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        珠三角城際軌道隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報關(guān)鍵技術(shù)的探討

        2013-02-06 10:25:08張培輝王正旺錢治國
        中國建材科技 2013年2期
        關(guān)鍵詞:圍巖隧道施工

        張培輝 王正旺 錢治國

        (1 廣東珠三角城際軌道交通有限公司,廣東 廣州510308;2 中國鐵工建設(shè)有限公司,北京102600;3 甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州730070)

        1 工程概況

        羚山單洞雙線長隧道工程是佛肇城際軌道項目本標(biāo)段控制工程和重難點工程。羚山隧道里程為DK104+131 ~DK106+403,全長2272 米,施工范圍起至里程為K104+131 ~DK105+279,全長1148m。隧道進口位于右偏曲線上,曲線半徑R=4000m,隧道內(nèi)曲線長度716.093m,其余地段均位于直線上,隧道內(nèi)縱坡為人字坡,變坡點里程DK105+100。從隧道進口至出口依次為6‰上坡,坡長945m;4‰下坡,坡長1303m,隧道埋深1.69m ~249.1m。羚山隧道勘察共有Ⅴ級圍巖1211 米,Ⅳ級圍巖582 米,Ⅲ級圍巖479 米。設(shè)計采用新奧法施工,復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu),單洞雙線,無砟軌道,進口采用斜切式洞門,出口采用雙側(cè)擋墻式洞門。初期支護采用錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護體系,噴射混凝土強度等級為C25,防水等級為一級,襯砌混凝土強度等級C35,抗?jié)B等級為P8。

        2 工程地質(zhì)概況

        羚山隧道地形為剝蝕丘坡,地層為粉質(zhì)黏土(Q4dl+el)及泥質(zhì)砂巖、砂巖(D1 ~2)。地下含水層主要為基巖裂隙水,較發(fā)育,有泉點出露,基巖裂隙水受大氣降水補給。地下穩(wěn)定水位埋深3 ~5m。覆蓋層厚度變化較大,厚0 ~15m 不等,隧道頂板埋深2 ~249m,隧道洞身穿越地層主要為殘積土及泥質(zhì)砂巖、砂巖的全~中風(fēng)化層(Ⅳ~Ⅴ級圍巖為主)。

        3 羚山隧道工程施工方案

        3.1 施工方法

        羚山隧道采用礦山法原理組織施工,初期支護采用網(wǎng)噴+錨桿+鋼格柵(型鋼架)的聯(lián)合支護形式,二次襯砌采用現(xiàn)澆模筑混凝土,根據(jù)隧道所穿越的不同地層及埋設(shè)深度,分別采用不同的支護參數(shù)。

        隧道具體施工時,采用鉆爆法進行施工。針對不同的巖層采用不同的開挖施工方法,Ⅴ級圍巖段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法和三臺階臨時仰拱法進行開挖和初期支護施工,超前小導(dǎo)管(洞口大管棚)進行預(yù)支護;Ⅳ級圍巖段采用三臺階臨時仰拱法進行開挖和初期支護施工,Ⅲ級圍巖段采用臺階法進行開挖和初期支護施工。運輸采用無軌運輸方案,裝載機機械裝碴,大型自卸汽車運輸;主洞襯砌采用自行式液壓襯砌臺車襯砌,混凝土采用輸送車運輸,泵送入模;主洞順坡排水利用隧道人字坡排水至洞外;施工用電采用三相五線制,三級配電兩級保護,集中供電。隧道通風(fēng)選用壓入式通風(fēng)機,采用串聯(lián)式通風(fēng)。最后中間距離貫通處15m 時進出口相互協(xié)調(diào),調(diào)整為單向施工貫通,確保施工安全。

        3.2 施工順序和作業(yè)空間規(guī)劃

        表1 超前地質(zhì)預(yù)報主要項目表

        3.2.1 羚山隧道施工主要順序

        1)施工準(zhǔn)備洞口工程;2)開挖及初期支護;3)正洞仰拱及填充;4)正洞防水層;5)正洞二次襯砌;6)水溝電纜槽;7)隧道附屬工程。

        3.2.2 作業(yè)空間規(guī)劃

        羚山隧道進出口進入正洞施工時,洞內(nèi)作業(yè)空間內(nèi)設(shè)置足夠的照明和消防設(shè)施,洞內(nèi)風(fēng)、水管線與供電線路分設(shè)在隧道兩側(cè),施工機具設(shè)備緊跟施工工作面。施工作業(yè)過程,仰拱距離開挖掌子面距離Ⅳ、Ⅴ級圍巖段不大于35m,Ⅲ級圍巖段不大于90m;二襯距離掌子面距離Ⅴ級圍巖段不大于70m,Ⅳ級圍巖段不大于90m,Ⅲ級圍巖段不大于120m。

