置,地層的地質(zhì)構(gòu)造比較破碎。這就給隧道洞口施工的后期安排帶來了較大的難度。因此,隧道洞口工程的施工位置盡量避開山體的溝谷位置和山洼處,建議選在山體斜坡的進(jìn)洞口,并將山體的徑流引出,增強(qiáng)隧道洞口位置的排水和防護(hù)設(shè)施。
2公路隧道洞口工程施工要注意的問題
公路建設(shè)項(xiàng)目的隧道洞口工程在建設(shè)施工過程中應(yīng)該注意以下四點(diǎn):①隧道洞口工程進(jìn)洞口隧道開挖作業(yè)之前,應(yīng)該派遣專業(yè)的技術(shù)隊(duì)伍對(duì)施工現(xiàn)場的地形地貌和地層地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查,避免盲目建設(shè)隧道,減少隧道洞口工程施工產(chǎn)生的安全事故;②當(dāng)隧道洞口工程施工遇到山體滑坡較多的地段時(shí),應(yīng)當(dāng)在隧道洞口的頂端位置進(jìn)行轉(zhuǎn)載卸貨,使用帷幕灌漿方法進(jìn)行滑坡處置,保障隧道洞口工程的施工安全;③隧道洞口工程在建設(shè)施工過程中應(yīng)該按照先開挖軟巖石后開挖硬巖石的順序進(jìn)行,短距離、弱強(qiáng)度爆破循環(huán),要使用緊湊的支持原則,避免在施工中不合理地提升循環(huán)次數(shù);④施工隊(duì)伍應(yīng)該增強(qiáng)洞口孔界面的實(shí)時(shí)監(jiān)測,隧道洞口頂端和洞口施工初始階段在采取防護(hù)支撐措施之后,進(jìn)行長期觀測,并采集精確度較高的監(jiān)測數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)反饋到施工監(jiān)管部門,以提升隧道洞口工程施工的安全性。
3隧道洞口工程施工原則
隧道洞口工程在進(jìn)行建設(shè)施工過程中應(yīng)該遵循以下原則:①隧道洞口工程的施工應(yīng)該遵循淺深度暗開挖方法的施工原則,詳細(xì)為監(jiān)督管理先行、嚴(yán)格控制灌漿、降低工程尺寸誤差、增強(qiáng)工程防護(hù)措施、盡早封閉不安全區(qū)域、增加工程測量監(jiān)測頻率;②隧道洞口工程在進(jìn)行開挖作業(yè)時(shí),應(yīng)該采取低烈度爆破、人工開挖或者機(jī)械自動(dòng)開挖等形式,有效降低對(duì)隧道洞口周邊區(qū)域山體穩(wěn)定性的破壞。為了確保隧道洞口工程旁邊山體的完好性,需要充分利用周邊山體的承載壓力能力;③隧道洞口工程在建設(shè)開始之前,應(yīng)該做好各類建設(shè)環(huán)節(jié)的附加措施,在隧道洞口工程開始修建之前,應(yīng)該較早做好洞口工程周邊區(qū)域地形地貌和地層地質(zhì)條件調(diào)查,建議采取有效措施應(yīng)對(duì)工程周邊區(qū)域不良地質(zhì)災(zāi)害事故,施工之前做好排水措施的布設(shè),特別是在土壤含水率較大的區(qū)域和在雨季施工中,盡可能降低山體斜坡處的開挖,有效保障施工區(qū)域的生態(tài)環(huán)境安全,在施工之前編制比較完善的隧道施工方案和計(jì)劃;④隧道洞口工程的施工建設(shè)單位應(yīng)該重視洞口位置的防護(hù)措施和結(jié)構(gòu)加固措施,加固措施一般指的就是提前灌注漿,加固灌漿方法包括地表注漿和洞內(nèi)超前鉆孔注。
4公路隧道洞口工程施工的技術(shù)
4.1施工準(zhǔn)備
隧道洞口工程開始施工之前,施工建設(shè)單位應(yīng)該對(duì)洞口工程的施工圖紙、建設(shè)材料和施工現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行全面檢查和仔細(xì)調(diào)查,認(rèn)真調(diào)查隧道洞口工程的施工位置、地形地貌和工程地質(zhì)及其水文地質(zhì)條件,并在施工之前認(rèn)真研究洞口工程的鉆孔施工圖紙和隧道進(jìn)洞和出洞位置的地形地質(zhì)條件等。施工建設(shè)單位在準(zhǔn)備施工之前,應(yīng)該依據(jù)工程的整體施工組織設(shè)計(jì)方案,綜合考慮本工程的實(shí)際施工情況,在工程施工過程中,依據(jù)施工單位和施工機(jī)械儀器等條件選擇合理的施工計(jì)劃、施工程序和施工組織設(shè)計(jì)。
4.2施工過程中環(huán)境保護(hù)問題
隧道洞口工程在施工建設(shè)過程中,施工單位應(yīng)該最大程度地降低對(duì)原始生態(tài)環(huán)境的破壞,規(guī)避工程施工過程中造成的環(huán)境破壞,可以采取工程保護(hù)措施,比如邊坡防護(hù)設(shè)施和排水設(shè)施等。隧道工程進(jìn)行進(jìn)洞施工時(shí),建議采取濕土法、通風(fēng)排塵、清除有害氣體等措施,避免隧道洞口位置出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境污染問題。重視隧道工程棄渣的處置,尤其是大型的隧道工程,建議降低工程的壓力承載標(biāo)準(zhǔn),保障周邊環(huán)境的生態(tài)安全。隧道工程施工過程中應(yīng)該合理排出廢棄水,避免廢水污染周邊環(huán)境,可以在洞口周邊設(shè)置若干個(gè)沉砂池,工程施工產(chǎn)生的廢棄水經(jīng)過凈化后再排出。
4.3洞口工程施工
隧道洞口工程在進(jìn)行進(jìn)洞作業(yè)中,應(yīng)該盡量減少對(duì)山體邊坡的破壞,實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境進(jìn)洞,這樣不但可以確保隧道進(jìn)洞工程的安全,還可以降低山體斜坡出現(xiàn)滑坡災(zāi)害的概率。洞口工程施工中還應(yīng)該合理安排施工順序,提前準(zhǔn)備施工中所需的工作人員、施工機(jī)械和施工材料等必要人力物力。在過程施工過程中應(yīng)該及時(shí)檢查隧道洞口工程進(jìn)洞口位置的地質(zhì)地貌和工程地質(zhì)條件,收集施工區(qū)域的地質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),開展科學(xué)合理的施工,避免施工建設(shè)導(dǎo)致的安全事故。進(jìn)洞作業(yè)之前,應(yīng)該及時(shí)布設(shè)排水工程,主要包含截排水溝,排水臺(tái)階等設(shè)施。在進(jìn)洞口位置容易發(fā)生山體滑坡和崩塌等安全事故的地區(qū),應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行防護(hù)措施,找出這些危險(xiǎn)因素,采取措施進(jìn)行防護(hù)。