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        辛安泉改擴(kuò)建工程隧洞塌方處理措施

        2017-04-09 10:10:28呂曉娜
        山西水利 2017年9期
        關(guān)鍵詞:塌方鋼架隧洞

        呂曉娜

        (山西辛安泉供水工程有限公司,山西 長(zhǎng)治 046000)

        辛安泉改擴(kuò)建工程隧洞塌方處理措施

        呂曉娜

        (山西辛安泉供水工程有限公司,山西 長(zhǎng)治 046000)

        隧洞作為水利工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要工程,在其施工過程中,塌方事故較為普遍,產(chǎn)生的后果不容忽視。以山西省辛安泉供水改擴(kuò)建總干1號(hào)隧洞2號(hào)支洞工程為例,介紹了開挖過程中突遇塌方的處理方法,為隧洞開挖、支護(hù)及二次襯砌提供重要的安全保障。

        隧洞塌方;圍巖量測(cè);超前小導(dǎo)管;辛安泉

        山西省辛安泉供水改擴(kuò)建工程為山西省“十二五規(guī)劃”大水網(wǎng)建設(shè)中的一項(xiàng)重要工程。辛安泉工程輸水線路總長(zhǎng)165.28 km,其中隧洞長(zhǎng)度17.15 km,管線長(zhǎng)度148.13 km。輸水隧洞分3個(gè)施工標(biāo)進(jìn)行施工,其中1號(hào)隧洞施工標(biāo)是辛安泉輸水總干工程,主洞段總長(zhǎng)約6.66 km,為無壓輸水隧洞,斷面形式為城門洞型,凈寬2.5 m,凈高3.035 m,采用全斷面鋼筋混凝土襯砌,襯砌厚度300~350 mm。

        1號(hào)隧洞設(shè)2條施工支洞,總長(zhǎng)度約為338 m,斷面為城門洞型,凈寬3.65 m,凈高3.0 m,采用全斷面鋼筋混凝土襯砌,IV、V類圍巖襯砌厚度400 mm。

        1 隧洞塌方段概況

        辛安泉供水改擴(kuò)建工程總干1號(hào)隧洞2號(hào)支洞上游ZG 3+535~ZG 3+437里程段,處于塌方段。

        2號(hào)支洞工區(qū)上游掌子面ZG 3+535處圍巖全部為黃土,含砂量較大,土質(zhì)松散,拱頂?shù)魤K現(xiàn)象嚴(yán)重,該里程段在開挖過程中出現(xiàn)了涌水、坍塌等情況,掌子面涌水出流量約為8 m3/h,屬于松散堆積層孔隙水。

        2 塌方段處理方案

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量,該段圍巖全部為黃土,且含沙量較大,極容易在水的作用下液化,出現(xiàn)拱頂?shù)魤K現(xiàn)象;另因洞內(nèi)滲水、涌水,致使該段出現(xiàn)洞內(nèi)塌方。確定塌方處理方案如下:

        在ZG535~ZG555段兩側(cè)鉆孔,將水引排出來,避免擠壓鋼拱架;每榀鋼拱架增加鎖腳錨桿,每榀4根,每根長(zhǎng)2 m;鋼拱架底部增加橫向鋼支撐,然后做25 cm的混凝土墊層。

        在ZG 3+535處開始施做超前支護(hù)小導(dǎo)管,導(dǎo)管采用直徑42 mm×3.5 mm的無縫鋼管,每環(huán)45根,每2 m一環(huán),環(huán)向間距10 cm,每根長(zhǎng)4 m,縱向搭接長(zhǎng)度不小于1.5 m,外插角10°~15°。

        對(duì)ZG 3+535~ZG 3+437里程土洞段進(jìn)行注漿,注漿采用直徑42 mm的超前小導(dǎo)管,管壁四周打8 mm的注漿孔,注漿孔間距10 cm,呈梅花形布置,注漿采用1∶1的水泥凈漿,注漿壓力為1.0~1.5 MPa。

