高速公路隧道洞口浅埋段施工技术分析
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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。
隧道浅埋段开挖及支护施工技术研究【摘要】随着我国社会经济以及科学技术的发展,基础设施建设也随之逐渐引起了国家以及社会各界人士的关注,并开始加大了对其投入的力度,使得我国基础设施建设获得了以往从未有过的提高,当前,密布全国的交通路线网特别是公路网已经建成,公路隧道的修建也愈来愈受到重视。
本文本文将以某隧道浅埋段为例子,详细介绍上下台阶法开挖及支护的施工技术【关键词】上下台阶法;开挖;支护;隧道浅埋段中图分类号: tu94+2 文献标识码: a 文章编号:1.前言当前,我国改革开放逐渐深入,国民经济也随之得到了巨大飞跃,隧道工程也愈来愈受到各界人士的关注,并获得了以往从未有过的成绩。
隧道穿越的地质条件随着长度的加长而变得越来越复杂,所以,在复杂地质条件下,隧道设计和施工提出了更高标准、高难度的要求。
2.隧道开挖技术隧道开挖要遵循确保最大程度不对围岩造成扰动前提下选择符合隧道工程特点的开挖以及挖掘的办法,并有利挖掘施工的快速进行。
即不仅对隧道所处位置的地质条件、周围环境进行了解,还要对隧道周围岩石坚硬程度进行掌握,在此基础上,选择一种既能适应隧道地质条件及其变化又有利于挖掘进度推进的开挖以及挖掘方式,并尽量不对隧道周围岩体造成干扰。
隧道开挖方法从广义上来讲指的是开挖成形的方法。
开挖方法按照隧道横断面分布状况来看,可以分为台阶开挖法,全面开挖法以及留核心土台阶开挖法等。
下面我们将会结合实际案例,主要对台阶开挖的应用进行详细分析。
台阶开挖法指的是,将隧道设计断面以上半断面与下半断面进行划分,再一个断面一个断面的进行开挖成型。
对于iii、iv级围岩并且含软弱夹层带或节理发育地段采用台阶开挖法最为适宜。
3.隧道支护方法隧道支护方法有很多,包括锚杆支护、钢支撑、注浆导管超前支护以及管棚超前支护等,本文主要研究注浆导管超前支护以及管棚超前支护两种方法。
(1)隧道浅埋段注浆导管超前支护。
在超前支护方法上,超前注浆导管与超前锚杆的施工原理以及作用基本相似,其原理可以分为三种,即联结、组合以及整体加固原理;而被灌入地层的浆液将以渗透、填充以及密挤的方式挤走岩石缝隙中的土颗粒以及空气后而充实岩石缝隙,将原本疏松的土粒胶凝结形成一个完整的整体,经一定时间后原本松散的岩体将变得更加坚固,形成刚度更大、防水性能好的土层加固圈,从而增强了岩土体的稳定性。
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\软弱围岩超小净距隧道施工技术摘要现行公路隧道设计施工规范中没有明确规定超小净距隧道的设计施工规程,本文结合工程实例详细介绍了超小净距隧道的施工方法、中岩墙加固、控制爆破、监控量测等关键技术,保证了超小净距隧道施工的质量和安全。
关键词浅埋双洞超小净距软弱围岩施工技术1工程概况法马坡隧道为双线隧道,是云南省普立(黔滇界)至宣威高速公路的重点控制性工程,位于云南省宣威市宝山镇白家村,隧道左洞全长395m,其中Ⅴ级围岩244 m,Ⅳ级围岩151m;隧道右洞全长396m,其中Ⅴ级围岩286.65 m,Ⅳ级围岩109.35m。
法马坡隧道左、右洞相距较近,两隧道中线距离约15m,隧道净距约1.28~2.63m,为超小净距隧道;每座隧道开挖断面为106~114m2,属大断面隧道。