隧道洞口的封堵作業(yè)應(yīng)該根據(jù)隧道洞口的過程結(jié)構(gòu)以及地基基礎(chǔ)等條件進(jìn)行施工,工程的監(jiān)理總工程師檢查合格之后再進(jìn)行施工,以確保工程施工的安全。為了有效降低施工對(duì)山體結(jié)構(gòu)的擾動(dòng),首先應(yīng)該隧道洞口工程的施工安全,采取措施加固邊坡和基坑等,確保山體邊坡的穩(wěn)定,環(huán)境退化明洞、洞口堵住部分建設(shè)項(xiàng)目完成后應(yīng)該先實(shí)現(xiàn)進(jìn)洞口再挖掘洞,再進(jìn)行其他項(xiàng)目。隧道工程的明洞應(yīng)該采取對(duì)稱回填的措施,規(guī)避施工對(duì)山體結(jié)構(gòu)的破壞,保證堆砌體承壓能力達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。明洞回填坡面的表層應(yīng)該刮毛,降低其摩擦系數(shù),布置排水設(shè)施,明洞回填土體的厚度應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工。隧道洞口位置存在安全隱患的區(qū)域,這是經(jīng)常發(fā)生山體滑坡的位置,應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工現(xiàn)場的地形地質(zhì)條件,避免產(chǎn)生地表塌陷等安全事故,不斷增強(qiáng)工程的施工安全性。
4.4輔助工程措施和洞口開挖
隧道洞口工程的提前防護(hù)措施主要包含:提前導(dǎo)管、鉆孔灌注、錨桿,表層灌注加固較早預(yù)付等。輔助工程措施的實(shí)施運(yùn)用應(yīng)該依據(jù)建設(shè)規(guī)范進(jìn)行施工,避免出現(xiàn)山體滑坡和隧道塌方,所以應(yīng)該認(rèn)真依據(jù)有關(guān)規(guī)定實(shí)施,嚴(yán)格檢查,認(rèn)真記錄,避免出現(xiàn)以次充好的問題。隧道工程地質(zhì)斷面的地質(zhì)條件不好區(qū)域,應(yīng)該增強(qiáng)防護(hù)措施。隧道洞口工程進(jìn)行開挖爆破時(shí),依據(jù)圍巖的認(rèn)定為爆破拆除工程。在進(jìn)行洞破環(huán)節(jié)中,隧道建設(shè)應(yīng)依據(jù)地質(zhì)較早預(yù)報(bào)或隧道建設(shè)監(jiān)測的反饋信息進(jìn)行調(diào)整。嚴(yán)格控制工程的開挖土方量。
5結(jié)束語
公路隧道洞口工程建設(shè)水平的提升,可以提升公路項(xiàng)目的施工建設(shè)質(zhì)量。以后在比較復(fù)雜的施工條件下,不斷采取先進(jìn)施工方式和手段,顯著提升隧道洞口工程的建設(shè)質(zhì)量和施工水平,為我國公路項(xiàng)目施工建設(shè)的快速發(fā)展提供參考。
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1.公路橋梁涵洞隧道工程施工病害控制和注意事項(xiàng)
1.1公路橋梁涵洞隧道工程施工病害控制
公路橋梁涵洞隧道工程的施工中,會(huì)受到諸多層面的因素影響,在施工中存在諸多的質(zhì)量問題,對(duì)此就要能結(jié)合實(shí)際的病害質(zhì)量問題,加以針對(duì)性的解決。在對(duì)公路橋梁涵洞隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,要結(jié)合水文資料進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算,對(duì)涵洞的宣泄能力要加強(qiáng),使得洪水的排泄正常進(jìn)行。實(shí)際的工程施工設(shè)計(jì)過程中,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還存在著諸多的問題,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有滿足實(shí)際的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)[1]。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,就要按照經(jīng)驗(yàn)對(duì)孔徑和形式進(jìn)行選擇,在縱向連接構(gòu)造方面得以充分重視,不能產(chǎn)生錨口以及沉陷??赏ㄟ^鋼筋混凝土板代替漿砌塊石。結(jié)合基礎(chǔ)抗滑動(dòng)力作為控制數(shù)據(jù),采用簡易有效的鋪砌方法進(jìn)行防護(hù)。公路橋梁涵洞隧道工程病害控制方面中,對(duì)新材料和工藝的應(yīng)用是比較重要的??赏ㄟ^耐磨以及抗壓橡膠填塞管節(jié)接口的縫隙,對(duì)縫隙的密實(shí)度要能對(duì)保證。這是對(duì)工程施工中的裂縫病害控制的重要方法?;蛘呤遣捎猛坎AЮw維布防水層和鋼纖維混凝土保護(hù)層這些新材料加以應(yīng)用,在對(duì)這一方法的應(yīng)用下延伸性能比較好,也有著良好的防水性,對(duì)裂縫質(zhì)量病害也能得到有效控制。
1.2公路橋梁涵洞隧道工程施工注意事項(xiàng)
公路橋梁涵洞隧道工程的施工過程中,要充分注重幾個(gè)重要的事項(xiàng),在對(duì)工程施工的設(shè)計(jì)方案審查方面要加強(qiáng)重視。具體的工程施工中,都要能夠和設(shè)計(jì)方案相結(jié)合,保障施工技術(shù)手段和設(shè)計(jì)方案的需求能得到緊密的結(jié)合,保障設(shè)計(jì)方案的有效落實(shí),在對(duì)設(shè)計(jì)方案的審查工作方面要加強(qiáng)重視。設(shè)計(jì)方案要和實(shí)際的施工狀況緊密結(jié)合,能充分了解設(shè)計(jì)方案落實(shí)中的一些阻礙因素,針對(duì)性的進(jìn)行解決,保障施工技術(shù)的應(yīng)用效率。公路橋梁涵洞隧道工程施工中,對(duì)施工人員的審查工作要得以落實(shí),施工中對(duì)各種施工技術(shù)手段的應(yīng)用要加強(qiáng)[2]。在施工人員的審查控制等層面強(qiáng)化實(shí)施,保障施工技術(shù)人員的施工技術(shù)和實(shí)際工程的施工要求相契合,對(duì)施工技術(shù)手段的應(yīng)用可靠性要能保證。在施工人員的入場方面加強(qiáng)資質(zhì)審查的力度,對(duì)施工人員的高素質(zhì)以及能力要能保證,避免存在不合格得人員進(jìn)入到工程施工場地當(dāng)中。另外,公路橋梁涵洞隧道的工程施工過程中,在施工質(zhì)量驗(yàn)收等工作環(huán)節(jié)要加強(qiáng)重視。為能有效保障施工技術(shù)的良好應(yīng)用,發(fā)揮其積極作用,就要在施工后的質(zhì)量驗(yàn)收工作層面加強(qiáng)重視,對(duì)技術(shù)應(yīng)用的效果能及時(shí)了解,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時(shí)的匯報(bào)以及解決,避免造成嚴(yán)重的問題影響。
