浅埋隧道施工（精选十篇）
浅埋隧道施工 篇1
但由于浅埋隧道埋深较浅,随之隧道岩石风化程度较高,围岩风化破碎,受力复杂,偏压状况普遍存在,围岩和支护结构应力分布及变形情况复杂,特别在地形起伏较大的丘陵地区,其情况就更为复杂,隧道的稳定性和施工难度就更大,稍有不慎,就会造成塌方,近期就有几个城市的地铁开挖引起了塌方事故。所以要研究围岩和支护结构的应力应变规律,从理论高度解释和认识浅埋隧道施工过程中变形规律和工程特点,要全面了解和掌握浅埋隧道的特点和可能出现的问题,保证浅埋隧道的安全施工。
“浅埋暗挖”技术是1986年在修建北京地铁复兴门折返线工程中提出来的。随即得到了广泛的应用,近十几年来,北京地铁及一些市政工程广泛采用了浅埋暗挖法进行设计与施工,例如,北京地铁复—八线、北京地铁四号线、北京地铁五号线和北京地铁十号线的区间隧道暗挖段以及地铁西单站、天安门西站、王府井站、东单站都采用了这项技术。国家计划委员会的大型停车库也是采用这项技术修建的。浅埋暗挖法整个工艺流程与新奥法的总原则类似,但是浅埋暗挖法更强调地层的预支护和预加固。
浅埋隧道有其特殊性:1)覆盖层厚度不足毛洞跨径2倍的隧道或区段均应属于浅埋隧道;2)浅埋隧道一般受外界地表环境影响较大,诸如地表荷载、地表水、地面构造物等;3)浅埋隧道围岩地质条件一般比较复杂,一般岩层多为黄土岩、砂砾层、风化岩、膨胀性围岩等,其自稳性很差,围岩难以自成拱,地表容易沉陷,甚至落拱塌方;4)隧道洞口多为浅埋段,所以一般洞口段施工都应该按浅埋隧道的施工方法。
在区间隧道的开挖支护施工中,严格执行“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的十八字施工原则。在施工工序上坚持“开挖一段,支护一段,封闭一段”的基本工艺:1)管超前:在工作面开挖前,沿隧道拱部周边按设计打入超前小导管;2)严注浆:在打设超前小导管后注浆加固地层,使松散、松软的土体胶结成整体。增强土体的自稳能力,与超前小导管一起形成纵向超前支护体系,防止工作面失稳。此外,严注浆还包括初支背后注浆和二衬背后注浆;3)短开挖:每次开挖循环进尺要短,开挖和支护时间尽可能缩短;4)强支护:采用格栅钢架和喷射混凝土进行较强的早期支护,以限制地层变形;5)早封闭:开挖后初期支护要尽早封闭成环,以改善受力条件;6)勤量测:量测是对施工过程中围岩及结构变化情况进行动态跟踪的重要手段,对围岩和支护结构的变形监测,根据监测数据绘制位移—时间曲线,当位移—时间曲线出现反弯点时,表明围岩和支护已呈不稳定状态,加密监视,加强支护,确保施工安全。
目前,在浅埋隧道、城市地下铁道和其他市政工程的浅埋暗挖法施工中,根据地表沉降的控制要求、地层条件以及开挖断面大小,主要施工方法有台阶法、中隔壁法(CD法)、十字中隔壁法(CRD法)、双侧壁导坑法等。
施工前应根据设计文件所提供的地质资料和施工调查资料制定切实可行的施工方案。应对结构物类型、数量、位置及埋深进行详细调查。尽可能查明隧道施工范围内的地形地质及浅埋段地质和地表下沉的可能性等,以预测隧道施工对地表或地下结构物的影响。隧道开挖前,根据围岩地质情况,对隧道进行超前支护施工。砂浆用早强砂浆。超前小导管或大管棚可用潜孔钻、地质钻等设备钻孔。插入管前,要在管壁上预先钻出泄浆孔。注浆设备用注浆泵,采取双液注浆。
在某高速公路中一隧道全长522 m,隧道出口位于斜坡下部,埋深小于13 m,且围岩裂隙发育,节理明显,呈碎石状,风化严重,开挖过程中极易塌方。隧道开挖宽度12.5 m,高9.5 m,开挖断面105 m2。
针对隧道洞口段浅埋的具体特点,所采取的施工方法为,先对围岩进行超前支护加固,然后采用台阶分部法开挖,同时进行锚喷网结合钢架支撑联合支护:1)超前支护:隧道开挖前先对洞口端面进行加固。采用锚喷网联合支护,然后对开挖洞段进行超前支护,超前支护采用大管棚注浆支护,管棚材料ϕ89热轧钢管,沿拱顶部环向布置,环距40 cm,管棚长15 m,水泥、水玻璃双液注浆。管棚纵向搭接长度不小于3 m,待管棚注浆加固围岩后,再进行开挖施工;2)开挖施工:开挖方法采用台阶分部法,先开挖上台阶,台阶高度在起拱以上部分,同时和上半部分钢架支撑高度结构尺寸相一致,以利于钢架支撑的安装,开挖长度为钢支撑安装间距的整数倍,施工时,间距控制为1.0 m(钢支撑间距50 cm)。上台阶开挖长度5 m～6 m后进行下台阶开挖,两台阶平行作业,交替进行,保证一侧边墙钢支撑接长落底时,另一侧边墙钢支撑位于稳定的基础上,从而保证隧道的初支稳定;3)初期支护:开挖后及时对围岩进行支护,围岩破碎时,为保证打注锚杆时岩壁不至于坍塌,先对岩壁进行初喷混凝土,在这一层喷射混凝土对岩壁的封闭加固状态下进行初支施工。待锚杆、钢筋网、钢架支撑全部安装施工完毕后,再对围岩喷射混凝土直至结构要求厚度;4)围岩稳定性监控:根据具体实际情况,量测项目选用了两项即地质和支护状况观察描述与周边位移量测。位移量测点在洞口段15 m范围内布置了三个断面,断面间距5 m。断面内测点呈闭合三角形布置,拱顶一个,两侧边墙对称各一个。
通过对测点数据的整理,以及拱顶下沉值与时间曲线图的分析,可以看出隧道开挖及初期支护后,拱顶下沉值随时间的增长逐步趋于稳定。每个量测断面在开挖初支15 d后拱顶下沉速率就基本趋于稳定,拱顶最大下沉量为15 mm。所以该隧道洞口段采用这种开挖及初期支护方法是可行的,施工是安全的、稳定的。
通过以上介绍分析以及施工实例,我们可以看出,对于浅埋隧道,只要根据实际情况,采取切实可行的施工技术和工艺,运用科学的监控量测手段,并通过数据分析来指导施工,就能保证施工安全、稳妥、顺利进行。
摘要：阐述了隧道的优越性,对浅埋隧道进行了分析,归纳了浅埋隧道的特殊性,介绍了浅埋隧道的施工原则和施工方法,并结合工程实例进行了说明,以保证浅埋隧道施工安全、稳妥、顺利地进行。
关键词：浅埋隧道,施工,原则,方法
参考文献
[1]JTJ D70-2004,公路隧道设计规范[S].
[2]覃仁辉.隧道工程[M].重庆:重庆大学出版社,2001.
浅埋偏压隧道施工动态计算分析 篇2
浅埋偏压隧道施工动态计算分析
采用虚拟内力计算方法,以FLAC2D为计算工具,对洞冲里隧道的浅埋偏压段进行了计算分析.计算结果表明,在偏压较大的.情况下要优先采用CD法进行施工,且施工时先施工偏压较大的一侧.其次选择台阶法,对全断面法则要谨慎采用.
