前言:本站為你精心整理了黃土隧道工程施工難點分析及解決措施范文,希望能為你的創作提供參考價值,我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文,歡迎咨詢。
摘要:結合楊井隧道工程施工實例,根據黃土的特征來進行隧道建設,對黃土隧道施工難點進行了分析,闡述了施工中的解決措施。
關鍵詞:黃土隧道;施工難點;解決措施
1工程概況
楊井隧道屬陜西省吳起至定邊公路重點工程,左線長2391m,右線2462m,占管段內線路長度的74.1%,隧道凈寬:-2*10.25m,隧道凈高:-5.0m,設計時速80km/h。項目位于陜北黃土高原西北部,隧址區地貌單元屬黃土工程地質區的黃土梁工程地質亞區,進出口地貌單元屬黃土溝壑工程地質亞區。隧道進出口地表上部均為Q3黃土,下部為Q2黃土,洞身段均處于Q2黃土地層中,隧道暗洞均為Ⅴ級圍巖。地下水主要為黃土孔隙、裂隙水,主要賦存于老黃土孔隙中,隧道洞石涌水量預測:右線為685.1m3/d,左線為641.2m3/d,富水性弱,隧道洞身段施工時局部有潮濕感或滲水現象。
2施工難點
2.1楊井隧道屬于全線均為Ⅴ級圍巖的黃土隧道,隧道左線2035m、右線2240m地下水埋藏于設計洞頂以上,如何保證開挖拱腳、墻基不被水侵泡、圍巖不軟化、不失穩坍塌,實現無水施工,是本工程的施工難點。
2.2隧道結構較復雜,進口及出口段上方均為濕陷性黃土、進口左線的H15滑塌體、進口左線的淺埋偏壓、緊急停車帶、正洞與行車橫洞交叉處及施工是隧道安全、順利建成的關鍵。
3解決措施
3.1洞口及明洞施工。開工后首先進行洞門施工,為隧道洞身開挖創造條件。同時完成洞口洞頂截排水溝,洞口采用明挖法開挖后及時對邊仰坡施作錨噴支護。隧道洞口段按設計采用Φ108超前大管棚進行注漿加固,管棚套拱基礎置于穩定的基礎上。明洞施工前首先對坡面上的不穩定土石進行清除或對不穩定邊坡進行必要的加固。松軟地層開挖邊坡和仰拱要隨挖隨支護,加強防護,隨時監控,檢查山坡穩定情況。洞外、洞頂排水系統按設計要求提前施工。隧道洞口段工程包括洞口土方開挖、邊仰坡防護及洞口段襯砌、明洞的施工等。洞口與明洞工程采用分層小切口明挖法施工。
3.2暗洞施工。隧道暗洞施工均采用機械或者人工開挖,嚴禁爆破施工。洞口加強段CRD法開挖,Ⅴ級淺埋段及緊急停車帶Ⅴ級圍巖均采用單側壁導坑開挖(CD法),導坑采用上下臺階開挖。CRD法及CD法開挖時,每開挖循環進尺控制在一榀鋼拱架間距長度。各部開挖時,周邊輪廓應盡量圓順;先開挖側的噴射混凝土強度達到設計要求后再進行另一側開挖;左右兩側導坑開挖工作面的縱向間距不應小于15m;當開挖形成全斷面時,應及時完成全斷面的初期支護閉合。隧道二次襯砌施做時間按照監控量測資料確定,臨時支撐在澆筑二襯時逐段拆除。V級圍巖深埋段采用環形開挖留核心土法施工,每循環進尺控制在一榀鋼拱架間距長度,下臺階長度1~1.5D,施工采用機械或者人工開挖,初期支護及時封閉。下半斷面應采用拉中心槽,兩側留足臺階土,馬口跳槽開挖落地,馬口長度不宜大于3m,及時完成初期支護;先澆筑仰拱襯砌,再全斷面模注鋼筋混凝土二次襯砌;隧道二次襯砌施做時間按照監控量測資料確定,一般情況下二次襯砌距離掌子面的距離不應大于50m。人行、車行橫洞及緊急停車帶按設計位置與正洞同步開挖,分別采用全斷面法、臺階法及單側壁導坑法。人行橫洞與主洞交叉口段施工,先施工主洞斷面,待主洞支護穩定后,再進行橫洞開挖。采用襯砌臺車與組合鋼模聯合襯砌。施工過程中,嚴格控制超、欠挖,初期支護及時可靠,砼噴射機組配合機械手進行濕噴作業,自制多功能綜合作業平臺車上進行掛網、噴錨、防水板、透水管等的安裝。二次襯砌采用12m穿行式全斷面襯砌臺車,HBT60型砼輸送泵泵送入模,確保二次襯砌質量達到內實外美。施工中加強監控量測,及時處理分析數據,并根據分析結果及時調整支護參數。
