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        小凈距黃土隧道施工技術(shù)

        2017-03-03 07:08:40李亮賓
        黑龍江交通科技 2017年7期
        關(guān)鍵詞:施工

        李亮賓

        (山西路橋集團國際交通建設(shè)工程有限公司,山西 太原 030400)

        小凈距黃土隧道施工技術(shù)

        李亮賓

        (山西路橋集團國際交通建設(shè)工程有限公司,山西 太原 030400)

        以山西省呂梁地區(qū)某淺埋黃土隧道為背景,結(jié)合多年的施工經(jīng)驗,探討小凈距黃土隧道的施工技術(shù)。

        小凈距;黃土隧道;施工方案;技術(shù)措施

        1 工程概況

        山西省呂梁地區(qū)某小凈距隧道,隧址區(qū)位于黃土丘陵區(qū),地表形態(tài)表現(xiàn)為黃土梁峁狀,地形起伏大,沖溝發(fā)育,坡度陡立。海拔高程介于1 033~1 141 m,相對高差108.8 m。隧道圍巖主要為離石組黃土,巖性為粉土﹑粉質(zhì)粘土,堅硬~硬塑狀態(tài),具垂直節(jié)理,塊狀整體結(jié)構(gòu)。左右線均長325 m,屬短隧道,凈寬10.25 m,限高5 m,兩洞內(nèi)側(cè)邊線間距4.3~9.6 m。隧道洞身圍巖類別為V級、IV級。

        2 施工方案的確定

        本隧道屬于黃土隧道,洞口段黃土陡坡,發(fā)育垂直節(jié)理,洞口開挖易發(fā)生坍塌,邊坡穩(wěn)定性較差,V級段采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法施工,IV級段采用分臺階環(huán)形預(yù)留核心土法施工,隧道施工采用新奧法原理,進行信息化施工組織設(shè)計,施工中遵循“管超前、預(yù)注漿、短進尺、快支護、早封閉、勤量測”的施工原則,施工中初期支護及早封閉成環(huán),二次襯砌根據(jù)監(jiān)控量測沉降量的大小進行施工,實施動態(tài)管理。

        3 小凈距黃土隧道施工技術(shù)

        3.1 洞口截排水系統(tǒng)

        開挖前先完成洞頂截水溝及周邊排水工程。截水溝按設(shè)計斷面施工,距離邊仰坡坡頂線不小于5 m。開挖后及時砌筑漿砌片石,若在開挖邊仰坡前不能完成砌筑工作,可先素噴5 cm左右素混凝土作為臨時排水溝。

        3.2 邊仰坡開挖防護

        洞口邊仰坡施工盡量減少對洞口山體的擾動,采用“寬平臺,陡邊坡”的方案,每8 m為一個臺階,臺階寬度2~3 m,仰坡坡率為1∶0.5,采用機械配合人工的方式進行,從最高一級邊坡開始開挖,人工修整坡面。邊仰坡防護緊跟開挖進行,開挖一級防護一級,避免因防護不及時產(chǎn)生邊仰坡滑塌,采用打錨桿掛網(wǎng)噴混凝土防護。對落水洞進行排查處理,每個落水洞分層夯填6%灰土,頂層采用50 cm厚漿砌片石封口,確?;靥畹拿軐嵍燃胺饪诘馁|(zhì)量

        3.3 開挖管棚鉆機作業(yè)平臺

        開挖前先將洞口路塹段兩側(cè)邊坡按設(shè)計的坡度防護。隧道拱頂以上按設(shè)計的坡度進行防護,開挖至拱頂下1.5 m位置預(yù)留一平臺作為管棚施作工作平臺。

        3.4 掏槽開挖管棚導(dǎo)向墻位置

        開挖前根據(jù)圖紙設(shè)計預(yù)留沉降量的要求,放出開挖輪廓線,對導(dǎo)向架安設(shè)部位進行掏槽開挖。土槽開挖采用人工開挖風(fēng)鎬輔助的方式進行。清除套拱段上斷面土方,在套拱結(jié)束段留中部3 m(長)×4 m(寬)的核心土體以抵抗掌子面的土體壓力。

        3.5 施工管棚導(dǎo)向墻

        按設(shè)計圖加工管棚導(dǎo)向架,導(dǎo)向架寬2 m。初期只安裝導(dǎo)向架拱部范圍,其余邊墻部位待進洞后下臺階施工時再施工。管棚導(dǎo)向架在明洞2 m范圍內(nèi)安裝,拱腳部位每側(cè)向下斜插打入4根鎖腳錨管,鎖腳錨管采用φ42注漿鋼管,L=3 m,尾端與導(dǎo)向架鋼筋焊接。導(dǎo)向架安裝完成檢查位置、尺寸、導(dǎo)向管仰角等,無誤后澆筑C25混凝土導(dǎo)向墻。拱部導(dǎo)向墻澆筑時增設(shè)30~60 cm寬大拱腳,防止導(dǎo)向墻下沉。

        3.6 長管棚施工

        采用水平地質(zhì)鉆機,沿導(dǎo)管進行鉆孔,鉆孔過程中利用全站儀控制孔的傾斜度。長管棚采用Φ108熱軋無縫鋼管,壁厚6 mm,環(huán)向間距40 cm,管節(jié)長度為9 m,采用絲扣相接,接頭相互錯開,管棚長度為22 m。管棚頂?shù)轿缓?,鋼管與導(dǎo)向管之間用速凝水泥堵塞嚴密,以防注漿時漿液冒出。

