【摘 要】映秀特長隧道地處2008年“5.12”大地震的中心地帶,圍巖擠壓破碎較嚴重,地質(zhì)條件復雜,施工難度大。本文通過對映秀隧道的部分施工技術(shù)進行簡單總結(jié),為隧道施工提供參考。
【關(guān)鍵詞】特長隧道;擠壓破碎;塌腔
1.工程概況
映汶高速公路A1標段映秀隧道是一座特長分離式隧道。地處汶川5.12大地震的中心地帶,單洞全長5300m以上。映秀隧道設(shè)計為雙向四車道,設(shè)計時速為80㎞/h,隧道主洞建筑界限凈寬為10.25m、凈高為5m。隧道中線穿越北川~映秀斷裂帶,屬于地震頻發(fā)影響的高危險隧道。
隧道采用復合式襯砌,超前支護采用ф42mm小導管或Φ22錨桿,初期支護采用掛網(wǎng)、噴錨及工字鋼聯(lián)合加固。隧道襯砌為C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
洞身主要圍巖巖體為花崗閃長巖,微風化,由于山體受5.12地震的擠壓影響,隧道內(nèi)的Ⅱ、Ⅲ級花崗巖變得較為破碎,在開挖過程中發(fā)現(xiàn)實際圍巖與原設(shè)計圖紙有較大的出入,特別是隧道開挖進尺接近1000m左右時,巖石依然較破碎,自穩(wěn)能力較差,暴露時間過長后易出現(xiàn)先掉小塊、后整體大塊掉落的現(xiàn)象,加上地下水較為豐富,加速了開挖掌子面圍巖不穩(wěn)定掉落的現(xiàn)象。
2.施工問題提出
計劃工期30個月,但由于映秀隧道受大地震的影響,絕大部分Ⅱ、Ⅲ級變更為Ⅳ級,循環(huán)進尺減小,支護工程量增加,嚴重影響施工進度。
映秀隧道原設(shè)計II、III級圍巖地段較多,占全線70℅以上,但在實際開挖過程中出入較大,進尺1000m左右時II、III級圍巖地段總計不到100m,并且圍巖自穩(wěn)較差,同一掌子面圍巖拱頂和拱腳處差別都較大,開挖后拱頂易出現(xiàn)塌腔。
隧道圍巖較為破碎,在開挖過程中易出現(xiàn)卡鉆或者塌孔的現(xiàn)象,造成鉆桿損壞和因塌孔裝藥不到位欠挖情況。
如何解決在地震擠壓破碎地帶開挖過程中拱頂出現(xiàn)較大塌腔的問題,成為技術(shù)工作者要解決的現(xiàn)實問題。
3.施工方案確定
針對以上提出的問題,確定映秀隧道未開挖地段的支護方案,調(diào)整和安排各工序的銜接關(guān)系,成為施工重點解決的迫切問題。
進行超前預報:由于隧道圍巖變化較為復雜,每掘進100m進行一次超前預報工作,提前判斷出圍巖變化情況,做出相應的施工方案,有計劃的增減施工工序。
進行監(jiān)控量測:由于隧道受到大地震的影響,巖石擠壓破碎嚴重,初期支護過后有一定變形,需要及時進行變形觀測,以便確定相對應的治理和預防措施。
現(xiàn)場實施方案特點:
1:支護不僅限于單一的超前支護方式,可采用藥卷錨桿支護或者小導管支護,也可同時采用兩種支護結(jié)合的形式。
2:超前錨桿和超前小導管兩者相結(jié)合不但起到了超前支護的作用,還起到了導管周邊固結(jié)的作用,大大增強了破碎圍巖的整體穩(wěn)定性。
3:噴射砼處理使噴射范圍內(nèi)形成了較為牢固的支撐拱頂?shù)钠扑槠琳稀?/p>
4:越破碎地帶周邊眼布置越密集,形成比較連續(xù)的開挖輪廓線,周邊眼采用少藥量與跳孔(跳1孔或2孔)裝藥相結(jié)合的方法,使之利用弱爆破影響密集周邊眼之間裂隙開裂的開挖方式。
5:根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,針對不同的藥孔采取不定量的裝藥方式,一般情況下跳孔裝藥約為普通孔的二分之一或者三分之一。
在實際生產(chǎn)過程中,我項目嚴格按照原設(shè)計進行施工作業(yè),但并未有效的遏制塌腔的連續(xù)出現(xiàn),給施工帶來較大的安全和質(zhì)量隱患。并且只有現(xiàn)場及時預埋沖砂管口,后期利用砼輸送泵進行沖砂漿填充的方法進行質(zhì)量保證,關(guān)鍵是費用成本較高。原因是在沖砂漿的過程中需要攪拌站、汽車砼運輸工班、二襯砌班、電工班組等人員配合,設(shè)備、材料及電力投入也隨之加大,從長遠角度考慮不適合我項目的實際情況,故在超前支護圍巖較差的地帶,我項目積極采取科學的、費用合理的施工安排,從短期上看是費用增加,但從長遠角度,即節(jié)約了成本還保證了質(zhì)量,同時由于提前遏制了塌腔出現(xiàn),保證了施工質(zhì)量,無需后期單獨處理節(jié)約了寶貴時間,是比較合理和結(jié)合實際的施工方法。
7.結(jié)論
映秀隧道作為5.12震后第一條跨越地震多發(fā)地帶的高速公路特長隧道,雖然存在余震頻發(fā),地質(zhì)條件差,施工工藝復雜,施工難度大的情況,但通過精心組織,科學施工,在現(xiàn)場實際施工過程中認真總結(jié)經(jīng)驗,對早日隧道保質(zhì)保量按時貫通具有現(xiàn)實的意義。技術(shù)上歸納起來主要在以下幾個方面:
1、要確定合理的施工方案。隧道山體經(jīng)歷了大地震后整個山體內(nèi)部巖石都擠壓破碎,要提前做好施工技術(shù)方案準備。
2、要做好充分的施工準備。在圍巖地質(zhì)條件差的情況下,不急于搶進度,而是充分做好圍巖的超前支護工作,保證不因余震或者地質(zhì)等其他原因造成的安全事故。
3、嚴格控制關(guān)鍵工序。為防止擠壓巖體長時間暴露出現(xiàn)掉塊等應力釋放問題,必須保證弱爆破、短進尺,快循環(huán)的工作模式。
4、加強圍巖的監(jiān)控量測和超前預報工作。形成良好的理論聯(lián)系實際的科學施工作風,保證隧道安全、順利的貫通。
作者簡介:
姓名:賴登斌 性別:男
工作單位:中鐵十五局集團成都建設(shè)工程有限公司 職 稱:助理工程師