        上述支護(hù)完成后,開始對(duì)撐子面進(jìn)行開挖,為盡量減少土體擾動(dòng),采用挖機(jī)開挖,人工配合修鑿。每次開挖將兩側(cè)土清出,中間預(yù)留核心土,并且每次開挖不超過30 cm,然后架立鋼拱架,鋼架采用兩榀鋼架并排焊接在一起,增加鋼拱架的支撐能力,間距30 cm,每榀鋼架8根鎖腳錨管,長(zhǎng)2 m,雙層鋼筋網(wǎng)片,連接筋加密至30 cm一根,逐榀向前頂進(jìn),堅(jiān)決不允許冒進(jìn)。

        加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè),支護(hù)完成后兩小時(shí)內(nèi)布設(shè)監(jiān)控量測(cè)設(shè)備監(jiān)控,2 m一個(gè)斷面,及時(shí)量測(cè),若有不正常的沉降,立即停止施工,撤離現(xiàn)場(chǎng),并上報(bào)項(xiàng)目部管理人員。

        3 塌方處理

        3.1 鋼拱架施工

        架立鋼拱架,鋼架采用兩榀鋼架并排焊接在一起,增加鋼拱架的支撐能力,間距30 cm,每榀鋼架8根鎖腳錨管,長(zhǎng)2 m,雙層鋼筋網(wǎng)片,連接筋加密至30 cm一根。

        3.2 錨桿施工

        在支鋼拱架段增加鎖腳錨桿,每榀4根,每根長(zhǎng)2 m,鎖腳錨桿采用砂漿錨桿的工藝施工。

        3.2.1 施工工藝

        本隧洞內(nèi)錨桿長(zhǎng)度為2 m,且錨桿孔為下傾或水平時(shí),采用“先安插錨桿,后注漿”的方法施工,其工藝流程為:孔位放樣、鉆機(jī)就位、鉆錨桿孔、沖洗、風(fēng)干、安放錨桿、注漿、補(bǔ)封。

        3.2.2 施工材料

        普通砂漿錨桿的選用長(zhǎng)度為2 m,直徑為20 mm的螺紋鋼筋。

        水泥砂漿標(biāo)號(hào)按照設(shè)計(jì)要求不低于P.O.32.5,采用最大粒徑小于2.5 mm的中細(xì)砂,水泥砂漿配合比通過試驗(yàn)選定,且強(qiáng)度不低于20 MPa。

        按設(shè)計(jì)要求選擇外加劑,其主要成分不得對(duì)錨桿產(chǎn)生腐蝕作用。

        3.2.3 錨桿鉆孔、清孔

        錨桿孔用YT-28型氣腿鉆進(jìn)行作業(yè)。

        錨桿按設(shè)計(jì)方案鉆孔,孔位偏差≤100 mm,孔深偏差≥50 mm。

        鉆孔完成后,用風(fēng)力機(jī)械將孔內(nèi)巖屑吹出孔外,并將孔口作臨時(shí)性封堵。

        3.2.4 錨桿安裝與注漿

        用人工安裝錨桿。采用先插桿后注漿的工藝施工,灌漿管、排氣管與錨桿同時(shí)安裝。砂漿灌注采用砂漿泵進(jìn)行,灌漿管距孔底50~100 mm,邊注漿邊向外拔管。

        3.2.5 錨桿施工質(zhì)量保證措施

        對(duì)錨桿的施工動(dòng)態(tài)檢測(cè),是指施工單位安全部門對(duì)錨桿的質(zhì)量及施工進(jìn)行抽查,并做記錄,有專門的負(fù)責(zé)人簽字;監(jiān)理單位對(duì)其材料及施工各工序重點(diǎn)抽檢,并做好記錄備案,負(fù)責(zé)人簽字。錨桿施工質(zhì)量終身負(fù)責(zé),因材料質(zhì)量或者施工工序錯(cuò)誤、偷工減料出現(xiàn)安全問題,追究其法律責(zé)任。

        3.3 墊層施工

        為防止地下水上涌,ZG 3+654~ZG 3+535段鋼架底部增加橫向鋼支撐,然后施做25 cm的混凝土墊層,杜絕地下水的上涌。

        3.4 超前小導(dǎo)管的施工

        在ZG 3+535處用超前小導(dǎo)管做超前支護(hù)用,導(dǎo)管采用直徑42 mm×3.5 mm的無縫鋼管,每環(huán)45根,每2 m一環(huán),環(huán)向間距10 cm,每根長(zhǎng)4 m,縱向搭接長(zhǎng)度不小于1.5 m,外插角10°~15°。

