公路浅埋偏压隧道的常用施工方法探究
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浅谈黄土浅埋\偏压隧道施工技术摘要本文以延吴高速公路马鞍子隧道施工为实例,具体介绍了高速公路浅埋、偏压隧道的施工工艺、施工方法。
关键词浅埋偏压施工技术中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:在浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工中,由于施工技术运用或处理不当,经常会造成较大面积的坍方,由此带来人身伤害、财产损失及工期延误等是无法估量的。
由我单位施工的延吴高速公路马鞍子隧道项目,隧道出口右线30米范围均处于严重浅埋偏压段,且该隧道有效施工时间短,并且要跨越冬季施工,如何保证施工工期成为整个高速公路能否按期实现通车的关键。
1 工程概况马鞍子隧道位于延吴高速公路k106+753-k1083+677段右线(因该段为分离式路基),长1924米,出口端隧道最小埋深仅为7.12米,洞外接长明洞11米。
隧道净宽12.17米。
该隧道出口端边仰坡均高达高达40米,为保证该处施工安全,在施工中进行超前支护、进行短循环进尺开挖,加强初期支护。
隧道横断面布置示意图详见图1。
浅埋段埋深与线间距数据表里程桩号 108+666 108+661 108+656 108+651 108+646108+641 108+636埋深h(m) 9.52 8.35 7.12 8.08 12.6 20.98 29.4图1 马鞍子隧道横断面示意图(单位:mm)根据设计文件地质调绘、钻芯取样、物探资料,马鞍子隧道洞口浅埋段围岩地层主要为松散土体类岩土,且所处斜坡土体破碎,开挖后易失稳,应加强支护。
浅埋段过后围岩地层主要为基岩类工程岩土。
(1)、松散土体类岩土主要有:堆积、冲洪积成囡的黄土状土、亚砂土、砂土、卵砾石土、粉质粘性土等松散土类;风积成因黄土类岩土和较松散层状泥岩体类岩土。
堆积、冲洪积成因的松散土体多分布于黄土梁塬沟谷的斜坡和现代河流、阶地上,土体松散,承载力较低,尤其分布于较大河流沟谷区的易形成湿软地基土;风积成因的上更新统黄土具有湿陷性,为湿陷性黄土,垂直节理发育,直立性较好。
浅埋偏压隧道进洞支护技术研究隧道进洞支护技术是指在隧道掘进过程中,为保证施工的安全、稳定和顺利进行,采取一系列的措施来加固和保护隧道,以克服地质条件的不利影响。
浅埋偏压隧道是指埋深相对较浅、地应力较大的隧道,在隧道进洞时,由于地下水位高,土体存在较大的水压力,对隧道的稳定性造成威胁。
本文将对浅埋偏压隧道进洞支护技术进行研究。
1.地质条件分析2.进洞掘进方法选择根据地质条件和隧道设计要求,选择合适的掘进方法进行进洞。
常用的掘进方法包括顶部开挖法、底部开挖法、全断面开挖法等。
在浅埋偏压隧道中,应根据地下水的压力和地应力的大小,选择合适的掘进方法,以保证施工的安全和顺利进行。
3.支护结构设计根据进洞隧道的地质条件和设计要求,设计合适的支护结构。
浅埋偏压隧道的支护结构应包括初期支护和永久支护两个阶段。
初期支护包括钻孔桩、喷射混凝土等方法,用于抵抗地下水的压力和土体的裂缝。
永久支护包括钢支撑、喷射混凝土衬砌等方法,用于增强隧道的稳定性和承载能力。
4.水封技术应用由于浅埋偏压隧道存在地下水的压力和水流,需要采用水封技术来控制地下水的流动和压力。
水封技术包括水封帷幕、水平水封、垂直水封等方法。
水封帷幕是通过在洞口周围钻孔注浆,形成一个密闭的水封帷幕,阻止地下水的进入;水平水封和垂直水封是在洞口周围进行加固,以防止地下水的渗透和压力对隧道的影响。
5.监测和控制在隧道进洞支护过程中,需要进行监测和控制,及时发现和解决问题。
监测内容主要包括地下水位变化、地表沉降、应力变化等,通过监测数据,及时调整施工方案和支护结构,确保施工的安全和稳定。
总结:浅埋偏压隧道的进洞支护技术是一项复杂的工作,需要综合考虑地质条件、工程要求和施工方法等因素。