作 者：李浩宇 LI Hao-yu 作者单位：湖南省益阳市交通规划勘测设计院,湖南,益阳,413000 刊 名：湖南交通科技 英文刊名：HUNAN COMMUNICATION SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 35(3) 分类号：U456 关键词：隧道工程 浅埋 偏压 计算分析铁路隧道浅埋不良地质段施工优化 篇3
【关键词】隧道浅埋；不良地质段；施工方法；优化比较
1.隧道浅埋不良地质段施工方法的技术优化比较
隧道施工的开挖方法一般由明挖、半明挖和暗式开挖三种方式，具体选择采用哪种开挖方式主要还是要从经济方面、安全方面和建造技术方面、外部环境方面等角度加以分析。明挖通常只适用于覆盖层较薄的情况，开挖基坑在开挖作业过程中的安全与稳定性以及基坑的排水特点是明式开挖法应该考虑的主要问题，当开挖地段的区域地质所呈现的构造较为复杂，且地质构造的裂隙节理发育和地层结构水量大时，深进尺的开挖极容易导致山体的滑坡事故。明式开挖法则是先从地面开始向下开挖钻进直至基坑的结构底部，然后由下至上修建衬砌结构，最后完成回填并打造恢复路面的过程。为了防止塌方和保证安全施工，在场地不受限制时，明式开挖具有一定深度时，土壁应考虑做成倾斜的以保证土坡稳定，工程上叫做放坡。 半式明挖的方法则通常被应用于较为松散的地质结构条件或隧道设计线路处于地下水位之上的条件下。暗挖作为隧道开挖施工普遍被采用的一种掘进方法，由山体的地面层向下掘进开挖至一定的深度以后，及时封闭隧道开挖断面的顶部，其余的下部结构则在封闭顶盖后进行完整的施工过程。明式和暗式的掘进开挖法在二者的施工方案应用的方面来讲，浅埋隧道施工中将各具优势，为了能够确定采用哪种最佳施工方案，需从施工现场的外部环境、施工技术、建设经济和施工安全等多方面进行分析比较适用性和优越性。
采取明式掘进法的目的主要在于避免或减少浅埋层暗洞段施工过程中常常出现如涌水、坍塌冒顶、边墙失稳等事故灾害。但是，在通常情况下，隧道的设计位置都在山体间，凹地的土层结构汇水量一般比较大，设计中如果没有充分考虑到掘进施工中的防排水问题，掘进过程中由于水导致的事故灾害就必然存在，尤其是在多雨水季节，防排水问题会成为主导施工方法选择与进度控制所必然面临的问题之一。浅埋的明洞开挖完毕之后，对于前后山体结构土层造成的扰动极大，如果在处理方法上采取不当，就极可能会引起大范围或局部的山体失稳隐患而引发山体滑坡事故。根据实际施工当中总结的放样经验来看，开挖山体段的原有施工便道将被彻底破坏，为了能够保障隧道出口段的施工质量安全，一般需要重修施工便道。一般情况下开挖作业场地都很狭窄，施工难以全面开展，造成一定的出渣困难。我们需要做的是根据施工现场的实际情况，通过反复研究确定提出专项的整治处理施工方案。为了能够防止地下水渗透进入隧道开挖断面周边结构土层而影响到施工安全，在山体地表进行一定量的预注浆将会形成可靠的止水帷幕，从而确保隧道的正常施工进程。
浅埋暗挖法相比较于其他开挖方法，具有其自身明显的优势。如以城市地铁建设项目举例说明，浅埋暗挖法则对场地拆迁占地面积要求极小、对周边环境和交通的影响也体现良好且能够在建设投入方面节省很多。而与盾构掘进施工相比来看，浅埋暗挖法则将优势体现于施工过程简单，对于大型复杂设备的要求极低，且在不同地质、不同跨度的底层结构施工中均适用。当然，利弊同行，浅埋暗挖法字自身方法原理上还是存在一些明显的缺陷的，如施工进度慢、喷射混凝土造成的空气粉尘较大、投入劳动力量大、机械化程度不高和不适用于高位地下水土层结构的掘进施工（因为防排水的问题难以良好解决）。而采用这种浅埋暗挖掘进施工法时，通常比较常用的方法是正台阶开挖法，由于这种施工方法还常常采取如全断面法、单侧壁导坑超前正台阶法、双侧壁导坑正台阶法（眼睛工法）、中隔墙法等均适用于一些地质条件较为特殊的地段。
浅埋不良地质段的隧道掘进施工在选择施工方法中，应根据实地的围岩地质条件、水文条件、建设施工要求、机械设备和施工技术水平等多方面要求综合考虑，最终力求确定的是一种即合理又经济的施工方法。由于隧道开挖是一个会受到多方面因素影响的动态施工过程，其施工过程往往主要决定于地质水文条件，当围岩的地质条件较好时，开挖施工一般先将隧道的坑道断面开挖完再修筑必要的支护结构，如果条件允许即可以一次性完成整个断面的开挖掘进，而当隧道围岩结构的稳定性比较差的时候则必需要按部就班地先完成断面开挖并及时予以支护，以防止隧道围岩结构的变形引发进一步地坍塌事故。二次衬砌的施工应保证其修筑过程是先边墙后拱圈的顺序，即“先墙后拱法”。以下举例说明：
人工作业的挖孔桩维护结构的施工由于其自身结构具有设桩灵活性的特点，在隧道开挖过程中可按照围岩地质的特点适当在危险开挖地段予以加密或单独处理，亦可以加设其他临时辅助支护措施进行配合使用。挖孔桩的施工可以提前，占地少、施工方便和易于操作等优点明显，并且在对附近居民和道路建设的影响也可以控制到最小，不需要拆卸。原地貌破坏较小，山的干扰较小，有利于山体稳定性。混凝土的建成可以根据设计要求提前地面排水，减少地表水对隧道开挖效应。因此，挖孔桩帷幕暗挖挖几个有明显的优势，减少山干扰，缩短施工工期，投资少，因此决定采用挖孔桩帷幕开挖浅段施工。实践证明，选择合理的施工方法，施工的隧道可以安全，及地表沉降控制在设计范围。因此，选择合理的施工方法是建设的关键。从现有的国内外的工程性能和实验研究的情况，根据经济、工期考虑。在工程实践中，应根据地质条件，截面尺寸，地面环境和其他因素的方法可以实现，工期，安全性，适应性，经济性和技术性六个方面综合考虑，选择施工方法。当使用正确的施工方法和相应的施工辅助措施，可以做到安全、经济、快速施工的目的。
浅埋暗挖法适用于不宜明挖施工的土质或软弱无胶结的砂、卵石等第四纪地层，修建覆跨比大于0.2的浅埋地下洞室。对于高水位的类似地层，采取堵水或降水、排水等措施后也适用。尤其对于结构埋置浅、地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布且对地表沉陷要求严格的都市城区，如修建地下铁道、地下停车场、热力与电力管线，这项技术方法更为适用。大跨度浅埋隧道隧道施工方法，宜采用中隔墙法（CD法）、中隔墙交叉台阶法（CRD法）、双侧壁导坑法（眼镜工法），拱结构应该是一个优先侧漂移的方法，最后取以柱孔的方法。施工中必须严格遵守“管超前、严注浆、短进尺、快支护、紧封闭、勤量测”十八字方针，不能违背。
2.结束语
综上所述，通过以上内容对隧道不良地质地段施工方法的优化对比分析，选择一种适应实际隧道情况的开挖方法既能够保证施工工期，又可以减少比必要的投入和周边环境造成的影响。笔者旨在希望能够对于我国铁路隧道施工能够确保安全地施工提出个人的一些意见及建议，仅供参考。
【参考文献】
[1]朱合华，杨林德，桥本正.深基坑工程动态施工反演分析与变形预报.岩土工程学报[J].1998，（04）.
[2]简明建筑结构设计手册编委会.简明建筑结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1992.
浅埋偏压隧道施工技术 篇4
关键词：隧道施工,浅埋偏压,超前管棚,锁脚钢管,拱顶沉降
1 工程概况
纵目沟隧道全长2843m, 进口里程DK668+960, 出口里程DK671+803。经勘测DK671+760～DK671+796地段, DK671+796断面外侧拱肩覆土厚度为2.18m, 围岩破碎, 节理发育, 以水平岩层为主, 右侧为泥岩夹砂岩;其余断面覆土厚度最大为3.89m。根据现场测量数据, 该隧道属于典型的浅埋偏压隧道。此类隧道如果支护方式选择不当容易出现支护变形不便控制和初期支护开裂现象, 极易出现隧道下沉和侵限事故;且对开挖带来很大的安全隐患, 开挖过程中极易出现塌方甚至冒顶事故。原设计为:DK671+760～DK671+778段, 拱墙设置格栅钢架, 间距为1榀/1.2m, 配合钢架将边墙锚杆替换为拱部的超前锚杆;DK671+778～DK671+796段, 采用Ⅴ级加强衬砌, 钢筋混凝土结构, 全断面设I20b型钢钢架, 间距为0.6m/榀;DK671+781～DK671+796, 拱部开挖轮廓线外设一环长度15m的Φ108管棚, 环向间距50cm, 其余地段配合格栅钢架拱部设置Φ42超前注浆小导管进行预支护。为保证施工质量、安全以及运营的安全, 我们在DK671+760～DK671+796地段施工时通过与设计院协商采取必要的加固措施。
(1) 在外侧增设应力挡墙, 以抵抗山体的侧压力, 挡墙采用C25片石混凝土, 与围岩之间填充C25片石混凝土同步浇注。
(2) 拱部Φ108管棚长度15m改为36m, 以便更好的控制隧道初期支护变形和下沉, 可以有效的控制开挖和支护施工质量以及后期运营安全。
(3) 对型钢拱架拱脚采用锁脚导管代替锁脚锚杆。
(4) 由于山体土较松散破碎, 对地表进行预注浆加固处理, 使隧道四周形成胶结。
(5) 加强监控量测工作, 随时掌握围岩变形情况, 及时指导现场施工。
本文着重介绍一下地表预注浆、大管棚施工及锁脚导管的施工方法。
2 地表注浆加固施工工艺
根据变更后的施工方案, 首先进行外侧的应力挡墙施工, 然后进行浅埋段的地表注浆加固。注浆法是利用压力将能固化的浆液通过钻孔注入岩土空隙中, 使岩土的物理力学性能得以改善的方法。对该段进行地表预注浆主要起到提高围岩强度、降低围岩的透水性能, 改善隧道成拱的作用。
2.1 地表注浆施工工艺流程
清理地表→测量定位、地面标高→钻机就位→钻孔→注浆管安装→施作止浆盘→钢管注浆→封管
2.2 浆液配制
注浆材料采用水泥单浆液和水泥、水玻璃双浆液两种。对周边孔采用水泥、水玻璃双浆液, 对内部孔采用水泥单浆液。当吸浆量较大或者地下水较丰富时, 内外部均采用水泥、水玻璃浆液。水玻璃模数为2.9, 波美度为40, 施工时用水稀释成波美度为35。施工时加入3%的缓凝剂。
为了选择最佳的浆液配合比, 我部试验人员做了几组对比试验, 对其凝结时间及强度进行了对比, 根据试验结果及施工设备情况, 选用的单桨液水灰比为0.8∶1, 双浆液水灰比为08∶1, 水玻璃、水泥质量比为17%。注浆压力是给予浆液在岩土层中渗透、扩散、压实的能量, 其大小决定着注浆效果的好坏。根据围岩情况, 注浆初压取0.5～1MPa, 终压取2.0～2.5MPa, 在补注时压力调高的3.0～3.5MPa。
2.3 钻孔
(1) 首先进行地表土及腐殖土的清理, 并初喷一层混凝土。
(2) 安设钻机, 钻机就位后进行桩位复测, 确保在设计位置进行钻孔。
