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        高速公路分離式螺旋曲線隧道施工探討

        2014-07-08 22:24:18湯榮英湯淳
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年21期
        關(guān)鍵詞:高速公路施工技術(shù)

        湯榮英 湯淳

        摘 要:隧道工程是高速公路重要的組成部分,施工技術(shù)關(guān)系到整個高速公路工程的質(zhì)量和使用壽命。文章結(jié)合某高速公路的實際,對分離式螺旋曲線隧道的施工技術(shù)進行了分析探討。

        關(guān)鍵詞:高速公路;分離式螺旋曲線隧道;施工技術(shù)

        在高速公路工程中,由于受空間限制,隧道工程一直都是施工中的一個重點和難點。某高速公路隧道工程為分離式雙車道單向隧道,隧道左洞長2792米,右洞長2940米;設(shè)有行人橫洞4座,共長150.3米;行車橫洞3座,共長135.4米。該隧道為分離式螺旋曲線隧道工程,左右洞測量軸線間距22~32m不等,洞門型式進口采用削竹式,出口采用端墻式。該隧道工程具有以下特點:(1)施工區(qū)為環(huán)境保護區(qū),施工中棄渣環(huán)保問題需重點考慮。(2)線路選位較高,尤其是隧道出口位于半山腰陡崖之上,交通極其困難,進洞施工難度極大;隧道長、洞口圍巖差,施工安全需充分考慮。隧道工程為控制性工程。(3)地形復(fù)雜,溝谷縱橫,地形起伏大,山勢陡峻,洞口場地布設(shè)和臨建困難。(4)隧道出口端明洞與橋臺緊連,相互施工干擾大。(5)隧道Ⅴ級、Ⅳ級圍巖占80%,且為小半徑螺旋曲線隧道施工難度及風險較大。(6)隧道棄渣場距離洞口較遠。下面淺談該隧道工程具體的施工方法。

        1 洞身開挖及初期支護

        1.1 結(jié)合隧道地質(zhì)條件,開挖圍巖級別為Ⅴ、Ⅳ級圍巖,因此采用七步開挖作業(yè)法施工,即在隧道開挖過程中,在三個臺階上分七個開挖面,以前后七個不同的位置相互錯開同時開挖,然后分部同時支護,形成支護整體,縮小作業(yè)循環(huán)時間,逐步向縱深推進的作業(yè)方法。開挖支護應(yīng)注意開挖掘進的臺階工作面的同時進行,初期支護先上后下,分部進行,而進行圍巖量測結(jié)果時,要時時的調(diào)整支護參數(shù),循環(huán)進尺0.6~1.2m。在開挖過程中,還要進行裝運機械的出渣運輸。

        1.2 七步開挖作業(yè)法要求在隧道全斷面劃分的各部位同時開挖,由于七個部位分別于七個里程,從而使一個開挖斷面處的圍巖暴露的面積減到最小。首先應(yīng)進行一系列的支護形成一個較穩(wěn)定的承載拱,有了承載拱的支護,才可以進行下一步的支護,然后進行開挖,當開挖完成后,緊跟二次襯砌。

        2 Ⅲ級圍巖段正臺階法施工

        2.1 該隧道左洞有322m,右洞有377mⅢ級圍巖,圍巖巖性為弱風化或微風化花崗巖,巖石堅硬、巖體較完整穩(wěn)定性較好。所以采用正臺階法施工。

        2.2 施工方法

        上臺階開挖采用YT-28鑿巖機鉆眼,塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng),毫秒微差有序起爆,預(yù)留光爆層爆破。下半斷面也采用YT-28鑿巖機鉆眼,光面爆破。上臺階由CAT320挖掘機扒碴,下臺階用CAT320挖掘機或ZL50C裝載機裝碴,自卸汽車運碴。施工中合理調(diào)整工序,實行“鉆爆、裝碴、運輸”機械化一條龍作業(yè)。隧道開挖后及時施作初期支護,下半斷面開挖后鋪底施工緊跟。

        3 超前支護

        該隧道左右洞進、出口分別采用Ф108大管棚進洞,進口端采用40m長管棚,出口端采用22m長管棚。大管棚每排31根,孔距50cm,外插角1%。

        施工順序:(1)人工配合挖掘機清理平整洞口段場地,中部留核心土,場地高度控制在拱頂下4.0米左右,以確保鉆機能打到最底下的孔;(2)靠掌子面架立安裝3榀I20a工字鋼護拱,C25砼護拱厚60cm,長2m,然后沿靠近巖面鋼拱架外輪廓向巖面打3.0m長φ22藥卷錨桿,錨桿間距1.0m,工字鋼拱架與錨桿間焊接牢固,鋼拱架間采用φ22連接筋焊接以加強穩(wěn)定性,連接筋內(nèi)外交錯布置間距1m。(3)測量放樣,在拱架上安裝導(dǎo)向管,導(dǎo)向管采用φ127普通鋼管長2m,壁厚4cm,導(dǎo)向管和套拱鋼架焊接牢固,導(dǎo)向管外插角1%。(4)在拱架外側(cè)安設(shè)底模、側(cè)模。人工澆筑C25砼止?jié){墻,砼采用JZ500攪拌機拌合,振搗棒搗固。(5)等護拱砼達到一定強度后在平臺上安裝兩臺XY-ZPC型鉆機,從下至上左右對稱鉆孔并安設(shè)大管棚。地質(zhì)鉆機移動采用挖掘機吊移,場地高度由挖掘機挖渣逐層填筑上升。(6)采用KBY-50/70雙液注漿機注漿。注漿前把管棚尾部用鋼板封堵,同時在管棚上焊接兩個2cm小鋼管,一個為注漿孔,另一個為排氣孔。

