大跨度小间距隧道施工要点分析
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大跨径隧道适宜的施工方法和施工步距分析土隧道施工的相关经验,从安全和进度两方面着手,对黄土地区大跨径隧道适宜的施工方法和施工步距进行了全面梳理,特别是针对中隔壁法和双侧壁导坑法施工步距提出了具体要求,为工程建设提供可靠的参考依据。
随着经济的快速增长,高等级公路逐步从平原微丘区向地质条件差的山岭重丘区发展,为适应地形、地貌、缩短里程不可避免地在不良地质段修建高等级公路隧道,如在浅埋黄土条件下修建隧道不仅增加了施工难度,且影响施工安全与质量。
黄土隧道因特殊的工程性质,研究和总结其施工方法具有十分重要的意义,而施工步距将对隧道施工进度和安全性起到关键性作用。
既要处理好黄土的湿陷性,还要安全、优质、快速的施工,因此必须采取科学的施工方法,有效的技术措施,合理的施工步距,才能确保黄土隧道的施工安全和施工进度,控制拱顶沉降及地表下沉值,控制边墙收敛值等,从而达到防止隧道坍塌等灾害的发生。
本文以桃花峪隧道工程为背景,对黄土地区大跨径隧道施工步距进行了全面梳理,特别是针对中隔壁法和双侧壁导坑法的施工步距提出了具体要求,在确保施工安全的前提下,施工作业以较快速度推进。
0.工程概况武西高速公路是北连接河南省干线公路焦作至郑州高速公路,南连接国道主干线连霍高速公路的新建高速公路,其中穿越邙山黄土丘陵区,在K36+650~K37+260处设置桃花峪隧道。
桃花峪隧道设计为小净距隧道,单洞开挖跨度约为17.3m,开挖断面达173.8㎡,埋深多在20m 左右,最大埋深55m,最小埋深不足1m。
隧道下穿桃花峪风景区及一个村庄。
隧道区穿越不良地质湿陷性黄土,湿陷类型为非自重湿陷性黄土,湿陷等级为I级(轻微)。
湿陷性黄土是本工程的重点和难点之一,而选取合理的施工方法及施工步距就是本工程的关键。
1.施工方法洞身开挖应根据围岩情况、断面大小、埋深、地表沉降等,选择适宜的施工方法。
为了最大限度地利用围岩自承能力,必须采用有利于减少超挖、减少围岩扰动的开挖方法进行洞身开挖。
小间距平行隧道施工加固措施和影响因素分析摘要:文章通过案例分析的方式,对小间距平行隧道施工加固措施进行分析,并探究不同加固方式受加固范围的影响,从而确定合理的加固范围以及影响加固的因素,以便为小间距平行隧道加固施工提供参考,保障加固措施的作用充分发挥。
关键词:小间距平行隧道;施工加固措施;影响因素在城市建设中,道路工程、管线工程、给排水工程都会对隧道施工造成影响,尤其是对隧道施工安全造成的影响十分突出,但目前针对隧道施工安全问题的研究大多集中在先行隧道加固方案的敏感性或后行隧道注浆压力、埋深等方面上,对小间距平行隧道施工加固措施和影响因素的分析较少,所以在施工中无法提供有现实意义的指导。
为此,文章结合案例对此问题进行了具体分析。
一、工程概况简述某市进行地铁修建,修建路段先行隧道与后行隧道的长分别为1012.3米、943.8米,其中盾构外径为6.34米,隧道的最小曲线半径为300米,衬砌管片的材料为C50钢筋混凝土;在该隧道区间中小间距路段的长度为244米,最小间距达到了2.48米;隧道之间的净距在2.48米至2.8米范围内,长度为94.8米,具体示意图如图1所示[1]。
施工中地层有不同土质组成,具体的有粉质粘土、粉土、淤泥质粉质粘土。
图1受土质以及地下水文环境的影响,需要在先行隧道外侧地层利用注浆管进行加固,降低后行隧道对其造成的影响,其中注浆管委钢花管,规格分别为:3m的Φ42共5跟、1.5m的Φ42共1根。