(3) 加工和安装注浆管。注浆管采用Φ45×3.5mm的无缝钢管, 并在无缝钢管上布置压浆孔。现场拼装时应防止断管, 安装时要保证压浆管顺直。
(4) 施工止浆盘。将钢筋网片进行现场连接, 并于注浆管焊接在一起, 保证钢筋网片的整体性, 从而保证喷射混凝土的整体性。然后施工15cm的C25喷射混凝土, 封闭山体表层, 为保证地表的排水通畅, 喷射混凝土应保持与原始地形一致。
(5) 注浆。注浆时应从外向内, 从低处向高处注浆。首先对外部进行注浆, 起到围、堵、截的作用, 然后对内部进行注浆, 起到填、压、挤的作用。注浆量确定采用现场试验的方法, 对有代表性的钻孔进行注水试验, 分析岩土层的孔隙率和渗透系数, 从而确定注浆量的大小。
(6) 质量检测。第一轮注浆结束后, 进行现场取芯抽检。对注浆效果不理想处进行高压补注。
3 大管棚施工工艺
大管棚是一种大断面隧道的超前支护技术, 是在隧道的开挖轮廓线外侧按一定间距打入钢管, 并通过钢管对软弱围岩进行注浆加固, 钢管与地层结合在一起共同承受压力, 起到超前支护的作用, 从而控制隧道的拱顶沉降及地表下沉。
3.1 施工工艺流程图
测量放线→导向墙施工→钻机就位→钻孔→清孔→安装花钢管→注浆→封口
3.2 施工工序及控制要点
3.2.1 导向墙施工
为确保大管棚施工的精度, 使钻头、钻杆钻进时始终保持同一钻进角度、方向, 在隧道洞门口浇注管棚施工混凝土导向墙, 导向墙在洞身外廓线以外施作, 采用现浇C30模注混凝土, 厚度为100cm。导向墙内埋设2榀I18工字型钢支撑, 钢支撑与管棚导向管焊成整体。导向墙剖面图如图1。
3.2.2 导向钢管制作
采用Φ140壁厚5mm的钢管作为管棚的导向管, 导向管应根据管棚坐标, 焊接定位在导向墙内的型钢拱架上, 焊接前对每一根导向管的位置进行测量定位, 考虑钻机沉落或其他因素产生的误差, 取调整误差10, 导向管调整3.5cm, 防止管棚下垂而侵入隧道未挖轮廓线内。如图2所示。
3.2.3 钢花管制作
为了使浆液充分渗入地层, 使得隧道拱部围岩形成加固层, 管棚由无缝钢管上钻注浆孔制成, 孔径10～16mm, 孔间距188mm, 呈梅花形布置, 尾部留不钻孔的止浆段150cm。
3.2.4 钻机就位
(1) 钻机平台
钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设, 搭设平台应一次性搭好, 钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行, 可缩短移动钻机与搭设平台时间, 便于钻机定位。
平台支撑要落在坚固的基础上, 连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。
(2) 钻机定位
钻机选用地质钻机, 钻机要求与已设定好的导向管方向平行, 必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法, 反复调整, 确保钻机钻杆轴线与导向管轴线相吻合。
3.2.5 钻孔
(1) 为便于安装钢管, 钻头直径采用Φ127mm。
(2) 钻孔应采取各一钻一的方式, 岩质较好的可以一次成孔;钻进时产生坍孔、卡钻, 需补注浆后再钻进。
(3) 钻机开钻时, 可低速低压, 保持钻杆顺直, 钻进过程中一般保持低压慢进, 中等转速, 防止转速过快造成钻孔倾斜。
(4) 钻进过程中经常用测斜仪测定其位置, 并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量, 并及时处理钻进过程中出现的事故。
(5) 钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
(6) 认真作好钻进过程的原始记录, 及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。
(7) 若遇孔内涌水涌泥, 应立即停钻, 注浆封孔。
3.2.6 清孔验孔
(1) 用地质岩芯钻杆配合钻头 (Φ127mm) 进行来回扫孔, 清除浮渣至孔底, 确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。
(2) 用高压气从孔底向孔口清理钻渣。
(3) 用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角, 各项的允许偏差如表1:
3.2.7 安装管棚钢管
清孔后应及时下管, 防止塌孔。
(1) 钢管在专用的管床上加工好丝扣, 钢管四周钻Φ10～16注浆孔;管头焊成圆锥形, 便于入孔。
(2) 管棚顶进采用大孔引导和管棚机钻进相结合的工艺, 即先钻大于管棚直径的引导孔 (Φ127mm) , 然后可用10 t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进;也可利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。
(3) 接长钢管满足受力要求, 相邻钢管的接头前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%, 相邻钢管接头至少错开1 m。可采用5m及6m钢管交替盯紧。钢管的连接可采用焊管连接法或丝扣套管连接法。
3.2.8 清孔
用高压风从孔底向孔口清理钻碴。
3.2.9 注浆
(1) 安装好有孔钢花管后即对孔内注浆, 注浆后再施工无孔钢管, 无孔钢管可以作为检查管, 检查注浆质量。
(2) 注浆参数:注浆浆液采用水泥、水玻璃双液注浆, 水玻璃模数为2.9, 波美度为40, 水泥浆∶水玻璃为1∶0.8～1.0, 水泥浆采用普通硅酸盐水泥, 水灰比0.8∶1。
(3) 注浆采用BW-150型注浆机, 注江泵的主要性能要求:流量80L/min, 最大压力4.5MPa, 功率为11kW, 重量为300kg;采用注浆机将水泥浆液注入管棚钢管内, 初压0.5MPa～2.0MPa, 终压3.0MPa, 持压15min后停止注浆。
4 锁脚导管的施工工艺
在进行了管棚施工后, 随后进行了超前小导管的施工。隧道开挖采取短台阶施工法, 每台阶间距控制在3～5m。采取上导坑超前, 中导坑随后, 交错进行落底封闭, 做到随开挖、随支护、随量测、随调整.
在施工中, 为防止上台阶初期支护下沉和下台阶开挖初期支护的悬空引起下沉, 设置锁脚导管是控制拱架下沉的有效措施之一, 锁脚导管就是通过钻孔将导管压入拱架外侧的地层中, 借助注浆泵的压力使浆液通过导管渗入、扩散到岩层的裂隙中, 以改善岩体的性能, 有效的限制岩层松弛变形从而达到了提高开挖面岩层自稳能力、加固岩层的目的。
4.1锁脚导管施工工艺流程
安装拱架→锁脚导管位置确定→钻孔→插入小导管→注浆→与拱架连接牢固
4.2制作小导管
小导管采用外径42mm、壁厚3.5mm的热轧无缝钢管, 钢管前端作成尖锥状, 尾部焊接6.5加筋箍, 以防打设小导管时端部开裂, 影响注浆管联接, 尾部长度不小于30cm, 作为不钻孔的止浆段管壁四周钻四排6mm孔, 孔间距10～20cm, 呈梅花型布置。小导管构造见图3。
对于42焊管, 为保证钢管钢度, 可预先在钢管内灌入水泥砂浆 (孔口端lm范围内不灌注) 。
4.3 钻孔、安装小导管
4.3.1 钻孔
拱架安装牢固, 拱架下放置刚性垫块后开始钻孔。钻孔需在拱架两侧沿隧道径向垂直打入, 孔深度为3.5m, 钻孔完毕将小导管沿孔打入。如遇地层松软, 也用游锤或手持风钻直接打入。
4.3.2 与拱架的连接
将末端用短筋环向焊固相连, 以增强共同支护作用。
4.3.3 密封
小导管打入后, 将注浆泵的高压胶管与管口联通, 并且用棉纱将管口处的缝隙塞紧, 以保证注浆时不至于渗漏浆液。管路接通后要压水检查密封性, 达到要求后方可注浆。
4.3.4 注浆
浆液可用拌和机拌制, 水泥浆水灰比1.5∶1、1∶1、0.8∶1三个等级, 浆液由稀到浓逐级变换, 即注稀浆, 然后逐步变浓直到0.8∶1为止, 注浆宜用普通水泥或早强水泥, 拌浆时可按试验室要求适量掺加减水剂, 注浆压力控制在0.5～1MPa之间。
4.3.5 注浆过程中出现异常现象的处理方法
(1) 串浆, 即浆液从其它孔流出的现象。发生串浆时, 应将串浆孔及时堵塞, 轮到该管注浆时, 再拔下堵塞物, 用铁丝或钢筋将管内杂物清除, 并用高压风或水冲洗 (拔塞后向外流浆的注浆管不必进行此工序) , 然后再注浆。 (
2) 注浆时压力突然升高, 则可能发生堵管, 应停机检查。当堵管时, 要敲打或滚动以疏通注浆管, 无法疏通时要补管。
(3) 注浆过程中出现进浆量很大, 压力长时间不升高的现象, 则应调整浆液浓度及配合比, 缩短凝胶时间, 进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆, 使浆液在裂隙中有相对停留时间, 以便凝胶。
5监控量测工作
隧道开挖将会引起地表下沉、洞内的拱顶下沉及水平收敛, 尤其是在浅埋、偏压段。所以施工中对拱顶下沉、水平收敛及地表沉降值的收集、整理工作是十分重要的, 对这些数值的分析、预测, 可以直接指导现场的施工生产工作。
6 结论
(1) 浅埋隧道开挖时, 围岩的应力场和位移场将发生调整, 使之发生收敛变形, 并可能引起地表下沉, 根据开挖理论分析表明, 开挖导致的变形量较大, 而大管棚是控制开挖变形的较有力的措施, 对防止隧道塌方效果明显。
(2) 工程实践表明, 锁脚锚杆的注浆效果、拱架下放置刚性垫块等因素对导管的作用效果影响较大。
(3) 根据现场的监控量测数据表明, 一般在开挖并进行初期支护后10d, 变形开始变缓;20d后基本稳定。表明采取预支护的措施达到了预期的效果。
参考文献
[1]朱江华, 孙红月, 杨建辉.公路隧道围岩稳定与支护技术[M].北京:科学出版社, 2007.
[2]铁路工程施工技术手册 (隧道) [M].北京:中国铁道出版社, 1981.
[3]陈小勇, 陈绪文, 刘?, 李向平.浅埋偏压隧道进洞施工技术[J].现代隧道技术, 2009 (3) .
[4]TB10003-2005, 铁路隧道设计规范[S].
浅埋软弱隧道进洞施工技术 篇5
根据重庆-利川线土建工程长洪岭隧道进口洞口段的现场控制情况,重点介绍了长大管棚支护在实际施工中的.应用,并对浅埋软弱隧道的进洞施工技术作了筒述,希望能为类似工程施工积累经验.