隧道最大埋深约38m,洞口段最浅埋深不足1.0m,下穿宣文二级公路和村庄,隧顶地表密集分布砖木结构的居住民房,公路有运煤重车行驶,浅埋偏压地段较长。
隧道地质构造复杂,不良地质和特殊地质多,沿隧道洞身出露地层主要为第四系全新统杂填土、第四系全新统残坡积粘土及二叠系上统宣威群页岩夹砂岩、薄层煤层。
2工艺原理浅埋、软弱围岩超小净距隧道施工以新奥法为依据,合理安排隧道先后开工顺序,把围岩较差的洞室作为先行洞,按同工序保持一定距离平行施工,将开挖面合理划分单元,自上而下实施有序分部开挖;喷、锚、网、型钢拱架联合初期支护随挖随护,紧跟工作面;采用光面爆破和微震控制爆破技术以及对拉锚杆预加固中岩墙技术,使初期支护体系、中岩墙与围岩共同组成承荷体系,充分发挥围岩自稳能力;建立监控量测体系,实施信息化管理,保证施工过程处于受控状态。
3施工操作要点3.1 超前地质预报由于受开挖方法的影响及现场条件的限制,隧道施工采用GPR地质雷达和超前水平钻对掌子面前方地质情况进行探测预报,选择合适的施工方法及加固措施。
3.2 双线并行隧道开挖施工顺序选择围岩较差、埋深较浅的隧道先施工,根据洞口施工条件,从出口端独头掘进。
大断面高速公路浅埋偏压隧道施工大变形研究摘要:本文结合平阳高速公路大南山隧道出口端浅埋偏压段施工,对围岩破坏的原因从应力角度和位移角度做出了分析,同时对大断面高速公路隧道在浅埋偏压条件下的施工方法做出分析。
并根据分析总结围岩支护的措施,提供塌方原因分析和预防措施,为大断面高速公路浅埋偏压隧道安全施工提供了理论支持。
关键词:大断面隧道浅埋偏压大变形一.大断面高速公路浅埋偏压隧道施工概况以往我国的两车道和单车道隧道已经远远不能满足我国不断增加的公路车流量。
为了满足不断增加的交通量,高速公路隧道不断向三车道和四车道发展,但是三车道和四车道高速公路隧道由于开挖断面较大,隧道施工安全性远远低于单车道和双车道隧道。
在浅埋偏压地段,大断面高速公路隧道经常因为施工大变形而发生失稳等意外事故。
随着高速公路的发展,部分大断面隧道经常穿越复杂的地质体系,这对施工造成了极大的安全隐患。
在隧道选线时,可以采用一些新思路、新规划,将安全、和谐、舒适的理念贯穿在工程的选线过程中,改变以往传统的山体切挖的方式,转而设计多处不同大小的隧道,在开挖过程中注重保护天然水系和农田,在农田上采用高架桥梁,尽可能的避免损坏风景名胜和村落遗址。
以国务院批准的国家高速公路网山西平阳高速公路中的大南山特长隧道为例,隧道位于喀斯特侵蚀剥蚀中、低山区,地表植被发育,地下水发育,岩层风化严重,溶蚀严重复,隧道地质条件复杂。
大南山隧道出口端300m范围内为浅埋偏压地段,围岩的主要构成有粉质黏土混碎石、全风化泥灰岩、坡积层,由于地表水的常年渗透,围岩内部节理密布,很容易发生滑塌。
洞室内层状全风化泥灰岩由于区域应力的调整,有多处呈现x型错动和s型扭曲,围岩的自稳能力大大削弱。
二.大断面浅埋偏压隧道开挖过程中的危害在浅埋偏压的地质条件下施工会产生多种危害。
因此在隧道开挖过程中要重视因地制宜的修改支护参数,对可能出现的险情进行有效的预防和及时的干预,将隧道开挖过程中可能出现的危害降到最低,以减少灾害带来的损失。
高速公路隧道工程中的小净距隧道施工技术摘要:隧道施工中受到地形因素的影响,经常会遇到小净距浅埋隧道,该类型隧道施工安全风险大,应加强控制。
为此,结合具体工程实例,分析了工程主要特点、难点,对隧道施工中的洞口段、洞身工程开挖与支护、中岩柱加固等技术要点展开探讨,同时采取了合适的技术措施,有效保证了隧道掘进、支护等施工的推进。
关键词:隧道工程;浅埋小净距;大断面;施工技术;在建设高速公路时,经常可能需要建设隧道,但隧道施工地质环境特殊,易受到水文、线形等因素的影响,大多会选择设计小净距隧道。
