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隧道施工方案

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  隧道施工方案

  隨着科學技術與經濟的發展,對隧道施工工程提出了更高的要求。目前,國內在隧道工程施工過程中,普遍採用礦山法、新奧法;在岩土隧道施工中,主要採用鑽爆法掘進,以及掘進機施工,對於城市地下等淺埋隧道,在施工過程中,蓋挖法施工 採用明挖或蓋挖法進行施工,同時使用地下連續牆,暗挖時採用盾構法和淺埋暗挖法等較高技術含量的施工法。淺埋偏壓鐵路隧道在隧道施工中是難度較大的一種隧道。

  1 工程概況

  白塔寺隧道位於重慶市萬盛區境內,穿越一脊狀山樑,進口裡程D1K24+690,出口裡程為D1K27+547,中心裡程D1K26+118.5,全長2857m,最大埋深206m。本部負責施工白塔寺隧道出口段,里程為D1K26+160至D1K27+547。其中包括車站大斷面Ⅴ級圍岩152m,Ⅳ級圍岩75m,Ⅲ級圍岩320m,明洞5m,共552m;單線小斷面Ⅴ級圍岩30m,Ⅳ級圍岩400m,Ⅲ級圍岩405m,共835m。

  隧道出口端淺埋段穿越突出山脊,屬於地形偏壓,出口覆蓋2~6m碎石層,下伏基岩為三疊系中統雷口坡組中厚層狀泥灰岩夾頁岩,岩層傾角50~60°,岩層走向與線路走向一致。D1K27+390~D1K27+542段屬於淺埋、地形嚴重偏壓地段。

  2 隧道偏壓原因及判斷方法

  2.1 隧道偏壓的起因 對於偏壓隧道,通常情況下,受各種原因的影響和制約,進而在一定程度上導致圍岩壓力出現不均勻性,從而使隧道支護受偏壓荷載的作用。主要原因包括:

  2.1.1 施工原因 在施工過程中,因施工方法選擇不當,進而在一定程度上導致開挖斷面發生局部的坍塌,從而影響圍岩壓力的穩定性,使得應力過於集中,進一步造成隧道偏壓。如果對其進行正確的處理,正常施工一般不會受到影響。

  2.1.2 地質原因 圍岩形狀發生傾斜,節理髮育,其間存在軟弱結構面,以及滑動面等,在一定程度上弱化了自穩能力,在施工過程中一旦受到擾動,將會導致岩體沿着層理面發生滑動。

  2.1.3 地形原因 隧道蓋挖法施工 依傍山體,地面明顯傾斜,進一步增加了側壓力,並且隧道埋深比較淺。

  2.2 判斷偏壓隧道 在判別隧道偏壓方面,由地形引起的偏壓圍岩類別、地面坡度以及覆蓋層厚度是3個重要的因素。當隧道外側拱肩至地表面的垂直距離t值等於或小於規範規定數值時,應視為偏壓隧道。

  3 施工方法及順序

  3.1 上半部分的斷面施工 埋深大於3m段,設置108mm×6mm的大管棚。管棚長度為40m,角度控制為2°,環向間距為40cm。與一般隧道設計的大管棚相比,蓋挖法施工 由於40m大管棚比較長,在施作大管棚前,首先設置導向管。採用長為2m、?准140mm的鋼管對導向管進行處理,通過全站儀進行精確定位,在鋼護拱上焊牢。導向管的間距控制在40cm,仰角為2°。然後進行超前預注漿,漿液採用1:1水泥砂漿,水泥採用P.O42.5普通硅酸鹽水泥。

  3.2 開挖及加固邊坡 在開挖嚴重偏壓、淺埋隧道的過程中,容易擾動圍岩,進而在一定程度上直接威脅到施工的安全性。在開挖的過程中,盡量減少開挖的規模,並及時做好加固、防護工作,進一步降低圍岩擾動造成的自重應力和施工時引起的偏壓影響。開挖后,在坡面上需要立即施作?准25中空注漿錨桿,錨桿長度為4m,間距為1.0m,並按照梅花形進行布置,增強開挖山體邊坡的穩定性。打入新鮮岩體的錨桿應不小於3m,同時需要掛設20cm×20cm、?准6鋼筋網,並噴射C25混凝土進行防護處理。

