劉斯坦 盧浩
中圖分類號:TB 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5811(2013)03-0069-01
摘要:結(jié)合工程實例,介紹斜井調(diào)入正洞的施工技術(shù),并重點論述斜井調(diào)入正洞的施工技術(shù)與施工步驟。
關(guān)鍵詞:斜井 調(diào)入 正洞 施工技術(shù)
1.工程概況
隧道洞身通過的地層主要為第四系地層洪積、坡積粗角(圓)礫土、碎石土、三疊系砂巖、板巖、灰?guī)r及三者互層為主。該隧道所過地段未發(fā)育有斷層。隧道地下水類型主要為松散層孔隙潛水、基巖裂隙水、灰?guī)r巖溶水等。預測隧道正常涌水量為14799m3/d,最大總涌水量為44397m3/d。地下水無侵蝕性。
天池坪隧道鄧橋溝斜井斜井長1204m,地層巖性主要為三疊系下統(tǒng)板巖、石灰?guī)r互層,以板巖為主。構(gòu)造節(jié)理、裂隙發(fā)育,為Ⅲ級~Ⅳ級圍巖。鄧橋溝斜井進入正洞后向重慶方向施工1760m,向蘭州方向施工1379m,鄧橋溝斜井(與正洞相交里程DK290+703,平面交角為74°)為天池坪隧道正洞由內(nèi)向外開挖的臨時輔助施工坑道之一。鄧橋溝斜井進入正洞的開工日期為:2010年7月12日,竣工日期為:2010年7月22日。鄧橋溝斜井調(diào)入正洞施工,是天池坪隧道三個斜井調(diào)入正洞中施工進度最快的,為天池坪隧道下一步的主動施工創(chuàng)造了良好的條件。
2.斜井調(diào)入正洞施工方案的確定
在鄧橋溝斜井調(diào)入正洞施工之前,天池坪隧道的廣平溝斜井,天池里溝斜井,以用此施工工藝調(diào)入正洞,在對以上兩個斜井調(diào)入正洞的喇叭口相關(guān)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進行分析得出,此施工工藝所產(chǎn)生的變形量最小,受力相對穩(wěn)定??梢姶隧検┕すに囀强尚械摹?/p>
3.斜井調(diào)入正洞施工工藝
3.1斜井與正洞交界過渡段
3.1.1斜井與正洞相交角度
斜井與正洞交角越大越有利于正洞與斜井喇叭口結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,施工的難度相應減小,但是不利于大型運輸車輛的行駛。鄧橋溝斜井與正洞交角為74°,所以需要進行角度改垂直的調(diào)整。在斜井與正洞邊墻相交3m范圍內(nèi)改為垂直相交,如圖1所示。這種處理即易于施工,同時能夠保證正洞與斜井相交處A、B點結(jié)構(gòu)不被破壞。
3.1.2斜井斷面擴大
由于鄧橋溝斜井開挖高度比正洞開挖高度低2.57m,為減小斜井調(diào)入正洞的施工高度,增大作業(yè)空間(一方面保障斜井調(diào)入正洞階段大型設(shè)備的使用,另一方面為正洞施工的車輛設(shè)調(diào)車場),斜井至正洞15m段設(shè)為過渡段,該段開挖斷面加寬、加高。原設(shè)計斜井斷面凈空尺寸為6.5m×6.46m(寬×高),在距斜井與正洞交點15m處開始對斜井斷面加寬加高,在與正洞邊墻相交處,其凈空尺寸變?yōu)?.0m×8.0m(寬×高)。
3.2斜井調(diào)入正洞施工
3.2.1斜井調(diào)入正洞
當斜井開挖在接近與正洞相交里程的時候,逐漸抬高斜井拱頂高程,接長鋼架長度。于正洞與斜井相交里程起,采用小導坑進入正洞洞身開挖,于正洞中線處達到正洞拱頂高程,施工中應預留變形沉降量和臨時支護厚度。然后再逐步擴挖至正洞標準斷面。
