摘要:隧道出口端處于偏壓、淺埋及松散破碎圍巖的地質(zhì)條件,地形橫向坡度60-70
度,隧道穿過強風化流紋巖,圍巖呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)、節(jié)里發(fā)育、斷裂、巖體破碎,上
部殘坡堆積體厚3-7m,開挖后極易形成坍塌滑坡.
關(guān)鍵詞:偏壓隧道;進洞技術(shù);圍巖支護
1 工程概況
該隧道通過地貌屬甌江上游中、山丘陵區(qū),絕對高程為137m-299m,以風化腐蝕地貌為主,山頂圓滑,基巖裸露較少,大多為殘積土覆蓋,含碎石粘性土及粘性土碎石,分布在山麓及緩丘地帶,厚1-5m.溝谷相對高程50m-80m,洞身最大埋深78m.某隧道涉及的地層主要有第四系沖擊層、殘坡積,侏羅紀西山頭組凝灰?guī)r、流紋巖,大爽組晶屑熔接凝灰?guī)r、含角礫玻屑凝灰?guī)r夾鈣質(zhì)頁巖,以及通過F5、F3、F4、F2多個斷裂帶,出口端偏壓嚴重,并且隧道中線上部殘坡積體覆蓋層僅4m,屬淺埋部分,開挖時覆蓋層出現(xiàn)失穩(wěn)的可能性很大并且伴有坍塌現(xiàn)象.
2 方案實施過程
2.1 隧道洞外處理
2.1.1 隧道邊仰坡及地表處理
2.1.1.1 邊仰坡開挖及防護
鑒于明洞拉溝段較差的地質(zhì)狀況,邊坡坡率不宜過陡,同時由于洞口段右側(cè)山坡陡峭,如放坡過緩則開挖寬度和開挖量都過大.綜合考慮各方面因素,將開挖坡率定為1:0.5和1:0.75.仰坡開挖坡率定為1:0.5.施工過程中采取人工配合挖掘機從上至下分步開挖,邊開挖邊支護的方式,及時封閉開挖面.根據(jù)坡面高度和地質(zhì)情況的不同,并考慮施工方便和可操作性,確定分段開挖高度,初步定為每段開挖高度3m,此高度在開挖過程中根據(jù)實際情況進行適當調(diào)整,但最多不超過5m.
邊坡施工中,將邊坡防護參數(shù)中錨桿間距1.5×1.5m調(diào)整為1.2×1.2m;將錨桿長度由原設(shè)計的3.5m加長到4.5m;設(shè)雙層鋼筋網(wǎng),噴射砼厚度為15cm.每個梯段的防護結(jié)構(gòu)緊密連接,特別是鋼筋網(wǎng)的連接嚴格按規(guī)范施作.由于邊坡較高,坡面較長,地質(zhì)條件極差且變化復雜,在由上至下逐級刷坡和防護過程中,很可能出現(xiàn)極松散的土體,使得既定坡率無法保持邊坡穩(wěn)定.對可能出現(xiàn)的這類問題,采用在錨噴支護的基礎(chǔ)上增加小導管注漿加固的處理方法,小導管長度3.5m,數(shù)量將根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定.
仰坡支護一方面考慮到暗洞開挖過程中的穩(wěn)定性,另一方面也考慮到管棚施工鉆孔的成孔率,因此在原設(shè)計與邊坡相同的防護結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,在隧道開挖輪廓上增設(shè)五排水平超前注漿小導管,長度為5m.
在順利完成了護拱和導向管的施工后,對管棚進行了試鉆孔,管棚成孔長度依舊不理想.
2.1.1.2 洞頂?shù)乇矸雷o
2.1.1.2.1 地表注漿
由于進行管棚鉆孔施工,頻繁出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象,管棚成孔長度達不到設(shè)計長度.為了提高管棚成孔率和保證雨季施工中山體的穩(wěn)定性,對隧道上部山體進行注漿和對上部山體表面防護處理.地表注漿的具體布孔范圍為:橫向?qū)挾葹樗淼乐行木€至左側(cè)拱腳開挖線外1.5m;縱向長度為30m;注漿深度,根據(jù)實際地質(zhì)情況,確定注漿深度為由拱頂向上2.5-3.0m.鉆孔深度由原地面豎直向下至相應(yīng)拱頂開挖線0.5m位置,鋼管采用φ89mm無縫鋼管,間距1.5×1.5m,呈梅花形布置.
為保證平行作業(yè),提高工程進度,縮短工期,在完成一定數(shù)量的鋼花管安裝后,即進行注漿施工.注漿前先進行注漿現(xiàn)場試驗,根據(jù)地表鉆孔取芯情況確定每個孔的注漿量,注漿的其它參數(shù)通過實際情況確定.
