陳喜群
(中交第四公路工程局有限公司 北京第十分公司,北京100022)
G7611 高速公路起點(diǎn)位于都勻,途經(jīng)惠水、安順、鎮(zhèn)寧、六枝、六盤(pán)水、威寧、昭通、金陽(yáng)、西昌,終點(diǎn)至香格里拉。A1 合同段袁家包隧道的左右2 個(gè)起訖樁號(hào)ZK0+494~ZK0+844 和ZK0+494~ZK0+844,長(zhǎng)度分別為350m 和355m,隧道最寬處10.3m,最窄處8.7m,為雙向4 車(chē)道,洞巖為Ⅵ級(jí)。
隧道左線(xiàn)進(jìn)口以及出口、右線(xiàn)出口的5m 處和進(jìn)口20m均采用明挖法進(jìn)行施工,剩下的其他路段可以采用新奧法施工。由于該隧道的圍巖均為Ⅵ級(jí),圍巖施工可采用三臺(tái)階預(yù)留核心土法,如有特殊情況可以采用仰拱加強(qiáng)支撐力。圍巖支護(hù)施工要先完成拱部施工之后再進(jìn)行邊墻施工,順序由上而下。
隧道開(kāi)挖時(shí)要保護(hù)好圍巖,避免因操作不當(dāng)發(fā)生變形。每一層的開(kāi)挖深度都要按照要求進(jìn)行,為了保證開(kāi)挖深度的準(zhǔn)確性,避免與實(shí)際要求數(shù)據(jù)發(fā)生偏差,可以利用先進(jìn)的深度測(cè)量工具,如激光斷面儀。開(kāi)挖之前要對(duì)開(kāi)挖目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)情況有所了解,重視監(jiān)控量測(cè)的重要性,以施工量測(cè)為引導(dǎo),對(duì)施工方法進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
開(kāi)挖工作主要借助機(jī)械設(shè)備來(lái)完成,必要時(shí)可采用爆破法。施工過(guò)程中要加強(qiáng)施工管理,嚴(yán)格按照施工要求完成混凝土澆筑,開(kāi)挖不可一次性完成,盡量避免使用爆破法,開(kāi)挖過(guò)程中要多次測(cè)量,對(duì)于圍巖堅(jiān)實(shí)度不足的情況可以采用支護(hù)法,開(kāi)挖過(guò)程中要多投入人力,必要情況下可以采用松動(dòng)爆破法。具體施工方法要以地質(zhì)預(yù)測(cè)和監(jiān)控測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn),并結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。開(kāi)挖完成后采用支護(hù)法支撐。
施工程序及步驟如下:(1)上部環(huán)形土開(kāi)挖,進(jìn)行初期支護(hù);(2)左側(cè)導(dǎo)坑開(kāi)挖,進(jìn)行初期支護(hù);(3)右側(cè)導(dǎo)坑開(kāi)挖,進(jìn)行初期支護(hù);(4)預(yù)留核心土開(kāi)挖;(5)仰拱開(kāi)挖;(6)仰拱部支護(hù);(7)仰拱回填澆筑;(8)拱墻防水板及二次襯砌。
臺(tái)階長(zhǎng)度一般8~10m,二次襯砌與掌子面的距離以≤50m為宜。
3.2.1 錨桿施工
錨桿呈梅花型布置,均設(shè)置墊板,錨桿墊板與基面密貼。
1)中空注漿錨桿:鉆孔時(shí)可利用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī),注漿采用專(zhuān)業(yè)的注漿泵。鉆孔完成后,要保持孔內(nèi)的清潔。鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí),若鉆出褐色、黃色的巖粉,或釬頭受到異常沖擊,表明此處巖石軟弱,或巖石夾層破碎,需要改變錨桿深度或者移動(dòng)位置。
2)注漿壓力以地下水的靜水壓力為準(zhǔn),通常前者為后者的2 倍或者3 倍,同時(shí)不能忽視巖層帶來(lái)的裂隙阻力,但瞬間最高壓力值應(yīng)≤0.5MPa。
洞內(nèi)結(jié)束注漿的標(biāo)準(zhǔn):一般情況下,注漿壓力在0.5~1MPa或注漿水灰比在0.45~0.5 且單孔灌注量在1t,便完成了單孔灌注。