通过详细的地质条件分析,选择合适的掘进方法和支护结构,采用水封技术进行地下水的控制,进行监测和控制,可以提高隧道的稳定性和施工的安全性。
然而,由于不同地区的地质条件和工程要求不同,针对具体情况进行深入研究和探索,以寻找更加有效和经济的支护技术,提高隧道的建设质量和效率。
浅埋偏压隧道洞口段施工技术研究摘要:本文一成武高速公路上马街隧道为工程背景,对其洞口进行浅埋偏压判断,并听出了洞口施工技术方案,为此类浅埋偏压隧道洞口施工提供技术参考关键词:浅埋偏压;隧道洞口;施工技术中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:1工程概括马街隧道为武都至罐子沟高速公路中的一座长隧道,位于甘肃省陇南市武都区境内,为上下分离式隧道,上行线里程桩号yk78+615~yk79+938,下行线里程桩号zk78+610~zk41+716,隧道净宽9.65米,净高5米二次复合式衬砌。
隧址位于河流侵蚀区的低山丘陵亚区,地面标高1216.0~1380.0m。
山体地形总体略有起伏,呈中间高两侧低形,马街隧道左线洞口进洞口处自然坡度约30°,洞顶覆盖层最薄处只有2.5米,为黄土和块石状的坡脚堆积体。
2工程地质情况进口段25米范围内覆盖层厚度为2.5m~15m。
地质情况为碎石土,褐黄色,中密,土质不均,为松散层,散体结构,土体稳定性极差。
此洞口进洞口处处于山体坡脚堆积层上,从纵横向断面图来看,纵向坡度约为30°,横向坡度约为35°。
3隧道偏压机理3.1隧道偏压原因隧道偏压是指由于各种原因引起围岩压力呈明显的不均匀性,从而使支护受偏压荷载的隧道。
主要有以下几个方面原因:(1)施工原因,因施工方法不当引起开挖断面局部坍塌,从而改变了围岩压力的相对稳定性,造成应力集中而引起隧道偏压。
如处理得当,一般不会影响正常施工。
(2)地质原因,围岩产状倾斜,节理发育,其间又有软弱结构面或滑动面,自稳能力极差,施工中一旦受到干扰,岩体就会沿层理面出现滑动。
(3)地形原因,隧道傍山,地面显著倾斜,侧压力较大,且隧道埋深较浅。
3.2隧道浅埋偏压判断(1)施工原因引起的偏压,由于开挖不当或支护不及时引起一侧围岩发生局部坍塌,或回填不实造成不稳定土体,人为造成了偏压的地质构造。
(2)地质构造引起的偏压,地质构造常在多裂隙围岩(以ⅲ、ⅳ级较为突出)中引起隧道偏压,其压力分布主要与下列因素有关:①围岩的工程地质条件及控制性裂隙、节理或层理(统称为软弱面)的产状及其与隧道轴线的组合关系:②围岩扰动范围;③控制性软弱面的强度以及作用在软弱面上的法向力大小等;④隧道一侧受2个倾斜的软弱面(倾角为α)及一组节理面所切割时,会形成不稳定块体,当围岩的内摩擦角ø小于弱面倾角α时,岩层将沿弱面滑动并产生偏压。
浅埋偏压无中导洞连拱隧道安全施工技术探发布时间:2023-03-27T05:34:47.721Z 来源:《工程建设标准化》2023年1月第1期作者:张军[导读] 连拱隧道具有地形条件适应性强、洞外线形衔接方便、占地面积少等特点,但常见整体式或三层中墙连拱隧道采用的三导洞法存在施工工序繁多张军新疆北新路桥集团股份有限公司乌鲁木齐 830011 摘要:连拱隧道具有地形条件适应性强、洞外线形衔接方便、占地面积少等特点,但常见整体式或三层中墙连拱隧道采用的三导洞法存在施工工序繁多,中墙受力转换复杂,施工风险高等问题。
依托超浅埋大偏压无中导洞连拱隧道工程实际,分析了无中导连拱隧道支护结构变形与受力特性,探讨了先、后行洞初支结构搭接节点优化措施,总结了后行洞微扰动施工方法和施工顺序,通过工程应用有效控制了先行洞衬砌开裂现象,确保了无中导洞连拱隧道安全施工与工程质量,可为类似工程提供参考。
关键词:无中导洞连拱隧道;浅埋偏压;安全施工1 引言无中导洞连拱隧道在我国云南省高速公路建设中近几年获得大量应用,但受地形、地质条件限制,工程实践发现无中导洞连拱隧道结构局部受力状态不均衡,特别是先行洞衬砌受后行洞开挖引起的偏压作用而承受较大不对称荷载,对衬砌结构承载力及耐久性产生不利影响。
目前,无中导洞连拱隧道多为双洞四车道形式,双洞六车道无中导洞连拱隧道尚无工程案例。