作 者：师传志 SHI Chuan-zhi 作者单位：中铁隧道集团一处有限公司,重庆,408200 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 36(1) 分类号：U455.49 关键词：浅埋软弱隧道 块石土 超前支护 管棚注浆
浅埋偏压隧道的设计研究 篇6
关键词：洞口浅埋;偏压;隧道设计
引言
近年来，伴随着我国社会经济水平的不断发展，人们的生活水平有了很大提高，同时生活理论也有了很大的转变，越来越注重绿色环保。对工程建设环保要求也越来越高，尤其是对隧道洞口段的环保要求，相关设计施工规范均作了洞口位置规范性要求，强调早进洞、晚出洞，即适当延长洞VI和隧道长度，提倡零开挖洞口。让隧道洞口周围的植被、建筑物得到妥善保护，洞口段围岩一般比较破碎、地质条件较差，如何遵循尽量减少对岩体扰动原则提高洞口段岩体和边、仰坡稳定性，确保安全、环保进洞方式值得研究，笔者通过对隧道口浅埋段地表预注浆软弱围岩预加固措施作出了研究分析，并对如何处理这些问题提出了自己的看法。以供参考。
1 工程概况
该隧道位于改建工程Kl+364-KI+474段，隧道出口紧邻村庄，距离民房约30m.隧道全长110m，整个隧道位于R=350圆曲线上。为降低公路建设对隧道附近居民带来影响，避免原设计方案进洞深挖方造成环境破坏，着力保护山区村庄周围原始风貌，采用隧道早进洞、晚出洞环保设计理念达到零开挖进洞要求，隧道出口端洞口浅埋偏压段衬砌长度达56 m。隧道位于两大山脉间，地形起伏大，沟壑纵横。隧道轴线海拔高程介于241.2m-268.1m，隧道最大埋深31.3m，山体地势陡峭，中部起伏不平，植被发育，隧道洞口段风化非常严重，为角砾粉质粘土及强-中风化千枚状板岩，稳定性极差，洞口段均为V级围岩。
2 洞口浅埋段衬砌结构及施工方案设计
2.1衬砌结构设计
隧道洞口浅埋段衬砌形式采用V级围岩加强段复合式衬砌支护设计断面，针对隧道洞口段软弱围岩、浅埋偏压特点，结合地表预注浆加固对超前支护、初期支护及二衬进行加强设计，支护参数如下。
1）钢架，采用I18工字钢弯制而成，接头形式为垫板加高强螺栓，考虑到浅埋偏压等多种不利因素，拱架设计间距取0.8m一榀，纵向采用擔2钢筋连接，环向间距取1.0m。
2）系统锚杆，采用L=4.0m25mm中空注浆锚杆，拱部及侧墙设置，环向间距0.8m，纵向间距配合钢拱架使用取0.6m，锚杆呈梅花形布置，锚杆尾部与钢拱架连接，锚杆必须设计钢垫板。
3）喷射混凝土，采用25cm厚C25网喷射混凝土，钢筋网间距20cm×20cm，钢筋网焊接钢拱架。
4）二次衬砌，采用50cm厚FS型C25钢筋混凝土，主筋采用22钢筋，纵向间距20cm，构造筋采用12钢筋，环向间距25cm。洞口范围20m内超前支护采用注浆长管棚，设置范围为拱部120，环向间距40cm，管棚采用108×6cm热轧无缝钢管，每节长4m-6m，管棚注浆采用1：1水泥浆，注浆压力0.5MPa-2.0MPa。
2.2施工方案设计
V级围岩加强段采用台阶分部法开挖，要求先进行上弧形导坑开挖，留核心土支挡开挖工作面，有利于及时施作拱部初期支护以加强开挖工作面稳定性，核心土以及下部开挖在初期支护保护下进行，施工安全性好，一般环形进尺0.5m-1.0m，下台阶长度为开挖毛洞径1.5倍，为避免初支拱脚下沉，隧道下部断面开挖时上部断面初期支护每榀钢拱架增加4根锁脚锚杆.隧道施工开挖时少扰动岩体，严格控制超、欠挖，用风镐修边，修去欠挖部分，钢筋网和钢支撑密贴围岩面，支撑紧密，再加C15混凝土预制垫块楔紧使初期支护及时可靠。二次衬砌采用混凝土运输车、输送泵和衬砌模板台车机械化配套施工方案确保混凝土质量达到内实外光。
3隧道地表预注浆加固处理
根据隧道洞口段地形地貌以及地质特征，结合工程本身特点，通过分析确定洞口段软弱围岩加同采用水泥-水玻璃双液注浆，注浆从施工作用上看施工工艺属于静压注浆之固结注浆，在注浆理论上属于渗透注浆，主要通过注浆管将浆液均匀注入地层中，利用浆液速凝且凝固时间可控、浆液结石率高、结合体早期强度大特征，在相对较高灌浆压力，浆液以充填渗透和挤密等方式，赶走碎石土及岩体裂隙中水分和空气后占据位置使双浆液在劈裂孔隙或裂隙中混合并迅速凝结，形成结合体使原来松散围岩胶结成一个整体，改善隧道成拱稳定条件，保证工程安全顺利掘进。
3.1 地表预注浆方案设计
隧道出口洞门左侧发育有洼地，右侧地形陡峻，洞口段浅埋偏压较明显，隧道洞口处为河流.隧道出口K1+429-K1+464浅埋暗洞段隧道轴线位置埋深仅7m-9m，为确保施工安全顺利进洞，通过分析需要对隧道进洞段地表软弱围岩进行地表注浆预加固，即开挖进洞前在洞身轴线两侧各8m范嗣地表进行竖向钻孔分段注入l：1水泥-水玻璃双浆液，将松散围岩胶结成足够强度复合围岩，保证隧道安全顺利进洞.注浆需要在原地面清表及整平后方可进行。注浆管采用妒5×5mmPVC打孔塑料管，间距2.0mx2.0m，梅花形布置;塑料花管段埋入原地面不小于1.5m，管壁每隔15cm交错布孔眼，孔眼直径10mm，详见图1
图1地表预注浆加固断面图
3.2注浆参数
注浆浆液采用水泥-水玻璃浆液，浆液为水灰比l：l水泥浆，水泥砂浆粘结剂采用42.5普通硅酸盐水泥，注浆压力为0MPa-2.0MPa，水玻璃按照水泥重量3%掺入起到速凝作用，水玻璃模数m=2.5-3.0，浓度Be=43-45.注浆浆液的浓度由稀到浓，注浆压力由低到高进行.注浆量根据浆液扩散半径计算确定.考虑注浆范围相互重叠的原则，扩散半径Rk按Rk=（0.6-0.7）R计算，注浆采用分段后退式注浆，一阶段为1.5m-2.0m，注浆次序为由外而内，先形成止浆帷幕然后纵横向每隔3个孔依次注浆至注满所有孔;施工时注浆孔不得加水并要求加设止浆措施防止浆液外泛。
3.3施工工艺及注意事项
隧道洞臼浅埋段软弱围岩注浆主要采用帷幕注浆法，纵向由隧道口向进口方向按顺序进行，注浆时采取先外后内形成止浆帷幕.后纵横向每隔3个孔错开依次注浆，具体单孔又采取分段式注浆方式，施工次序主要有：
1）清表，清除地表植被，整平施工现场。
2）钻孔，注浆采取自上而下分段后退式注浆，注浆孔需一次成孔至设计孔底便于自上而下分段式注浆。
3）清孔，采用高压风吹尽孔内泥浆杂物。
4）下管，钻孔内放入75×5mm PVC塑料管，塑料管下半段设置成打孔注浆花管。
5）封孔，为f确保注浆压力及注浆效果，需要对地表下1.5m孔深范围用水泥砂浆密封。
6）压浆，采用压浆机将配制好双浆液压人孔中。
4结语
综上所术，在隧道设计上力求更科学合理外，更多要体现“以人为本”的隧道设计新理念，更加人性化。让隧道的使用者更加安全舒适，最大程度的减少交通事故的发生。本文通过对隧道洞口浅埋段软弱围岩预注浆处理，极大改善洞口段围岩岩土力学指标，提升围岩成拱稳定条件。为基于环保理念隧道“早进洞、晚出洞”零开挖进洞实施提供有力保障。
参考文献：
[1]JTGD70-2004，公路隧道设计规范[s].
