偏压浅埋隧道进洞施工技术 8页

偏压浅埋隧道进洞施工技术中铁隧道二处有限公司任天新摘要:偏压明洞段隧道采用明洞暗作法施工，对洞口段偏压墙采用回填反压综合加固技术。结合工程实践，详细地介绍了该施工方法的技术特点、工艺原理、施工工艺等，对类似隧道施工有一定的参考价值。关键词：隧道洞口偏压浅埋暗挖施工技术1工程概况天生桥隧道位于南丹县小场镇摩岜村附近，隧道北东侧为天生桥水库，六寨方向隧道洞口距拉不来村约1.2km，河池方向隧道洞口距摩岜村约600m，乡村间均有机耕路通行，隧道进出口处的进场条件均较差，交通十分不便，隧道六寨端进口位于垂直的峭壁下，隧道出口路线与山体斜交，存在一定偏压。2结构设计（1）明洞段衬砌由于覆盖层较薄，采用钢筋混凝土，设计中不留变形量。明洞要求地基承载力不小于300KPa。（2）隧道洞口斜交进洞，偏压严重，采用明挖会造成边坡过高，在设计中采用半明半暗的结构形式，即先少量清方，套拱与岩体采用长锚杆连接。然后采用暗挖进洞方式。（3）复合式衬砌按照新奥法原理，运用地层结构法设计，考虑围岩与衬砌共同受力，采用柔性支护体系结构的复合衬砌。2进洞方案的选择及优化。n根据现场地形条件及交通状况，天生桥隧道进口为一陡峭的悬崖，切场地狭窄通行困难；天生桥隧道出口为一开阔的农耕田，有一条田间小路，考虑到施工场地的布置及施工安全。优先考虑采用出口进洞，并将田间小路扩建为施工便道。进洞方案，严格按照设计要求，由于明洞段覆盖层较薄，切不能形成卸载拱。采用明挖施工。半明半暗段与山体斜交进洞，偏压严重，为减少边坡开挖过高，确保施工的安全及进洞安全，采用暗挖进洞方式。进洞方案总体施工工艺流程边、仰坡防护偏压外边墙基坑开挖及砼浇筑及边墙回填套拱及长管棚施工半明半暗段暗挖进洞仰坡截水沟开挖施工边、仰坡开挖测量放样测量放样复核不合格3施工工艺3.1天生桥隧道出口，在明洞仰坡开挖线3～5米n以外设置一条截水沟。截水沟采用M7.5号浆砌。根据施工放样的线形，进行地表树木及植被清理。现场截水沟可根据现场实际地形进行调节，截水沟的水排向隧道两侧的自然沟。基坑开挖采用人工用铁锹和铁镐直接开挖。开挖的土石方集中在安全地段进行倾倒，禁止随挖随倒，引发安全事故。在截水沟的外侧，将边坡修顺，使的坡面汇水能顺畅流入截水沟。石料可直接采用基坑开挖的石料，但禁止用风化石。石料的厚度不得小于15cm。如需要运输石料，先选好运输石料的线路，确保运输石料人员的安全。禁止在崖边及陡坡处运输。3.2边仰坡施工方案及优化,首先由测量组复核洞口的控制桩点，确保无误后，进行边仰坡开挖线放样。边坡施工严格按照设计要求进行放坡开挖，仰坡采取尽量不破坏原地表植被，尽量保留坡面的稳定结构层，采用少刷或不刷的方案。避免刷方后，引发滑动面或潜在滑动面在雨水侵蚀下引发滑坡地质灾害。对隧道围岩及结构的稳定造成破坏。边仰坡开挖土层可直接用挖机刷坡，遇到石层则采用浅眼松动爆破开挖。尽量对围岩减少扰动，确保半明半暗段隧道围岩及边仰坡的稳定。边仰坡开挖前组织人员将坡面危石及杂草清除干净，并在开挖轮廓以外用轨排防护，避免危石溜坍。边仰坡开挖的土石方可直接倾倒在隧道洞口的自然沟（6米深，12米宽），为隧道施工及进洞施工提供施工场地。为防止隧道施工受雨季影响，在沟底埋设100cm的圆管，确保排水的畅通。