2.公路橋梁涵洞隧道工程施工技術(shù)應(yīng)用方法
第一,公路橋梁涵洞隧道測量放線技術(shù)應(yīng)用。公路橋梁涵洞隧道工程的施工中,會(huì)應(yīng)用到諸多的技術(shù),其中測量放線技術(shù)就是比較基礎(chǔ)性的應(yīng)用技術(shù)。公路橋梁涵洞隧道工程的施工中,保障前期測量放線的準(zhǔn)確性,對(duì)施工質(zhì)量才能得以保證。測量放線技術(shù)的應(yīng)用,不只是要選擇合理測量設(shè)備加以應(yīng)用,其中有全站儀和自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀等測量設(shè)備儀器,在具體的測量放線工作中,選擇合適的技術(shù)加以應(yīng)用,保障測量放線的準(zhǔn)確性,把握好放線的要點(diǎn)內(nèi)容,只有在這些基礎(chǔ)層面得到了加強(qiáng),才能真正有助于工程施工的質(zhì)量保障。第二,公路橋梁涵洞隧道鋼筋綁扎處理技術(shù)應(yīng)用。實(shí)際的工程施工過程中,對(duì)鋼筋材料的應(yīng)用是較為關(guān)鍵的,這也是施工的重點(diǎn)內(nèi)容。鋼筋材料的應(yīng)用要進(jìn)行綁扎處理,對(duì)鋼筋材料的選擇也是比較重要的,保障鋼筋材料的性能,可通過相應(yīng)的試驗(yàn)檢測來保障鋼筋材料的質(zhì)量。鋼筋的綁扎處理過程中,需要進(jìn)行焊接,這就需要專業(yè)人員進(jìn)行操作,對(duì)焊接的環(huán)境有效控制,最大化的降低對(duì)鋼筋焊接的缺陷幾率[3]。在對(duì)鋼筋綁扎的整體結(jié)構(gòu)得到了有效提高后,就能進(jìn)行下一步的實(shí)施。第三,公路橋梁涵洞隧道基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用。公路橋梁涵洞隧道工程的具體施工當(dāng)中,在基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用方面是比較重要的,這也是對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量有著直接影響的環(huán)節(jié)。所以在這一施工中,就要充分重視基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在基礎(chǔ)施工中所涉及到的應(yīng)用技術(shù)比較多,在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的開挖方面是施工要點(diǎn),要保證開挖和實(shí)際設(shè)計(jì)的要求能緊密結(jié)合,對(duì)開挖的準(zhǔn)確性和可靠性得意保證。施工中也要能在地基的結(jié)構(gòu)方面充分重視其承載力,保障基礎(chǔ)的安全穩(wěn)定性能滿足實(shí)際的工程施工需要。第四,公路橋梁涵洞隧道混凝土施工技術(shù)應(yīng)用。公路橋梁涵洞隧道工程的施工過程中,對(duì)混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用是比較關(guān)鍵的,這也是工程施工中必要的應(yīng)用技術(shù)。在混凝土施工中,對(duì)混凝土材料的質(zhì)量控制,以及施工工序的控制等要充分重視,加強(qiáng)質(zhì)量的審查力度。在對(duì)混凝土的澆筑施工方面,注重澆筑的連續(xù)性,避免對(duì)工程的結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定造成影響?;炷潦┕さ酿B(yǎng)護(hù)處理方面也要充分重視,對(duì)混凝土施工的養(yǎng)護(hù)周期合理控制,避免出現(xiàn)混凝土裂縫質(zhì)量問題。第五,公路橋梁涵洞隧道模板施工技術(shù)應(yīng)用。具體工程施工當(dāng)中,在模板施工技術(shù)的應(yīng)用層面也比較重要,要結(jié)合模板的材料加以處理,對(duì)其穩(wěn)定性效果要能得意呈現(xiàn)。在模板施工技術(shù)中對(duì)腳手架和定型鋼模的實(shí)際應(yīng)用要加強(qiáng)重視,做好質(zhì)量審查的工作,對(duì)模板的材料和規(guī)格尺寸的把握要嚴(yán)格。在模板的安裝應(yīng)用施工中,可通過合理技術(shù)手段實(shí)施,如模板吊車吊裝,在施工中對(duì)精確性要保證,如此就能提高模板施工的質(zhì)量水平。公路橋梁涵洞隧道工程施工案例:某公路橋梁涵洞隧道工程施工中項(xiàng)目起點(diǎn)與某大道平交,終點(diǎn)樁號(hào)ZK15+886.095。全長約1.8km。設(shè)有圓管涵88m/4道、箱涵117m/2道、圓管涵倒虹吸62m/1道鋼筋混凝土箱涵,本箱涵為過水涵;洞與線路交角90°,涵洞墻身長69m,每隔7—10m設(shè)一道沉降縫,進(jìn)出口形式均為一字進(jìn)出口。洞身凈高3m。洞口采用C30混凝土,洞身墊層采用碎石墊層,洞身采用C30混凝土,基礎(chǔ)采用C20混凝土。洞口一字墻采用M7.5漿砌片石砌筑。如在進(jìn)行混凝土的基礎(chǔ)施工過程中,采用商混凝土加以應(yīng)用,用罐車進(jìn)行運(yùn)輸,并在途中不斷的攪動(dòng)。在混凝土的澆筑中插入振動(dòng)器振搗密實(shí)。在混凝土的強(qiáng)度達(dá)到了2.5MPa之后進(jìn)行拆模。通過混凝土的基礎(chǔ)科學(xué)施工方法的應(yīng)用,就能保障施工的質(zhì)量。
3.結(jié)語
綜上所述,公路橋梁涵洞隧道的工程施工過程中,采用科學(xué)的方法加以應(yīng)用,對(duì)每個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制加強(qiáng)重視,就能提高工程施工的效率。通過加強(qiáng)對(duì)公路橋梁涵洞隧道工程的理論研究,希望能對(duì)實(shí)際的工程施工有一定啟示作用,從而促進(jìn)實(shí)際施工質(zhì)量的提升。
