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        北固山隧道右洞V級(jí)圍巖開挖專項(xiàng)施工方案

        2014-01-01 02:14:52劉秀麗河南科技大學(xué)土木工程學(xué)院河南洛陽(yáng)471023
        江西建材 2014年16期
        關(guān)鍵詞:隧址拱部下臺(tái)階

        ■劉秀麗,張 萍 ■河南科技大學(xué)土木工程學(xué)院,河南 洛陽(yáng) 471023

        1 工程概況

        北固山隧道位于連云港市墟溝城區(qū)西部,屬于連云港港北港區(qū)疏港道路北固山段,起于大棺材山西南坡與墟溝互通相接,止于黃石嘴東坡與北港區(qū)I類進(jìn)港道路相接。隧道左線長(zhǎng)2810m,右線長(zhǎng)2755m,屬長(zhǎng)隧道,按80km/h雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)(通長(zhǎng)設(shè)置緊急救援車道)設(shè)計(jì),通長(zhǎng)設(shè)置4.5m寬緊急車道,建筑限界凈寬14m,凈高5.0m,設(shè)置車行橫洞3 處(寬4.5m,高5.0m)。人行橫洞4 處(寬2.0m,高2.5m)。隧道進(jìn)、出口設(shè)置局部小凈距段落,其余段落按分離式隧道設(shè)置,進(jìn)口最小凈距10m,中間最大凈距37m,出口最小凈距12m。隧道設(shè)計(jì)縱坡控制在0.3~3%范圍內(nèi),最小曲線半徑882米;最大曲線半徑3000米。按Ⅷ度地震烈度設(shè)防。

        2 工程水文地質(zhì)條件

        2.1 水文條件

        隧址區(qū)地表水主要為溝谷小型溪流和小型水庫(kù),流量小,受季節(jié)影響明顯;地下水主要包括基巖裂隙水和第四系松散巖組孔隙潛水;主要節(jié)理密集帶局部富集基巖裂隙水,呈脈狀分布,無(wú)統(tǒng)一的地下水位。地表、地下徑流一般較弱,徑流途徑一般為幾百米。第四系松散巖組孔隙潛水主要為坡積層孔隙潛水;隧址區(qū)地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。隧道洞室開挖后,在不考慮任何防水措施的條件下,其最大涌水量預(yù)測(cè)為:左線涌水量 846.7m3/d,右線 832.9m3/d。

        2.2 地質(zhì)條件

        隧址區(qū)第四系坡積物,土性主要為可塑~硬塑狀粉質(zhì)粘土層,黃色、褐黃色,含少量礫石,局部夾碎石或滾石,薄層狀分布,層厚度0.5~8.8m。隧址區(qū)基巖為中~晚元古代云臺(tái)組區(qū)域變質(zhì)巖系。以鈉長(zhǎng)淺粒巖、石英變粒巖為主;在隧道進(jìn)口段巖性主要為云母片巖,巖質(zhì)較軟。此外,隧址區(qū)局部地段見綠片巖,多呈夾層狀產(chǎn)出。變粒巖堅(jiān)硬致密,為硬質(zhì)巖,云母片巖和綠泥片巖抗壓強(qiáng)度較變粒巖低,且遇水后易軟化,抗風(fēng)化能力較差。

        隧道進(jìn)口穿過(guò)殘坡積粉質(zhì)粘土和全~強(qiáng)風(fēng)化云母片巖層中,埋置淺,巖體裂隙發(fā)育,巖體破碎,地下水為孔隙潛水和基巖裂隙水,圍巖穩(wěn)定性差,綜合評(píng)定為Ⅴ級(jí)圍巖,施工時(shí)易坍塌。

        3 開挖施工方案

        根據(jù)該隧道的工程特點(diǎn),采取“先排水,快進(jìn)洞;短掘進(jìn),多循環(huán);早支護(hù),形成環(huán);強(qiáng)支撐,策安全;勤監(jiān)測(cè),細(xì)分析;速反饋,及時(shí)襯砌”的施工原則進(jìn)行開挖,開挖時(shí)對(duì)不同巖石分類和根據(jù)地質(zhì)監(jiān)控情況進(jìn)行局部開挖方案調(diào)整,總計(jì)開挖方量479319m3。

        3.1 V級(jí)圍巖開挖

        Ⅴ級(jí)圍巖淺埋加強(qiáng)段為小凈距隧道,在施工開挖過(guò)程中先行隧道與后行隧道的掌子面應(yīng)錯(cuò)開2倍洞徑以上的距離,左右導(dǎo)坑錯(cuò)開距離應(yīng)不小于1倍洞徑,以減小左右洞開挖造成的相互影響。施工過(guò)程中嚴(yán)格按照Ⅴ級(jí)圍巖淺埋加強(qiáng)段隧道施工工序施工,加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)和超前地質(zhì)預(yù)報(bào),確保工程質(zhì)量和施工安全。