但是,很多小净距隧道的技术仍处在实践检验和理论摸索的阶段,尚未形成统一的结论和认识,研究小净距隧道的施工技术具有重要意义。
1工程概况巫溪—开州高速公路WYKTJC2项目起讫里程分别为K99+780、K118+369.408,项目全长超过18km,主要涉及路基、桥涵、隧道、改路改沟等方面的施工。
本项目处于四川盆地东侧的川东平行岭谷区域,项目中,横梁子隧道被设为小净距段隧道,左、右两幅的桩号分别为ZK103+626—ZK104+032、K103+618—K104+026,长度分别为406m、408m,最大埋深分别为118m、121m。
2工程主要特点及难点(1)隧道使用了Ⅳ、Ⅴ级围岩进行建造,该隧道属于典型的软弱围岩结构,由于其开挖断面可达106~113m2,属于典型的大断面隧道。
因此,在本项目施工的时候,尤其需要关注结构的稳定性和安全性。
(2)本隧道属于小净距隧道,中岩柱厚度维持在1.28~2.63m 范围内,考虑到隧道左、右洞的施工会互相干扰,因此,中岩柱的稳定性将对施工安全有着直接的影响。
(3)隧道地质条件特殊,地质中包含了煤地层、瓦斯,施工过程中隐藏了较大的安全风险。
(4)勘测发现该隧道埋深较浅,出口端出现明显偏压,周围还分布了村庄、建筑、公路等,来往车辆频繁。
测量得该项目最大埋深达38m,施工过程中极有可能会造成坍塌、开裂和沉降等问题。
黄石岩隧道左线进口端洞口浅埋偏压施工技术本文主要介绍了和榆高速公路黄石岩隧道左线进口端,浅埋、偏压软弱围岩及山体滑坡隧道洞口处理的施工方法,对同类地质条件下隧道进洞施工有一定的借鉴经验。
标签:隧道洞口浅埋偏压施工一、概述山西和榆高速公路是山西汾阳至河北邢台高速公路的一部分,是山西省高速公路网3纵11横11环的重要组成部分。
和榆高速黄石岩隧道,为分离式四车道长隧道,其中左线长1274米,右线长1101米,所经区域海拔高程为1223-1328米,相对高差105米。
黄石岩隧道左线进口所在山体平均坡度约为10度~20度,非常陡峭,且山体大部基岩出露,表层局部有新黄土覆盖;山体岩性为新黄土与强风化岩层,岩体破碎,节理裂隙极发育,自稳能力极差。
二、洞口浅埋偏压情况说明黄石岩隧道左线进口洞口左侧埋深为27米,右侧埋深只有1.8米,属于典型的浅埋偏压洞口。
在洞口边仰坡开挖过程中,发现围岩极其破碎,稳定性非常差,开挖过程中洞顶出现2-6mm宽长度不等的山体裂缝,经建设单位邀请多名隧道专家、地质专家到现场勘察后,证实黄石岩隧道进口左线洞顶上方山体为滑坡体,滑坡体年代不详。
专家结论:黄石岩左线隧道仰坡以上土体沿软弱夹层剪切变形,受岩层产状控制移动趋势朝向洞口,隧道开挖易造成山体失稳滑塌。
三、隧道洞口浅埋偏压施工处理为减少施工对山体的扰动,減小山体滑坡的可能,保证隧道安全进洞及通车后的安全运营,结合洞口浅埋偏压实际,经组织专家进行方案选比,最后确定了“先稳坡、后进洞”的施工方案:首先施工洞顶截水沟,布设地表沉降观测网;洞口开挖边仰坡施工,锚网喷支护;套拱及Φ108大管棚超前支护施工;山顶钢花管注浆加固山体;洞口抗滑明洞施工,增强隧道正面抗滑能力;侧面抗滑反压挡墙施工;正面抗滑桩及抗滑挡墙施工;洞顶反压回填;隧道进洞施工。
(1)测量及监控量测按设计做好洞口地表复核,洞口边仰坡开挖边线放样工作;布设地表沉降观测点,测点沿地面布置在隧道中心线及其两侧各4个点(共12个点)。
