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        隧道邊仰坡零開挖進(jìn)洞施工技術(shù)探討

        2018-04-26 01:58:02
        山西建筑 2018年9期
        關(guān)鍵詞:洞身進(jìn)洞洞門

        張 秀 琴

        (山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司第三分公司,山西 晉中 030600)

        在新奧法隧道施工中由于受隧道周邊地形、地質(zhì)、地貌、環(huán)境及氣象等外部條件以及隧道內(nèi)部應(yīng)力的影響,洞口段施工相比較洞身施工來說一直是隧道施工的難點(diǎn),洞口段的施工會(huì)對(duì)隧道洞身的施工產(chǎn)生影響。而傳統(tǒng)的隧道進(jìn)洞施工技術(shù)多數(shù)是采用高刷坡的方式,在洞口范圍內(nèi)自上而下根據(jù)邊仰坡的坡度進(jìn)行刷坡,在保證洞口頂部有一定覆蓋層厚度的前提下開挖上導(dǎo)進(jìn)洞施工。但是采用這種大刷坡的方式進(jìn)洞不僅容易破壞原山體的自有平衡,而且對(duì)環(huán)境也有破壞,隨著近幾年來我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的力度逐步加強(qiáng),對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)的環(huán)境保護(hù)也提出了更高的要求。隧道洞口要求盡可能多的減少原有植被破壞及工后綠化恢復(fù)也提上了議事日程。

        1 施工簡(jiǎn)介

        我單位承建的某隧道工程中根據(jù)業(yè)主要求,為了更好的保護(hù)環(huán)境及加快工程施工進(jìn)度,在施工中采用“零仰坡”開挖進(jìn)洞法組織進(jìn)洞施工,有效地解決洞口工程病害,保護(hù)了隧址區(qū)域的自然環(huán)境,形成了一套隧道邊仰坡“零開挖”的開挖進(jìn)洞施工技術(shù)方案。

        該技術(shù)在確保隧道施工進(jìn)洞安全和大幅減少運(yùn)營(yíng)期洞口段地質(zhì)治理以及環(huán)境保護(hù)方面效果明顯,技術(shù)先進(jìn),有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

        2 工藝原理

        隧道邊仰坡零開挖施工技術(shù)改變了傳統(tǒng)的高刷坡的隧道進(jìn)洞方式,極大的減少了隧道洞口邊坡的刷坡量,減少了大量的挖方工作量,使原有植被也得到了很好的保護(hù)。在進(jìn)洞的準(zhǔn)備工作上,會(huì)對(duì)原洞口坡度稍作休整,根據(jù)原設(shè)計(jì)輪廓線在洞口兩邊支設(shè)工字鋼拱架,利用超前小導(dǎo)管與管棚結(jié)合對(duì)隧道洞口部分進(jìn)行預(yù)支護(hù),以開挖上導(dǎo)的方式進(jìn)洞。在進(jìn)洞深度到一定的循環(huán)進(jìn)尺后,盡快封閉成環(huán)。由于沒有對(duì)原有邊坡進(jìn)行大的刷坡,所以在進(jìn)洞的時(shí)候,洞口地段的覆蓋層厚度比傳統(tǒng)的隧道進(jìn)洞方式要減小很多。在洞覆蓋層不足的前提下,要保證安全進(jìn)洞,我項(xiàng)目部選擇臺(tái)階法進(jìn)洞,隧道中間設(shè)中隔墻。在施工過程中要保證洞口地段開挖部分盡早封閉,盡早將仰拱封閉成環(huán),以保證快速安全環(huán)保進(jìn)洞。

        3 關(guān)鍵技術(shù)

        3.1 工藝流程

        邊仰坡零開挖進(jìn)洞施工工藝流程見圖1。

        3.2 施工要點(diǎn)

        洞口段的施工順序?yàn)椋?)護(hù)拱邊墻兩側(cè)拉槽;2)架設(shè)護(hù)拱鋼拱架;3)澆筑護(hù)拱邊墻混凝土;4)超前支護(hù)施工;5)護(hù)拱拱項(xiàng)鋼以及混凝土的施工;6)分臺(tái)階開挖護(hù)拱及仰拱;7)護(hù)拱及仰拱的支護(hù)以及混凝土的澆筑;8)進(jìn)入巖體內(nèi)護(hù)拱部分的開挖、支護(hù)及襯砌;9)洞口段二襯混凝土的施工;10)隧道洞身開挖。

        3.3 過程控制

        3.3.1測(cè)量放樣

        根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合洞口部分實(shí)際地形及標(biāo)高計(jì)算出洞口開挖邊線坐標(biāo)。根據(jù)隧道內(nèi)控制導(dǎo)線點(diǎn)來控制隧道邊坡開挖邊線坐標(biāo)。在具體操作上,使用全站儀確定洞口部分的最小開挖邊坡輪廓線,用來控制洞口邊仰坡的開挖。如果洞口部分有少量的清表工作,不允許使用機(jī)械,要采用人工的方式進(jìn)行,以減小機(jī)械對(duì)洞口的振動(dòng),保證洞口部分的邊坡穩(wěn)定。在洞口開挖前要按設(shè)計(jì)要求做好洞頂部分的排水工作。