        3.7 單側(cè)壁導(dǎo)坑法施工

        (1)先行導(dǎo)坑超前支護:開挖前先進行超前支護,打入Φ42的超前小導(dǎo)管,超前小導(dǎo)管雙排打入,外插角分別為10°,15°,每根導(dǎo)管長5.0 m,環(huán)向間距40 cm,縱向排距142 cm。

        (3)另一側(cè)開挖、支護:右側(cè)導(dǎo)洞在左側(cè)先行導(dǎo)洞完成后進行,開挖、支護方式與左側(cè)導(dǎo)洞相似,作中壁臨時支護,穩(wěn)定圍巖。

        (4)導(dǎo)坑下臺階的開挖支護:下導(dǎo)坑開挖時工字鋼必須連接牢固,保證垂直度,嚴禁傾斜。中側(cè)壁工字鋼的安裝嚴格,要求鋼板的連接及垂直度。

        (5)中壁拆除及仰拱施工:在CD法中的一個關(guān)鍵問題是拆除中壁,側(cè)壁拆除時間應(yīng)在全斷面成環(huán)并各部位下沉充分穩(wěn)定后,才能拆除。如果沉降收斂一直在變化,那么在初支侵限二襯前(預(yù)留沉降30 cm),應(yīng)及時澆注二襯。

        (6)側(cè)壁與中壁墻支護聯(lián)結(jié)工藝:側(cè)墻鋼拱架與中壁墻鋼拱架聯(lián)結(jié)成整體,防止受力變形。在中間鋼拱架連接處設(shè)深孔錨桿4根,錨桿長度4 m,錨桿外露部與鋼拱架焊接牢固,然后噴混凝土封閉。中隔壁工字鋼與主洞工字鋼連接采用200×260×14的鋼板對接,對接后螺母連接,連接部位用焊接加強。

        3.8 IV級圍巖的開挖

        (1)工序Ⅰ。上臺階開挖:在上臺階開挖前,沿隧道縱向開挖輪廓線布¢42注漿小導(dǎo)管小導(dǎo)管注漿完成后進行上臺階開挖。以機械開挖為主,人工配合清理。用挖機先挖左側(cè)部,再挖右側(cè)部,最后挖中部。采用人工修邊,以達到設(shè)計開挖線。

        (2)上臺階支護。鋼架先在洞外放大樣檢查,輪廓線與大樣吻合無誤且加工質(zhì)量符合要求的拱架才能運入洞內(nèi)安裝。上臺階鋼架安裝前必須對所架設(shè)鋼架的里程點樁位進行施工測量放點,左右側(cè)分別測出鋼架拱腳的具體位置,以保證其安裝的精度符合設(shè)計輪廓的要求,同時應(yīng)清除底部腳下的廢碴及其它雜物,超挖處邊墻腳鋼板采用預(yù)制混凝土墊塊或鋼板作為墊塊,以保證鋼架落在牢固穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,避免下沉。上臺階鋼架采用兩節(jié)工字鋼連接,安裝時各節(jié)鋼架連接板以螺栓連接擰緊,鋼架間按設(shè)計用Φ22連接筋縱向搭焊牢固,連接筋環(huán)向間距100 cm,鋼架還應(yīng)與設(shè)計環(huán)向錨桿的尾部焊接牢固。

        (3)工序Ⅱ。下臺階開挖支護:下臺階與上臺階距離7~10 m。開挖時兩側(cè)錯開施工,左右側(cè)臺階至少錯開3~5 m,絕對禁止對稱開挖,以防止拱部整體或局部下沉。下臺階每循環(huán)進尺與上臺階相同。

        (4)工序Ⅲ。仰拱開挖支護: 仰拱與邊墻初支距離一般不超過10 m。仰拱開挖前先測出仰拱開挖的深度,并標示在左右邊墻上,按設(shè)計尺寸挖機開挖,每循環(huán)進尺不大于兩榀工字鋼間距,洞口段每循環(huán)進尺為一榀工字鋼的距離。開挖時嚴禁超深開挖,開挖到距離設(shè)計深度10~20 cm時采用人工修出仰拱弧線,以避免超深后采用混凝土回填。

        4 監(jiān)控量測

        施工時應(yīng)準確及時的進行現(xiàn)場監(jiān)控量測,通過現(xiàn)場量測掌握初期支護的下沉量及收斂,做到提前掌握數(shù)據(jù)的變化以及拱架、錨桿的受力情況,起到指導(dǎo)施工生產(chǎn)的作用。

        5 結(jié)束語

        此項目隧道土體結(jié)構(gòu)松散,穩(wěn)定性較差,洞口段沖溝多,埋深淺,土質(zhì)疏松多孔,垂直節(jié)理發(fā)育,施工時極易掉土、坍塌。洞口段采取了單側(cè)壁導(dǎo)坑法施工,左右洞錯開距離控制在50 m以上,對工序、支護的間隔和順序進行了嚴格的控制,以及通過長管棚、小導(dǎo)管等輔助施工措施,安全的進行了洞口小凈距段的施工,使順利過段到深埋段,為后續(xù)施工積累了經(jīng)驗。

        2017-04-28

        李亮賓(1980-),男,工程師,研究方向:路橋工程。

        U457

        :C

        :1008-3383(2017)07-0155-02

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