再通过对先行隧道裂缝、应变、位移等参数的监测,反复测试加固方法与加固范围,最后确定再使用台车支护对先行线隧道进行加固,隧道的各项参数都处于规范标准内[2]。
所以,通过这一过程,利用ABAQUS非线性有限元软件进行模拟分析,了解在不同加固方式下、不同加固范围以及不同地层对加固效果的影响。
二、不同加固措施对先行隧道变形的影响文章以加固、未加固进行对比分析,了解加固情况对隧道变形的影响,其中加固分为两种情况:注浆加固、注浆加固与台车加固结合。
大跨度水利水电工程隧道或隧洞施工方法研究摘要:随着我国水利水电工程建设项目的不断增多,大跨度隧洞或者隧道的施工越来越多。
本文综合了国内外现有对大跨隧道施工方法,并综合现有工程的施工实践,总结了大跨隧道施工方法的适用性。
关键词:隧洞施工;水利水电工程;施工方法引言:随着社会的不断向前推进,各种建筑基础日趋走向成熟。
值得一提的是水力资源的兴起有力地推进了水利工程的进步。
但与此同时也为水利施工的建筑带来了极大的难度和挑战。
特别是水利工程中的隧洞施工技术。
虽然发展空间得到了不断地扩大但与施工技术相比要求反而越来越高了。
可以说水利工程隧洞施工在水利工程中作用巨大。
1 隧洞施工的基本方法隧道施工过程通常包括:在地层中开挖出土石,形成符合设计轮廓的坑道;行必要的初次支护和砌筑最后的永久衬砌,以控制坑道围岩变形,保证隧道长期的安全使用。
进行隧道施工时,必须充分考虑隧道工程的特点,才能在保证施工安全的条件下,快速、优质的完成隧道施工。
隧道工程有如下特点:工程地质和水文地质条件对隧道施工的成败起着很重要甚至决定性作用;隧道施工过程比较慢 ,工期也比较长,往往成为新建铁路通车的关键;地下施工环境较差,甚至施工过程中还会恶化;山岭隧道大多穿越崇山峻岭,施工过程中运输不便,供应困难;山岭隧道埋于地下,一旦建成难以修改。
施工方法的选择应以地质条件为主要依据,结合工期、建筑物长度、断面尺寸、结构类型以及施工技术力量等综合考虑。
同时,要考虑在地质条件变化的情况下,变换施工方法的可能性。
其指导思想可概括为:1)不论何种施工方案都应确保施工的安全,并需制定相应的安全技术措施,以适应隧道施工环境差、不安全因素多的状况。
2)选择施工方法应根据设计文件、施工调查情况、地质、围岩类别、隧道长度、断面、衬砌、工期要求以及施工队伍的技术水平等因素综合考虑。
3)优先选用全断面或少分部的开挖方法,以减少施工工序 ,便于机械化作业 ,改善作业环境,利于施工安全。
大跨段隧道施工工法一、施工前的准备工作在开始施工之前,需要进行详细的施工前准备工作。
首先是确定施工方案,包括设计方案、施工图纸、施工工序等内容。
其次是选择合适的施工材料和设备,包括钢筋、混凝土、隧道灯具、机械设备等。
同时还需要对施工现场进行勘察,确定地质条件、地形特点等,以便制定合理的施工计划。
最后是进行施工人员的技术培训和安全教育,确保施工人员具备必要的技能和安全意识。
二、隧道短支撑施工隧道短支撑是隧道施工中的重要环节,它可以保证隧道在施工过程中的稳定性和安全性。
首先需要对隧道施工现场进行边坡开挖和支护,以确保施工作业的安全进行。
然后进行隧道短支撑的设置,包括支架的安装、支撑的固定等。
在设置完隧道短支撑之后,可以进行隧道的进洞施工。
三、隧道进洞施工隧道进洞施工是隧道施工的重要环节之一,它可以保证隧道的质量和进度。
首先需要对隧道进口进行开挖和支护,以确保隧道进洞工作的安全进行。