作者:劉益 單位:四川路橋橋梁工程有限責(zé)任公司
參考文獻(xiàn)
[1]趙慶湖.淺談高速公路隧道施工技術(shù)要求[J].江西建材.2015(19)
關(guān)鍵詞:隧道仰拱;移動(dòng)棧橋;施工技術(shù);隧道工程;施工質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):U445 文章編號(hào):1009-2374(2017)11-0198-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.100
1 工程概況
新建銀川至西安鐵路正線長度616.81km,其中陜西省境內(nèi)163.21km,甘肅省境內(nèi)271.85km,寧夏自治區(qū)境內(nèi)181.75km。線路設(shè)計(jì)時(shí)速為250km/h,預(yù)留350km/h。中鐵十一局集團(tuán)承建YXZQ-6標(biāo)段,起止里程為DK138+151.98~DK167+858,線路長27.91km,位于陜西彬縣炭店鎮(zhèn)、新民鎮(zhèn)、永樂鎮(zhèn)境內(nèi)。主要工程有3橋(640.25延米)、3隧(27270延米),其中彬縣隧道全長14250m;隧道占線路全長的97.71%。
由于施工工期緊張,在進(jìn)行隧道施工過程中為保障施工進(jìn)度及質(zhì)量,項(xiàng)目聯(lián)合廠家研制了可移動(dòng)式仰拱棧橋,通過應(yīng)用移動(dòng)棧橋進(jìn)行仰拱施工,減少了施工工序的干擾,提高了施工進(jìn)度,保障了施工質(zhì)量,同時(shí)提高了機(jī)械化水平降低了施工成本。
2 可移動(dòng)棧橋的施工特點(diǎn)
(1)在棧橋的前鋼橋下開展混凝土填充施工時(shí),車輛可以利用棧橋直接下至臺(tái)階,可以更好的配合施工,滿足早成環(huán)、早封閉施工的基本要求;(2)棧橋通行時(shí)要在混凝土強(qiáng)度達(dá)到脫模要求后進(jìn)行,要求接地壓強(qiáng)值3kgf/cm2(0.3MPa);(3)使用遙控液壓操作,使用電控專用小車進(jìn)行行走,可以進(jìn)行前后左右移動(dòng)。棧橋施工時(shí)不需要進(jìn)行人工鋪軌,只需要一個(gè)人就可以進(jìn)行操控;(4)使用一體化仰拱模板,允許通過的荷載值為50t。
3 可移動(dòng)式棧橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)成
根據(jù)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù),本工程設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為了滿足棧橋移動(dòng)要求,在棧橋的引橋兩端都布置了移動(dòng)機(jī)構(gòu),而且布置了限位預(yù)警機(jī)構(gòu)。在行走的過程中,會(huì)將棧橋鋼橋抬起,并利用液壓系統(tǒng)放下液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),仰拱棧橋立面結(jié)構(gòu)如圖1所示:
4 施工技術(shù)
4.1 施工步驟
4.1.1 將隧道開挖至設(shè)計(jì)長度后即可開展仰拱施工。首先進(jìn)行首端仰拱的澆筑和回填,將仰拱棧橋拼好后立即進(jìn)行檢查,達(dá)到要求后即可安排移動(dòng)棧橋就位。如果此時(shí)首端仰拱強(qiáng)度沒有達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的70%,不能將棧橋的后輪放置到仰拱上。棧橋就位后狀態(tài)圖如圖2所示:
4.1.2 移動(dòng)式仰拱就位后,即可進(jìn)行仰拱施工,施工之前先處理基礎(chǔ),然后將防水板安裝好。接著綁扎鋼筋,并進(jìn)行仰拱的澆筑。一般來說,當(dāng)棧橋下一段仰拱的澆筑和填充工作完成,并且棧橋強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求值后即可將棧橋向前移動(dòng)。
4.1.3 在開展臺(tái)階開挖時(shí),分別從左幅和右幅進(jìn)行開挖,在隧道中移動(dòng)棧橋時(shí),要進(jìn)行側(cè)向移櫻以保證棧橋可以緊隨臺(tái)階開挖。
4.2 拼裝棧橋
4.2.1 拼裝流程。(1)在場內(nèi)進(jìn)行配置時(shí),先將支架搭建好,支架搭設(shè)高度為800mm。然后安裝好定位桁架,連接主橫梁,接著連接好底部拉桿,并安裝好左側(cè)導(dǎo)向承載裝置和支撐梁承載裝置,將前端油缸和右側(cè)導(dǎo)向承載裝置安裝好,連接好端部支撐,然后將前端車輪組安裝好;(2)安裝中間標(biāo)準(zhǔn)段桁架,然后將主橫梁連接好,并對(duì)底部拉桿進(jìn)行連接,最后安裝手鏈起升裝置和中間支撐裝置;(3)進(jìn)行后端標(biāo)準(zhǔn)桁架的安裝,然后將主橫梁安裝好,最后對(duì)底部拉桿進(jìn)行連接;(4)拼裝好后端3m標(biāo)準(zhǔn)段桁架進(jìn),然后連接底部拉桿和主橫梁,安裝好液壓油缸和液壓站,連接端部支撐,組裝好后端車輪和導(dǎo)向板,然后安裝支腳;(5)安裝報(bào)警裝置、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng);(6)頂升前后液壓缸,并安放好前后工作支撐,收回液壓缸。保證桁架可以落至工作支撐上,將橋面板安裝好;(7)為了保證棧橋行走過程中的扭轉(zhuǎn)剛度,需要使用拉桿安裝導(dǎo)桁架頂部;(8)對(duì)移動(dòng)棧橋進(jìn)行行走試驗(yàn),移動(dòng)速度控制在0.5m/min。為了檢查棧橋的安全性,首先將工作支撐放下,然后在自卸車上裝滿渣料,最后安排工作人員駕駛自卸車從棧橋上通過。使用800mm×800mm的條形方木作為安裝支架,然后搭設(shè)型鋼,保證安裝的可靠性和安全性。
4.2.2 拼裝時(shí)需要注意的方面。(1)在拼接桁架時(shí),要將下弦桿銷和上弦桿螺栓連接好;(2)要將吊裝速度控制好,吊裝速度不能過快;(3)對(duì)于一些比較重要的結(jié)構(gòu)組成部分,要將移動(dòng)過程中有可能出現(xiàn)的安全隱患消除掉,并采取相應(yīng)的措施來保證液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的安全性。
