周金龍
摘要:土質(zhì)隧道依然是我國隧道挖掘中的重點,對其進行研究和探索有助于推動我國隧道事業(yè)的進一步發(fā)展。尤其應(yīng)對于土質(zhì)隧道開挖施工中的問題進行分析,并在此基礎(chǔ)上探究更好的發(fā)展措施。本文主要對公路土質(zhì)隧道掘進施工進行了闡述,希望可以為土質(zhì)隧道的開挖施工提供借鑒。
關(guān)鍵詞:土質(zhì)隧道;施工;問題;措施
隨著社會的進步和發(fā)展,地下空間的應(yīng)用越來越廣泛。通過土質(zhì)隧道的開挖使地下空間得到拓展,可以讓地下的空間得到充分利用。這就需要對土質(zhì)隧道開挖施工進行深入研究,以便于提高隧道開挖的質(zhì)量和效率。
1工程概述
某公路土質(zhì)隧道,設(shè)計為左右線分離式,兩洞中軸線間距30 m,長1112 m,隧道工程是本項目的關(guān)鍵和重點。
2掘進施工
2.1 洞口施工
洞口段采用分層開挖,施工機械以反鏟挖掘機為主,洞口場地用推土機整平,壓路機壓實,遇堅硬石質(zhì)地層采用手風鉆鉆眼爆破,運輸采用自卸汽車,挖方棄往指定渣場。
2.2 明洞施工
明洞開挖自上而下分層進行,開挖至起拱線標高后,先根據(jù)地形修筑洞口套拱。采用大管棚超前支護,施工完畢后,立模澆筑明洞仰拱混凝土,邊頂拱的澆筑采用液壓襯砌臺車泵送混凝土灌注,保證進洞安全。
2.3 洞門修筑
本隧道進出口設(shè)計為削竹式洞門。洞門修筑在進洞口施工正常后,適時安排施工。洞門完成后及時接順端墻背后排水溝,保證洞口排水通暢。
2.4 洞身開挖
2.4.1 Ⅴ級淺埋圍巖地段(土質(zhì))
采用分部臺階開挖方法:上導(dǎo)坑環(huán)形開挖留核心土方法,下導(dǎo)坑先拉中槽、邊墻馬口開挖,上部留核心土可以支擋開挖工作面,利用及時施作拱部初期支護增強開挖工作面的穩(wěn)定,核心土及下部開挖在拱部初期支護下進行,施工安全性較好。每循環(huán)進尺為0.6 m,每循環(huán)時間9 h~12 h。每循環(huán)開挖施工之前按照設(shè)計結(jié)合實際地質(zhì)情況進行。
2.4.2 Ⅴ級深埋圍巖地段(土質(zhì)、石質(zhì))
Ⅴ圍巖深埋地段采用d 42 mm 超前注漿小導(dǎo)管支護,小導(dǎo)管施工作業(yè)時,嚴格控制孔位及外插角,防止導(dǎo)管侵入開挖界限或距離開挖面過遠失去防護作用。為防止下沉,支護采用I20a 型鋼拱架整拱封閉支護(石質(zhì)段支護到拱腳),系統(tǒng)錨桿、鎖腳錨桿同鋼拱架支護成整體,d 8 mm 鋼筋網(wǎng)、C25 早強混凝土進行初期支護。每循環(huán)進尺控制在0.6 m~0.8 m,臺階長度4.0 m~4.0 m,嚴格按照設(shè)計要求施作。
2.4.3 Ⅳ級深埋圍巖地段
Ⅳ級圍巖深埋地段采用d 25 mm 超前錨桿支護,錨桿施工作業(yè)時,嚴格控制孔位及外插角。支護采用12 cm×12 cm 格柵拱架整拱支護到拱腳,d 8 mm 鋼筋網(wǎng)、C25 早強混凝土進行初期支護。每循環(huán)進尺控制在1.0 m~1.2 m,分臺階半斷面開挖,臺階長度30 m~50 m,嚴格按照設(shè)計要求施作。
2.4.4 Ⅲ級深埋圍巖地段
Ⅲ級圍巖深埋地段支護采用掛d 8 mm,@=25 cm×25 cm 鋼筋網(wǎng)、C25 早強混凝土進行初期支護。每循環(huán)進尺控制在1.5 m~2.5 m,分臺階半斷面開挖,臺階長度30 m~50 m,看圍巖情況可采用全斷面開挖,以光面爆破為主,鑿巖機配合打局部欠挖,側(cè)翻式裝載機出碴,自卸車運輸。洞身開挖采用氣腿鉆和手風鉆分上下斷面開挖,人工裝藥,塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)、毫秒微差有序起爆。