2.1.2 反壓土石方及反壓擋土墻
在進洞口左側(cè)平臺上靠近路基左幅路基右側(cè)排水溝外側(cè)砌筑10#漿砌片石擋土墻,擋土墻高度與隧道拱頂開挖線平齊,在擋土墻與山體之間進行反壓土石方回填.回填的土石方及原隧道棄渣均可以對隧道的偏壓起到反壓作用,保證偏壓山體隧道施工過程中和隧道在運營過程中的穩(wěn)定.
2.2 隧道洞內(nèi)處理
2.2.1 管棚施工
由于在洞頂局部進行了注漿處理,管棚全部成孔,管棚施工順利完成.
2.2.2 超前地質(zhì)預報
考慮到隧道工程地質(zhì)和水文地質(zhì)均為地下隱蔽性情況,施工過程中可能出現(xiàn)與設(shè)計文件所提供的情況有差異,所以施工時加強了地質(zhì)情況預報工作,對隧道施工過程中能否及時發(fā)現(xiàn)并避免險情有很大的幫助.
2.2.3 隧道開挖及支護
2.2.3.1 上導坑的開挖及支護
在隧道邊仰坡及地表的加固處理后,開始進行進洞作業(yè).由于圍巖穩(wěn)定性差,巖石破碎,風化嚴重,地下水發(fā)育,施工時特別要注意塌方的防止,初期支護要緊跟掌子面.在開挖前拱部1380范圍內(nèi)采用超前小導管注漿進行超前支護,超前導管具體施作:風鉆鉆孔,超前小導管環(huán)向間距30cm,采用50-300的仰角打入,孔深5m,1.5m1環(huán),搭接不小于1m.鉆孔完成后,用ф20mm小鋼管制作吹風管,將吹風管插入孔中用高壓風射孔,將孔內(nèi)石渣等清理干凈,將小導管插入,必要時用風鉆頂入,注漿采用雙液壓漿機,壓注水泥——水玻璃雙液漿.
超前支護做好后進行開挖,開挖采用“三臺階法預留核心土開挖”;每步開挖完成以后,立即進行相應(yīng)的支護處理;具體的開挖和支護步驟見后附“暗洞臺階法開挖支護施工流程圖”.上導坑開挖、支護完成后,核心土開挖前進行徑向注漿小導管以加固圍巖、必要時施作臨時仰拱形成閉合環(huán).
在上導坑支護時,上導坑鋼架與φ42的小導管或錨桿頭焊接,以形成聯(lián)合支護體系.上導坑支立的鋼拱架在拱角處設(shè)置由4根φ22鋼筋和混凝土澆筑的鋼筋混凝土縱梁,以保證在進行下導坑開挖時拱架不下沉.當拱架連接鋼筋連接就位后,立即噴射砼至設(shè)計厚度,并保證鋼架有不小于2cm的保護層,構(gòu)成共同受力結(jié)構(gòu)達到加強初期支護,控制圍巖變形的目的.
為了增強上導坑的整體性,減少上導下部拱架由于偏壓造成向內(nèi)收斂,在上導坑初期支護基本完成后,用16#工字鋼做成臨時仰拱支撐在上導坑的拱架底部,每條臨時仰拱之間用ф22螺紋鋼筋做成縱梁,將臨時仰拱連接成整體結(jié)構(gòu)之后并澆筑C30混凝土.
2.2.3.2 下導坑的開挖及支護
在進行下導坑開挖前,在偏壓一側(cè)施做超前注漿小導管;下部開挖后,及時施作下部初期支護,其施作次序為:初噴3cm厚砼、鋼拱架安裝、鋼筋網(wǎng)、補噴砼將鋼架覆蓋等.在進行仰拱閉合施工時,我們考慮到隧道有可能會在圍巖偏壓的情況下進行位移,所以在仰拱軟弱基底段進行豎向注漿小導管加固措施,豎向注漿小導管采用φ42×4mm,長度為4.5m,在小導管壁按照20cm間距成梅花形布置加工注漿孔,注漿孔直徑5mm;注漿參數(shù)和徑向注漿小導管注漿參數(shù)相同.在完成下導坑的全部初期支護之后,拆除上導坑的臨時仰拱部分.
2.2.4 圍巖監(jiān)控測量
施工過程中要進行地表下沉監(jiān)控、洞內(nèi)拱頂下沉、凈空收斂及隧道底部隆起等測量工作.破碎偏壓隧道的圍巖量測工作量大,通過對各種數(shù)據(jù)進行分析、總結(jié),形成圍巖監(jiān)控量測基礎(chǔ)資料,如有異常時及時采取措施,保證施工順利.
3 實施效果
某隧道偏壓、破碎及淺埋段的進洞技術(shù)的應(yīng)用,成功、有效的控制了偏壓山體的變形,保證了施工的安全,實現(xiàn)了進洞.
參考文獻
[1]《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF60-2009)
[2]《公路隧道施工技術(shù)細則》(JTG/TF60-2009)
[3]《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004)
[4]《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001)