        4 初期支護

        4.1 Ф25中空注漿錨桿

        在初噴混凝土后按設(shè)計間距及時施作徑向中空注漿系統(tǒng)錨桿,然后注水泥漿。采用NZ130A型錨桿專用注漿泵。

        4.2 藥卷錨桿施工

        鉆孔采用YT-28鑿巖機,錨桿預(yù)先在洞外按設(shè)計要求加工制作,施工時錨桿鉆孔位置及孔深必須精確,錨桿要除去油污、鐵銹和雜質(zhì)。先用YT-28鑿巖機按設(shè)計要求鉆鑿錨桿孔眼,達到標準后,用高壓風清除孔內(nèi)巖屑,塞入浸泡后的錨固劑,然后將加工好的桿體插入孔內(nèi),并將錨桿與鋼筋網(wǎng)焊為整體。待終凝后按規(guī)范要求抽樣進行錨桿抗拔試驗。

        4.3 掛鋼筋網(wǎng)施工

        掛鋼筋網(wǎng)在系統(tǒng)錨桿施作后安設(shè),鋼筋類型及網(wǎng)格間距按設(shè)計要求施作。鋼筋網(wǎng)根據(jù)被支護巖面的實際起伏狀鋪設(shè),并在初噴混凝土后進行,與被支護巖面間隙約3cm,鋼筋網(wǎng)與鋼筋網(wǎng)連接處、鋼筋網(wǎng)與錨桿連接處點焊在一起,使鋼筋網(wǎng)在噴射時不易晃動。鋼筋網(wǎng)在加工廠加工成片,在洞內(nèi)再焊接起來形成整體。

        4.4 格柵(型鋼)鋼架

        格柵(型鋼)鋼架在洞外按設(shè)計加工成段,在洞內(nèi)用螺栓連接成整體。洞內(nèi)安裝在初噴混凝土之后進行,與定位錨桿焊接。格柵鋼架間設(shè)縱向連接筋,鋼架間以噴射混凝土噴平。鋼架拱腳必須安放在牢固的基礎(chǔ)上,架立時垂直隧道中線,當鋼架和圍巖之間間隙過大時設(shè)置墊塊,用噴射混凝土噴填。格柵鋼架應(yīng)按設(shè)計現(xiàn)場制作。需要按設(shè)計放出加工大樣。放樣時根據(jù)工藝要求預(yù)留焊接收縮余量及切割的加工余量。將格柵(型鋼)鋼架鋼筋冷彎成形,要求尺寸準確,弧形圓順。加工完試拼時要保證在誤差范圍內(nèi)。在格柵鋼架架立時,為使格柵(型鋼)鋼架準確定位,格柵鋼架架設(shè)前均需預(yù)先打設(shè)定位錨桿,定位錨桿利用系統(tǒng)錨桿,錨桿外漏端與格柵鋼架焊接牢固。最后在格柵(型鋼)鋼架架立后盡快噴混凝土作業(yè),并將格柵(型鋼)鋼架全部覆蓋,使格柵(型鋼)鋼架與噴混凝土共同受力,噴射混凝土分層進行,每層厚度5~6cm左右,先從拱腳或墻腳處向上噴射,以防止上部噴射料虛掩拱腳(墻腳)不密實,造成強度不夠,拱腳(墻腳)失穩(wěn)。

        4.5 噴射混凝土施工

        噴射混凝土骨料用強制式拌合機分次投料拌合,為減少回彈量,降低粉塵,提高一次噴層厚度,噴射混凝土采用PZ-5B型混凝土噴射機,潮式噴射作業(yè)。

        初期支護噴射混凝土,一般分初噴和復(fù)噴二次進行。初噴在開挖(或分部開挖)完成后立即進行,以盡早封閉暴露巖面,防止表層風化剝落。復(fù)噴混凝土在錨桿、掛網(wǎng)和鋼架安裝后進行,盡快形成初期支護整體受力,以抑制圍巖變位。鋼架間用混凝土噴平,并有足夠的保護層。

        噴射混凝土分段、分片由下而上順序進行,每段長度要控制好在允許范圍內(nèi),一次噴射厚度控制在6cm以下,噴射時插入長度比設(shè)計厚度大5cm鐵絲,每1~2m設(shè)一根,作為施工噴層厚度控制用,后一層噴射在前層混凝土終凝后進行,新噴射的混凝土按規(guī)定灑水養(yǎng)護。

        5 防排水工程

        本隧道段防排水設(shè)計總體上遵循“以排為主,防、排、截、堵相結(jié)合”的綜合治理原則,因為經(jīng)過勘測在本隧道未發(fā)現(xiàn)大的儲水構(gòu)造帶,所以設(shè)計上隧道防排水僅采用一般措施。為達到排水通暢、防水可靠、不留后患的目的,在襯砌防水中引入分區(qū)防水的概念,使得滲漏水幾率大大降低。

        參考文獻

        [1]張拉柱.高速公路隧道施工技術(shù)的研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2013(19).

        [2]朱曉光,孟凡玉.公路隧道施工技術(shù)分析[J].黑龍江科技信息,2011(05).

        作者簡介:湯榮英(1981,5-),女,漢族,重慶人,2004年6月畢業(yè)于重慶交通大學(xué),本科學(xué)位,現(xiàn)就職于重慶市實力公路開發(fā)有限公司,工程師,道橋研究方向:道路橋梁。

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