Qian mai pian ya gong lu sui dao dong kou shi gong ji shu 浅埋偏压公路瞇道洞口施工技术■范江涛当前我国高速公路行业得到了迅猛的发展,但是随着行业发展的深入,越来越多的路段施工受到了复杂地质情况的影响,因此所需要的施工技术也逐渐严格。
针对公路隧道洞□部门,地质情况复杂,存在顺层偏压以及土质松散等情况,尤其是在云贵高原一带,进行公路隧道施工时,很容易发生坍塌以及塌方等严重事故。
本文所选择的高速公路案例,作为云贵地区的高速建设项目,其隧道洞□段的地质情况十分复杂,容易发生各种事故。
—、项目概况云南省普立(黔滇界)至宣威高速公路作为云南省的重点高速建设项目,项目所在隧道为一座分离式隧道,测量中线距离约为40~48m,左、右幅隧道累计总长3175m。
隧道最大埋深136.7m。
每幅有效净空(宽x高)14.5mx5.00m o项目位于滇中高原和黔西高原分界处,地貌主要受构造、侵蚀、剥蚀、岩溶作用控制,路线所经区域可细划分为三类较小的地貌单元:岩溶地貌、侵蚀构造地貌、侵蚀地貌。
二、浅埋偏压洞口的危害在浅埋偏压公路隧道洞□路段,地质情况往往是土质松散,并且围岩结构非常不稳定,所能够承载的力较低,容易出现地表沉降的情况,在严重时会导致坍塌的安全事故发生。
在这一路段进行施工时,施工难度非常大,其形成原因是因为地形上的不对称,从而导致横截面的荷载不平衡,最终导致隧道结构压力增大,结构在剪力影响下发生变化,严重时就会出现整体坍塌,洞内支护变形进而下沉,由此导致隧道内部施工容易出现安全事故。
三、采取的施工技术、方法注浆加固土体在进行浅埋偏压洞□施工时,先对洞□周边的土体进行加固,具体而言就是采用大小管棚注浆的方式,从而让浅埋偏压路段的松散土体凝固,加强土体的稳定性,避免 发生滑坡等事故。
2.设置偏压挡墙针对隧道路段之中,偏压情况比较严重的一面,可以采用设置偏压挡墙的方式来进行施工,这种方式既能够平衡偏压路段的侧向压力,并且也能够在施工时,为山体和土体之间增加侧向的固定,避免发生安全事故。
三车道大跨隧道浅埋土质地层段施工技术施家梁隧道位于北碚区施家梁镇境内,是重庆外环高速公路北段项目的重点控制性工程之一,也是我国在建的最长的三车道大跨隧道。
本文结合施家梁隧道进口端施工过程中采用的一些施工方法和技术参数来浅谈大跨度隧道在洞口浅埋土质地层段的施工技术方法。
1 工程概况及特点施家梁隧道属特长隧道,设计为双洞六车道,隧道左线(LK43+107~LK47+410)全长4303m,右线(LK43+103~LK47+370.5)全长4267.5m。
隧道地质结构复杂,围岩破碎,Ⅳ、Ⅴ级围岩占67.5%;进口浅埋段地层表面覆盖第四系全新统崩坡积层、残坡积层粘土,下伏岩层主要为泥岩、粉砂质泥岩。
隧址区由于地下水接受补给的来源单一,主要为大气降水,故地下水动态变化同大气降水密切相关,随降雨量的变化而变化。
左右线之间有一冲沟,每当暴雨发生,地表排水通畅,山洪暴发时消涨亦快。
隧道最大开挖宽度17.82m,最大开挖高度12.47m(含仰拱),最大开挖断面177.1m2。
设计荷载为公路—Ⅰ级,计算行车速度100km/h;建筑限界宽14.5m,高5.0m。
隧道衬砌内轮廓为三心圆曲墙结构,内净空面积100.69m2。
隧道衬砌支护采用复合式衬砌,初期支护以锚、网、喷为主,并辅以超前小导管/超前锚杆及钢支撑支护,二次衬砌为模筑混凝土(钢筋混凝土)。
左线设计路堑式明洞70m,右线18m。
暗洞施工时首先采用50mφ127mm 超前大管棚预支护作为施工辅助措施。
2 浅埋土质地层段施工方案2.1 基本原则2.1.1 短进尺掘进:在隧道进口浅埋软弱地段,人工配合挖掘机严格按短进尺开挖,局部坚石采用弱爆破掘进。