当隧道跨度增大且存在地形偏压作用时,先行洞支护结构将承受地形偏压和后行洞爆破施工偏压的共同作用,先行洞围岩荷载的不对称和不平衡性更为显现,直接影响支护结构安全,对安全施工技术和工艺控制提出了更高要求。
为此,依托云南省楚大高速公路改扩建工程勘察试验段金山隧道工程,探讨无中导连拱隧道支护结构变形与受力特性,分析先、后行洞初支搭接节点存在问题及优化措施,总结后行洞微扰动施工方法和施工顺序,以为类似隧道工程建设提供参考和借鉴。
2 工程概况金山隧道为一座连拱隧道+单幅隧道,桥隧零间距衔接,隧道右幅里程为K280+250~K280+619,全长369m;隧道左幅里程为ZK280+310~ZK280+529,全长219m,其中K280+310~K280+529段为连拱隧道段;K280+250~K280+310,K280+310~K280+369为单幅隧道段,隧道段高程介于2205~2450m之间,相对高差245m;属构造溶蚀低中山地貌区,该段路线沿山边穿越,上下边坡稍陡,路线纵坡较缓,现山坡多为灌木林,交通不便。
公路浅埋偏压隧道的常用施工方法探究
发表时间:2015-12-15T11:21:50.750Z 来源:《基层建设》2015年16期供稿作者:赵光华[导读] 浙江省义乌市针对浅埋偏压隧道洞口段的施工方法举措比较丰富,比较常见的施工方法举措有砂浆锚杆表层打设法、表层压浆法、平衡压力法等。
赵光华
身份证号码:330125************ 浙江省义乌市 322000 摘要:在公路隧道施工中,浅埋偏压隧道因其施工难度较大,其施工方法的选择作为施工控制的关键。
本文首先简要介绍公路浅埋隧道的定义,随后结合笔者多年参与公路浅埋偏压隧道工程经验阐述常用施工方法举措,期望为今后公路浅埋隧道的施工常用施工方法的选择提供参考。
关键词:公路;浅埋偏压隧道;常用施工方法;探究
1 概述
浅埋偏压隧道是指既具有浅埋特征又同时具有偏压情况的隧道,具体指开挖过后,隧道将承受全部上层覆土层所产生的全部土压力,同时因实际地形不对称或岩层岩性不同致使隧道结构体自身所受到两侧荷载不平衡的隧道;根据隧道段落埋深与隧道自身直径的的比值小于2.5的,判定属于浅埋段,反之,属于深埋段;偏压隧道的压力根据隧道设计规范中的具体计算公式并结合隧道的实际埋深、具体尺寸及周边围岩具体级别等来判定,同时在隧道施工过程中,因采用的施工方法及顺序不一也会造成偏压情况出现。
在公路隧道施工过程中,浅埋偏压隧道地段大都位于进、出洞口段因地形及覆土深度等形成浅埋偏压情况;在隧道进洞后的洞身段施工过程中,很少遇到浅埋和偏压情况,如遇到两者叠加属于地质地层属性影响造成的隧道两侧受力不均的情况。
在《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)及《公路隧道设计细则》(JTG D70-2010)中就浅埋偏压隧道的规定均通过具体数据予以明确。
对于浅埋偏压隧道,覆盖层松散、软弱的围岩条件以及地质岩性地层的偏压造成隧道出现超过设计规定的变形、甚至出现坍塌情况的关键因素。
在隧道设计阶段,针对处于浅埋段且受到严重偏压的情况,应进行专门设计防止隧道成型结构物受到影响而出现失稳事故。
在施工阶段,针对浅埋偏压段的施工严格按照设计要求并结合现场实际采取可行有效的措施进行施工,防止出现质量问题及安全事故。
2 常用施工方法举措
浅埋偏压隧道属于公路不良地质隧道开挖施工中较为复杂的浅埋段及偏压段等不良地质地段的组合,同时一般还伴有岩石破碎、属于软弱岩层、含水量大等其他不良地质条件,给施工过程带来较大的难度。
因此,针对浅埋偏压隧道洞口及洞身施工分别选择合适的施工方法是确保浅埋偏压隧道段施工质量及安全的前提条件。
2.1 洞口段常用施工方法举措
针对浅埋偏压隧道洞口段的施工方法举措比较丰富,比较常见的施工方法举措有砂浆锚杆表层打设法、表层压浆法、平衡压力法等。
具体施工方法举措及适用范围如下。
一是砂浆锚杆表层打设法举措,就是根据现场情况按设计以一定间距和深度打设锚杆孔,经检查合格后再插入锚杆在及时填入设计强度的水泥砂浆予以锚固加固土体;表层打设加固范围通过具体计算确定,主要适应于洞口浅埋开挖段中洞口顶土体处于斜坡体的地段。