可用于施工的錨桿,桿身必須調(diào)直無(wú)缺損;錨桿長(zhǎng)度要比錨桿孔深度超出6~10cm,保證每一根用于施工的錨桿長(zhǎng)度必須與設(shè)計(jì)要求相符,縫長(zhǎng)誤差≤5cm,錨桿上要保持清潔;錨桿孔位置誤差≤10cm。
圖1 所示為砂漿錨桿施工工藝流程。
3.2.2 掛鋼筋網(wǎng)施工
鋼拱架安裝前,先檢測(cè)開(kāi)挖面超欠挖情況,欠挖部分采用人工進(jìn)行鑿除,欠挖面積鑿除需要耗費(fèi)人工量較大的情況下,可以采用爆破的方式;超挖部分小于20cm 可以用混凝土回填,但必須保證回填所用的混凝土標(biāo)號(hào)相同;超挖部分大于20cm 時(shí)需要采用等強(qiáng)漿砌片石注漿。超挖或者欠挖部分處理好之后方可進(jìn)行鋼支撐施工。
鋼筋網(wǎng)加工所用的鋼筋必須符合設(shè)計(jì)要求,具體規(guī)格為φ8mm,在預(yù)制場(chǎng)地完成鋼筋網(wǎng)加工,鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格尺寸為15cm×15cm。鋼筋網(wǎng)設(shè)置應(yīng)緊貼巖面。噴頭與噴面的距離要保持適當(dāng),噴射角度要恰當(dāng),增加鋼筋網(wǎng)背面混凝土的密實(shí)度。
3.2.3 工字鋼拱架施工
鋼支撐采用工字鋼,工字鋼按設(shè)計(jì)規(guī)格加工焊接而成,按設(shè)計(jì)要求下料。在工字鋼成型機(jī)上分節(jié)加工工字鋼,各節(jié)鋼拱架兩端均設(shè)置連接板,采用高強(qiáng)螺栓連接,試拼裝合格后對(duì)鋼拱架進(jìn)行編號(hào),分節(jié)運(yùn)至洞內(nèi),按編號(hào)人工拼裝,經(jīng)螺栓拼接后騎縫焊接牢固。
斷面檢查結(jié)果完好無(wú)損方可進(jìn)行安裝,局部欠挖要在第一時(shí)間采用人工或者相關(guān)設(shè)備開(kāi)挖。首次噴面完成后可安裝鋼支撐,并與錨桿焊接,鋼支撐安裝要注意垂直度、高程和中線(xiàn)等關(guān)鍵點(diǎn)。每榀鋼支撐之間,環(huán)向每隔1m 設(shè)置1 根φ22mm連接鋼筋,相鄰榀鋼拱架環(huán)形縱向呈梅花形布置。工字鋼架設(shè)好后再?lài)娚浠炷痢?/p>
鋼架安裝之前要保持安置面的清潔,避免影響鋼架的穩(wěn)固性。鋼架4 面分別安裝1 根鎖腳錨管,底部開(kāi)挖完成沒(méi)有問(wèn)題的情況下,要在第一時(shí)間完成底部初期支護(hù),讓鋼架處于全封閉空間。為Ⅴ級(jí)圍巖的拱部鋼架底部安裝槽鋼。架設(shè)鋼架前要將鋼架準(zhǔn)確定位,此環(huán)節(jié)可以采用徑向錨桿完成。
施工工藝要點(diǎn):(1)安裝前分批檢查驗(yàn)收鋼支撐的加工質(zhì)量,不合格的禁止使用;(2)鋼支撐有足夠的剛度和強(qiáng)度,焊接質(zhì)量符合規(guī)范要求;(3)各節(jié)接頭連接牢固、縱向連接鋼筋等配件齊全,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;(4)同一榀鋼支撐位于同一平面上,傾斜度≤50mm;(5)嚴(yán)格控制中線(xiàn)及標(biāo)高;(6)鋼支撐與巖面間安設(shè)鞍形墊塊,確保巖面與拱架密貼;(7)確保初噴質(zhì)量,鋼架在初噴3cm 后架設(shè);(8)段間連接安設(shè)墊片擰緊螺栓,確保鋼支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
3.2.4 噴射混凝土
該隧道采用濕噴法進(jìn)行混凝土噴射施工,以此減少粉塵量和回彈量。1km 及以上長(zhǎng)度隧道須配備濕噴機(jī),生產(chǎn)率應(yīng)≥10m3/h【1】?;炷劣啥赐獍韬驼景韬?,用專(zhuān)門(mén)的混凝土運(yùn)輸車(chē)輛將混凝土運(yùn)入洞中并裝入噴射機(jī)的裝料倉(cāng),通過(guò)人工完成噴射。