3.3監控量測。根據施工具體情況,主要量測項目包括凈空收斂量測、拱頂下沉量測和淺埋段的地表下沉量側。地表下沉量測,沿隧道軸線每隔5~10m布置一個觀測斷面;拱頂下沉和周邊位移量測,沿隧道軸線每隔10~20m布置一個觀測斷面。
3.4超前地質預報。隧道地質條件復雜,干擾因素較多,為了有效的降低施工階段由不良地質引發的風險,設計采用TSP(隧道地震探測儀)、地質雷達、探測鉆孔相結合的超前地質預報手段,對掌子面前方的工程地質及水文地質情況進行預報,尤其應探明不良地質現象,以確保工程安全、順利實施,方案如下:1)隧道內圍巖無明顯變化、正常區段,采用地質素描法及TSP法進行超前地質預報。2)TSP、地質雷達的預報結果可相互印證補充,并根據預報結果,在必要時,采用超前探測鉆孔驗證。
4特殊段處理措施
4.1右線進口段處理措施。隧道右線進口洞口段暗洞穿越干溝,最小埋深僅10m,為保證施工安全,溝內施做地表注漿預加固及沖溝鋪砌的同時,為減少降雨時沖溝內水流對隧道洞口段穩定性的影響,在沖溝中部設置擋水壩和溢洪道,將沖溝內水流導入相鄰干溝。右線洞口施工之前必須先修建擋水壩、溢洪道,同時對穿越溝槽段采取地表注漿加固及沖溝鋪砌的措施,這四項工程完工后才能進行暗洞施工。
4.2左線進口段處理措施。為降低H15滑塌體對左線隧道洞室穩定性的影響,隧道左線施工之前先對H15滑塌體前緣采取反壓回填措施,反壓回填工程完成后進洞施工。
4.3隧道小凈距段處理措施。由于黃土隧道及小凈距隧道的特殊性,小凈距段隧道施工按照以下原則:1)遵循“少擾動、快加固、勤量測、早封閉”的原則。2)小凈距隧道分先行洞和后行洞施工,嚴禁兩洞平行作業,先行洞與后行洞掌子面錯開距離應大于2倍隧道開挖寬度。3)先行洞室的二次襯砌宜在圍巖變形基本穩定后進行,宜落后于后行掌子面2倍隧道開挖寬度以上,并滿足圍巖穩定條件。4)先行洞的開挖可采用與分離式隧道相同的施工方法,但應重視施工過程對中巖墻的影響。后行洞的開挖,當采用側壁導坑法開挖時,先開挖靠近中巖墻側。
4.4地下水腐蝕性處理措施。根據相關資料,隧道區地下水對鋼筋混凝上結構中鋼筋及混凝土結構具弱腐蝕性。因此,對隧道位于地下水位線以下的區段(YK118+030~YK120+078、ZK118+055~ZK120+044)采用防侵蝕襯砌結構形式,主要措施如下:1)初期支護及二襯砼均采用抗硫酸鹽侵蝕混凝土,砂漿錨桿及導管注漿液均采用中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥配置,二襯混凝土澆注密實,抗滲等級不低于S8。2)全隧道中心排水溝溝身混凝土均采用抗硫酸侵蝕混凝土。3)加大二襯鋼筋混凝土中受力鋼筋的混凝土保護層厚度,鋼筋凈保護層厚度不小于6cm。由于黃土的特殊地質,在施工時要時刻注意黃土的情況,及時監測與匯總,預測圍巖的穩定狀態,使施工安全及施工質量得到有效地控制。
參考文獻
[1]錢剛,張力.黃土隧道施工工藝及質量控制要點[J].城市道橋與防洪,2010(10):142.
[2]楊慧.黃土隧道施工中常見問題淺析[J].科技資訊,2012(9):61.
作者:陳光 單位:中鐵四局集團有限公司第七工程分公司