        4 施工關(guān)鍵技術(shù)

        羚山隧道開挖遵循 “早預(yù)報、管超前、短進尺、弱爆破、強支護、緊襯砌、勤量測”的施工原則,圍巖地段主要以大型專用設(shè)備為主,形成鉆爆、裝運、支護、注漿、防水、襯砌等多條主要生產(chǎn)作業(yè)線,實現(xiàn)快速化施工。關(guān)鍵工序主要包括:施工測量、超前地質(zhì)預(yù)報、超前支護、鉆爆開挖、錨桿、鋼架、噴射混凝土、仰拱、結(jié)構(gòu)防排水、二次襯砌和監(jiān)控量測。

        5 隧道的超前地質(zhì)預(yù)報

        5.1 超前地質(zhì)預(yù)報項目

        隧道施工中的超前地質(zhì)預(yù)報關(guān)系到工程安全、質(zhì)量和進度,超前地質(zhì)預(yù)報是隧道施工中的一個重要環(huán)節(jié),作為一項關(guān)鍵工序納入隧道施工進行管理。

        羚山隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報主要項目及采用的方法見表1。

        綜合應(yīng)用地質(zhì)分析法、物探法和超前鉆孔法,三種方法有機結(jié)合,配合應(yīng)用,發(fā)揮各自長處,從不同方面發(fā)現(xiàn)異常、揭示異常,組成超前地質(zhì)預(yù)報完整的技術(shù)體系。

        具體預(yù)報方法及實施計劃安排見表2。

        表2 探測方法及頻率表

        超前地質(zhì)預(yù)報是隧道施工中的一個重要環(huán)節(jié),作為一項關(guān)鍵工序納入隧道施工進行管理,該項工序在循環(huán)中安排見圖1。

        圖1 超前地質(zhì)預(yù)報循環(huán)安排示意圖

        超前地質(zhì)預(yù)報工藝流程如下圖2 所示。

        5.2 超前地質(zhì)預(yù)報質(zhì)量控制

        為保證羚山隧道安全順利的實施完成,超前地質(zhì)預(yù)報是一個重要環(huán)節(jié),在本段的隧道施工過程中,必須堅定不移的執(zhí)行超前地質(zhì)預(yù)報工作,把超前地質(zhì)預(yù)報作為隧道施工的一道不可或缺的工序來抓,以超前地質(zhì)預(yù)報的信息做為施工的前提和依據(jù)。為此,施工單位成立專門的領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)和工程技術(shù)人員負(fù)責(zé)超前地質(zhì)預(yù)報的組織實施和協(xié)調(diào)。

        圖2 超前地質(zhì)預(yù)報工藝流程圖

        施工中由專人負(fù)責(zé)超前地質(zhì)預(yù)報的組織和實施,在施工中隨時監(jiān)控各隧道口的施工地質(zhì)變化情況,及時按照方案組織超前地質(zhì)探查。

        根據(jù)隧道口每天的地質(zhì)描述情況,整理和完善實際施工圍巖地質(zhì)情況,并與設(shè)計單位及時溝通,需要做施工措施的,及時與設(shè)計單位協(xié)調(diào)并采取相應(yīng)措施。

        洞口超前地質(zhì)預(yù)報責(zé)任人對本洞口超前地質(zhì)預(yù)報工作負(fù)責(zé),在施工中應(yīng)隨時了解設(shè)計地質(zhì)情況,做好現(xiàn)場地質(zhì)描述,做一部分簡單的預(yù)報分析,并對施工過程提出建議和加強措施,向超前地質(zhì)預(yù)報負(fù)責(zé)人上報每日的地質(zhì)情況描述記錄。提出超前地質(zhì)預(yù)報的施作時間及組織本洞口的超前地質(zhì)預(yù)報實施。

        [1]鐵道部第一勘測設(shè)計院.鐵路地質(zhì)工程手冊[M].北京:中國鐵道出版社,2002.

        [2]李雋蓬謝強.鐵路工程地質(zhì)手冊[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2000.

        [3]中華人民共和國建設(shè)部.鐵路線路設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2006.

        [4]中華人民共和國鐵道部.鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S].北京:中國鐵道出版社,2006.

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