浅埋偏压隧道施工技术探讨 篇7
隧道施工是公路工程中常见的施工项目，也是公路工程的重点和难点施工环节，由于隧道施工与周围地质地貌环境的关系比较密切，所以容易受到各种自然因素的影响。在部分特殊地段，隧道施工程不可避免的要穿过一些浅埋偏压破碎地段，这就需要相关的施工人员能够有效的做好浅埋偏压处理。
1 工程背景
为了更好的分析浅埋偏压隧道施工技术问题，笔者下文中将以某高速公路工程为例，对其施工过程中的隧道挖掘实例进行分析。该高速工程位于城郊结合处，为分离式双洞隧道，其中左线隧道长度为370米，而右线的长度为470米。通过观察隧道周围环境发现该隧道岩体受构造运动影响严重，呈现较为明显的偏压、破碎的现象。为了更好的把握工程的地质情况，设计人员对其进行了严格的勘查，发现该高速公路隧道进口端围岩级别为V级围岩，整体的围岩处于一个比较松动的状况，稳定性不足。从隧道洞顶地面标高来看，呈现出埋深较浅的特征。特别是左线，经测量洞顶埋最浅处不足10米。通过钻探得知该隧道施工区域的围岩为强风化花岗岩，这种岩石的最基本的特征是节理裂隙发育明显，呈碎裂块状的岩体较多，稳定性较差。这种情况下，直接进行隧道工程的挖掘，非常有可能导致大面积的坍塌，或冒顶现象，无论是对于工程的施工质量来说，还是对于施工人员的人身安全来说，都存在着比较大的风险。所以，在结合了上述工程的基本情况和特点后，施工单位认为如何安全顺利通过此段浅埋偏压区域是该项隧道施工的重点和难点，也是影响工程质量的最关键的环节。在集合了各方面的意见后，经认真研究后认为采用地面高压预注浆处理的方法，可以比较有效的改善现有的围岩松散的状况，提高围岩自身的稳定性，避免坍塌和冒顶事故的发生，并通过监控数据选择合适的施工方法, 进而保证隧道施工的安全进行。所以，下文中笔者将结合施工的步骤和方法对这种浅埋偏压隧道进行详细介绍，以为相似的隧道工程提供相应的借鉴和参考。
2 浅埋偏压段关键工序施工方法和技术措施
2.1 地表注浆加固
注浆法是道路工程经常采用的一种加固方法，就是通过专业的设备以及一定的压力将能够起到固化作用的水泥浆材料注入到待加固的位置。水泥浆的注入位置在围岩孔隙或裂隙中，在浅埋偏压隧道施工，注浆的目的就是要加固挖掘区岩体的稳定性。注浆法实施的过程中还应该配合适当的压力，这样才能有效的利用水泥浆材料来填充缝隙，并凝结松散围岩，有效的将破碎围岩在水泥浆材料的连接下连成整体。等到水泥浆材料固结后，就会起到明显的加固效果，提升原有围岩的物理性质和力学性质，使其更加利于工程的施工。
注浆范围的确定应结合工程的实际情况，并参考以下施工因素，即孔隙率、注浆压力、施工方法等，只有综合的考虑上述影响因素，才能制定一个较为科学合理的注浆范围。因为不同岩体结构的孔隙率不同，注浆量自然也不同，而注浆压力作为操作技术的一个控制环节，对于水泥浆作用范围的影响也是非常大的，而施工方法是在结合工程实际情况的基础上，选择最适合的注浆操作方式，所以注浆范围的确定有着非常重要的作用。就目前我国公路隧道工程的施工情况来看，注浆加固帷幕注浆的半径一般确定为隧道开挖半径的两倍到三倍。
而对于上述工程来说，在认真的分析了岩体的孔隙率、施工方法、注浆压力等因素后，该项工程的注浆范围确定在长度90m、宽度28.5m的范围。而在具体的施工过程中注浆孔间距以1.5m×1.5m的梅花状布置。另外，在注浆的过程中，注浆管的材料为Φ50钢管，管壁厚度为3.5mm。为了保证浆体的喷注均匀，在注浆管道的前端应钻注浆孔，结合工程的实际情况以及工程围岩的硬度加固要求后，确定注浆孔的直径为1cm，仍然呈梅花形布置，但在注浆导管的尾部50cm的位置不应该设注浆孔。这种钻孔方式的基本作用和意图在于，可以在注浆的过程中保证注浆管管身各个孔之间的间隙均匀，当水泥浆在注入导管后就可以通过管体上的注浆孔进入岩层，而注浆孔的大小和位置的排列决定了水泥浆的分布情况。
2.2 洞身开挖
在注浆加固完成后，浆液凝结后才可以进行隧道的开挖，开挖过程中值得注意的是虽然进行了有关的围岩的加固处理，但是由于岩体本身的结构特点，使得其还是呈现一定的破碎性的特征，也就是在洞身的开挖的过程中，防止隧道洞身的坍塌和冒顶仍然是工程的重点施工内容。上文中我们提到过，工程勘探后我们得到的结果为浅埋偏压段是V级强风化围岩，这种围岩的基本特点是周围的地质条件比较差，说明围岩自身的稳定行也是比较差。虽然已经对岩体做了注浆加固处理，但是为了保证施工的安全性和岩体的稳定性，在每次开挖掘进前一定要对前面的开挖轮廓线周围的围岩进行支护处理，具体的操作方式就是要采用超前注浆小导管进行注浆加固拱圈。这样就可以保证在挖掘施工时，该范围内的岩体可以承载挖掘中产生的应力，因为小导管和已加固围的岩圈已经形成了一个全新的受力体系，可以有效的加强该范围内岩体的结构稳定。与此同时，考虑到进口段浅埋偏压十分严重，超前注浆小导管环向间距的距离应该控制在35cm左右为宜，每根小导管长度3.5m，每隔2m设置一环。以确保良好的超前预支护效果。
根据上文中对该工程的加固情况的分析，工程技术人员确定在浅埋偏压段的挖掘的施工过程中，应该采用分部开挖，并留核心土的方式，因为这种方式可以有效的较少围岩在开挖后支护前的变形量，并减少每循环挖掘长度，将其控制在0.5～1.0m左右为宜，而对于核心土面积应控制在整个断面面积的百分之五十左右。在爆破中应严格控制炸药用量，以减少对周边岩体的扰动，出碴完成后应立即经行初喷，达到封闭岩体的作用。另外，在核心土与下台阶开挖之前，应该首先要完成上台阶的支护，避免因为下台阶施工中的控制不当引起上台阶的坍塌。
在隧道初级支护中还应设置径向系统锚杆，并且系统锚杆采用锚固效果很好的Φ25中空注浆锚杆，锚杆梅花型布设，长度3.5米，在拱圈及边墙范围内的锚杆间距按100×80cm梅花形布置。为增加锚杆对围岩的锚固效果，施工时应在每根锚杆尾部设置垫板。
考虑到该隧道进口V级围岩浅埋偏压段的工程特点，采用I20型钢拱架提高初期支护强度，钢拱架每榀纵向间距确定为60～100cm，并用Φ22的螺纹钢筋设置纵向连接钢筋，这样既可以保证每一个钢架的受力范围的均匀，又可以保证自身钢架的结构的稳定性。另外，在综合考虑了岩体的基本结构情况的基础上，确定采用“湿喷”的喷射施工工艺，这样可以在施工的过程中有效的降低粉尘污染，提高施工的环境质量，还能够有效减少回弹量，做到材料的充分使用。喷射混凝土施工后很短时间内，钢架立即受力，并且其强度和刚度较大，可以承受浅埋偏压段V级围岩的松动变形压力，确保松散破碎围岩开挖后的稳定性。在喷射砼施工中严格控制水灰比, 这对于施工质量的影响也是非常重要的。使用速凝剂可以提高混凝土的初期强度，但又严重影响混凝土的后期强度的提高，因此应严格控制速凝剂的掺量。对于影响工程结构强度的混凝土拌合，应该采取随拌随喷的方式，防止时间过长导致混凝土的沉淀和离析，从而导致喷射的不均匀。此外，为了保证喷射的质量和均匀性，应该采用分组分层的喷射方法，并严格的控制每一层的喷射间隙时间，也就是说当喷射作业分层进行时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，另外回弹物不得重新用作喷射混凝土材料，喷射混凝土应适时进行养护，保证喷射混凝土质量。
浅埋偏压段二次衬砌采用45cm厚的钢筋混凝土，在洞身存在偏压的一侧，从拱顶向拱脚处二衬厚度由45cm渐变加厚至70cm，以增强二次衬砌抵抗围岩变形的侧压力。对于该隧道进口浅埋偏压V级围岩段，为保证洞内施工安全，二次衬砌需及时施工，以抵抗较大的围岩变形压力，二衬紧跟掌子面的距离保持40米内。二次衬砌采用钢筋混凝土，保证浅埋偏压软弱围岩状态下的隧道二衬结构的受力性能。二次衬砌先施工仰拱并回填后及时施工矮边墙，边墙及拱圈用十米长的自行式液压全断面二衬台车一次浇注。二衬混凝土浇筑时要连续浇筑，并由下向上从两侧向拱顶对称浇筑，并用振捣器振实，浇筑过程中注意保证预埋件不移位。为保证混凝土浇筑密实，在拱顶处预留注浆孔，间距不大于三米，且每组台车范围内不应少于四个。拱顶注浆填充要在衬砌混凝土强度达到100%后进行。
2.3 监控量测
隧道支护结构应用新奥法原理采用复合式衬砌，要求在施个工过程中必须进行现场监控量测和超前地质预报，通过对量测数据进行分析和判断，对围岩与支护体系的稳定状态进行监控和预测，并据此制定相应的施工技术与安全措施，以保证洞室周边岩体的稳定性及支护结构的安全性。
在结合了上文中高速公路隧道施工的实际情况后，采用的针对浅埋偏压隧道施工监测手段有以下几种，下文中笔者将逐一进行详细论述： (1) 地质超前预报。本项目隧道工程施工采用地震波超前预报仪 (TSP203) ，根据地震波的动力学特性和运动学特性判定前方围岩是否存在断层、溶洞、破碎带及地下水等不良地质情况，给现场施工提供决策依据，及时调整施工方法和支护参数。 (2) 应力、应变量测。在对工程中的各种应力数据以及变量进行测量的时候，要利用专业的测量仪器和设备提供的数据对应力和应变进行分析，在上述工程的施工过程中，工作人员采用的是应变计、应力盒、测力计等对初期支护中钢拱架、锚杆及喷射混凝土以及二次衬砌进行受力变形检测，进而检验和评价支护效果。 (3) 隧道围岩变形量测。通过洞内外变形收敛量测来监控洞室稳定状态和评价隧道变形特征。主要量测项目包括净空收敛量测、拱顶下沉量测和围岩内部位移量测和地表沉降量测。
3 结束语
综上所述，随着我国经济的快速发展，交通业也取得了较大的发展成就，高速公路作为我国城际运输和城乡运输的重要交通设施，其施工质量对于国民经济的影响是非常大的。上文中笔者结合自己的工作经验，对浅埋偏压隧道施工的相关技术问题进行了介绍、分析。文中笔者结合了具体的高速公路实例，着重从围岩的加固和隧道开挖、支护以及实时监控围岩变形等综合手段，在该项工程中的具体应用情况进行介绍和探讨，笔者希望能够通过对该项高速公路隧道施工的技术分析，给类似的工程以技术上的参考和借鉴，从而为我国高速公路工程技术的快速发展做出自己的贡献。
摘要：随着我国经济的发展, 我国公路工程也取得了较大的发展成就。笔者结合自己的工作经验, 对隧道施工的相关问题进行了分析, 结合实际的工程案例, 探讨了浅埋偏压隧道施工的技术问题, 希望以此来学习、探讨公路工程技术。
关键词：浅埋偏压,地表加固,洞身开挖,监控量测
参考文献
[1]高飞, 李云鹏.长哨浅埋偏压隧道施工顺序与支护力学行为分析[J].隧道建设, 2009 (01) .