4.3 棧橋移動(dòng)就位
4.3.1 棧橋移動(dòng)就位的施工步驟。(1)清理殘?jiān)蛞苿?dòng)之前,清除干凈橋面、桁架和前后引橋上的殘?jiān)?;?)對(duì)油缸進(jìn)行頂升。操縱液壓控制閥,然后頂升前后液壓缸,并進(jìn)行鎖定,保證鋼支墩脫離地面并保持水平狀態(tài);(3)對(duì)障礙進(jìn)行排除。將桁架、鋼支墩、前后引橋等底部障礙物拆卸下,然后清理?xiàng)蜓龉懊嫔系臍堅(jiān)?。為了降低后引橋在拖?dòng)過程中產(chǎn)生的摩擦力,需要使用若干根直徑為48mm的鋼管布置在后引橋的下部;(4)引橋提升。鏟車行進(jìn)到引橋前方位置后,使用鋼絲提升鏟斗到引橋前端,保證其纏繞到棧橋上部節(jié)點(diǎn);(5)棧橋牽引。按照?qǐng)D3中標(biāo)識(shí)的牽引位置1和牽引位置2將鋼繩栓緊。在對(duì)棧橋進(jìn)行牽引時(shí),牽引鏟車的行駛速度要保持在0.5m/min;(6)棧橋支護(hù)。棧橋向前移動(dòng)如果仍然無法達(dá)到使用要求,要將牽引鏟車行走中斷,利用制動(dòng)裝置終止棧橋行走,放下前引橋,并對(duì)棧橋鋼支墩支撐面和引橋端部進(jìn)行平整。根據(jù)實(shí)際需要將墊塊鋪設(shè)好,保證棧橋工作過程中支撐的牢固性;(7)收縮油缸。操作液壓控制閥,并鎖定前后液壓缸,保證鋼支墩可以全部接觸到地面。保證支撐的可靠性以及橋面的水平;(8)限位。使用限位裝置限位,防止設(shè)備移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生側(cè)向移動(dòng)或前行的情況。
4.3.2 棧橋縱向移動(dòng)過程中需要注意的方面。(1)棧橋在移動(dòng)時(shí),為了提高棧橋行走和移動(dòng)時(shí)的扭轉(zhuǎn)剛度,需要將拉桿安裝導(dǎo)桁架的頂部;(2)平穩(wěn)啟動(dòng)牽引鏟車,并緩慢行走;(3)整平行走路面,避免橋體過大出現(xiàn)扭曲和振動(dòng)破壞結(jié)構(gòu);(4)行走路面混凝土強(qiáng)度比較小時(shí),會(huì)有碾壓痕跡出現(xiàn)。為了解決這一問題,需要使用槽鋼或鋼板進(jìn)行鋪設(shè),并不斷地進(jìn)行倒換,使車輪落在槽鋼或鋼板上。
4.4 棧橋轉(zhuǎn)向
4.4.1 棧橋轉(zhuǎn)向的基本流程。(1)縮回前液壓缸,并利用前端支撐將前輪抬起;(2)人工將前端車輪組旋轉(zhuǎn)90°;(3)伸長前液壓缸,并使導(dǎo)向承載底板落至車輪平衡梁連接板上,然后進(jìn)行定位。此時(shí),前端支撐會(huì)離開底部支撐平臺(tái);(4)側(cè)向牽引前端車輪組平衡梁,達(dá)到側(cè)向位移的目的。
4.4.2 轉(zhuǎn)向作業(yè)要點(diǎn)。(1)在進(jìn)行側(cè)向位移時(shí)速度不要過快,要保持平穩(wěn);(2)提高路面的平整性,防止橋體產(chǎn)生過大的振動(dòng)和扭曲而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成破壞;(3)由于后端車輪和初凝混凝土摩擦較大,為了避免對(duì)初凝混凝土路面造成破壞,減少后輪滑轉(zhuǎn)產(chǎn)生的阻力,當(dāng)出現(xiàn)側(cè)向位移時(shí),要求后輪可以落到鋼板上;(4)側(cè)向牽引力不能過大,要緩慢施加。
5 可移動(dòng)棧橋的應(yīng)用效果分析
本工程采用可移動(dòng)棧橋施工后取得了良好的施工效果,和大型仰拱棧橋相比,可移動(dòng)棧橋的施工效益更加顯著,如表1所示。使用可移動(dòng)棧橋施工后,每12m仰拱可以節(jié)省3h,如果按照24m進(jìn)行計(jì)算,使用可移動(dòng)棧橋可以實(shí)現(xiàn)仰拱的流水化作業(yè),大約可以節(jié)省18.5h的施工時(shí)間。利用棧橋施工減少了各個(gè)工序之間的干擾,為仰拱施工留有充足的施工空間,保證了隧道的施工進(jìn)度和施工安全。雖然可移動(dòng)式棧橋的制作成本會(huì)高于簡易棧橋,但是因?yàn)榭梢源蠓岣呤┕ば?,因此綜合下來施工成本會(huì)有所降低。由于設(shè)置了專門的人行道,將行車道和人行到分離開來,提升了車輛的通行效率,保證了行人的通行安全。
6 結(jié)語
綜上所述,在隧道工程施工過程中,由于施工工期緊,對(duì)施工質(zhì)量和施工安全要求比較高,為了達(dá)到施工要求,需要在施工過程中充分利用現(xiàn)代化施工機(jī)械。本隧道工程在施工過程中利用可移動(dòng)式棧橋進(jìn)行隧道仰拱的施工顯著提高了施工效率和施工安全,具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞] 隧道 跨越溶洞 工藝方案
中圖分類號(hào): U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
0 引言
廣西六寨至河池高速公路三叉嶺隧道六寨端位于河池市拔貢鎮(zhèn)南華村境內(nèi),河池端位于河池鎮(zhèn)北西向約1.5km處,穿越三叉嶺山體,隧道最大挖深415米左右,巖溶強(qiáng)烈發(fā)育,巖溶漏斗、巖溶洼地十分普遍,處理起來存在較大困難,筆者以三叉嶺隧道遭遇特大型溶洞為實(shí)例,探討巖溶隧道的處理技術(shù)。
1 工程概況
三叉嶺隧道為分離式隧道(進(jìn)口段小凈距),上行線隧道長1690米,起終點(diǎn)樁號(hào)為YK86+345~YK88+035,縱坡為i1=1.538%,i2=-2.800%;下行線隧道長1669.915米,起終點(diǎn)樁號(hào)為ZK86+350.085~ZK88+020,縱坡為i=-2.582%;隧址區(qū)位于云貴高原邊緣,是云貴高原向廣西低山及丘陵的過渡區(qū),地形地貌受地層巖性及構(gòu)造控制明顯,屬于溶蝕、剝蝕低山地貌,路線橫穿三叉嶺脊梁,沿線地形特點(diǎn)為中間高,兩側(cè)低,隧址區(qū)高程約為317~787m,相對(duì)高差約470m,地形起伏較大。全隧采用新奧法施工,采用錨噴支護(hù),復(fù)合式襯砌。
2 溶洞的揭示情況
三叉嶺隧道ZK86+865~ZK86+938段原設(shè)計(jì)為Ⅲ級(jí)圍巖,按S3-B型襯砌進(jìn)行支護(hù)。開挖至ZK86+870,掌子面出現(xiàn)一個(gè)大型溶洞。溶洞大廳橫穿隧道,與隧道線路有10°左右交角向前延伸(如下圖1示)。
圖1 溶洞位置平面示意圖
