何精偉
摘要:根據蒙華鐵路楊臺隧道的工程概況,制定了密排小導管出洞技術方案,闡述了施工中的控制要點及預防措施,結果表明,該方案可減少在施工中的成本預算,安全平穩(wěn)出洞。
關鍵詞:隧道;密排小導管;出洞
1概述
蒙華鐵路楊臺隧道位于黃土峁梁區(qū),起止里程為DK367+178.19~DK368+245.19,全長1067m,為單洞雙線隧道,最大埋深128.8m。黃土峁梁區(qū),地形起伏較大,沖溝發(fā)育。隧道進口山體自然邊坡較陡60°~70°,出口自然邊坡30°~40°。
2地質描述
隧道進口處左側為一滑坡體?;麦w物質只要為新黃土,兩側及前緣厚度稍薄?;w物質組成:砂質新黃土,淺黃色,稍濕,稍密,以粉粒為主,勘探揭示層厚20.2~22.3m;黏質新黃土,黃褐色,硬塑,以粉粒為主,勘探揭示層厚8.8~9.2m,滑坡體表面基本覆蓋新黃土,黃土坎處可見節(jié)理發(fā)育,并且可見裂縫沿節(jié)理發(fā)育。DK367+185~DK367+300陷穴發(fā)育,分布在線路兩側,約15~72m,直徑5~8m,最深3~6m。
3施工方案
為確保安全平穩(wěn)出洞,開挖工法調整三臺階臨時仰拱法,臨時仰拱設置在中臺階,同時上臺階高度調整為3m,中下臺階及時封閉成環(huán),掌子面與仰拱成環(huán)不大于15米;上臺階一次開挖1榀,中下臺階一次開挖2榀,下臺階與仰拱初支一次成環(huán),上中下及仰拱同時間開挖。襯砌類型為Vc型,鋼架采用H230格柵鋼架,間距0.6m,鋼筋網片為HPB300Ф8鋼筋加工,網眼尺寸20×20cm;鎖腳錨管為Ф42×5mm無縫鋼管,單根長4米,每節(jié)點施工2根,以向下30°~45°打入圍巖并注M30水泥砂漿填塞密實,鋼管與鋼架以L筋進行焊接。超前支護為Ф42×3.5mm密排小導管,單根長3.5米,環(huán)向間距20cm,三榀鋼架尺寸施工一環(huán),拱部150°布設。
4.密排小導管施工工藝及特點
1)小導管加工
小導管采用熱軋無縫鋼管加工,鋼管頂部10cm切割加工成尖梭狀,使鋼管更容易插入孔內,尾部預留20cm不進行填塞,方便頂管施工。
2)鉆孔
小導管孔位根據導向鋼架測量點位鉆設,鉆機采用多功能鑿巖機進行鉆孔,鉆孔的方向垂直于開挖面,仰角10~15°。鉆頭直徑比導管直徑大3~5cm,鉆孔鉆進時要避免鉆桿擺動,保證孔位順直。鉆至設計成孔深度后,用吹管將碎碴吹出,避免塌孔。
3)頂管
在鉆好的孔內插入加工合格的鋼管,開動鉆機,利用鉆機的沖擊力將鋼花管頂入圍巖中,鋼管頂進鉆孔長度≥90%管長。
4)固定
頂管至設計孔深后,與鋼架架焊接在一起。
5)漿液制作
水泥漿采用現場拌制法,水泥漿采用雙液漿,施工配比為水泥(kg):水(kg)=1:1,水泥漿(L):水玻璃(L)=1:1,目的是為了提前讓水泥漿達到初凝,保證圍巖的穩(wěn)定性。
6)小導管控制要點
小導管縱向有效搭接長度不小于1m,現場施工每3榀施做1環(huán)超前小導管;外插角10~15°,誤差不大于2°,與線路方向平行;小導管與拱架形成整體,共同受力;小導管施工前先封閉工作面,防止注漿時出現漏漿等情況,注漿壓力為0.5~1MPa,達到注漿壓力后穩(wěn)壓10~15min,可結束注漿。
5.方案控制要點
注漿發(fā)生串漿時,采用分漿器多孔注漿或堵塞串漿孔隔孔注漿。當注漿壓力突然升高時應停機查明原因。當水泥漿進漿量很大,壓力不變時,檢查周邊地表是否有漿液溢出,或調整漿液濃度及配合比,縮短膠凝時間,采用小流量低壓力注漿或間歇式注漿。
6.監(jiān)控量測
地表沉降觀測點沿隧道縱向5m、橫向2m~5m的間距布設,在開挖前布設完成并進行數據采集;拱頂下沉和水平收斂沿隧道縱向5m布設,且在同一斷面上,測點埋設在鋼架上。監(jiān)測按照每天二次進行,出現異常情況時,加大監(jiān)測頻率。監(jiān)測管理值采用變形總量、變形速率、初期支護表觀現象和變形時態(tài)曲線進行綜合等級管理。變形總量、變形速率控制在管理等級范圍內,及時巡視初支表面有無異常,同時結合變形時態(tài)曲線形態(tài)進行綜合分析處理。
7.注意事項
(1)做好施工人員的技術交底及安全教育培訓,能夠熟練掌握各施工要點,確保各工序、各工種、人員與機械的協調配合。
(2)高度重視監(jiān)控量測,每天及時進行數據采集,并上傳至監(jiān)控量測管理信息平臺,各級管理人員均能查看相關數據,若出現預警情況,能夠及時進行原因分析,制定處理措施。
(3)根據實際揭示圍巖情況、監(jiān)控量測變形情況、超前地質預報情況,合理確定開挖進尺,樹立以加快循環(huán)時間保證進度的理念,改變以加大進尺保證進度的錯誤觀念。
(4)嚴格執(zhí)行“上下緊跟、左右緊墊”的安全措施,即上臺階拱架頂緊掌子面不留空隙,仰拱初支緊跟下臺階封閉成環(huán),各臺階拱架左右拱腳采用強度高、輕便耐用、可循環(huán)使用的墊板支墊結實,不能落在虛土上。
(5)采用濕噴機械手噴射混凝土,外加劑摻量實現自動化控制,降低了人為影響因素,提高了噴射混凝土的質量;回彈量顯著降低,減少浪費;噴射混凝土的密實度增大,強度高。
8.結束語
該方法可以在黃土淺埋、偏壓隧道施工中推廣使用。隨著該技術的不斷完善,相信在以后類似隧道工程施工中將會得到廣泛的應用。
參考文獻:
[1]劉春龍朱苦竹.黃土隧道洞口淺埋偏壓段關鍵施工技術研究2011