王國棟
【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,公路隧道項(xiàng)目日益增多,文章結(jié)合工程實(shí)例,對公路隧道洞外預(yù)加固及防護(hù)措施進(jìn)行了總結(jié),對洞內(nèi)施工技術(shù)進(jìn)行了分析,從而有效的確保隧道施工的安全和質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】公路隧道;施工技術(shù);質(zhì)量
中圖分類號: U452.11;U456.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 2095-2457(2018)12-0173-002
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.079
Discussion on Construction Technology of Highway Tunnel
WANG GUO-Dong
(Gansu Wuhuan Highway Engineering Co.,Ltd.,Lanzhou,Gansu 730000,China)
【Abstract】With the development of economy,the number of highway tunnel projects is increasing day by day. Combining with engineering examples,this article summarizes pre-consolidation and protective measures of highway tunnels,analyzes the construction technology inside the tunnel, and effectively ensures the safety of tunnel construction. And quality.
【Key words】Highway tunnel;Construction technology;Quality
0 前言
近些年來,我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)取得了快速發(fā)展,高速公路在修筑的過程中,隧道工程的里程不斷增加,高速公路隧道施工由于自然環(huán)境和地質(zhì)條件的原因,存在諸多安全隱患。如果一旦發(fā)生安全事故,破壞規(guī)模極大,造成的損失難以想象,因此,要做好施工各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制和安全管理。而且造成隧道安全事故的影響因素很多,存在很大的隨機(jī)性,施救難度也會(huì)非常困難,降低了人員的生還率,同時(shí)也會(huì)對工程造成很大的經(jīng)濟(jì)損失,因此,在公路隧道施工的過程中,加強(qiáng)施工技術(shù)方案的確定和施工安全至關(guān)重要。
1 工程概況
某公路隧道左線起迄樁號ZK122+463~ZK125+580,全長3117m;右線起迄樁號YK122+495~YK125+595,全長3100m,采用分離式結(jié)構(gòu)型式,左右幅相距約20~30m,屬特長隧道。隧道所在位置為丘陵斜坡地貌,隧道出口自然坡度約25°,隧道埋深較淺。表部分布?xì)埰路e灰黃色含碎石粉質(zhì)黏土,層厚一般約0.5~1.0m,種植茶樹和竹林。下伏砂巖,灰綠色、肉紅色,主要成份為長石,中細(xì)粒結(jié)構(gòu),巖質(zhì)較硬。隧道出口段發(fā)育F8斷層破碎帶,巖體破碎,風(fēng)化裂隙發(fā)育,巖體完整性較差。隧道圍巖穿越構(gòu)造破碎帶,隧道埋深較淺,圍巖穩(wěn)定較差,[BQ]<250,綜合評定為Ⅴ級圍巖。
2 施工技術(shù)