然后进行隧道的进洞施工,包括挖掘、爆破、清理等。
在进洞施工过程中,需要注意保护隧道短支撑,避免发生支撑失稳的情况。
隧道进洞施工完成后,可以进行隧道拱顶施工。
四、隧道拱顶施工隧道拱顶施工是隧道施工的重要环节之一,在这个阶段需要进行隧道拱顶的浇筑和养护。
首先需要在隧道内部设置隧道灯具和通风设备,然后进行拱顶的模板安装和混凝土浇筑。
在浇筑混凝土的过程中,需要注意控制混凝土的质量和施工工艺,确保拱顶的稳定性和承载能力。
隧道拱顶施工完成后,可以进行隧道的出洞施工。
五、隧道出洞施工隧道出洞施工是隧道施工的最后一个环节,它可以保证隧道的质量和完工进度。
首先需要对隧道出口进行开挖和支护,以确保隧道出洞工作的安全进行。
然后进行隧道的出洞施工,包括挖掘、排水、清理等。
在出洞施工过程中,需要注意隧道结构的完整性和安全性,避免因为出洞施工而引发的隧道结构塌陷等问题。
综上所述,大跨段隧道施工是一项复杂而耗费时间精力的工程,需要进行详细的施工前准备工作,同时在隧道短支撑施工、隧道进洞施工、隧道拱顶施工和隧道出洞施工等环节中要注意施工安全和质量,确保施工过程顺利进行。
大跨径小间距公路隧道进洞施工方法摘要目前我国很多公路隧道工程都处于山区丘陵地区,只有确保公路隧道设计的经济性、科学合理性,才可以真正发挥其作用,确保公路隧道工程建设的顺利开展。
在各类公路工程建设的过程中,在公路建筑物体型与布置的要求下,需要挖掘不同类型的地下洞室,加之地下工程所在之地的地质条件有较大差别,所以在隧道进洞设计、施工过程中需考虑选取不同的支护方法。
因地下工程较复杂,准确的计算参数将会难以获取。
在实际的施工过程中,施工队伍的施工经验与水平不同,也是造成隧道进洞设计与施工控制脱节的重要原因。
在设计、施工时,需要根据工程自身的具体要求对多种复杂因素进行处理。
根据广西苍昭高速公路薯良坪隧道成功进洞的案例,做出以下工法总结。
关键词:公路隧道进洞;山岭隧道;进洞工法;预控措施。
(一)公路隧道进洞洞口设计依据“零开挖”进洞理念,遵循“早进洞、晚出洞”施工原则,尽量避免对山体的大挖大刷。
隧道洞口段为浅埋顺层偏压,由于偏压隧道外侧覆盖层厚度较小,可能出现外侧岩土失稳情况。
可通过施作抗滑桩,有效改善隧道外侧岩土的力学性质,防止外侧岩土产生失稳或坍塌。
1.洞口开挖与防护浅埋偏压洞口段边坡和仰坡的坡顶截水天沟,应结合永久排水系统提前修建,防止水流冲刷边仰坡造成环境破坏。
截水沟距离边仰坡开挖线不小于5m,施工截水天沟时,沟两侧填土应夯实,并高于沟顶,以免雨水冲刷渗入截水沟基础内,截水天沟采用M7.5浆砌片石砌筑。
截水沟要在边仰坡土石方开挖之前砌筑完成,以免开挖完成后造成地表汇水过大,造成边仰坡浸水性失稳,且截水沟出口应接入路基排水系统。
边仰坡开挖采用人工配合机械,从上至下按照1:0.75的边坡坡度层层开挖,施工上、下便道选择在开挖范围不破坏外围地表和开挖边坡的适当位置,从上至下( 或分台阶) 直接将土挖至坡底平坦地带。
不良地质段,每开挖一层,立即进行边仰坡小导管临时支护,采用φ22mm 砂浆锚杆,L=3.0m,梅花状布置,间距120cm×120cm;喷射混凝土厚10cm,内设Φ8钢筋网20cm×20cm,边仰坡支护如图1所示。
大跨度小间距千枚岩隧道施工工艺浅谈摘要:通过对香溪洞千枚岩隧道施工过程中出现滑塌、侵限等病害的分析、处理,探讨大跨度小间距千枚岩隧道施工应注意的问题。