3隧道開挖支護施工原則分析
在隧道施工的過程當中, 要按照短開挖, 禁止爆破, 快速支護, 勤于測量, 抓緊襯砌, 早日成環(huán)的施工原則, 遵守先下管, 后進行泥漿的注入, 再進行開挖, 注漿一段距離, 開挖一段距離, 支護封閉一體的工序原則。嚴格注漿的程序, 就是在進行淺埋軟弱土層的圍巖中進行施工的時候, 要通過超前的小導(dǎo)管和大管棚對隧道的圍巖進行注漿和加固措施, 以更好的改善隧道圍巖的完整性能, 提高隧道的承載負荷的能力, 減少地下水的滲進以及隧道圍巖的沉降等畏難的出現(xiàn)。在進行灌漿加固的隧道圍巖的過程當中, 要使用開挖循環(huán)進尺控制在一米的范圍之內(nèi), 做到開挖與支護的同時或者盡短時間間隔的進行。在按照檢測數(shù)據(jù)和隧道圍巖的實際狀況,對隧道開挖的施工面以及初噴混凝土的情況, 并緊隨施工的鎖腳錨桿、格柵網(wǎng)進行嚴格的支護措施到位。施工過程中,初期的支護應(yīng)該盡快的封閉, 從而可以改變拱頂?shù)氖芰η闆r, 降低地面與拱頂?shù)南鲁脸潭?。監(jiān)測是檢查施工過程中圍巖結(jié)構(gòu)變化情況的主要方法。監(jiān)測結(jié)果需要盡快的反饋到設(shè)計與監(jiān)理部門, 讓他們依據(jù)監(jiān)測結(jié)果盡早采取有效的施工方案, 降低地表的下沉程度, 減少對其它建筑物的破壞。
4掘進過程中應(yīng)著重注意以下幾點
4.1 開挖、鑿孔。開挖人員到達工作地點時,應(yīng)首先檢查工作面是否處于安全狀態(tài),并檢查支護是否牢固,頂板和兩幫是否穩(wěn)定,應(yīng)待開挖面清除浮石以及瞎炮處理完畢后方可進行鉆眼作業(yè)。機械鑿巖時,采用濕式鑿巖機。站在碴堆上作業(yè)時,應(yīng)注意碴堆的穩(wěn)定,防止滑坍傷人。風鉆鉆眼時,應(yīng)先檢查機身、螺栓、卡套、彈簧和支架是否正常完好;管子接頭是否牢固,有無漏風;鉆桿有無不直、帶傷及鉆孔堵塞現(xiàn)象;鑿巖機的供水是否正常。不合要求者應(yīng)予以修理或更換。帶支架的風鉆鉆眼時,必須將支架安置穩(wěn)妥。風鉆卡鉆時應(yīng)用板鉗松動拔出,不可敲打,未關(guān)風前不得拆除鉆桿。在工作面內(nèi)不得拆卸、修理風、電鉆。嚴禁在殘眼中繼續(xù)鉆眼。
4.2 支護。隧道開挖后,除圍巖完整堅硬,以及設(shè)計文件中規(guī)定的不需支護者外,都必須根據(jù)圍巖情況、施工方法采取有效的支護。施工期間,現(xiàn)場施工負責人應(yīng)會同有關(guān)人員對支護各部定期進行檢查。在不良地質(zhì)地段每班應(yīng)設(shè)專人隨時檢查,當發(fā)現(xiàn)支護變形或損壞時,應(yīng)立即整修和加固;當變形或損壞情況嚴重時,應(yīng)先將施工人員撤離現(xiàn)場,再行加固。洞內(nèi)支護,宜隨挖隨支護,支護至開挖面的距離一般不得超過4m;如遇石質(zhì)破碎、風化嚴重和土質(zhì)隧道時,應(yīng)盡量縮小支護工作面。當短期停工時,應(yīng)將支撐直抵工作面。不得將支撐立柱置于廢碴或活動的石頭上。軟弱圍巖地段的立柱應(yīng)加設(shè)墊板或墊梁,并加木楔塞緊。
噴錨支護時,危石應(yīng)清除,腳手架應(yīng)牢固可靠,噴射手應(yīng)配帶防護用品;機械各部應(yīng)完好正常,壓力應(yīng)保持在0.2Mpa左右;注漿管噴嘴嚴禁對人放置。
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(作者單位:中國水利水電第五工程局有限公司國際公司)