噴射混凝土施工控制要點(diǎn):(1)速凝劑的摻量必須準(zhǔn)確、添加均勻,不得隨意增加或減少;(2)噴射混凝土必須機(jī)械拌和,在工作面設(shè)置灰盤(pán),避免噴料受到污染;(3)將回彈料和剩余噴料及時(shí)清理,回彈料不得重復(fù)使用;(4)施工人員必須佩帶勞動(dòng)防護(hù)用品,噴射手必須佩帶防護(hù)面罩;(5)噴射混凝土后由專(zhuān)人灑水養(yǎng)護(hù)。
混凝土噴射施工要有序進(jìn)行,一般順序?yàn)橄葔蠊?、先下后上。進(jìn)行噴射作業(yè)時(shí),噴射機(jī)的噴嘴會(huì)保持螺旋式旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)直徑為20~30cm,這樣噴射的混凝土密實(shí)度更高。在噴射時(shí),操作人員要注意水壓、風(fēng)壓和距離對(duì)噴射作業(yè)的影響。
隧道混凝土噴射厚度>5cm 時(shí),要分為2 層進(jìn)行噴射。先噴射平巖面,首次混凝土噴射完成1h 后混凝土終凝,用水沖洗混凝土面并進(jìn)行第二次噴射。噴射完成2h 后混凝土終凝,要定時(shí)噴水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)要在1 周以上。
1)做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作:開(kāi)挖之前先探測(cè)地層情況,了解地層地質(zhì)情況和含水量,保證后續(xù)超前支護(hù)和其他有關(guān)工作的順利進(jìn)行,根據(jù)實(shí)際探測(cè)情況適時(shí)調(diào)整超前支護(hù)方案。在開(kāi)挖深度臨近設(shè)計(jì)方案中指明的水含量較大區(qū)域,要多次對(duì)開(kāi)挖區(qū)域的巖石情況進(jìn)行探測(cè)和分析,如遇特殊情況,需要給出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案。
2)有效完成施工監(jiān)控量測(cè),采用信息化技術(shù)量測(cè)圍巖、拱頂、地表的變化情況,總結(jié)數(shù)據(jù)信息并分析出結(jié)果,為施工提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息,以便及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)和施工方案。如果通過(guò)施工監(jiān)控量測(cè)發(fā)現(xiàn)圍巖變形程度逼近標(biāo)準(zhǔn)值,要及時(shí)采取有效措施加固圍巖,避免發(fā)生坍塌。
3)每一處開(kāi)挖區(qū)域的地質(zhì)情況和開(kāi)挖方式均有所差異,可以采用注漿超前支護(hù)的方式加強(qiáng)穩(wěn)固性。根據(jù)巖層和地下水情況的不同,可以選用水泥漿或者水泥-水玻璃雙液漿,以此來(lái)加強(qiáng)周邊圍巖的穩(wěn)固性,使其有足夠的承載能力,避免圍巖發(fā)生變形。
4)三臺(tái)階法開(kāi)挖:每一次開(kāi)挖完成之后要及時(shí)封閉支護(hù),支護(hù)均與錨桿焊接,預(yù)防拱腳偏位,導(dǎo)致變形嚴(yán)重,最終坍塌。
5)開(kāi)挖按序進(jìn)行,爆破工作要謹(jǐn)慎。
6)施工過(guò)程中要在洞口配備充足的搶險(xiǎn)材料。
7)若通過(guò)施工監(jiān)控量測(cè)發(fā)現(xiàn)圍巖變形速度過(guò)快、圍巖面不斷掉塊剝落、支護(hù)混凝土噴面發(fā)生裂縫或者表皮剝落且鋼架變形程度較大、掌子面節(jié)理裂縫滲水量加劇等情況,工作人員和施工設(shè)備要及時(shí)撤離現(xiàn)場(chǎng),由專(zhuān)業(yè)人員完成加固,排除安全隱患后方可繼續(xù)施工。
綜上所述,在不斷發(fā)展工程建設(shè)的同時(shí),也要對(duì)軟弱圍巖問(wèn)題進(jìn)行深入的分析,在隧道建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題一定要具有針對(duì)性地進(jìn)行解決,從而保障工程建設(shè)的安全性以及穩(wěn)定性。