关键词:大跨度小间距千枚岩隧道施工工艺浅谈1 工程概况香溪隧道位于陕鄂界十(堰)至天(水)高速公路安康东段,安康市汉滨区香溪洞风景区,隧道区属微丘地貌,地形起伏较大。
隧道范围内中线高程310m~350m,最大高差约40m。
山体自然坡度20°~35°,植被较发育。
进、出口均位于陡斜坡,山坡处于基本稳定状态。
两端洞口处均发育有一条冲沟。
隧道左线位于线路直线段,纵坡为-2.3%。
隧道左右线进口间距22m,出口左右线间距65m,隧道最大开挖断面163m2。
隧道起止里程为zk117+484~zk117+673,全长189m,为三车道大跨度千枚岩隧道。
隧道地表为回民墓葬区,墓葬众多,并在zk117+645处穿越香溪洞旅游专用公路,隧道埋深仅为10m。
地质情况复杂,围岩较差,主要为v级强风化千枚岩,支护形式为v浅埋(加管棚)30m、vx浅埋加双层小导管40m、v浅埋加双层小导管56m、v浅埋30m管棚、8m回填暗挖,隧道左线出口段埋深为1~23m,最大埋深40m。
明暗洞交界里程分别为zk117+499、zk117+663。
隧道断面图如下:2 地质特性香溪隧道隧址区属第四系覆盖层薄,大部分路段基岩裸露,出露岩层为志留系梅子垭组(s1m)千枚岩,岩体呈褐黄色、灰绿色,强风化,变余泥质结构,千枚状构造,受断裂带构造影响,节理裂隙发育,岩芯多呈碎屑状和碎块状,岩质软,岩体极破碎,局部炭质含量较高,片理发育,片理面手感光滑,有丝绢光泽,岩质较软,岩体极破碎,自稳能力差,开挖时拱部易坍塌,侧壁易失稳,该层揭露厚度为34.8m~43.8m。
十堰端洞口段岩层产状为148°∠33°,节理j1:160°∠65°;节理j1密度5-7条/m;节理水平延伸一般小于1.5m,竖向切深约1.0m,微张至闭合状,裂隙为方解石脉、泥质充填。
小净距大跨度隧道的施工技术【摘要】本文以小净距大跨度隧道施工的概述为基础,然后分析了小净距隧道的发展现状,最后对小净距大跨度隧道的施工要点进行了探讨。
【关键词】小净距,大跨度,施工技术一、前言随着近年来由于施工水平的不断进步,进而要求我们对工程质量更加重视,这无疑更应该为我们关注施工技术及其管理活动敲响警钟。
因此,提高小净距大跨度隧道的施工技术,有利于保证隧道的施工质量。
二、小净距大跨度隧道施工的概述为缩减征地面积,达到保护环境的目的,在高速公路的领域, 出现了越来越多的小径距隧道。
中铁隧道集团承建的陕西小河至安康高速公路谭坝四号隧道为小净距并行隧道,采用两相邻隧道同工序相隔一定距离平行施工,采用控制爆破技术,长台阶法开挖,开挖后立即喷锚和支护,及时量测监控及施工地质工作检测,达到快速施工的目的,小净距隧道的受力特点比分离式隧道复杂,但从施工的角度出发,小净距隧道与分离式隧道有很多相同的地方,而且质量相对容易控制,工程成本也可大幅度降低。
目前对于小间距隧道还没有形成完整的设计、施工技术规范,中交第一公路勘察设计研究院有限公司(中交一公院)依托实体工程对小间距隧道工程问题从理论基础、数值模拟仿真、现场监测与反演分析、设计原则方法、施工技术等方面进行了深入广泛的研究,给出了多项可供小间距隧道工程设计与施工参考的重要信息,获得了多项创新研究成果。
这些成果对今后类似工程的修建将有积极的参考价值,同时也为小间距隧道设计规范与施工规程的建立提供重要的基础资料,对丰富和发展小间距公路隧道的设计与施工方法,具有十分重要的意义。
三、小净距隧道的发展现状日本及欧美等隧道修建技术比较发达的国家,从70年代就开始了小净距隧道的相关研究。