        3.1.1 V級(jí)圍巖開挖施工方法

        V級(jí)圍巖淺埋加強(qiáng)段與淺埋近接段采用雙側(cè)壁正臺(tái)階留核心土法開挖施工,以人工或機(jī)械開挖為主,輔以弱爆破形成環(huán)形拱部;初噴混凝土封閉圍巖面,掛設(shè)鋼筋網(wǎng)架立鋼支撐;復(fù)噴混凝土;在拱部初期支護(hù)的保護(hù)下,用挖掘機(jī)或鉆爆開挖核心土和下部臺(tái)階,并及時(shí)準(zhǔn)備下部初期支護(hù)的方法。臺(tái)階長(zhǎng)度5~15米,上臺(tái)階每次開挖循環(huán)進(jìn)尺控制在50cm,下臺(tái)階每次開挖循環(huán)進(jìn)尺不得超過(guò)100cm,中部拱頂環(huán)形每次開挖循環(huán)進(jìn)尺不得超過(guò)100cm,中部下部每次開挖循環(huán)進(jìn)尺不得超過(guò)150cm,兩側(cè)導(dǎo)坑均采用正臺(tái)階法施工,開挖時(shí),一側(cè)主洞的側(cè)導(dǎo)坑應(yīng)滯后另一側(cè)主洞的側(cè)導(dǎo)坑約40m;在施工開挖過(guò)程中先行隧道與后行隧道的掌子面應(yīng)錯(cuò)開2倍洞徑以上的距離,左右導(dǎo)坑錯(cuò)開距離應(yīng)不小于1倍洞徑,以減小左右洞開挖造成的相互影響。施工過(guò)程中嚴(yán)格按照Ⅴ級(jí)圍巖淺埋加強(qiáng)段隧道施工工序施工,加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)和超前地質(zhì)預(yù)報(bào),確保工程質(zhì)量和施工安全。

        3.1.2 V級(jí)圍巖開挖施工工序

        Ⅴ級(jí)圍巖淺埋加強(qiáng)段和淺埋近接段先行隧道與后行隧道的施工工序如下:

        先行隧道開挖支護(hù):左導(dǎo)洞上臺(tái)階超前支護(hù)①→左導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖②→左導(dǎo)洞上臺(tái)階初期支護(hù)、中巖墻加固及臨時(shí)支護(hù)③→左導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖④→左導(dǎo)洞下臺(tái)階初期支護(hù)、中巖墻加固及臨時(shí)支護(hù)⑤→右導(dǎo)洞上臺(tái)階超前支護(hù)⑥→右導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖⑦→右導(dǎo)洞上臺(tái)階初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)⑧→右導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖⑨→右導(dǎo)洞下臺(tái)階初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)⑩→拱部超前支護(hù)?→拱部開挖?→拱部初期支護(hù)?→中臺(tái)階開挖?→下臺(tái)階開挖?→仰拱初期支護(hù)?→拆除臨時(shí)支護(hù)→模筑二次襯砌仰拱施工?→鋪設(shè)環(huán)向?qū)芗胺浪畬?→整體灌注拱墻二次襯砌→溝槽及路面結(jié)構(gòu)施作。

        后行隧道開挖支護(hù):右導(dǎo)洞上臺(tái)階超前支護(hù)?→右導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖?→右導(dǎo)洞上臺(tái)階初期支護(hù)、中巖墻加固及臨時(shí)支護(hù)?→右導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖?→右導(dǎo)洞下臺(tái)階初期支護(hù)、中巖墻加固及臨時(shí)支護(hù)?→左導(dǎo)洞上臺(tái)階超前支護(hù)?→左導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖?→左導(dǎo)洞上臺(tái)階初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)?→左導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖?→左導(dǎo)洞下臺(tái)階初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)?→拱部超前支護(hù)?→拱部開挖?→拱部初期支護(hù)?→中臺(tái)階開挖?→下臺(tái)階開挖?→仰拱初期支護(hù)?→拆除臨時(shí)支護(hù)→模筑二次襯砌仰拱施工?→鋪設(shè)環(huán)向?qū)芗胺浪畬?→整體灌注拱墻二次襯砌→溝槽及路面結(jié)構(gòu)施作。

        先行隧道和后行隧道施工工序示意圖如圖1所示;隧道施工步序立面與平面如圖2與圖3所示。

        圖1 隧道進(jìn)口Ⅴ級(jí)圍巖淺埋加強(qiáng)段施工步序設(shè)計(jì)

        圖2 隧道施工步序立面

        圖3 隧道施工步序平面

        4 結(jié)束語(yǔ)

        文章詳細(xì)介紹了連云港北固山隧道右洞V級(jí)圍巖條件下的開挖專項(xiàng)施工方案,該研究成果將對(duì)同類條件下隧道的設(shè)計(jì)和施工具有指導(dǎo)意義。

        [1]關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集[M].北京:人民交通出版社,2003.

        [2]劉志剛.隧道隧洞施工地質(zhì)技術(shù)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2001.

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