2.1.2 初期支护紧跟:尤其在软弱围岩段,地压增长快,自稳时间短。
锚、网、喷及钢支撑架设工作在爆破、排险后马上施作,基本与出碴同时或交错进行,尤其在地层破碎或构造带地段更要紧跟,以保证围岩稳定。
2.1.3 为维护开挖周边稳定,开挖必须形成平顺的开挖轮廓,不但对维护围岩稳定有利,也为后续工序创造良好条件,同时有效地控制超欠挖,也是提高企业经济效益的有效途径。
1.工程特点分析1.1.隧道洞口条件差京承高速公路(三期)工程沙厂2号隧道处于华北地台燕山台褶裙带中段,密怀穹隆东部,主要构造为密云—墙子路断褶带。
隧道出口洞口段地势平缓,以全风化-强风化花岗岩为主,围岩较破碎,自稳能力差,为Ⅴ级围岩,开挖后易坍塌。
1.2.典型的浅埋隧道根据公路隧道施工技术规范第144页规定,覆盖层不足毛洞洞跨2倍的隧道或区段属于浅埋隧道,应采用浅埋段施工方法施工。
由施工图知沙厂2#隧道右线出口1K83+500~1K83+545段埋深为2~15m,覆盖层厚均在毛洞洞跨1倍以内,为典型浅埋隧道。
1.3.开挖断面大设计最大开挖宽度:Ⅴ级15.41m。
设计最大开挖高度:Ⅴ级11.17m。
每延米开挖数量:Ⅴ级140.8m3。
2.进洞对策与措施2.1.在拱部180°范围设φ108超前大管棚预注浆支护措施对于软弱破碎围岩隧道,超前长管棚预注浆是安全有效解决进洞的措施之一,能起到防坍限沉作用。
2.2.采取双侧壁导坑法开挖施工方法选择不当,会严重影响工程施工速度和造价,同时也影响施工安全。
根据国内外的经验,从施工安全考虑,结合工程实际,选择双侧壁导坑法开挖进洞(双侧壁导坑法适用于浅埋大跨度隧道以及地表下沉量要求严格而围岩条件差的情况)。
支护措施:系统锚杆采用R25中空注浆锚杆,每环25根,长度为4.0m;加强措施采用格栅钢架,纵向间距75cm;钢筋网采用Φ6.5钢筋网,网格尺寸为20cm×20cm; C25喷射混凝土厚度25cm;预留变形量10cm(视情况可调整)。
3.施工方案与技术3.1.总体施工方案与技术进洞严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早闭合、勤量测”的施工原则。
根据围岩情况、开挖断面及隧道浅埋的特点,采取超前长管棚支护后双侧壁导坑法开挖进洞。
3.2.施工工艺流程3.3.施工方法及步骤3.3.1.洞口超前支护由于洞口Ⅴ级围岩破碎,采用超前大管棚预注浆支护后再进行掘进进洞施工。
高速公路隧道洞口浅埋段施工技术分析
发表时间:2018-12-24T16:36:19.653Z 来源:《基层建设》2018年第32期作者:郑少灿
[导读] 摘要:在隧道施工过程中,隧道洞口浅埋段稳定性较差,需要通过围岩加固技术提高稳定性,以保障施工安全。
广东交通实业投资有限公司广东广州 510000
摘要:在隧道施工过程中,隧道洞口浅埋段稳定性较差,需要通过围岩加固技术提高稳定性,以保障施工安全。
本文以高速公路隧道工程为例,通过对洞口浅埋段围岩加固技术、隧道洞口段开挖技术进行分析,并探讨了隧道施工监控量测技术、超前地质预报技术在隧道洞口施工中的应用以及隧道洞口浅埋段坍塌防范措施。
关键词:高速公路;隧道洞口浅埋段;施工技术
0引言
在整个高速公路的施工过程中,隧道工程施工是至关重要的。
受地质环境和周边自然环境的影响,隧道洞口浅埋段的施工繁琐且艰难,需要注意的问题较多。
这一系列问题处理不当会导致高速公路隧道坍塌,影响工程进度、质量,造成不必要的人员伤亡。
因此,在高速公路隧道洞口浅埋段施工之前,要排查和清理周边一切可能导致隧道危险发生的因素,保证在每个环节上都具备科学合理性。
1.工程项目概况