日本铁道技术学会于70年代初发表了《关于平行隧道研究的报告》,认为平行隧道的中心距在可以把地层看作完全弹性体时,约为开挖宽度的两倍,而在粘土等软地层中,则为开挖宽度的五倍,并且规定平行公路隧道的中心距为30米(约为开挖宽度的三倍),国铁单线隧道的标准净距是20m。
超大跨度小净距公路隧道洞口段施工方案摘要:以老虎山隧道为实例,对超大跨度公路隧道洞口小净距段的施工方案进行研究。
结果表明:洞口段超前大管棚进洞和掌子面超前小导管加固措施能够控制围岩变形,减少对中岩柱的影响;控制左、右线先导洞掌子面之间的施工间距,并对中岩柱水平注浆小导管加固,可有效提高中岩柱的整体性与稳定性;初期支护阶段拱部最大变形量为28mm,远小于设计预留变形量,状态稳定。
关键词:超大跨度;公路隧道;小净距;中岩柱0 引言近年来,随着中国交通事业的快速发展,双向八车道公路越来越多,超大跨度公路隧道也逐渐增多。
受城市布局及地形条件等因素的影响,超大跨度小净距隧道建设不可避免[1-4]。
超大跨度公路隧道开挖面积大、结构扁平,支护结构受力更加复杂,开挖工序复杂[5-10],施工对围岩扰动次数多,给隧道的安全、顺利施工带来巨大挑战。
迄今为止,国内尚没有形成系统的超大跨度公路隧道施工规范和标准。
因此,对超大跨度小净距隧道合理施工方案进行研究十分必要。
本文以济南绕城高速老虎山超大跨度公路隧道为工程依托,对洞口小净距段施工与中岩柱保护方案进行分析研究,并通过监控量测数据分析围岩的稳定状态,研究结果可为今后类似工程提供借鉴。
1 工程介绍1.1 工程概况老虎山隧道是济南绕城高速的一部分,设计为双洞八车道隧道,隧道最大开挖宽度为20.08m,最大开挖高度为13.4m,属于超大跨度隧道。
隧道进口位于黄金九九地产西南、搬倒井村北,出口位于搬倒井村内,隧道跨济南市历下区、市中区两地。
隧道左线起止桩号为ZK2+080~ZK3+820,长1 740m,右线起止桩号为YK1+950~YK3+838,长1 888m,为长隧道。
老虎山隧道具有典型的小净距的特点:在进口左线桩号ZK2+107~ZK2+152和进口右线桩号YK2+105~YK2+145段落,左、右线间距为11~43m,此段落是典型的小净距段落,施工安全风险较高。
老虎山隧道进口段小净距如图1所示。
大跨度小净距公路隧道施工技术浅谈摘要:本文主要介绍广东博深高速公路水涧山隧道施工技术和工法,施工中顺利地解决了隧道线间距小、洞口段浅埋偏压严重等技术难题,在质量、安全、工期、成本等方面都取得了较好的效果,为以后相类似的小间距隧道工程施工提供一些借鉴和经验。
关键词:小间距;隧道;施工技术0前言小净距隧道双洞的中间岩柱宽度介于连拱隧道和分离隧道之间,一般小于1.5倍隧道开挖断面的宽度。
隧址区为山岭重丘区,受地形的限制路线分幅展线十分困难,在这种情况下,小净距隧道显示出了优势,与分离式隧道型式相比,隧道两端接线的长度大大缩短,与双连拱隧道相比,简化了施工工序,节约了工程工期和造价。
1工程概况1.1地理位置水涧山隧道位于广东博深高速公路珠海段第四合同段内,设计为双洞六车道,隧道左线起讫桩号ZK29+471~ZK32+400,长2929m,右线起讫桩号YK29+495~YK32+401,长2906m。
1.2工程地质及水文地质水涧山隧道位于低山地貌区。
地层岩性主要由坡残积土层、白垩系下统白云嶂组熔结凝灰岩及其风化层组成。
隧址区岩性单一,未发现区域性断裂构造通过,未发现有毒有害气体、放射性等不良地质存在,属较稳定地块;但局部存在浅埋、偏压、波速异常带等。
