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        特長高速公路隧道穿越巖溶區(qū)襯砌質(zhì)量控制技術(shù)

        2020-06-29 10:00:22
        四川建材 2020年6期
        關(guān)鍵詞:錨桿圍巖混凝土

        鄭 宏

        (四川公路橋梁建設(shè)集團有限公司公路三分公司,四川 成都 610200)

        0 前 言

        巖溶不良地質(zhì)段圍巖受擾動易發(fā)生應(yīng)力突變、圍巖失穩(wěn)導(dǎo)致初期支護、二次襯砌負(fù)荷增加發(fā)生大形變、開裂等現(xiàn)象。因此,初期支護與二次襯砌施工質(zhì)量的控制變得尤為重要,是保證隧道施工和運營安全的根本。

        1 工程概況

        峨眉至漢源高速廟子坪隧道圍巖等級以Ⅴ級、Ⅳ級圍巖為主,其漢源端為土質(zhì)或極破碎巖體Ⅴ級淺埋偏壓段,溶蝕孔洞極度發(fā)育。

        根據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查,隧址區(qū)巖溶現(xiàn)象發(fā)育,可見落水洞、巖溶漏斗、巖溶洼地、巖溶泉。隧道穿越較大規(guī)模溶洞(充填)、暗河及封閉地下水體等大規(guī)模巖溶,并且包含巖溶水、松散堆積層孔隙水及基巖裂隙水等豐富地下水。其中,穿越三疊系中統(tǒng)雷口坡組(T2l)膏溶角礫巖極度發(fā)育的不良地質(zhì)區(qū)段。

        2 難點分析

        1)巖溶發(fā)育段圍巖受擾動后易發(fā)生坍塌,甚至發(fā)生冒頂。為保證隧道施工安全,初期支護質(zhì)量顯得尤為重要。如何提升初期支護的整體性與穩(wěn)定性,防止初支大形變、開裂、垮塌成為關(guān)鍵點。

        2)通常隧道穿越巖溶段二次襯砌參與受力時間相對提前。因此,如何控制隧道在穿越巖溶段的二次襯砌施工質(zhì)量,成為保證隧道運營安全的關(guān)鍵。

        3 技術(shù)依據(jù)

        本工程施工中主要應(yīng)用的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)為:

        《廟子坪隧道兩階段施工設(shè)計圖》;《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1—2017);《巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50086-2015)。

        4 初支質(zhì)量控制

        當(dāng)巖溶區(qū)溶蝕通道出現(xiàn)在隧道拱頂拱腰、邊墻拱腳、仰拱時,其帶來的風(fēng)險程度、巖溶處治的方案及難易程度均不同。

        4.1 巖溶揭露在拱頂、拱腰

        當(dāng)發(fā)育在拱頂、拱腰的巖溶被揭露后,由于溶洞內(nèi)腔處無法施作超前支護與系統(tǒng)錨桿,大大減弱初支的整體性和穩(wěn)定性。

        1)超前支護、系統(tǒng)錨桿及連接筋。根據(jù)拱頂拱腰溶洞跨度,可采用注漿小導(dǎo)管或注漿管棚。施工角度根據(jù)巖層產(chǎn)狀等特性靈活調(diào)整,最大化發(fā)揮超前支護作用,提升下個循環(huán)開挖掘進施工安全性。同時,根據(jù)溶洞發(fā)育形狀調(diào)整系統(tǒng)錨桿布局和角度,并適當(dāng)減小連接鋼筋間距,增加相鄰鋼支撐整體性。

        2)布設(shè)泵送混凝土及壓砂管道。根據(jù)中型巖溶處治方案,拱頂揭露溶洞后,需增設(shè)噴射混凝土、C20混凝土、壓砂回填。根據(jù)溶腔大小,布設(shè)管道根數(shù)及伸入溶腔長度。

        3)預(yù)留孔洞注入噴射混凝土。為保障巖溶段穩(wěn)定,增加初支噴射混凝土厚度,預(yù)留孔洞對初支背后注入噴射混凝土,防止正面噴射厚度過大因重力原因掉落。

        4.2 巖溶揭露在邊墻、拱腳

        當(dāng)溶腔出現(xiàn)邊墻或拱腳時,常因溶蝕通道伴有巖溶水系,無法完全回填堵塞,進而鎖腳錨桿無處施作或鋼支撐落腳不穩(wěn)定等,初支穩(wěn)定性和整體性差,受力出現(xiàn)較大收斂形變、開裂甚至初支 “關(guān)門”。

        1)調(diào)整鎖腳錨管和定位錨桿。采用鎖腳勾或鎖腳環(huán)工藝,可調(diào)整鎖腳錨管(桿)施工角度,如向隧道縱向調(diào)整施作,并且可以具情況合理增加鎖腳、定位錨桿的長度和組數(shù)。

        2)采用型鋼串聯(lián)鋼支撐。在穿過巖溶發(fā)育地區(qū)時,鋼拱架采用工字鋼縱向串聯(lián)連接(見圖1),增加鋼支撐整體結(jié)構(gòu)性,能有效的減少不良地質(zhì)段初支形變量,提升隧道施工安全等級。

        圖1 鋼拱架采用型鋼串聯(lián)焊接示意圖

        4.3 巖溶揭露在仰拱

        當(dāng)巖溶通道揭露在仰拱時,根據(jù)流動水系等情況進行回填、引排或堵截。遇復(fù)雜巖溶通道,需探明地質(zhì)結(jié)構(gòu)后再設(shè)計處治專項方案。

        5 二襯質(zhì)量控制

        我部隧道洞口段曲線半徑較小,對二襯臺車中線定位精度要求高,并且縱坡較大,易導(dǎo)致拱頂澆筑不密實。

        5.1 采用激光對中定位臺車

        在臺車中利用激光對中測量點校正臺車就位(如圖2),并且可以實現(xiàn)實時監(jiān)測臺車軸線是否對中定位測點。

        圖2 簡易臺車激光對中定位裝置

        5.2 采用可調(diào)節(jié)泵送混凝土導(dǎo)管

        當(dāng)澆筑拱頂時,采用內(nèi)導(dǎo)管直接將混凝土泵送至雙層鋼筋骨架背后(如圖3),在高頻浮板振搗器作用下澆筑密實。

        圖3 拱頂可調(diào)式泵送混凝土接口示意圖

        5.3 采用帶模注漿

        注漿孔≤3 m布設(shè)一道,并且?guī)W{。同時,上坡端應(yīng)布設(shè)排氣孔,安裝位置為二襯內(nèi)空最高位置,并利用注漿管和排氣管出漿情況控制二襯混凝土澆筑,保證混凝土澆筑飽滿。圖4為注漿管及排氣孔示意圖。

        圖4 注漿管及排氣孔示意圖

        6 結(jié)束語

        隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,隧道線路穿越巖溶不良地質(zhì)段常常不可避免。為降低隧道巖溶災(zāi)害,不僅要做好超前地質(zhì)預(yù)報識別前方巖溶構(gòu)造外,還需要保證巖溶不良地質(zhì)段的襯砌質(zhì)量,才具備抵抗地質(zhì)風(fēng)險的能力,保證隧道施工與運用的安全性。

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