        3.3.2邊墻施工

        1)基礎(chǔ)開挖:洞口邊墻的開挖可根據(jù)工程實(shí)際采用拉槽或者是挖井。在邊墻的開挖過程中,要盡可能的保證核心土不受破壞,以維持洞口山體穩(wěn)定和下步采用臺(tái)階等施工技術(shù)進(jìn)洞時(shí)利于形成開挖工作平臺(tái)。邊墻在開挖的過程中要保持對(duì)稱開挖。開挖4 m時(shí),對(duì)于低穩(wěn)定性的圍巖要采用頂撐、錨噴支護(hù)等防護(hù)措施。邊墻開挖過程中要保持兩側(cè)邊墻對(duì)稱開挖。對(duì)失穩(wěn)的坑壁要采取措施進(jìn)行防護(hù)。對(duì)于較硬巖石要采用預(yù)裂爆破形成減震帶,分層開挖。邊墻基底埋深不淺于1 m。若基底埋深過淺,需采取加固措施。

        2)邊墻澆筑:模板的支立要符合規(guī)范要求。在澆筑混凝土?xí)r,接縫處要留有預(yù)埋鋼筋。

        3.3.3鋼拱架架立

        鋼拱架的制作需按設(shè)計(jì)要求在現(xiàn)場(chǎng)制作與安裝。在安裝過程中保證定位準(zhǔn)確。鋼拱架的安裝要保證二襯按設(shè)計(jì)厚度完成后隧道能有設(shè)計(jì)要求的凈空。每?jī)砷摴凹苤g用直徑22 mm的螺紋筋固定,固定間距不小于1 m。同時(shí)也可以輔以鎖腳錨桿將鋼拱架固定。底部連接基礎(chǔ)要穩(wěn)定,牢固。在混凝土澆筑的過程中可先澆筑邊墻混凝土,也可連拱部鋼架一起架設(shè)完畢,并一起澆筑。

        3.3.4隧道拱部的施工

        在開挖工作完成后,要進(jìn)行頂部工字鋼的架立,為了保證工字鋼的穩(wěn)固。工字鋼需與超前管棚或超前錨桿焊接固定。并在架立的工字鋼上定位出下一循環(huán)的超前管棚的導(dǎo)向管。在進(jìn)洞一定距離保證洞頂覆蓋導(dǎo)厚度的前提下,根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)條件,經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn),可以改變預(yù)支護(hù)方式。在澆筑拱部的臨時(shí)襯砌混凝土?xí)r,根據(jù)設(shè)計(jì)及隧道施工規(guī)范,拱頂部要留有一定沉降量。在護(hù)拱混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后,隧道進(jìn)洞方式采用臺(tái)階法加中隔墻的方式進(jìn)洞。在下導(dǎo)開挖工作完成后要及時(shí)連接上導(dǎo)部分鋼架預(yù)埋鋼筋,施作下導(dǎo)部分支護(hù),盡快將下導(dǎo)部分封閉。在二襯混凝土施工前,要完成防水卷材的鋪設(shè)(將防水卷材鋪設(shè)在臨時(shí)襯砌上)。

        3.3.5二襯混凝土施工

        在進(jìn)入洞身長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)及施工要求后,洞內(nèi)各工序都能正常進(jìn)行的前提下,可進(jìn)行洞口段二襯襯腳以及洞門的施工,進(jìn)行此項(xiàng)工作還可加強(qiáng)洞口穩(wěn)定。洞口的施工與洞內(nèi)作業(yè)同時(shí)進(jìn)行,洞門混凝土的強(qiáng)度與洞身相同。洞門工程的施工可采用與洞身施工平行作業(yè)的方式進(jìn)行,洞門的施工要避開雨季。在進(jìn)行洞身襯砌混凝土施工的同時(shí)可連同洞門混凝土整體澆筑;在洞門工程完工后要進(jìn)行表層覆土植草木進(jìn)行綠化處理,做到人文景觀和自然景觀有機(jī)統(tǒng)一,使其與自然環(huán)境更加協(xié)調(diào)。

        4 實(shí)施效果驗(yàn)證

        本隧道工程在進(jìn)洞施工技術(shù)上采用此項(xiàng)施工技術(shù)開挖進(jìn)洞。該隧道洞口地質(zhì)差,為Ⅴ級(jí)圍巖,不穩(wěn)定、易坍塌。地處黃土溝谷梁峁區(qū),隧址區(qū)內(nèi)地形起伏較大,黃土沖溝發(fā)育,洞體地表地形較為破碎且該地區(qū)干旱少雨,植被貧乏,生態(tài)環(huán)境極為脆弱,破壞后較難恢復(fù)。該隧道進(jìn)出口施工場(chǎng)地狹窄,進(jìn)出口段全部為Ⅴ級(jí)圍巖,其中進(jìn)、出口地層均為第三系中可塑~硬塑粉質(zhì)粘土組成,洞門采用整體式混凝土結(jié)構(gòu),洞口最小埋深約8 m~66 m。出口進(jìn)洞采用零仰坡開挖法,已順利快速地進(jìn)入正洞身,安全通過洞口段軟弱圍巖。進(jìn)度快、效益高、質(zhì)量好,受到業(yè)主的好評(píng),取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。

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