地下水主要为基岩裂隙水,以潜水为主,局部为承压水,水量较丰富。
1.3结构类型按新奥法原理采用复合式衬砌,初期支护采用锚喷支护,在洞口段辅以型钢拱架、钢格栅和超前小导管(钢插管)超前支护,二次衬砌采用曲墙式、防水等级S6混凝土模筑衬砌,在初期支护和二次衬砌之间铺设无纺布+PVC防水板作防水层。
1.4工程特点隧道为双洞六车道,隧道单洞最大开挖宽度16.78m,左、右线隧道(面向路线前进方向分左右)的线间距最小处约20m,最大处约30m,最小开挖净距为7m,隧道开挖后的净距小于隧道1倍开挖宽度。
洞口段均存在不同程度的浅埋偏压现象,其中隧道右线洞口端尤为突出。
1.5施工重点、难点隧道进出口洞口段地形呈南高北低走向,坡率约为50°~70°,右线进口段30m范围埋深仅有2~13m,出口段40m范围内埋深约为3.5~15m洞顶覆盖层为松散欠密实粘土、亚粘土和节理裂隙极发育、风化程度高软质岩层,综合以上情况,洞口段存在明显的浅埋、偏压;断裂宽约2~3m的断层,隧道中部轴线存在350m左右近似平行展布、南北水平走向、断裂宽约0.5~0.8m的岩性接触带引起的构造破碎带;同时,左右线隧道线间距过小、同步掘进施工干扰大也是控制隧道施工的不利因素;另外,防大变形、防坍方、冒顶也是本工程的难点。
城市轨道交通大跨度小净距矿山法群洞隧道关键技术研究发布时间:2022-11-10T09:18:56.680Z 来源:《工程建设标准化》2022年13期作者:卢晓智[导读] 本文以广州市轨道交通十八及二十二号线番禺广场站南端区间隧道为工程背景卢晓智广州地铁设计研究院股份有限公司,广东,广州,510010摘要:本文以广州市轨道交通十八及二十二号线番禺广场站南端区间隧道为工程背景,研究了城市轨道交通大跨度小净距矿山法群洞隧道关键技术,论述了隧道断面设计方法、对夹岩柱和先行洞的保护措施、群洞隧道施工工序、数值模拟分析等,工程实践证明特大跨度小净距矿山法群洞隧道的支护方案、夹岩柱加固方案及先行洞保护方案是安全可靠的。
关键词:大跨度;小净距;矿山法;群洞隧道1 引言近年来,越来越多工程采用了大跨度小净距矿山法群洞隧道。
庄宁等[1]以海国际航运中心洋山深水港区小洋山隧道工程为背景研究了小净距大跨度群洞隧道的施工顺序,王红喜[2]以成都天府机场高速公路龙泉山1号隧道工程为背景研究了超大跨度小净距隧洞群影响分区与施工工序,李建林等[3]以兴延高速公路白羊沟隧道为背景研究了不同施工方法下围岩和支护结构的变形及力学特性,李小刚等[4]以厦门海沧疏港通道工程为背景研究了爆破动载作用下大跨度小净距隧道中夹岩柱的振动响应及累积损伤演化规律,李宁[5] 研究了大跨度小净距地铁隧道施工中围岩的稳定性,杨永红[6] 研究了城市复杂环境中大跨度、小净距隧道的施工技术。
从上述研究进展看出,大跨度小净距矿山法群洞隧道大多应用于公路隧道。
在城市轨道交通工程中,隧道设计需要考虑线路、行车配线、换乘功能、车站规模及周边环境等因素,需要进一步研究。
本文以广州市轨道交通十八及二十二号线番禺广场站南端区间隧道为工程背景,研究了城市轨道交通大跨度小净距矿山法群洞隧道关键技术,供同类工程借鉴参考。
2 工程概况广州市轨道交通十八及二十二号线为同期建设的市域快线,设计最高时速为160km/h,其中十八号线起始于万顷沙站,终止于广州东站,线路全长约61.3km,均为地下线,共设9座车站;二十二号线起始于番禺广场站,终止于白鹅潭站,线路全长约30.8m,均为地下线,共设9座车站。
大跨度小间距隧道施工要点分析
作者:李一璞辛志国