        3.5 注漿施工

        對(duì)ZG 3+535~ZG 3+437里程土洞段進(jìn)行注漿,注漿采用直徑42 mm的超前小導(dǎo)管,呈梅花形布置,注漿采用1∶1的水泥凈漿。超前小導(dǎo)管注漿漿液要根據(jù)巖層的情況和凝膠時(shí)間要求適當(dāng)調(diào)整來滿足施工需求,用普通水泥注漿的時(shí)候必要時(shí)要加入減水劑。

        3.6 監(jiān)控量測(cè)

        塌方段內(nèi)外觀測(cè)、隧洞凈空收斂量測(cè)為該塌方段的必測(cè)項(xiàng)目。

        圍巖量測(cè)程序,在洞內(nèi)按照V類圍巖及斷層破碎帶地段布設(shè)量測(cè)斷面。在施工過程中,圍巖特性比較突出地段加設(shè)量測(cè)斷面。

        量測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)布設(shè),每個(gè)量測(cè)斷面各布置拱頂下沉測(cè)點(diǎn)和一條水平凈空收斂量測(cè)基線。

        量測(cè)頻率。隧洞開挖后,開挖工作面要對(duì)工程及水文地質(zhì)條件進(jìn)行觀察。支護(hù)段還應(yīng)對(duì)混凝土的噴射、錨桿的施工、鋼拱架的支護(hù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察,在觀察中,發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象要及時(shí)匯報(bào)并做好詳細(xì)的記錄,記錄發(fā)現(xiàn)異常的時(shí)間、位置及測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù),并在詳細(xì)記錄后繪制簡(jiǎn)要的隧洞監(jiān)測(cè)斷面的剖面圖。

        4 注意事項(xiàng)

        施工時(shí),由專門的負(fù)責(zé)人進(jìn)行統(tǒng)一指揮,施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁非工作人員隨便出入,另設(shè)一名專門的安全員查看圍巖面的變化,一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情立即組織人員撤離;由電工專門負(fù)責(zé)施工作業(yè)面的照明設(shè)施,避免因燈光出現(xiàn)故障或者較暗,造成安全隱患。

        在施工作業(yè)中,安全員應(yīng)特別注意頂部的圍巖面是否松動(dòng),如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)處理,避免發(fā)生碎石掉落砸傷現(xiàn)場(chǎng)施工人員的情況;在進(jìn)行作業(yè)時(shí),負(fù)責(zé)人整體負(fù)責(zé)指揮操作,隨時(shí)留意掌子面變化,安全員專人觀察四周變形情況。

        鋼拱架的接頭處是受力的薄弱環(huán)節(jié),必須做好且檢查鋼拱架的聯(lián)接及鎖腳錨桿的施工;在塌方段施工過程中由專門的負(fù)責(zé)人和安全員24 h輪流值班,如發(fā)生異常情況,要及時(shí)匯報(bào)并積極做出相應(yīng)的處理。

        5 結(jié)語

        塌方處理要做到,在圍巖情況較差時(shí),要及時(shí)做好支護(hù),并及時(shí)施工通過,保證安全施工。遇到塌方時(shí),要認(rèn)真勘察塌方現(xiàn)場(chǎng),分析塌方原因,并制定出相應(yīng)可行的實(shí)施方案。整個(gè)施工過程,要?jiǎng)討B(tài)控制,要根據(jù)不同的圍巖情況,及時(shí)調(diào)整或變更施工方案與技術(shù),并根據(jù)圍巖的量測(cè)值及時(shí)調(diào)整施工工序之間的步距。

        工程塌方段在施工過程中較為順利,未出現(xiàn)二次塌方,采用此種方法在很大程度上簡(jiǎn)化了施工工藝,降低了施工成本,為隧洞開挖、支護(hù)及二次襯砌提供了重要的安全保障,施工效果較為理想。目前,塌方段處理后未見任何異常情況。

        TV672+.1

        C

        1004-7042(2017)09-0033-02

        呂曉娜(1989-),女,2011年畢業(yè)于陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程造價(jià)專業(yè),助理工程師。

        2017-07-20;

        2017-08-24

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