二是表层压浆法举措,按梅花型或方形布置打设压浆孔道,根据设计及现场实际情况确定压浆处理范围及孔道深度,插设压浆管道,拌和制作合格压浆浆液,通常采用纯水泥拌制,特殊情况可增加水玻璃等其他速凝材料进行拌制,并按设计及现行相关规范要求进行压浆作业,压浆完毕后及时对压浆通道顶部进行加强连接使之形成整体受力;主要适应用浅埋偏压隧道洞口附近地表岩层破碎、空隙大且极易出现整体塌方的地段。
三是平衡压力法举措,针对浅埋偏压段,侧重于偏压的处治,即通过在临空面处设置反挡混凝土、钢筋混凝土以及预应力钢筋混凝土构筑物、对产生偏压的源头即高的山体土石方进行消减反压在临空面侧的双重平衡措施予以处理;一般先进行偏压临空侧的反挡工程的施工,即根据岩体情况选择相应工法,在岩体完整性较好的情况下,通过按一定间距设置抗滑桩或锚索抗滑桩或为加快施工进度采用型钢桩、钢管桩等抗滑设;在岩体比较差甚至是土体的情况下,建议采用预应力锚索与板及格构配合使用,或者在石料丰富地区直接采取挡墙加固举措予以处理;在采用平衡压力法的开始,及时对原状山体软弱部分进行夯实平整,根据山体实际地形开挖环形排水沟和截水沟,保证排水通畅;平衡压力法主要适用于浅埋偏压段洞口段各种地质情况。
2.2 洞身段常用施工方法举措
对于浅埋偏压隧道洞身段的施工方法举措主要有超前强(超强)支护方法、分部分块开挖方法、初期强(超强)支护方法、二衬衬砌早强(提高)强度方法等,减少或消除浅埋偏压隧道所受到的超设计及规范的偏压力。
具体如下。
一是超前强支护甚至超强支护的施工方法举措,在浅埋偏压段隧道洞身为开挖前,在待开挖作业面的上部设计指定范围内,采用专用机械设备进行孔道的打设钻机施工,根据设计及实际地质情况,决定孔道加密数量及插设的关键性加固材料如加强型锚杆、大钢管、加强小导管等强度高的钢管,并根据情况进行压浆作业,并及时对管间采取措施进行连接,确保整体受力效果;主要适用于具有显著的浅埋偏压且岩体软弱破碎地段。
二是分部分块开挖方法举措,主要采取新奥法里的适用于软弱浅埋偏压型隧道岩层的开挖作业,具体有分两级或三级台阶进行分部分块开挖、环向留取核心土体进行分部分块开挖、中(交叉中)隔壁(C(R)D)法进行分部分块开挖、单(双)侧壁导坑开挖几大类;其中,两级或三级类多台阶开挖方法一般分上、下或上、中、下台阶,台阶间长度根据设计及现场地层地质情况以及施工作业实际划分,同时根据地质情况配合好超前强支护措施。
主要适用于浅埋偏压段较好地层和较好地质地段;环向留取核心土开挖方法一般将开挖划分为三大区域,即环向上拱形部位、底部以及中间预留核心土部位,通过先进行环向上拱形部位的开挖及支护,在进行留取核心土部位开挖,最后再进行底部开挖的主要顺序进行开挖作业,主要适用于处于软弱岩层地质中的浅埋偏压地段的隧道开挖施工;中隔壁(CD)法主要以多级台阶开挖为基础将隧道开挖再从大致中间进行竖向划分,按设计及现行规范规定的既定程序进行有序开挖,且需及时设置临时中隔壁构造物,主要适用于存在不稳定岩层以及地层较差的浅埋偏压隧道段的开挖施工;而交叉中隔壁(CRD)法主要也是以多级台阶开挖为基础将隧道开挖再从大致中间进行竖向的划分,与CD法不同的是,无论开挖划分的跨度大小还是台阶间距都设置较短,以确保施工安全,再按设计及现行规范规定的既定程序进行有序开挖,且需及时设置临时中隔壁构造物,主要适用于存在极不稳定岩层以及地层极差的浅埋偏压隧道段的开挖施工。
三是初期强支护甚至采取超前支护的方法举措,即通过设置加强型锚杆或锚喷结合方式甚至采取钢拱架、钢格栅等具有超前支撑能力的钢结构来快速封闭掌子面,确保围岩变形可控及施工安全。
四是二次衬砌采用早强型混凝土或者采取高一等级强度的混凝土,让二衬衬砌尽可能早的发挥作用。
3 结语
在公路浅埋偏压隧道施工过程中,上述常用方法需根据设计及现行规范要求并结合现场施工实际条件情况予以择优运用;同时,也可根据实际情况的变化选择两种或者多种变化使用或综合应用,真正解决浅埋偏压隧道所遇到的问题和困难。
确保隧道施工质量和安全。
参考文献:
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