大潮高速公路,北起梅州,南至潮州,并设置大漳支线连接至福建省漳州市,是广东省高速公路规划网的重要组成部分。
该项目全长约121km,共设15座隧道,共13690延米。
大潮高速公路隧道较多,其中东溪山隧道和大东隧道具有代表性,隧道洞口的浅埋段地质条件较差,施工期间遇到较多的问题。
2.隧道洞口段浅埋段的加固技术
2.1预注浆技术
在隧道的施工过程中,由于隧道洞口围岩部分的稳定性较差,首先要做好加固工作。
具体操作方法如下:第一步,要把隧道洞口的上方挖开,使其成为一个拱壳的形状;第二步,使用一次性全孔注浆技术对隧道洞口的地表进行注浆加固,此方法是为了避免隧道的坍塌。
如果由于地质问题出现隧道严重塌孔现象时,可以采用分段注浆。
要想得到有效的效果,水灰的比例要控制在1:1的标准比例。
如果地表注浆难以进行,可以采用帷幕注浆法对其进行注浆加固。
操作方法如下:首先对地表进行洞口的开挖工作,根据实际情况挖2m左右即可。
然后对此洞口进行浆墙浇筑工作。
最后再用混凝土对洞口实施密封工作。
填充后洞口的排列应设置为梅花形,其尺度大致为2m左右。
还可以利用锚杆的办法,把地表层做好衔接工作。
需要注意的是,使用此方法的前提是锚杆材质必须是抗拉强度极高的玻璃纤维。
以防在使用的过程中,锚杆发生断裂造成事故[1]。
2.2洞口土方刷坡和锚网喷施工技术
洞口土方刷坡之前,要先进行洞顶截水沟及临时排水的实施工作。
在边坡坡顶上做截水沟,防止水流顺坡面漫流,洞顶截水沟、隧道边沟与路基边沟顺接组成排水系统,路基边沟没有完成之前,可以在施工场地两侧做盲沟把水排出,防止水流冲刷造成事故。
洞口边仰坡开挖应避开雨天,开挖防护从上到下逐步进行,边开挖边防护,以保证边仰坡的稳定,边仰坡开挖坡率按1:1和1:1.25控制。
边仰坡开挖主要采用挖掘机开挖,装载机倒碴至道路边后采用自卸汽车运输至指定地点。
在对边坡和仰坡进行挖掘作业时,会遇到暴露的围岩,锚网喷体系进行封闭是一个比较好的处理方案,在施工中要使用风钻机来进行施工。
在封闭之前应留出疏水孔,呈梅花形布置[2]。
2.3预支护施工技术
预支护施工技术,一般采用超前小导管注浆对围岩进行加固,以提高其稳定性。
在使用小导管注浆的过程中,应与钢拱架结合使用。
在对隧道进行加固施工时,隧道边坡和仰坡也要进行严格的密封工作。
在修整检查洞面时,要把钢架安装于贴近洞面的位置,用焊接的方式使小导管固定下来,同时把浆液注入小导管,使其形成稳定的体系。
超前小导管预支护设计图如图一所示。
图一、超前小导管预支护设计图
除此之外,还可以利用大管棚进行支护。
利用大管棚进行支护,主要是通过对管棚注浆得以实现。
具体操作如下:首先采用潜孔钻机
钻孔,将核心土作为钻机平台,从拱顶向两侧顺序钻孔,随着孔位高度的降低,降低核心土平台高度。
然后采用人工结合钻机顶进的方法安装加工好的钢管,钢管除尾端2.5m以外,剩余部分管壁上钻10mm压浆孔,孔间距15cm,呈梅花形布置。
最后进行注浆,钢管导向管间隙用速凝水泥或其他堵塞严密,以防注浆冒出。
注浆液采用水泥浆液,水泥浆水灰比为1:1。
管棚注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则[3]。
3.隧道洞口段的开挖技术
由于隧道洞口地质较差,为了提高工程的安全性与稳定性,一般严禁全断面开挖法进行施工,较为常用的方法主要有核心预留台阶法与双侧壁导坑法。
核心预留台阶法主要适用于四级和五级软弱围岩。
采用此方法主要是预留核心土,并控制好台阶的长度。
对上台阶进行开挖时,为保证稳定性,通常采用风钻机进行弱爆破开挖。