隧道拱頂往上約20m為干洞,洞壁穩(wěn)定性較好,局部有懸掛石塊,溶洞頂板產(chǎn)狀平穩(wěn),局部有剝落現(xiàn)象,往下約30m深,洞底未發(fā)現(xiàn)有積水,跨度(隧道掘進(jìn)方向)約60m。
經(jīng)查,溶洞處地層為寒武系淺灰色中厚~厚層狀灰?guī)r。隧道頂溶洞由于洞壁局部較破碎,有掉塊現(xiàn)象,洞底充填物主要為塊石、碎石,可判斷為充填型溶洞【1】。經(jīng)探測表明,整個(gè)溶洞為無水狀態(tài)。
3 施工方案比選
溶洞的出現(xiàn)給施工造成了很大困難,溶洞向下形成跨度較大的踩空帶,沒有施工作業(yè)平臺(tái),隧道開挖不能夠繼續(xù)前進(jìn)。另外,溶洞上方剝落掉塊,給隧道掌子面施工人員的安全造成威脅。為確保施工進(jìn)展,避免溶洞出現(xiàn)大面積塌方,施工方對(duì)溶洞進(jìn)行洞碴回填至隧道底部,平整出場地計(jì)劃進(jìn)行隧道支護(hù)施工。由于隧道洞碴回填高達(dá)30m,回填的隧底容易出現(xiàn)較大的沉降,與前后非溶洞區(qū)的隧底產(chǎn)生不均勻沉降隱患,會(huì)導(dǎo)致溶洞區(qū)的隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞進(jìn)而影響安全的嚴(yán)重后果。因此,隧道結(jié)構(gòu)下方的基礎(chǔ)如何處理成為關(guān)鍵。為此,參建各方對(duì)溶洞處治提出兩個(gè)方案:
方案一:對(duì)隧底的洞渣填筑部位進(jìn)行注漿固結(jié),減少沉降。
對(duì)基底進(jìn)行水泥砂漿注漿,注漿深度取1.5倍隧道深度,即深16m,孔距2.0m,排距1.8m布置。主要工程量為:鉆孔進(jìn)尺4126m,φ75×5mm注漿導(dǎo)管4126m/331根,水泥砂漿注漿量約1200m3。綜合造價(jià)約為580萬元。
方案二:在隧底的洞渣填筑部位進(jìn)行樁基施工,利用樁基對(duì)上方的隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行支承【2】。
根據(jù)該溶洞與隧道有交叉、斷面大、上伸高、發(fā)展深的特點(diǎn),采用樁基結(jié)合現(xiàn)澆板梁作為隧道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),進(jìn)而支承隧道的方案。具體做法是:考慮到隧道襯砌臺(tái)車每模的長度,在洞渣填筑范圍內(nèi)按照每12m劃分一個(gè)隧道節(jié)段,在每個(gè)12米的節(jié)段內(nèi)單排布置兩根φ1.8m樁基,間距8m,共12根,按嵌巖樁設(shè)計(jì),嵌巖深度≥2.5m。然后于樁基頂設(shè)置2.8m×1.5m C30鋼筋混凝土縱梁用于承托樁間的混凝土板。橫斷面方向上兩排樁基(或單排樁基與未受溶洞影響的隧底)之間現(xiàn)澆65cm~85cm厚的C30混凝土形成蓋板路面((如下圖2示)。通過蓋板-縱梁-樁基逐一把隧道襯砌結(jié)構(gòu)和行車所產(chǎn)生的荷載傳遞到巖層。該方案綜合造價(jià)約為500萬元。
圖2 結(jié)構(gòu)斷面示意圖
方案比選:方案一施工工藝成熟,但注漿工藝復(fù)雜,注漿量難以控制,施工周期長,造價(jià)高,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不可測算。方案二考慮到整體受力情況,從保證隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的角度出發(fā),比較系統(tǒng)整體,采用鋼筋混凝土板、梁與樁基共同組成支承結(jié)構(gòu),受力明確、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面可控性強(qiáng),施工質(zhì)量容易保證,同時(shí)造價(jià)相對(duì)經(jīng)濟(jì)。
綜上,各方一致同意采用方案二。
4 支承組合結(jié)構(gòu)的施工
支承組合結(jié)構(gòu)施工包括三個(gè)步驟:首先進(jìn)行人孔開挖樁基施工,其次是進(jìn)行樁基、托梁混凝土施工,最后是對(duì)雙排樁基之間進(jìn)行現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋板施工??傮w施工工藝順序如下:
具體施工要求如下:
4.1 樁基開挖
1)、前期準(zhǔn)備
開挖前應(yīng)平整場地,清除危石浮土,鏟除松軟的土層并夯實(shí)??卓谒闹芡谂潘疁?,做好排水系統(tǒng),及時(shí)排水,布置好出渣道路,合理堆放材料和機(jī)具,使其不增加孔壁壓力,不影響施工。
2)、測量放樣、確定平面位置及開挖高程
使用全站儀復(fù)核附近控制點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn),進(jìn)行樁位放樣,并做好護(hù)樁,以備隨時(shí)復(fù)核。隨后施工第一節(jié)護(hù)壁,應(yīng)高出地面30cm。
3)、樁體開挖
安裝提升設(shè)備,提升設(shè)備必須使用防倒轉(zhuǎn)的電動(dòng)提升設(shè)備,防止砸落傷人。人工自上而下逐層進(jìn)行,先挖中間部分,后挖周邊。每挖深1.0m 左右為一節(jié),每節(jié)開挖完成后馬山施工砼護(hù)壁。挖孔過程中,隨時(shí)檢查孔樁的各項(xiàng)尺寸、圓度、傾斜度、平面位置等情況,有偏差要及時(shí)糾正。
4)、成孔檢查及下放鋼筋籠
挖孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,檢查樁長、樁徑、圓度、傾斜度等是否符合要求,并對(duì)樁位等進(jìn)行檢查。檢查合格后將預(yù)先拼裝的鋼筋籠下放到樁孔內(nèi)。
4.2 樁身、托梁及蓋板的混凝土澆筑
1)當(dāng)成孔后無滲水采用混凝土運(yùn)輸車配合串筒直接澆筑混凝土的辦法施工;當(dāng)成孔后有地下水滲出且水量較大則采用鋼導(dǎo)管灌注水下混凝土,灌注時(shí)利用吊車吊斗灌注水下混凝土。為確保工程質(zhì)量,樁基混凝土施工完畢滿足齡期及強(qiáng)度要求后進(jìn)行樁基檢測,確保樁基質(zhì)量。
2)托梁采用立模澆筑混凝土成型,立模必須封閉嚴(yán)實(shí),預(yù)留鋼筋處的部位要處理,防止混凝土漏漿。拖梁與樁頂連接的部位,樁基伸出鋼筋必須深入托梁中,使托梁與樁基形成整體。其余部位先清理干凈基礎(chǔ),在基礎(chǔ)上作5cm厚的砂漿墊層,而后再立模。托梁的鋼筋綁扎時(shí)注意預(yù)留與蓋板的連接鋼筋,之后一次澆筑成型。
3)澆筑蓋板
5 仰拱及鋼筋混凝土二襯施工