来源:《卷宗》2018年第15期
摘要:随着高等级公路的飞速发展,公路隧道也呈现出数量快速增长、形式层出不穷的趋势,大跨度小间距隧道代表着公路隧道发展的一个方向。
大跨度小间距隧道可提高公路通行能力,克服工程场地限制等优点,但其结构形式,也大大增加了该隧道的施工难度。
为此,本文通过具体工程案例,对大跨度小间距隧道施工要点进行了分析与探究。
关键词:隧道;工程概况;大跨度小间距
一、小间距隧道的工程特点
小间距隧道结构形式介于分离式和连拱隧道之间,在某些条件下小间距隧道的技术可靠性与经济合理性有可取之处。
1、与双孔平行隧道相比,它具有两端接线难度较小、占地较少的优点,但其造价要比普通分离式隧道高一些;和连拱隧道相比,同样具备占地相对较少、两端接线相对容易布设的优势,同时还具有施工工艺简单、施工质量易控制、工期较短、工程造价较低等优点。
2、小间距隧道可以增加路线布线的自由度,尤其在某些桥隧相连或有特殊要求的条件下,可以作为解决接线问题的重要手段之一。
3、采用小间距隧道方案可少占土地,具有良好的环保效益。
双连拱隧道与小间距隧道的主要区别是双连拱隧道是两拱一体结构,一般将其作为一个整体来分析。
其施工工序较多,工艺流程复杂,工期长,造价高。
二、工程概况
某隧道工程属微丘地貌,地形起伏较大。
隧道范围内中线高程310m~350m,最大高差约40m。
山体自然坡度20°~35°,植被较发育。
进、出口均位于陡斜坡,山坡处于基本稳定状态。
两端洞口处均发育有一条冲沟。
隧道左线位于线路直线段,纵坡为-2.3%。
隧道左右线进口间距22m,出口左右线间距65m,隧道最大开挖断面163m2。
隧道起止里程为
ZK117+484~ZK117+673,全长189m。
该路段地质情况复杂,围岩较差,主要为V级强风化千枚岩,支护形式为V浅埋(加管棚)30m、VX浅埋加双层小导管40m、V浅埋加双层小导管56m、V浅埋30m管棚、8m回填暗挖,隧道左线出口段埋深为1~23m,最大埋深40m。
明暗洞交界里程分别为ZK117+499、ZK117+663。
三、地质情况调查分析
本隧道工程属第四系覆盖层薄,大部分路段基岩裸露,岩体呈褐黄色、灰绿色,强风化,变余泥质结构,千枚状构造,受断裂带构造影响,节理裂隙发育,岩芯多呈碎屑状和碎块状,岩质软,岩体极破碎,局部炭质含量较高,片理发育,片理面手感光滑,有丝绢光泽,岩质较软,岩体极破碎,自稳能力差,开挖时拱部易坍塌,侧壁易失稳,该层揭露厚度为34.8m~43.8m。
A洞口段岩层产状为148°∠33°,节理J1:160°∠65°;节理J1密度5-7条/m;节理水平延伸一般小于1.5m,竖向切深约1.0m,微张至闭合状,裂隙为方解石脉、泥质充填。
相对应的岩石完整性系数Kv=0.63。
B洞口段岩层产状为332°∠40°,节理J2:61°∠75°;节理
J3:186°∠74°。
节理J2密度5-7条/m;节理J3密度4-6条/m;节理水平延伸一般小于1.0m,竖向切深约1.0m,微张至闭合状,裂隙为方解石脉、泥质充填,相对应的岩石完整性系数
Kv=0.49。
隧道左线、右线均位于断裂破碎带中。
地震动峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期为0.40s,对应的地震基本烈度为Ⅶ度。
隧道V级围岩为泥质结构强风化千枚岩,围岩深灰色,千枚状构造,千枚岩遇水后软化为粉末状,泥化呈淤泥状。
四、地质病害及处理措施
1、边坡滑塌