下台阶开挖时,应先开挖两侧,最后开挖核心土。
在洞口开挖施工前,应对地质条件进行判断,地质条件允许的条件下,方可进行挖掘作业,并将挖掘的参数控制在一定范围之内,这样会提高工程的稳定性。
如果洞口稳定性较差,应使用双侧壁导坑法进行施工。
在开挖导坑时,尽量减少对围岩的扰动,导坑断面近似椭圆,周边轮廓圆顺,避免应力集中。
操作方法如下:首先开挖一侧导坑,并及时地将其初次支护闭合。
然后在相隔适当的距离开挖另一侧导坑,并建造初次支护。
其次开挖上部核心土,建造拱部初次支护,拱脚支承在两侧壁导坑的初次支护上。
接着开挖下台阶,建造底部的初次支护,使初次支护全断面闭合。
最后拆除导坑临空部分的初次支护。
4.隧道施工监控量测和超前地质预报技术
在隧道洞口施工过程中,由于地质情况较差,应采用隧道施工监控量测和超前地质预报技术进行监控,目的是掌握围岩地质和支护的形变率,保证施工质量和安全,以防止事故的发生以及在发生事故时及时作出处置措施。
隧道施工监控量测技术主要的监测方法有地表沉降观测、地质和支护状况观察、周边位移量测和拱顶下沉量测等。
监控量测技术可以及时掌握并反馈隧道围岩和支护结构的实时情况,如果隧道围岩发生了变化、支护发生了变形以及其他问题,通过监控量测技术可以及时的进行了解。
隧道施工监控量测技术需要重视测点的布置和保护,确保数据真实可靠。
超前地质预报技术主要包括地质雷达技术、红外探水技术和地震波反射法。
此三种方法各有其优缺点,需要根据实际情况灵活使用。
超前地质预报技术可以有效地预报隧道围岩情况,并根据数据划分可能出现的地质灾害风险等级。
需要注意的是超前地质预报技术采集的数据要真实准确,才能为分析结果提供保障,从而指导施工[4]。
5.隧道洞口浅埋段发生坍塌防范措施
在隧道洞口进行浅埋段施工之前,应该将阻碍施工的安全因素考虑其中,从而制定针对性的防护措施,将危险程度降低至最小化。
下面以隧道坍塌为例分析防范措施,具体如下:
(1)认真编制进洞施工方案,全面规划,合理安排。
对软弱围岩、不良地质、特殊地质路段应组织论证,确定钻爆、掘进、支护方案。
(2)隧道洞口浅埋段遵循十八字方针,即“管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤量测”。
软弱围岩隧道除遵循以上方针外,还应遵循“超前探、严治水”的方针。
(3)以“早进洞,晚出洞”为原则,以追求“零开挖”为理念,最大限度地降低洞口边坡仰坡的开挖高度,以保证山体的稳定,减小对洞口自然景观的破坏。
(4)提前做好洞顶截水沟,及时做好洞口排水系统,防止地表水的冲刷。
6.结语
由此可见,高速公路隧道洞口浅埋段施工方案要科学合理,必须充分考虑当地的地质水文情况、自然环境、自然灾害等因素。
在高速公路隧道洞口浅埋段的施工过程中,为了保证施工的质量和安全,需要对预注浆技术、洞口土方刷坡和预支护技术等围岩加固措施以及开挖方法灵活应用,并且利用隧道施工监控量测和超前地质预报技术实时监控并反馈信息。
在检测到不利于施工的因素时,要及时修改计划,防止隧道坍塌事故发生,以保障施工人员的安全。
参考文献:
[1]杨舒淳.高速公路隧道洞口浅埋段的施工技术[J].工程建设与设计,2016(03):85-87.
[2]陈廷龙.探讨高速公路隧道洞口浅埋段施工技术[J].黑龙江交通科技,2017(09):162-163.
[3]宗柱.高速公路隧道洞口浅埋段施工技术探析[J].工程建设与设计,2018(03):113-114.
[4]朱炯.公路隧道施工监控量测与超前地质预报技术现状及思考[J].四川水泥,2018(05):183,263.。