  3.3 加固圍岩及反壓回填 在施工過程中,針對隧道存在的嚴重偏壓、淺埋特點,通過反壓回填的方式對偏壓側地質較軟的位置進行相應的處理,同時用打夯機進行分層夯實,並對空洞進行填充處理。地表經過夯實處理后,需要進行深孔預注漿,注漿孔間距控制在3m,並按梅花形進行布置,通過地質鑽進行成孔,孔徑為?准90mm。採用 75mm×5mm塑料管進行注漿,在注漿深度方面不超過半斷面的開挖線,寬度超過隧道開挖輪廓線3-4m。

  3.4 隧道下半部分斷面施工 完成上半斷面施工后,採用拉中槽、跳馬口開挖的方案對下半斷面進行開挖處理。如果採用弱爆破或者下爆破,需要採用挖掘機同時配合人工進行修整成形。在開挖過程中,需要對循環進尺進行嚴格的控制。開挖成形后,立即用C25混凝土對開挖面初噴4cm,架設鋼拱架,打錨桿、並對混凝土進行多次復噴,復噴厚度達到25cm,開花超過30m即開始仰拱旋工,使支護結構閉合成環。

  3.5 支護施工 在施工過程中,通過聯合錨桿、網噴、鋼拱架等,採用?准25中空錨桿注漿支護對圍岩進行加固。錨扦長度控制在4.0m,間距控制在1.0m×0.6m,在鋼拱架上,焊牢拱牆處錨桿的尾端。拱架採用I20a工宇鋼進行現場加工,間距控制在60cm,用中?准20mm鋼筋沿環向按間距1.0m進行聯合構成整體。架設過程中,需要將10cm×20cm×32cm的C20混凝土墊塊鋪設在鋼拱底部,進而在一定程度上防止鋼拱架出現下沉,同時將兩排?准20鎖腳錨桿設置在鋼拱架的兩惻,其長度為4m。C25混凝土的噴射厚度控制在25cm,確保噴射混凝土的密實性。

  3.6 仰拱施工 在開挖作業后,進行仰拱施工,對於仰拱部分的圍岩,如果採用弱爆破,在這種情況下需要藉助挖掘機,同時配合人工進行修整。

  3.7 襯砌施工 在對隧道進行施工的過程中,對於嚴重偏壓、淺埋隧道來說,其圍岩特點表現為:內應力高、變形量大等,在襯砌施工時間方面有着嚴格的要求。如果襯砌施工時間過早,容易破壞襯砌結構;如果襯砌施工時間過晚,可能導致結構失穩。

  3.8 監控測量 在隧道施工過程中,通過監控測量工作,可以進一步了解圍岩的變形情況,以及山體的位移情況,進而在一定程度上分析圍岩變形,進而對最終的變形量、初砌施作最佳時間進行確定。

  3.9 施工管理 在施工過程中,需要做好工序間的銜接工作。完成開挖后,需要及時處理欠挖、危石等,同時架設鋼拱架、掛網等,進而在一定程度上避免變形過大,造成隧道發生坍塌。

  4 結束語

  在施工過程中,對淺埋、偏壓隧道進行施工,施工前,需要全面分析偏壓產生的原因,以及嚴重程度等,同時對各種影響因素進行綜合考慮,確保制定的施工方案具有一定的可行性,同時確保施工的安全性。選擇的開挖方法要科學、合理,按照“超前支護、弱爆破、短進尺、勤量測、強支護”的原則進行開挖。準備齊全各種施工用材料、設備等,快速、及時地進行初期支護。在施工過程中,有效分析圍岩變形量測數據,進而對支護參數進行及時的修改,同時採取恰當的支護措施。