(1)根據(jù)斜井與正洞設(shè)計相交角度及拱頂高差,確定斜井擴挖起始里程斜HK0+L1,其拱頂抬高坡度控制在9.1%,同時并對該段斜井初期支護應進行加強,確保下步正洞跨越橫洞提供支護保障。進入正洞范圍后其開挖及初期支護需比正洞拱部相應設(shè)計標高加大(預留變形沉降量為29cm),以預留臨時支護厚度。見圖2所示。
圖2
(2)考慮斜井到正洞上導拱架落腳位置的牢固性,橫洞拱架必須提供一個牢固的落腳平臺。在正洞右側(cè)邊墻與橫洞交界里程HK0+L2處時,沿正洞方向設(shè)置拱頂縱向托梁門架,托梁門架采用HW175×175 H型鋼(托梁門架見附圖4),牢固焊接于斜井鋼架拱頂,托梁與斜井鋼架間空隙設(shè)置Ⅰ20b工字鋼豎向立柱,立柱與正洞拱架位置相對應,牢固焊接并噴射C25砼回填密實。
(3)橫洞施工至正洞右側(cè)邊墻即L2時,繼續(xù)向前開挖,按正洞支護形式進行支護,鋼架改為Ⅰ20b工字鋼鋼架,間距0.8m,兩側(cè)采用臨時棚架及時跟進。臨時棚架的結(jié)構(gòu)形式與托梁門架的結(jié)構(gòu)形式一樣,也采用HW175×175 H型鋼制作。間距按1m設(shè)置,臨時棚架的直腿部位采取打設(shè)錨桿和噴射混凝土的臨時加固措施,保證臨時棚架的穩(wěn)定性。
原設(shè)計正洞全斷面為曲墻斷面,在斜井調(diào)入正洞喇叭口段分部施工時,由于分部工序多,施工難度大,作業(yè)時間長,開挖后正洞結(jié)構(gòu)自身收斂變形大,且支護閉合時間長,造成喇叭口段正洞結(jié)構(gòu)收斂變形、開裂破壞嚴重,安全隱患多。為保證施工安全,喇叭口段正洞開挖支護斷面由原設(shè)計的下半斷面曲墻改為直墻斷面。其優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)自身收斂變形易于控制,降低了施工控制難度,同時斷面凈空相比原設(shè)計斷面加大,有利于喇叭口段的車輛行駛。
3.2.2正洞擴挖
當斜井調(diào)入正洞結(jié)束后,進行正洞的擴挖施工。擴挖時,橫洞的臨時棚架支護應每拆除2榀后擴挖該段洞身,不得將導洞拱架長距離拆除后,再進行擴挖施工,已防止發(fā)生不必要的安全事故。
對于正洞與斜井交叉口兩側(cè)10米采用比設(shè)計圍巖等級加強一個等級的支護形式進行加強支護,采用I20b工字鋼鋼架加強支護,間距0.8m,預留沉降量為29cm。對于正洞初期支護鎖腳錨桿加密設(shè)置,每榀鋼架單側(cè)不少于6根鎖腳錨桿,錨桿長4.0m,鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接,防止拱架下沉。
3.2.3交叉口的監(jiān)控量測
斜井與正洞形成的喇叭口,開挖斷面大,作為施工通道放置時間長,圍巖在應力重分布和應力釋放的過程中,會引起支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移、變形,直至支護結(jié)構(gòu)破壞,危及隧道安全。因此,在施工中建立嚴密的監(jiān)控量測是保證安全的主要手段,同時也是調(diào)整支護參數(shù)的信息來源。
以DK290+700處拱頂埋設(shè)點以及兩側(cè)上臺階收斂點的監(jiān)控量測資料為例,來看看拱頂以及隧道凈空的變化。
四、結(jié)束語
鄧橋溝斜井已于2010年7月22日進入正洞施工。通過二個多月的觀察,交叉口處噴砼無裂縫。上述斜井調(diào)入正洞的施工工藝,在實際的施工中簡單而又易于操作,工程質(zhì)量和進度、安全都得到了充分的保證。本文對斜井調(diào)入正洞的施工工藝進行了簡要介紹,供參考,不妥之處望指正。
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