（根据调查当地雨季时，该沟最深水位为60～80cm。）边仰坡防护采用YT28的风钻钻孔，打设孔深3.5米、间距120×120cm梅花型布置的砂浆锚杆。锚杆水平打入仰坡，安装φ22mm药卷锚杆，锚杆药卷要填塞饱满，达到设计的拉拔力要求。并挂φ8mm钢筋网，间距25×25cm。并喷射8cm厚的C25早强喷射砼。4、偏压外边墙施工n4.1右幅YK29+880～YK29+888及左幅ZK29+910～ZK29+915设计为半明半暗段衬砌。均在右侧设置偏压外边墙。偏压外边墙采用C25钢筋混凝土。并设计C25钢筋混凝土护拱。4.2施工方案先进行明暗洞交界处坡面加固。采用φ22mm药卷锚杆。间距为150×150的梅花型号布置，防护范围为刷坡线上9米范围内施工。垂直坡面打入。并挂φ8mm钢筋网，间距25×25cm。并喷射8cm厚的C25早强喷射砼。偏压外边墙基坑开挖，尽量减少大面积刷坡开挖，采用沿隧道中线方向，放台阶开挖。外边墙基坑采用放台阶法开挖。其优点为：方便模板、钢筋及拱架施工；减少明挖开挖土石方量；避免进行大开挖，引起边坡坡度过高，不利于边坡稳定。基坑开挖完成后，进行基础钢筋绑扎并浇筑钢筋混凝土基础。基础混凝土浇筑完成后进行I20a的工字钢拱架架立。工字钢在拱顶位置设置两个φ22的药卷锁脚锚杆钢筋主筋采用φ25的钢筋，长度4米。拱架安装完成后进行墙身钢筋绑扎及混凝土浇筑具体施工图见下:1基础钢筋绑扎2基础混凝土浇筑3工字钢安装5墙身钢筋绑扎6墙身混凝土浇筑7、棚拱施工4锁脚锚杆施工n边墙混凝土的浇筑分三次进行，先进行基础浇筑，第二次浇筑至大跨线位置，第三次浇筑至顶面。在每层施工缝位置，进行混凝土凿毛，必要时增加连接筋。在浇筑基础混凝土时，禁止采用满灌浇筑，挡墙基础必须与围岩进行关模分离。确保在暗挖时，减少对外边墙混凝土的扰动。确保结构的稳定。在预埋工字钢顶部每榀A单元设置2根φ22的药卷锁脚锚杆，长度为4米。确保隧道开挖施工的安全。在浇筑顶部混凝土弧形护拱时，预埋108*6的PVC管，确保长管棚施工，PVC管的外插角度确定为2°。5、洞口段混凝土套拱及长管棚超前支护施工5.1明洞段边墙基础混凝土浇筑完成后，进行套拱施工。在右幅YK29+878～YK29+880段设计3榀I20a的工字钢混凝土套拱，间距80cm。厚度为60cm。洞口段设计为φ89*6的长管棚，管棚长度为32米，共计48根。考虑到前期模板台车不到位的情况，套拱优化为如下断面：n5.2施工方案在套拱施工时，预埋108*6的孔口管，孔口管长度为2米，外插角为1～2°，孔口管与工字钢焊接成整体，并用φ16的钢筋固定。长管棚设计为2种，分为有孔和无孔两种，在施工中应先施工有孔钢管，注浆后在施工无孔钢管。长管棚采用潜孔钻钻孔。在钻孔中调整好钻孔角度，钻孔角度保证向上倾角为2°，确保管棚不得侵入隧道净空。管棚注浆材料采用水泥净浆，水灰比为1：1，注浆压力为2.0MPa。浆液扩散半径要求不小于0.5m，在孔口设置止浆塞。管棚在加工中，底部做成尖角形，方便管棚的安装。5.3套拱混凝土拌合与浇筑混凝土在拌和楼拌制，混凝土运输车运至施工现场。混凝土浇筑自两侧拱脚向拱顶对称进行，两侧的高差不超过1m，浇注过程中倾落高度不得超过2m。混凝土边浇筑边捣固，捣固至混凝土表面不再泛浆、冒气泡为准，确保混凝土的密实，保证内实外光。