[2]杨新红.浅埋偏压隧道施工技术[J].山西建筑, 2007 (20) .
浅埋砂层隧道施工关键技术 篇8
1.1 工程地质
干庆隧道地处山西闻喜县境内,设计为单洞双线黄土隧道,总长6 693 m,是大西客运专线五条重点隧道之一,地形起伏较大,最大高差约为261 m。隧道通过区范围内地层岩性变化大,地质情况较复杂,出口端表层为第四系上更新统坡、洪积(Q
1.2 水文地质
隧道区有少量第三系孔隙水,雨季施工富水量可能增大,易汇聚不同岩层分界面处,在隧道中应引起重视。
2 浅埋砂层隧道稳定性特征
由于隧道开挖扰动的影响,围岩中的原始应力平衡状态被破坏,应力产生重分布,岩体的受力状态改变,致使岩体的强度降低,承载能力下降。当二次应力值大于岩体强度时,岩体发生塑性变形,形成围岩松动圈,隧道发生内空收敛变形。浅埋砂层隧道,由于上覆地层较薄,开挖引起的变形极容易诱发地表下沉和围岩大变形。又由于砂层的物理力学性质较差,开挖后围岩自身难以形成支撑环来维持洞室稳定,若施工方法和支护加固措施选取不合理,易造成隧道围岩变形过大,引起围岩坍塌破坏,甚至冒顶。
3 砂层地质中初期支护施工方法
3.1 超前支护
3.1.1 水平旋喷桩超前预支护
水平旋喷桩是通过水平钻机钻杆、喷嘴把配制好的浆液喷射到土体内,高压喷射流以巨大的能量将土体射穿,并在做缓慢旋转和进退的同时切割土体,强制土颗粒与浆液搅拌混合,混合浆液凝固后,便形成水泥土柱状固结体,即水平旋喷桩。旋喷形成桩土体相互咬接以同心圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷桩帷幕体,可起到防流沙、抗滑移、防渗透的作用。
由于注入水泥浆在粉细砂层中扩散效果不佳,呈线性分布,不能对砂层起到固结作用,与常规的大管棚超前预支护技术相比,水平旋喷桩技术在防流沙方面具有更高的安全性,施工进度好,成本较低等优势。
本工程设计水平旋喷桩沿隧道断面外侧,设置在隧道上半断面(砂层中),每500 mm(桩心距)均匀布置一个桩径为600 mm的旋喷桩,咬合厚度10 cm,由于钻杆刚度不够,如果桩长度太长,桩的底部在钻杆的自重作用下会逐渐向下方偏移,最终侵入开挖轮廓线内而失去作用,故施工中设计桩长12 m,纵向搭接长度2 m,近水平方向布设,形成圆拱。
旋喷技术参数:旋喷注浆压力20 MPa～25 MPa,后退速度20 cm/min～25 cm/min,旋转速度20 r/min～25 r/min;喷嘴个数及直径:双喷嘴,2.5 mm～2.8 mm。水泥采用P.O42.5R普硅水泥,按水灰比W∶C=1∶1配合比配制、拌和。
3.1.2 超前小导管
从开挖后暴露出来的情况看,水平旋喷桩桩体质量均匀、稳定,加固效果可靠。在充分利用水平旋喷桩刚度和强度的前提下,发挥超前小导管的灵活性,将两者较好的结合,施工中超前小导管由原设计120°范围调整至180°,每3榀施作一环改为每榀一打,长度为2 m/根～3 m/根,局部环向间距加密,调整为10 cm/根～20 cm/根。
3.2 开挖方法
由设计的三台阶临时仰拱法改进为短台阶预留核心土弧形开挖法,上台阶长度不超过4 m,中部台阶分为中上、中下两个台阶,两个台阶长度均为1.8 m,下台阶长度不超过3 m,仰拱距离掌子面不超过16 m,台阶连接处安设Ⅰ20b临时横撑,必要时增加竖撑。并且在开挖过程中短区段人工开挖,减少对围岩的扰动,尽量缩短围岩的暴露长度,开挖与喷射混凝土交叉作业,有漏砂处及时插入木板并喷射混凝土封闭,确保砂子不漏不掉,避免致密砂层扰动后形成松散压力。
3.3 初期支护
洞身设计围岩级别为黄土Vb,支护参数为:全断面设置Ⅰ25a工字钢钢架,间距0.6 m/榀,喷射C25混凝土35 cm,拱墙设置ϕ8钢筋网,网格20 cm×20 cm,台阶连接处由原设计的4根锁脚锚管加强至6根,长度4 m,并且在上、中台阶拱脚也用槽钢支垫,施工过程中进行倒用,通过这些措施有效地减少钢架下沉。
根据现场施工信息反馈,砂层地段不能采用设计的湿喷工艺,原因:1)湿喷准备工作时间较长,由于砂层自稳能力差,不能及时封闭开挖面;2)湿喷混凝土初凝时间较长,不能及时起到支护的效果;3)湿喷的风压较干喷略高,对砂层扰动更大。由于湿喷在砂层段施工中具有明显的不足之处,故将原设计湿喷工艺调整为干喷。
3.4 步距控制
根据砂层段变形释放快,易失稳的特点,在铁道部120号文的基础上,施工过程中以仰拱距掌子面距离不超过16 m,衬砌距掌子面距离不大于35 m的强制性规定来指导施工,这一强有力措施很大程度保证了施工安全。
3.5 初支背后回填注浆
由于混凝土的自重及喷射混凝土密实度等的影响,初支背后与土体之间不可避免的会出现空隙。为了有效减小由于空隙引起的地面沉降,在施工时预先埋设ϕ42 mm注浆钢管,钢管长100 cm左右,埋入砂层50 cm,外露15 cm,梅花形布置在拱顶及两侧拱脚位置,每3 m～5 m设置1道。待仰拱成环10 m左右后,便开始进行背后回填注浆。注浆液采用水泥—水玻璃双液浆,注浆压力控制在0.2 MPa～0.4 MPa,采用间歇注浆的方式进行,注浆与静压交替进行,保证回填密实。
3.6 监控量测
隧道开挖后,围岩向坑道方向的位移是围岩动态的显著表现,最能反映出围岩或支护的稳定性,浅埋砂层隧道开挖后,一般会有明显的下沉,因此地表的观察和地表的沉降显得尤为重要。浅埋砂层隧道监控量测项目包括洞内外观察,地表沉降和洞内监控量测。有条件时可进行初期支护应力检测。
3.6.1 地表变形监测
结合现场实际地形情况,在地表沿隧道线路方向布置观测点,纵向每5 m布置一个断面(与洞内测点相对应,便于对监测数据进行分析),每个断面布设5个～7个观测点,以线路中心为对称点。量测频率为每天一次。地表观测点应在开挖之前开始观测,这样可以获得开挖全过程的沉降值。
3.6.2 洞内净空位移监测
采用全站仪无尺量测方法,对拱顶下沉和水平收敛进行量测,洞内按照5 m的间距设置量测断面,量测频率为每天两次。主要检测隧道拱顶下沉、拱腰、边墙处的收敛变形。隧道内测点布置见图1。在拱顶处布置下沉测点,在拱腰设置水平收敛的上部测点,监控上台阶开挖后变形规律;边墙处设置水平收敛的中部测点,监控中台阶开挖变形收敛;下台阶拱脚处(高于填充顶面)布置下部测点,监控下台阶开挖变形收敛。测点均采用深入初期支护背后砂土内,外露10 cm左右,焊接小块钢板,钢板上粘贴带十字丝测量反光片,每组收敛点均位于同一里程同一水平线上。拱顶下沉应紧贴掌子面,其读数应在开挖后3 h～6 h内完成。
3.6.3 量测结果分析
改进施工方法后,洞内DK592+550～DK592+500共测设10个断面,累计拱顶沉降最大值为46 mm,最小值为15 mm,平均值为21 mm;水平收敛累计最大值为35 mm,最小值为9 mm,变形在可控范围内,稳定性较好,证明该施工方案是可行的。
4 结语
1)经过施工实践和不断探索,总结出浅埋大断面砂层隧道施工关键技术:a.水平旋喷桩超前预支护结合密排超前小导管;b.短台阶施工,严格控制台阶长度,分区段人工开挖,及时支护;c.临时支撑控制围岩变形;d.初期支护背后注浆回填;e.仰拱、衬砌紧跟。2)砂层含水量决定砂层的自稳性,因此含水量的监测是不可少的一道工序,如果粉砂干燥可能发生突然涌砂,可封闭掌子面后适量注改性水玻璃或水,增加砂层稳定性。3)浅埋砂层隧道具有变形释放快,而且变形累计达到一定数值后,松散压力达到初期支护的极限状态会发生突变,因此监控量测数据分析显得尤为重要,变形速率连续3 d达到5 mm以上,或者累计值达到100 mm,必须停止掘进,采取加固措施,跟进仰拱、衬砌。
摘要：结合大断面浅埋砂层隧道洞室变形量大、稳定性差的特点,经过实际工程的实践与探索,总结了砂层地质隧道施工的关键技术,并分别作了论述,以期为砂层隧道施工积累经验。
关键词：大断面隧道,砂层,超前支护,施工
参考文献
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[3]李迎春.富水砂层大跨度平顶浅埋暗挖隧道施工技术[J].国防交通工程与技术,2007(4):61-63.
[4]黄德华.粉砂地层小间距浅埋暗挖隧道穿越铁路施工技术[J].隧道建设,2004,24(1):40-43.
