[公路隧道“零進洞”施工工藝探討] 公路隧道進洞施工
發(fā)布時間:2020-02-16 來源: 感恩親情 點擊:
摘要:本文以某高速公路隧道工程為例,詳細闡述了隧道“零進洞”施工工藝要點,即在隧道進洞時采用超前管棚注漿等先進技術(shù)手段,通過利用超前管棚預(yù)支護,未開挖仰坡,未破壞原始地貌,成功實現(xiàn)了零開挖進洞。
關(guān)鍵詞:公路隧道;零進洞;施工工藝
中圖分類號:U455.4
文獻標識碼:A
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引言
近年來,隨著高等級公路向內(nèi)地山區(qū)的延伸發(fā)展,隧道工程逐漸成為高等級公路施工建設(shè)中質(zhì)量控制和評定的重要環(huán)節(jié),隧道進洞是隧道施工的第一道工序,其設(shè)計及施工方案的選擇,直接影響到工程施工準備期的長短和下一步的施工質(zhì)量、費用和安全環(huán)保工作。
在傳統(tǒng)的隧道施工中,一般要求在洞口先開挖成“仰坡”,再進行大范圍防護,在保證隧道洞口穩(wěn)定的前提下再掘進施工。這一傳統(tǒng)的方法不但破壞了山體的自然平衡、擴大了征地范圍、增加了施工成本,而且對隧道洞門區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境造成了不可恢復(fù)的破壞,對一些自然景觀造成致命的傷害。
“零進洞”也就是“零開挖”,通過采取特殊的開挖方法和正確的支護措施,使隧道在最小的工作面實施安全進洞,在進洞過程中結(jié)合洞口的地形條件,采取必要的加固措施,減少或不開挖邊仰坡,形成附合自然,改變自然的洞口,最大限度地減少洞口施工對自然仰坡原始植被的破壞程度。這一方法大幅度減少了隧道洞口土石方開挖量和堆棄量,避免了因為水土流失對林地造成的污染,保護了天然植被。在“零進洞”施工過程中遵循的原則是“少破壞、多保護,少擾動、多防治”。
2 隧道地質(zhì)概況
某高速公路隧道地處低山丘陵區(qū),地勢陡峻,溝谷縱橫,以“V”型溝谷為主,地勢坡體表面植被良好,林木茂盛。隧道穿越主要圍巖級別為Ⅲ級圍巖,巖石類型為微風(fēng)化英安巖、鉀長花崗巖,巖石節(jié)理裂隙不發(fā)育,巖石完整呈大塊狀砌體結(jié)構(gòu)。地表水主要為常年流水山區(qū)河流;地下水為基巖裂隙水,分布于沿線的丘陵和中、低山區(qū),涌水量小。
隧道洞口段為強一弱風(fēng)化英安巖,以弱風(fēng)化層為主,節(jié)理較發(fā)育,巖體呈碎石、碎塊狀,有裂隙滴水、滲漏,穩(wěn)定性較好,圍巖級別為V級。
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“零進洞”施工工藝
3.1工藝流程
制作管棚鋼架→測設(shè)中線及水平基點→鉆管棚鋼管孔眼→打設(shè)管棚鋼管→環(huán)向掏槽開挖斷面→安設(shè)鋼拱架→套拱混凝土澆注→中部開挖→向前分層掘進架設(shè)鋼架→噴射混凝土
3.2超前管棚支護施工
用φ42鋼管搭設(shè)工作平臺,復(fù)測隧道中線、拱頂及拱腳水平基點,沿坡面畫出管棚輪廓線,在管棚輪廓線鉆孔安裝φ120(L=2.0m)用作超前注漿管棚鉆孔導(dǎo)向管,隨后套打d989超前注漿導(dǎo)管并注漿。
管棚超前支護采用外徑~89mm、壁厚6ram的熱軋無縫鋼尖管,鋼管前端呈尖錐狀,尾部焊接cp8加勁筋,管節(jié)長5~9m,管壁四周鉆2排ψ8mm壓漿孔,壓漿孔間距15cm。每節(jié)用長15cm的絲扣連接,管棚長度為15m,管環(huán)向間距40cm。施工前采用φ120鋼管按超前導(dǎo)管設(shè)計位置,沿隧道周邊以1~3°外插角打人圍巖,作為導(dǎo)向孔口管,用于控制φ89超前導(dǎo)管鉆孔方向及高程,從而有效地控制導(dǎo)管圍巖注漿加固范圍,防止洞身開挖超欠挖。
施工要點:施工時應(yīng)用全站儀量測鋼管鉆進的偏斜度及傾角,確保鉆孔方向準確。鋼管接頭應(yīng)錯開,避免鋼管接頭在同一斷面。
注漿采用1:1水泥漿,注漿壓力控制在1.0~2.0Mpa,終壓2.0Mpa,終壓維持時間一般為5~10min。注漿參數(shù)應(yīng)在施工中不斷調(diào)整,以盡量保證鋼管之間漿液充填飽滿,形成穩(wěn)定殼體。
超前管棚布置見圖1、圖2。
3.3工字鋼鋼拱架安裝
待管棚注漿液達到設(shè)計強度后,采用挖掘機清刷洞身范圍內(nèi)邊坡松散土層,重新測量放樣,畫出套拱輪廓線,環(huán)向開挖套拱弧線,并按山體自然坡度(1:1)斜向安裝118工字鋼鋼拱架,通過五榀鋼拱架逐漸調(diào)整到豎直安裝,鋼拱架間距拱部為50cm,拱腳為200cm,在拱架落腳處增設(shè)兩根ψ22 L=4.0m鎖腳錨桿,確保拱架穩(wěn)定。
具體拱架布置見下圖。
隧道洞身環(huán)向系統(tǒng)錨桿為ψ5中空注漿錨桿,L=4.0m,@75×100cm;拱架鎖腳錨桿采用ψ22 L=4.0m砂漿錨桿;鋼架與系統(tǒng)錨桿和管棚牢固連接,鋼架間縱向連接采用ψ20L=1.0m的鋼筋連接。
此種方法施工選擇,鑒于拱部埋深較淺,巖體對拱架的正壓力較小,而拱腳進洞里程開挖長度較長,直接開挖后洞身側(cè)壓力較大,為防止邊墻開挖后失穩(wěn)坍塌,故斜向安裝鋼拱架,通過管棚、鋼拱架及C25套拱砼穩(wěn)固圍巖,從而有效地防止坍塌。
3.4套拱混凝土施工
鋼架架設(shè)完畢后,沿設(shè)計混凝土外邊緣(考慮15cm預(yù)留沉降量)安裝套拱內(nèi)模、端模及外模。拌和站集中拌制C25噴射混凝土,由混凝土運輸車運送混凝土到洞口,采用模噴混凝土的方法施工。
4 結(jié)束語
該山區(qū)高速公路原始植被良好,隧道工程通過采用以上介紹的“零進洞”施工工藝,未開挖仰坡,最大限度的保護了原始地貌,節(jié)約了施工成本,取得了理想的效果,為其它隧道工程的洞門施工提供了寶貴的經(jīng)驗。
參考文獻
[1]交通部.公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[M].北京:人民交通出版社,1994
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