以上組合支承結(jié)構(gòu)施工完成以后,盡早施作仰拱和隧道二次襯砌,將隧道仰拱、二襯拱圈形成封閉的支護(hù)圈,通過組合支承結(jié)構(gòu)進(jìn)行支承,隧道的支護(hù)才能穩(wěn)定。其施工要點(diǎn)在于隧道襯砌支護(hù)落于托梁上,由樁基支承受力,為此施工中應(yīng)注意定位二次襯砌拱腳。隧道仰拱在蓋板施工完以后再在其上施作。由于溶洞處隧道無法設(shè)置緩沖層,且由于存在掉塊等危險(xiǎn)現(xiàn)象,人員無法穿入溶洞內(nèi)進(jìn)行施工作業(yè),為防止溶洞洞頂落石破壞隧道,初襯型鋼拱間距采用I20a型鋼,間距50cm,二襯鋼筋混凝土厚度加厚20cm,增大其強(qiáng)度【3】。
6 施工處理效果
通過執(zhí)行對(duì)溶洞隧道施工組合支承結(jié)構(gòu)的施工方案,三叉嶺隧道特大型溶洞處治順利完成,順利穿越溶洞段。經(jīng)過監(jiān)測,該溶洞段隧道洞壁穩(wěn)定,經(jīng)重車來回碾壓行駛后監(jiān)測顯示隧道未見下沉,二襯等結(jié)構(gòu)未見破壞,拱頂無變形,各項(xiàng)監(jiān)控量測結(jié)果均在符合控制要求,說明使用該類型的組合支承結(jié)構(gòu)對(duì)該溶洞的處理是成功的。
7 結(jié)論
隧道溶洞是常見地質(zhì)病害。三叉嶺隧道特大型溶洞具有隧道溶洞的一般特性,通過比選采用了穩(wěn)妥可靠的方案。通過本文所述方案,三叉嶺隧道采用組合支承結(jié)構(gòu)代替大高度的隧底填充對(duì)隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行支承,保證了隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,加強(qiáng)了襯砌設(shè)計(jì)封閉以抵御拱頂溶洞掉塊。該方法跨越隧道溶洞方法簡便,技術(shù)成熟,所需機(jī)具設(shè)備也為施工常見設(shè)備,是橋梁結(jié)構(gòu)用在處理隧道跨越溶洞的一次結(jié)合嘗試。由于橋梁結(jié)構(gòu)已經(jīng)穩(wěn)定成熟,方案的使用,質(zhì)量可靠,安全系數(shù)大,整個(gè)施工過程中未出現(xiàn)塌方和傷人事件,順利跨越了溶洞段。綜述,以上施工方法跨越隧道溶洞可為同類施工問題提供參考。
參考文獻(xiàn)
劉志剛,趙勇.隧道隧洞施工地質(zhì)技術(shù) [M ].北京: 中國鐵道出版社 , 2001
雙脖山隧道位于遼寧省莊蓋高速公路莊河市境內(nèi),公路等級(jí)為高速公路,采用分離式單向行車雙車道隧道(上下行)。隧道凈寬10.45m,凈高7.10m,洞口開挖寬度12.50m,開挖高度10.25m。隧道全長610米,采用削竹式洞門。隧道進(jìn)口47米為淺埋,埋深最淺處為0.9米,洞口處為強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖,地表上覆蓋粘土及松軟土。洞口地形右高左低,屬緩坡地貌地形坡角在15°~32°,洞口左側(cè)有一條季節(jié)性流水溝谷順線路方向發(fā)育,平常無水。
進(jìn)洞施工方案
隧道洞口段是隧道施工的薄弱環(huán)節(jié),洞口上方為強(qiáng)風(fēng)化砂巖,主要為坡積土和沖積土層,靡凌破碎,夾泥量大,大部分富水,有的成飽和狀態(tài),在大雨季節(jié)匯水非常大,表層植被因施工破壞后形成小型泥石流,水土非常容易流失,而且洞頂覆蓋層很薄,在洞口左側(cè)拱腰偏上部位覆蓋層僅90cm厚,且有偏壓現(xiàn)象,大部分位置覆蓋厚度為2m左右,為典型的隧道淺埋段。洞內(nèi)圍巖為強(qiáng)風(fēng)化,夾泥,加上山坡匯水面積相當(dāng)大,開挖后地表水直接滲入洞內(nèi),使得超挖及跨塌非常嚴(yán)重,洞口段施工條件相當(dāng)困難。
根據(jù)特殊條件,決定對(duì)雙脖山隧道洞口施工分如下幾項(xiàng)工作來進(jìn)行:洞口段開挖及防護(hù)、輔助施工(管棚施工)、洞內(nèi)初期支護(hù)、圍巖超前地質(zhì)預(yù)報(bào)4個(gè)方面,并結(jié)合開挖控制爆破,運(yùn)用圍巖量測技術(shù),加強(qiáng)監(jiān)測,保證了洞口的施工安全。
1、洞口段開挖及防護(hù)
(1)邊仰坡開挖:全站儀測量放樣,根據(jù)實(shí)際地形情況,在邊仰坡開挖前及時(shí)進(jìn)行截水溝施工,將地表水從截水溝排出,確保邊仰坡穩(wěn)定,避免雨水沖刷坡面。利用挖掘機(jī)至上而下逐段開挖坡面,每層高度控制在2米左右,沒開挖一層必須檢查邊仰坡坡比,控制坡面成型,清除洞口有可能滑塌的表土,局部人工配合修整。
(2)洞口邊仰坡刷坡完成應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查,檢查合格后為保證山體穩(wěn)定,對(duì)邊仰坡部分山體以及洞口段范圍的洞頂土體進(jìn)行整體性防護(hù),采用Φ22砂漿錨桿,錨桿按1米梅花形布置,掛Φ8鋼筋網(wǎng)(20cm x 20cm),鋼筋網(wǎng)與錨桿焊接成整體,掛網(wǎng)完成后噴射C20混凝土15cm厚,封閉洞口邊仰坡坡面。
2、輔助施工
為了便于施鉆和提高鉆孔精度,在明暗挖交界處施作C25砼套拱,套拱徑向厚度0.6m,底部縱向長度2.09m,頂部縱向長度2.85m。管棚施工:管棚施工前,利用核心土作為工作平臺(tái)直接架設(shè)上斷面套拱鋼拱架,拱架設(shè)置3榀,導(dǎo)向孔內(nèi)預(yù)埋38根φ127×5mm鋼管作導(dǎo)向管,鋼管長2.09-2.85m。鋼管軸線與隧道軸線夾角為1°,鋼管中心線距開挖外輪廓線30cm,在拱架上支模澆筑套拱混凝土。鋼拱架及定向鋼管在安裝過程中位置必須準(zhǔn)確,以免侵入洞門及襯砌凈空。管棚超前支護(hù)采用Φ89*6無縫鋼管,環(huán)向間距40CM,單根長19米,共設(shè)一環(huán)。
鉆孔采用風(fēng)動(dòng)潛孔鉆,嚴(yán)格按照測量方向施鉆,確保管棚施做精度。鉆孔時(shí)及時(shí)對(duì)孔內(nèi)吹出巖粉及土樣進(jìn)行分析,對(duì)探明洞內(nèi)地質(zhì)情況提供依據(jù)。鉆孔完成后應(yīng)及時(shí)頂入鋼管,鋼管視地質(zhì)情況采用挖機(jī)頂入,鋼管必須頂入設(shè)計(jì)深度,如遇塌孔應(yīng)拔出鋼管重新鉆孔。大管棚有關(guān)參數(shù)
a.大管棚材料:為Φ89×6㎜熱軋無縫鋼管。管壁加工注漿花孔,孔徑Φ8mm,間距15㎝,一周4排呈梅花形布置。
b.管棚環(huán)向間距為40cm。
c.管棚仰角為1°。
d.注漿參數(shù)