浅埋黄土隧道施工注意事项 篇9
关键词：浅埋,黄土隧道,事项
山西中南部铁路通道瓦塘至汤阴东段大部分穿越黄土高原, 黄土隧道较多, 我长治项目部管段内四座隧道, 进洞初期均为黄土段, 且埋深较浅。刘家山2#隧道全长306m, 黄土段进出口合计79m, 埋深2m~3 m;关家山隧道全长562m, 黄土段进出口合计22m, 埋深2.7m~4.3 m;磨盘岭隧道全长1782 m, 黄土段进出口合计130 m, 埋深2m~12m;团山隧道全长610.6m, 黄土段进出口合计90 m, 埋深0.5 m~6 m。
自2010年4月开工以来, 全线包括我标段内多做黄土隧道出现施工安全问题, 主要表现在掌子面与马口开挖段塌方, 塌方后难于施救, 所以, 黄土隧道施工安全成为一个需要重新瞩目的课题, 施工安全注意事项和应对措施成为施工管理中需要进一步研究和管控的重点。
1 黄土的特性
黄土是第四纪干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊土, 基本色调是黄色, 颗粒成分以粉粒为主, 颗粒直径小于0.005mm, 约占整个颗粒的50~75%, 大于0.25mm的颗粒几乎没有, 同时黄土层理不明显, 具柱状节理, 垂直节理发育, 直立性强, 有堆积间断的剥蚀面, 黄土表层多具有湿陷性, 容易产生潜在的剥蚀而形成坍穴。黄土地层一般分为老黄土和新黄土两大类。
老黄土基本特性:老黄土由于其颗粒间的大孔隙多数经过地质的严密积压过程而不具有湿陷性, 土体承载力较高, 一般老黄土埋深较大, 含水率比新黄土高, 一般为15~40%, 与隧道位置原始地应力相比, 强度较低, 容易发生屈服形成塑性区, 即易发生塑性变形, 可进行柔性支护和适度释放塑性变形, 但是如果无支撑或者支护强度不足, 会导致土体蠕变过大而形成塌方。因为老黄土的变形存在蠕变这个特性, 且有一个较长的发展过程, 所以即使隧道内初期支护短期内无收敛和变形, 也应该及时施工二次衬砌。不过对于老黄土而言, 土体含水量的大小对施工的影响很大, 会直接影响围岩的稳定、施工开挖和初期支护的安全, 尤其是影响初期变形量的一个重要指标。
新黄土特性:新黄土一般覆盖在老黄土之上, 厚度一般为30~50米, 质地均匀, 含水率较小, 一般为5~15%, 具有多孔性和垂直节理, 有肉眼能看到的大孔隙, 呈松散结构状态, 密度较低, 垂直节理面上因节理切割形成竖向的软弱层, 软弱层之间粘聚力很小, 多个软弱面互相切割, 形成与周边围岩粘聚力很小的面状体, 在下部隧道开挖过程中面状体容易塌落形成临空面, 受开挖扰动和支护缺陷的影响, 在自身重力的作用下形成塌方。同时由于新黄土地区的围岩应力释放快, 即变形速度快, 具有突然性, 属于脆性破坏, 所以现场施工中变形监测和控制尤为重要。
根据以上简述的新、老黄土的特性, 黄土隧道施工中最重要的就是严格把握“时空效应”, 就是说, 开挖空间不能大、二衬时间不能长。
2 黄土隧道施工
2.1 施工前准备
隧道施工前的准备工作中, 施工图核对和地质条件、地形地貌复核是施工准备中的一个重要环节。原则上隧道进洞遵循“早进晚出”也是对地形、地质核对重要性的一个体现, 故应该在施工前, 组织相关人员对现场地形进行详细地勘察记录工作和对施工图进行细致核对工作, 以达到提前发现问题, 提前提出解决方案。
2.2 洞口施工
隧道进洞前应首先核对隧道洞口是否处于偏压、浅埋或者滑坡体范围内。如果洞口所处位置线位较高、坡面陡、桥隧相连, 桥台与洞口相套, 实施明洞和桥台比较困难, 应增加相应的防护措施。
2.2.1 如果存在较大偏压, 应考虑减载和反压或支挡的措施, 避免开挖后洞内初期支护受偏压影响而发生开裂和变形。
2.2.2如果洞口段存在浅埋, 则应慎重考虑进洞的位置, 可采取“先缩后伸”的措施。即:浅埋段明做, 调整明暗交界的位置, 暗洞进洞后根据现场条件及时延长明洞。一般隧道进出口和明挖段交界处均设置超前大管棚支护, 如位于新黄土内且浅埋时, 因浅埋新黄土会在隧道开挖后自身形成沉降槽, 当沉降过大后垂直节理面会发生错滑, 则大管棚导向墙不但不能实现超前支护的作用, 反而会因为自重和新黄土土体共同对洞口段初期支护造成负面压力, 此时导向墙应特殊设计、施做。
2.2.3如果洞口段处于滑坡体内, 则应及时和设计院进行沟通联系, 对滑坡体的形成和稳定性进行技术鉴定, 通过技术鉴定结果出台相应措施, 并应充分考虑铁路行车后的影响因素作为设计依据。
2.2.4洞口边仰坡施工。洞口边仰坡开挖过程中应自上而下一次开挖到位, 按照设计支护参数一次性支护到位, 如果是高边坡, 必须预留一定的台阶, 并且适当增加台阶宽度到2~3米, 除保证土体稳定外, 还可预留在台阶部位预留截、排水沟的空间, 对突发性的大降雨起到安全应急作用。
2.3 洞口段安全
开始进洞, 是第一次真正意义上的对山体整体性的一次扰动, 所以开始进洞的施工必须本着“稳扎稳打”的原则, 提高管棚的超前支护效果, 分短台阶分部进行开挖支护, 掌子面施工25米后必须及时跟进仰拱, 设计有明洞的, 首先完成明洞仰拱施工, 然后迅速完成暗洞内靠近洞口5米范围内的仰拱施工, 同时二次衬砌台车及时拼装和调试, 隧道掌子面完成开挖支护50米就必须开始完成洞口处第一组衬砌的施工。
2.4 隧道开挖
2.4.1 开挖方法
一般采用台阶法和三台阶七步开挖法 (见附图及施工照片) , Ⅴ级及Ⅴ级加强地段设置临时仰拱。施工中必须采用短台阶法施工, 同一台阶两侧开挖必须错开至少3~4米, 杜绝同一台阶的同一断面上出现同时开挖。施工中围岩发生变化即施工开挖方法需要变化时, 应做好工艺转变的严格控制, 尤其做好掌子面的封闭施工工作。
2.4.2 循环进尺和开挖步距
严格控制各个台阶的循环进尺, 是黄土隧道作为软弱围岩的直接体现。上台阶的单次开挖循环进尺控制在1~2榀拱架, 中台阶及下台阶宜控制在2~3榀拱架以内。
三台阶法施工台阶长度应控制在5米以内, 二台阶法施工台阶长度应控制在10米左右。仰拱及二衬的步距无论四级还是五级都应按照统一指标进行控制, 最好比120号文提高5米的标准 (见图1、2) 。
2.4.3 开挖方式
黄土隧道开挖, 应严格人工配合机械开挖的真正落实, 杜绝使用大型机械设备一次开挖到位。由于黄土本身的抗扰动性较差, 使用大型机械设备一次开挖至设计断面, 大面积的扰动往往出现超挖、损坏钢架等。施工中应预留一定的开挖断面 (一般为预留20~30cm) , 后期由人工进行修面开挖至标准断面。
2.4.4 控制超挖, 杜绝支护缺陷
黄土隧道开挖施工中, 制定可行的开挖过程控制手段, 减少机械设备对土体的扰动, 杜绝和减少超挖, 根据新、老黄土的特性, 一旦出现一定程度的超挖, 必须用喷射砼填平, 不能用弃碴或片石回填。
2.4.5 核心土及反压土
隧道核心土的留置至关重要, 隧道洞身多位于老黄土内, 掌子面的核心土留置可从一定意义上等同于隧道的初期支护, 受老黄土塑性形变和蠕变特性的影响, 核心土可有效约束掌子面 (凌空面) 和台阶底部的变形。施工中留置的宽度和长度至关重要, 不能仅仅根据施工作业台架的大小来考虑核心土的大小。
2.4.6 初期支护
隧道施工一直本着“宁强勿弱”的原则, 必须严格按照设计的初期支护参数进行施工, 初期支护必须在隧道开挖后及时施作, 及时封闭成环。
施工中严格控制钢拱架成品和半成品的加工质量, 控制好腰部钢架的连接、锁脚锚管 (锚杆) 的锚固和连接。施工中出现初期支护变形开裂甚至垮塌的部位多数发生在腰部的连接部位。
2.4.7 浅埋地段的处理
隧道通过浅埋地段时, 如果地形条件允许, 尽量采用地表处理的办法, 可采用明挖、半明挖或盖挖等方法, 以策安全。
2.4.8 围岩判定
当隧道围岩分级不能明确判定时, 按照低一级围岩处理;围岩分级交替变化频繁, 围岩较差地段必须向围岩较好段延伸5~10m施做。施工过程中, 当断面发生突变时, 如斜井向正洞开挖、下锚段、安设通风机段, 隧道内避车洞开挖等, 围岩必须降低一级处理, 衬期支护参数要发生相应调整。
2.4.9 超前地质预报和监控量测
必须按规定进行超前地质预报及监控量测, 并将其纳入正常的施工工序, 并指导现场施工。如果有异常情况发生, 及时将超前地质预报及监控量测的结果向设计进行传递与反馈, 实现优化设计和安全施工。
2.5 隧道二衬
控制隧道塌方的最有效措施就是二衬及时跟进, 在浅埋、偏压、沟谷地段, 应尽量缩短开挖和二衬之间的距离, 以减少暴露时间。特殊段落, 可考虑单工序作业。
围岩较差地段的衬砌应向围岩较好地段延伸, 延伸长度宜为5~10m。偏压衬砌段应延伸至一般衬砌段内5m。
2.6 附属洞室施工