5.4套拱脱模混凝土浇筑完8小时后，开始脱外模，内模等混凝土强度达到设计强度70%后开始拆除，如果时间较长，采用不脱内模直接钻孔方案，以保证混凝土不受损伤。脱模从上向下进行,在混凝土强度未达到2.5MPa前不得承受行人、模板、支架及脚手架等荷载。5.4管棚钻孔钻孔采用潜孔钻机，3台钻机联合作业。钻机通过脚手架及平台固定，尽量降低钻机的安装高度，确保钻机的稳定性，保证钻杆平行于导向管方向，以确保钻孔的方向。钻孔间隔进行，下管后再返回钻剩余的孔。钻孔前对孔进行编号，施钻时先奇数、后偶数。n5.5安装长管棚用Ф60mm岩芯管进行扫孔，以清除孔内碎碴和顺孔，以便钢管顶入。安装钢管前期靠人工送管，当阻力增大，人力无法送进时，采用钻机顶进，顶进困难时，用锤击钢管或用卡钳扭转钢管，以取得较好的顶进效果。在下管前，将要顶进的钢管节搭配到设计长度并试拼接，并做好记录，编号为奇数的第一节管采用3m，编号为偶数的第一节管采用6m，以后每节管采用6m，以保证同一断面上接头数不超过50%。然后根据钢管节逐一顶进。钢管节段间接头采用企口焊接，确保连接可靠。由于地质条件较差，因此下管要及时、快速，以保证在钻孔稳定时将管子送到孔底。钢管末端部焊设挡圈并用胶泥麻筋箍成楔形，以便钢管顶进孔后其外壁与孔岩壁间隙堵塞严密。管内压注浆：每完成一根钢管的安装后，即根据设计压注水泥浆，加固岩体。压浆结束后，用管塞及时封堵管口，防止跑浆。5.6注浆用注单液浆泵注浆，注水泥浆前在注浆浆钢管中安设导气管,确保浆液注满。注浆时，注浆压力控制在0.5～1.0Mpa，并采用定量注浆法控制注浆量，注浆过程中采用奇、偶数钢管间隔注浆。6半明半暗段留核心土微台阶开挖分部开挖留核心土施工分为环形拱部、上部核心土和下部台阶三个部。其主要优点是，由于上部留有核心土支挡着开挖面，而且能迅速及时施作拱部初期支护，所以开挖工作面稳定性。施工安全性好。主要使用于软弱的土质围岩。n打好管棚后，按照短台阶开始掘进，先进行上断面开挖，对松散岩体或土体，可采取人工配合挖掘机开挖，遇到较硬的岩石，采用密眼微震配合人工开挖。开挖必须按照“短进尺，弱爆破，快封闭、早成环、勤量测”的施工原则进行。每次开挖进尺控制在1榀拱架，并在每次开挖的拱脚处每榀设置两根φ22的药卷锁脚锚杆，长度4米，考虑到施工方便及施工安全，台阶长度为3米。在施工中根据围岩情况可适当进行调节台阶长度。在进行下部开挖时，要求每次进尺，不超过1榀拱架间距（60cm）。通过采取上述施工方案精心组织力量，合理安排施工程序顺利通过明洞段施工7监控量测方案监控量测由测量组专门组织有经验的人员参加量测，并进行数据分析整理，要求半明半暗段施工监控量测，每天不少于2次，对于变化较大的点要求增加量测频率，并及时反馈到现场。根据监控量测反馈的信息及时调整支护措施及施工方案确保施工的安全。在半明半暗段，监控量测要求每5米布置一组。在接近设计预留变形量的情况下，必须进行支护加强。半明半暗段预留变形量设计为14cm。当变形量达到10cm时，必须进行加强支护。结束语隧道地质复杂多变，对于不良和特殊地段的隧道施工除按照常规施工外，还需要一些特殊的加固措施和施工方法，同时在施工中需要加强监控测量，对指导工程施工具有重要意义。