注漿采用水泥-水玻璃雙液漿,根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)暫定以下參數(shù),施工時(shí)根據(jù)實(shí)際情況由試驗(yàn)室試驗(yàn)確定。
水灰比:水:水泥=1:1
水泥、水玻璃漿體積比:1:0.5
注漿初始?jí)毫?.5~1.0Mpa,終壓1.5Mpa
漿液初凝時(shí)間:60~300S
漿液擴(kuò)散半徑:R0=40cm
注漿后用10號(hào)水泥砂漿充填。
e.止?jié){
注漿口管棚和導(dǎo)向管間隙采用CS麻絲膠泥堵塞后,用電焊封死。
鋼管外漏端頭用鋼板焊接封堵,鋼板中間焊接注漿用八分管,并安裝球型止水閥門。為了保證鋼管注漿飽滿,注漿注意事項(xiàng)
(a)注漿前檢查注漿泵、管路及接頭的牢固程度,防止?jié){液沖出傷人。
(b)注漿時(shí)密切監(jiān)視壓力變化,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。
(c)注漿注意防止串漿和跑漿,若發(fā)生串漿和跑漿要停止注漿,分析原因隨時(shí)解決。
(d)注漿時(shí)先注單號(hào)孔,后注雙號(hào)孔。
(e)做好注漿壓力、注漿量、注漿時(shí)間等各項(xiàng)記錄。注漿時(shí)嚴(yán)格按照從下至上的順序分錯(cuò)進(jìn)行壓注,待第一次結(jié)束2小時(shí)后,在對(duì)檢查孔進(jìn)行注漿。
管棚施工(圖1)
3、施工工藝
3.1地表加固
隧道進(jìn)口5m段左側(cè)拱腰處埋深僅90cm左右,為淺埋并且存在偏壓現(xiàn)象,隧道成型后極易引起拱頂巖層冒頂,或者在爆破工作中因沖擊波影響造成巖體失穩(wěn),進(jìn)洞前必須對(duì)洞頂范圍巖體進(jìn)行加固,防止開挖后造成坍塌,保證洞口段施工安全,加上噴射混凝土噴面,形成隔水層,使得地表匯水順著臨時(shí)排水排走,不致滲入巖體影響施工安全。具體方案如下:1、錨桿采用Φ22鋼筋,間距1.0m×1.0m,梅花形布置,注漿水灰比1:1;2、錨桿施工后,用Φ8鋼筋掛鋼筋網(wǎng),鋼筋網(wǎng)間距20cm×20cm,網(wǎng)片與錨桿綁扎聯(lián)結(jié);3、采用C20噴射混凝土封閉該范圍坡面,而在洞口仰坡坡面先初噴一層C20混凝土3cm-5cm厚,封閉巖面后掛鋼筋網(wǎng),再噴一次噴至設(shè)計(jì)厚度。
3.2洞身開挖
隧道開挖采用“短進(jìn)尺、弱爆破”,輔以人工和挖掘機(jī)開挖,開挖方式采用上下臺(tái)階法開挖法,上臺(tái)階開挖高度為6m,一次開挖高度超過覆蓋層厚度(洞口近距離覆蓋層厚度僅為0.9m~5m,因此開挖時(shí)必須對(duì)炸藥用量及開挖進(jìn)尺進(jìn)行合理的計(jì)算和控制。為保證上臺(tái)階開挖不會(huì)出現(xiàn)冒頂和塌方現(xiàn)象,開挖每循環(huán)炮眼深度控制在1m以內(nèi),采用先掏槽,后周邊的爆破方法,爆破進(jìn)尺控制在80cm以內(nèi),可加大開挖臨空面和減少對(duì)拱頂覆蓋層的作用力。
上臺(tái)階每循環(huán)開挖完成后馬上噴射混凝土進(jìn)行封閉,保證不落石不掉快后,再架立工字鋼拱架,施作初期支護(hù)。
3.3圍巖監(jiān)控量測
圍巖監(jiān)控量測是指導(dǎo)施工、確保安全的重要手段,通過施工前和施工中收集的數(shù)據(jù)和工程地質(zhì)資料,及時(shí)分析判斷爆破后圍巖松動(dòng)范圍及圍巖與初期支護(hù)受力的穩(wěn)定狀態(tài),預(yù)測變形的發(fā)展趨勢,預(yù)報(bào)險(xiǎn)情,以指導(dǎo)安全施工,指導(dǎo)開挖作業(yè)與支護(hù)作業(yè)。圍巖量測的項(xiàng)目有以下幾項(xiàng):
1、水平位移收斂量測
每循環(huán)開挖完成后,在每個(gè)斷面拱腳處布一對(duì)測點(diǎn),用專用收斂儀量測。
2、拱頂下沉
每循環(huán)開挖完成后,每個(gè)斷面拱頂處設(shè)一個(gè)點(diǎn),用水準(zhǔn)儀和塔尺進(jìn)行測量。
3.4拱頂?shù)乇硐鲁?/p>
在隧道地表拱頂部位每1m做一個(gè)觀測點(diǎn),用水準(zhǔn)儀和塔尺進(jìn)行測量。
三、地質(zhì)預(yù)報(bào)
為了及時(shí)掌握開挖面前方地質(zhì)情況,根據(jù)需要采用如下地質(zhì)預(yù)報(bào)措施,以便指導(dǎo)施工,保證安全。
1、長距離預(yù)報(bào)。采用TSP-202超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)(即地震雷達(dá)),在開挖段布置地震探測的激發(fā)和反射波接收裝置,根據(jù)地震反射波的強(qiáng)弱等判斷隧道前方巖體的破碎程度和范圍,還可探測溶洞、地下水等情況。
2、中距離預(yù)報(bào)。利用地質(zhì)鉆鉆孔取巖芯,鉆孔深度30--40m,可準(zhǔn)確預(yù)報(bào)前面圍巖和地下水情況。
3、短距離預(yù)報(bào)。利用鉆孔臺(tái)車在開挖面鉆Ф102大孔,深10--15m。根據(jù)鉆孔的巖屑、鉆速、水質(zhì)等變化情況,綜合判斷預(yù)報(bào)前方地質(zhì)及水文條件。大孔還可作爆破掏槽大空孔。
四、結(jié)語
隧道施工宜“早進(jìn)晚出”,即在保證安全生產(chǎn)的原則下越早進(jìn)洞越好,越晚出洞越好。隧道洞口段施工是工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),尤其淺埋隧道能保證洞口安全進(jìn)洞,不但是整個(gè)工程進(jìn)出的要道,也為隧道施工安全提供了保證。
洞口開挖除必須保證洞口穩(wěn)定外,還必須考慮爆破開挖對(duì)巖體破壞而引起喪失承載力坍塌的問題。桃花源隧道洞口段埋深淺、淺埋段長、開挖斷面較大且存在偏壓現(xiàn)象。通過對(duì)該隧道洞口段施工結(jié)果來看,既保證了安全進(jìn)洞,又保證了洞內(nèi)施工安全,效果良好。
1.淺埋、大斷面、不良地質(zhì)條件的隧道施工應(yīng)堅(jiān)決執(zhí)行“管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)錨噴、快封閉、勤量測、早成環(huán)”的施工原則。
2.超前管棚支護(hù)及超前注漿加固地層時(shí)隧道能否安全開挖的關(guān)鍵。
3.選擇精良的管棚、注漿、噴錨機(jī)械設(shè)備是提高支護(hù)體系質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)有序、快速施工的保證。