隧道施工时, 附属洞室位置处拱架应与其他部位相同, 一次安装并落到底部, 喷射混凝土时可以预留洞口位置。小避车洞可以在二衬施工到达时割除钢架做好防护和防水, 与二衬同时施做。其他所有洞室均应在二衬完成后, 单独另行开挖、支护和衬砌。
附属洞室应在二衬之前设置锁口格栅钢架和超前小导管等, 防止后期洞室顶部出现裂纹。其中洞室顶部与洞身初期支护交界面的阴阳面在铺设防水板时会存在焊接不牢的情况, 以及深度较大的洞室混凝土振捣不到位的情况, 需要加强过程中的质量控制, 防止混凝土开裂和洞室渗漏水。
3 事故及应对措施
管段内团山隧道, 设计出口进洞, 掌子面施工至DK495+056时, 地质为新黄土层, 埋深为6m, 尚余60m隧道贯通, 经监控量测发现, 隧道变形较大, 在内部仔细观察, 初支混凝土有开裂, 随即撤出操作人员, 半小时后隧道掌子面冒顶, 初支下沉变形, 且变形有向后发展的趋势, 至仰拱里程DK495+090段, 36m范围内都有不同程度的开裂、变形。为稳固隧道, 减少损失, 现场立即采取了以下处理方式:
3.1 自仰拱里程开始, 向掌子面回填土方, 填土高度至隧道拱线位置, 以土压力稳定隧道。
为保证安全, 填土由一台挖掘机配合自卸车进行操作, 自卸车把土倾倒在仰拱或已回填好平台上的一侧, 挖掘机在另一侧把土向洞内堆, 达到要求高度后, 逐步向洞内推进, 土方一直堆至掌子面, 与冒顶垮塌土方连在一起。
3.2 在堆起的土方上略作平整, 安装临时仰拱, 临时仰拱采用20工钢加工, 支撑在原初支拱架拱角处。
加工临时仰拱时, 因隧道有不同程度的变形, 每一榀需要的长度需要实际量测。
3.3 在临时仰拱上, 用圆木和木楔向上打扇形支撑, 每根圆木都用木楔打紧, 确保拱顶稳定。
3.4 进一步加强监控量测, 以实际数据指导现场工作。
通过采取上述措施, 隧道只在填土初期掌子面向后4m位置 (DK495+060) 下沉了22cm, 累计下沉68cm;仰拱向前5m位置 (DK495+085) 下沉了1.8cm, 累计下沉5.4cm。后期逐步稳定, 不在下沉变形。通过监控量测, 确定隧道变形、沉降稳定后, 一般可以采取洞内打大管棚或者双排超前小导管跟进等办法, 二次开挖, 逐步拆除替换变形的拱架, 将沉降塌陷段施做完毕后, 接未开挖地段, 根据地址情况调整工法, 再转入正常施工。但考虑到团山隧道的特殊性:埋深浅、黄土地质、距离明暗分界线只有60m, 通过多方研讨和比选, 经设计、监理单位同意, 对垮塌部位及后续60m施工全部开挖后明洞施工, 节约了施工时间, 降低了施工投入, 更规避了后期施工风险。
结束语
浅埋松散围岩隧道贯通施工方法 篇10
下面以珠三角某高速公路的一个短隧道为例, 介绍浅埋松散围岩段的隧道贯通施工方法。
1 工程简介
某隧道右线起讫桩号K90+018~K90+394, 全长376m, 隧道左线起讫桩号LK90+047~LK90+352, 全长305m。由于前期征地影响, 施工便道无法到达该隧道进口端, 因此施工采取从出口端向进口端单向掘进, 在隧道进口端实现双侧壁Ⅰ部导洞贯通。
2 隧道洞口地质状况
隧道左右线进口端围岩为Ⅴ级。围岩属于第四纪残坡积土及全-强风化混合花岗岩, 围岩波速520~1580m/s, 结构松散, 顶部及侧壁均不稳定, 浅埋时易出现地表下沉或坍塌。地下水含量较小, 雨季会出现涌水现象。
3 贯通处工程设计
该隧道左右线进口端均采用端墙式洞门, 边仰坡坡度为1:0.75, 明暗交界处边仰坡为1:0.5。洞口段暗洞采用SVq型衬砌支护。为保证明洞开挖临时边仰坡稳定, 对边仰坡采用挂网喷砼防护, 支护参数为:采用砂浆锚杆, 长度为3.0m, 梅花型布置, 间距为1.2m*1.2m;挂网采用φ6钢筋网, 网格间距20cm*20cm;喷射混凝土厚10cm。为保证隧道贯通顺利进行, 须在导洞施工前及时施工超前大管棚作为超前支护, 里程分别为左线LK90+055~LK90+075, 右线K90+023～K90+043。
4 施工方案
根据工期总体安排, 在施工洞口段V级围岩段前, 利用施工便道完成超前大管棚施工。隧道施工按照三台阶法开挖上中台阶至左线LK90+075 (距进口端20m) 、右线K90+052 (距进口端29m) , 封闭掌子面, 改双侧壁开挖。双侧壁I部 (宽5.6m、高6.2m) 作为贯通导洞, 左线至LK90+055、右线K90+023出洞。导洞作为隧道洞口开挖、防护的施工运输通道, 人员、设备、材料通过导洞到达洞口, 与先期施工便道对接。
5 施工方法及主要安全技术措施
5.1 掌子面的加固施工
由于隧道开始施工双侧壁地段均处于Ⅴ级围岩段, 岩体破碎, 为了保证双侧壁I部导洞施工期间掌子面的稳定和导洞口安全, 根据掌子面围岩情况, 对该上中台阶掌子面进行素喷10cm厚C25砼或锚喷网支护加固。开挖后, 如掌子面破碎严重, 首先对掌子面进行喷砼封闭, 对导洞开挖面以外掌子面采用锚网喷支护, 锚杆采用φ22药卷锚杆, 长L=3m, 间距为1.0×1.0m;钢筋网采用φ6.5钢筋, 网格为25×25cm;C25喷砼厚10cm。
5.2 双侧壁导洞开挖及支护
三台阶法开挖施工上中台阶至贯通导洞起始里程后, 封闭掌子面停止台阶法开挖施工。转换双侧壁法开挖支护I部导坑。⑴利用三台阶法施工上一循环架立的钢架作为隧道侧壁临时支护及双侧壁I部超前支护。导坑超前支护采用已施工的φ108大管棚。⑵开挖导坑Ⅰ部。⑶施工Ⅰ部导坑周边的初期支护和临时支护, 即永久侧壁支护:初喷4cm厚混凝土, 架立工22b钢架, 并设锁脚锚杆, 安装径向φ25中空组合锚杆及铺设φ8双层钢筋网片, 复喷混凝土至设计厚度;导坑临时侧壁支护:初喷4cm厚混凝土, 架立工16钢架, 并设锁脚锚杆, 安装径向φ22药卷锚杆及铺设φ6.5双层钢筋网片, 复喷混凝土16cm厚度。导坑临时仰拱支护:视围岩情况设Ⅰ16工字钢架, 间距1~1.5m, 采用C20喷射混凝土支护, 作为临时通行出碴道路。⑷进入下一循环施工, 直至导洞贯通。
5.3 正洞开挖及支护
双侧壁Ⅰ部导洞贯通后, 利用导洞作为运输便道, 然后反向按照双侧壁开挖支护方法施工剩余双侧壁Ⅱ部、Ⅲ部, 待Ⅲ部开挖完成后, 改移道路, 将施工出碴便道改为从Ⅲ部通行, 最后施工Ⅳ、V、VI部。
6 隧道贯通测量控制
6.1 控制网导线布置精度
为了保证掌子面沿着设计的方向掘进, 使贯通后接合处的偏差不超过规范允许的限差要求, 满足隧道贯通的精度, 采用闭合导线法进行导线测量, 导线等级为四等。
6.2 洞外控制测量
由专业测量工程师组织, 首先根据设计院交桩资料及水准基点, 进行全线贯通复测, 再建立平面及高程控制网, 进行精密导线及高程控制测量。
6.3 洞内控制测量
分别在洞口设4个平面控制点和两个水准控制点, 作为进洞测量依据。由测量工程师定期复核, 每次控制测量和复核均须编制测量成果书。
6.4 洞内施工测量
采用全站仪依据洞口中线平面控制点向洞内引入, 直线上每隔150m左右, 曲线上每隔60~80m设1个正式中线测点 (正式中线测点用混凝土包铁芯桩) , 由测量工程师进行复核。在洞内设有导线控制点后, 正式中线测点必须与导线控制联测并调整。
施工中为缩短测量放线时间, 在洞内设置激光准直仪。激光准直仪使用过程中经常进行测量复核, 确保测量数据的准确。
6.5 监控测量
根据本工程特点, 设专人、专项进行围岩监控量测工作, 以掌握围岩动态信息, 获得更为准确的水文、工程地质资料, 进行科学计算、分析, 及时进行预报, 以便适时改进施工技术方法和支护形式, 确保工程施工安全、质量要求。工程施工前, 对本工程水文、工程地质情况进行技术交底。由围岩监控测量技术人员, 根据提供的地质报告分析研究, 并进行施工现场地质调查, 对施工中可能出现的不良地质现象、地下渗水等作出预测, 为制定相应的施工技术方案及施工组织措施提供科学依据。导洞开挖后, 及时进行位移量测, 以掌握围岩变形发展情况, 选择合理的支护形式及加固措施。随导洞施工进度编录地质剖面图、断面图;对断层、裂隙、地下渗水较大地段编制专门资料。作好施工期间水文地质工作, 收集编录各出水点涌水量、水压力等资料, 绘制水文分布预测图和实测图。
结束语
浅埋松散围岩段的贯通施工, 由于岩体破碎, 裂隙发育, 层间结合差, 岩体易风化, 稳定性差, 存在坍塌风险, 需要施工技术人员认真的进行围岩分析, 科学、及时地调整施工方案, 贯彻“勤测量、短进尺”的思想, 切忌盲目追求进度, 造成不必要的损失。
摘要：隧道贯通是隧道整体施工的关键一步, 特别是在浅埋松散围岩段的贯通施工, 具有一定技术难度和施工风险。本文介绍了在该类围岩段的隧道贯通施工方法, 供同行参考。
关键词：隧道贯通,浅埋松散围岩,施工方法
参考文献
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