隧道施工重點(diǎn)要解決的問題就是隧道施工的質(zhì)量和安全兩大問題。需要結(jié)合項(xiàng)目的地質(zhì)、水文等情況,對滑體做好相關(guān)方面對工作。首先是加強(qiáng)滑坡坡面地表水引排。其次,應(yīng)該加強(qiáng)滑體坡腳支擋,再次,加固滑體松散體。針對隧道開安全及質(zhì)量控制必須保證隧道開挖洞身穩(wěn)定、控制隧底沉降、解決滑動(dòng)面滑體錯(cuò)動(dòng)問題,具體措施如下。
2.1 洞外預(yù)加固及防護(hù)措施
(1)隧道區(qū)滑坡體加固
YK122+495~YK125+595段地表土體進(jìn)行注漿加固,隧道中線左右兩側(cè)各7m采用φ50 袖閥管注漿加固,鉆孔直徑為φ91,間距1m×1m,梅花形布置,袖閥管伸入拱部二襯外緣以下6m?,F(xiàn)場實(shí)際施工效果如圖2 所示,由于部分袖閥管伸入隧道凈空并予以注漿,在隧道開挖施工過程中,需要對袖閥管端頭予以切割處理,同時(shí)由于注漿體強(qiáng)度過高,采用非爆開挖難度相對加大。
(2)隧道洞身兩側(cè)圍護(hù)墻隔離止水
YK122+495~YK125+595段隧道兩側(cè)外墻外4m 范圍內(nèi)采用φ76 鋼管樁注漿加固,間距1m×1m,梅花形布置,鋼管樁底伸入基巖長度不小于1m,形成止水帷幕,在隧道兩側(cè)止水帷幕內(nèi)設(shè)置4根抗滑樁,止水帷幕及抗滑樁共同組成隧道兩側(cè)圍護(hù)墻,圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)起到隔斷隧道兩側(cè)土層應(yīng)力傳遞及阻斷洞身兩側(cè)地下水向洞內(nèi)匯集的作用。
(3)洞口邊仰坡坡腳加固
洞門端墻背后設(shè)置4根抗滑樁,與洞門端墻形成聯(lián)合支護(hù)體系,起到穩(wěn)定洞口仰坡坡腳的作用;在洞門兩側(cè)邊坡坡腳各設(shè)置兩根抗滑樁,抗滑樁與擋墻聯(lián)合作用,保證洞口邊坡穩(wěn)定。在端墻及擋墻上間隔2m,梅花形布置泄水孔,確保墻后地下水引排。
(4)洞口雙層管棚
原設(shè)計(jì)洞口設(shè)置40m大管棚,管棚采用φ108熱軋無縫鋼管制作,環(huán)向間距40cm,一環(huán)38根。根據(jù)設(shè)計(jì)基巖線分析,該管棚未進(jìn)入基巖內(nèi),只起到加固作用,為了確保隧道開挖后上部碎塊石土的穩(wěn)定,與設(shè)計(jì)商議,在原設(shè)計(jì)管棚上方增設(shè)進(jìn)入基巖的100m超長管棚,超長管棚采用φ108 熱軋無縫鋼管制作,環(huán)向間距40cm,共設(shè)置38根,同時(shí)對導(dǎo)墻基底采用φ75鋼管注漿進(jìn)行加固,確保導(dǎo)墻不沉陷。超長管棚主要在洞口軟弱層開挖輪廓線上形成一圈穩(wěn)定的拱圈,起到“棚架效應(yīng)”作用,穩(wěn)定的拱圈承擔(dān)著開挖軟廓線外荷載,在隧道開挖過程中,防止出現(xiàn)圍巖溜坍;同時(shí)超長管棚一端在洞口導(dǎo)向墻(固定端),另一端進(jìn)入基巖(固定端);受力性好,能較好地承重。
(5)地表截水及坡面防護(hù)
刷隧道洞口邊仰坡前,應(yīng)先在坡頂設(shè)置截水天溝,并引排至隧區(qū)外。在完成邊仰坡刷坡工作后,及時(shí)施作坡面防護(hù),為保滑坡體穩(wěn)定,本工點(diǎn)采用錨桿框架梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)。
(6)設(shè)置明洞
在DK254+362~D2K254+367段設(shè)置5m明洞,待明洞及洞門施工完成后,進(jìn)行坡腳反壓回填。
2.2 洞內(nèi)施工措施
(1)掌子面玻璃纖維
由于地表注漿及管棚注漿存在一定的盲區(qū),導(dǎo)致隧道開挖后,掌子面存在一定程度的滑塌現(xiàn)象,對施工造成一定的安全穩(wěn)患,同時(shí)坍塌可能造對初期支護(hù)拱架的沖擊,導(dǎo)致初期支護(hù)拱架變形;通過采用玻璃纖維注漿加固;有效保證了掌子面穩(wěn)定。
(2)開挖支護(hù)措施
為有效控制隧道變形及滑體穩(wěn)定,在洞口D2K254+362~+429段采用交叉中隔壁法(CRD法)施工,開挖采用人工結(jié)構(gòu)小型機(jī)械作業(yè)的方式進(jìn)行。全斷面分成六部分開挖,每開挖一部均及時(shí)施作初支護(hù)、中隔壁、臨時(shí)仰拱;支護(hù)采用Ⅰ22型鋼支撐,間距為0.6m,拱部144°范圍設(shè)置超前小導(dǎo)管,環(huán)向間距0.4m,單根長度4m,搭接長度1.5m;拱墻范圍設(shè)置系統(tǒng)徑向錨桿,間距0.4m,錨桿長度4m。
(3)洞口隧底加固
洞口段因處于滑體內(nèi),承載力較低,且不均勻分布風(fēng)化砂,為了確保隧道沉降滿足要求,保證鐵路運(yùn)營安全,在仰拱開挖后,對基底采用φ76鋼管樁注漿加固,鋼管樁伸入基巖內(nèi)不少于1m。
(4)初支背后即時(shí)注漿
隧道開挖后,周邊圍巖局部存在松散現(xiàn)象,初支拱架立起后,拱架與圍巖之間會(huì)形成一定程度的空腔,一定時(shí)間后,該空腔上方的土層掉到初支拱架上形成動(dòng)荷載,將加劇隧道初支變形,對初期支護(hù)進(jìn)行即時(shí)注漿,主要解決初支拱架背后空腔問題,防止形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的動(dòng)荷載對初支結(jié)構(gòu)影響,減少初支變形,具體操作方式為:在隧道初期支護(hù)完成后,封閉掌子面,采用YT-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)對初支壁進(jìn)行打孔,打孔過程采用干鉆,防止增加圍巖周邊土層含水量,鉆頭42mm即可,孔深2m為宜,采用人工頂管,管口設(shè)置注漿閥門,采用注漿機(jī)從孔口向內(nèi)注漿,終壓控制在0.2MPa,分2~3次完成單孔注漿,每次壓力達(dá)到0.2MPa后,維壓2分鐘后暫停注漿,休息5分鐘后恢復(fù)該孔注漿,如此循環(huán),2~3次即可,對初支按1m(環(huán)向)×0.6(每榀)進(jìn)行打孔注漿,注漿完成后,采取打孔檢測是否有空洞;如檢測孔存在空洞情況,初支打孔進(jìn)行加密;待完成回填注漿后,方可對掌子面進(jìn)行開挖掘進(jìn),本工點(diǎn)通過該工藝后,圍巖變形明顯得到控制,確保了隧道施工安全。
(5)監(jiān)控量測
對隧道拱頂下沉周邊收斂位移進(jìn)行監(jiān)測,根據(jù)量測數(shù)據(jù)確認(rèn)圍巖的穩(wěn)定性,判斷支護(hù)效果,指導(dǎo)施工工序預(yù)防坍塌,保證施工安全。對周邊收斂位移進(jìn)行監(jiān)測,根據(jù)變形的速率及量值判斷圍巖的穩(wěn)定程度,選擇適當(dāng)?shù)亩r支護(hù)時(shí)機(jī),指導(dǎo)現(xiàn)場施工。地表下沉。對隧道埋深較淺段進(jìn)行地表沉降監(jiān)測,判定隧道開挖對地表的影響,與拱頂下沉數(shù)據(jù)相互應(yīng)證。通過對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,圍巖變形出現(xiàn)兩個(gè)急劇變形點(diǎn),一個(gè)在拱部開挖后,封閉成環(huán)后會(huì)逐漸出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定期,下部開挖時(shí)出現(xiàn),全部封閉成環(huán)時(shí)逐漸穩(wěn)定;另由于埋深較小,雨水對隧道變形影響較大。
3 總結(jié)
由于我國公路建設(shè)一直處于高速發(fā)展階段,隧道也隨之不斷出現(xiàn),且其通常都是核心性工程,對于公路整體建設(shè)和路網(wǎng)整體影響頗深,隧道的設(shè)計(jì)理念更應(yīng)具備一定的超前性,以此使路網(wǎng)的升級改造具備充足的可能性,并具備可持續(xù)的發(fā)展動(dòng)力。
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