该隧道左线出口右侧位于地表冲沟一侧,埋深1m~5m,左侧埋深24m,形成严重偏压,原设计ZK117+673-ZK117+663采用M偏压型明洞衬砌形式(明挖法)进洞,边仰坡开挖过程中出现多次滑塌,进洞异常艰难,且进洞方向右侧临时边坡高达16多米,植被破坏严重。
(1)原因分析。
第一,隧道出口埋深较浅,处于严重偏压地段,开挖坡脚后边坡松散堆积体难以自稳形成滑塌。
第二,隧道出口位于地表冲沟一侧,常年饱水丰富,极不稳定。
(2)处理方案。
第一,在进洞方向左侧设置偏压挡墙(ZK117+673-ZK117 +655)。
第二,延长护拱(ZK117+673-ZK117+655),施作大管棚后进洞。
第三,进洞方向右侧护拱拱脚预设锚管(5米φ50×5锁脚钢管4根/榀),以加强护拱与山体连接。
ZK117+673~+615埋深最低为1.5m,右侧为冲沟,左侧存在严重偏压,故将原来套拱变更为偏压套拱,在出洞方向左侧拱脚预设钢管(5mφ50*5锁脚4根/榀)以加强与山体的连接,原管棚长度增加至58m。
2、收敛变形较大
自进入暗洞开挖后,隧道频繁出现围岩变形,初期支护开裂,拱顶下沉等现象。
当开挖至ZK117+600处时,隧道顶部位公路出现开裂和下沉现象,洞顶地表出现大量长度2~7m不等宽度2~13mm的裂缝。
经设计单位现场查看后,确定将ZK117+673~+655段原有衬砌形式变为VX浅埋复合式衬砌,并每榀拱架拱腰打设5根φ50*5长5m间距为50cm的注浆小导管,同时在原预留变形量基础上增加10cm(原设计预留沉降量15cm)。
在采取以上加固措施后,
隧道内初期支护喷射砼仍出现裂缝、掉块、拱架变形等现象。
尤其是导洞施工至ZK117+555处时,主洞掌子面位于ZK117+560,邻近几日降雨,导洞、主洞掌子面均出现渗水,已经施工段落初期支护出现不同程度的变形加剧,初期支护出现开裂,拱架下沉严重,为保证施工安全,停止掌子面掘进,对已经掘进ZK117+555的段落进行临时支撑,但导洞掌子面增加的临时支撑严重变形失稳,经观测下沉近45cm,现场又临时增加φ108×6mm无缝钢管支撑,也同样出现下沉,钢管变形弯曲。
在雨水过后,ZK117+620-555仍有不同程度的下沉变形,其中ZK117+607.5~+565变形更为严重,最大侵限为49.9cm,严重影响二衬厚度。
(1)分析原因。
第一,隧道出口段埋深较浅,断面大,围岩破碎,开挖后自稳能力较差。
第二,隧道出口位于地表冲沟一侧,常年饱水丰富,千枚岩具有微膨胀性,开挖后含水量变化,致使围岩极不稳定。
(2)处理方案。
ZK117+606.9~ZK117+555段由于初期支护变形、已侵入二衬,需换拱处理,处理方案为:首先,停止掌子面掘进施工,封闭掌子面,对隧道洞顶的裂缝用水泥浆灌注,然后用3:7灰土封口,对洞顶隧道轴线方向进行观察,对存在积水及时进行排水。
其次,按照双侧壁临时支护形式对ZK117+606.9~ZK117+555段进行临时加固,临时加固采用
I20b工字钢、连接钢板采用厚δ18mm、纵向采用I20b工字钢连接。
最后,对侵限段每1m进行段面侵限情况扫描,标出断面侵限部位,从ZK117+606.9向小桩号方向逐榀拱架侵限段进行钢拱架更换,从边墙到拱顶逐段进行更换,ZK117+606.9~ZK117+555采用φ50×5小导管对围岩进行注浆加固,小导管径向布置,纵环向间距:1.2×1.0m。
(其中ZK117+606.9~
ZK117+569换拱采用I22b型钢支护),连接筋设置与Ⅴ级浅埋相同;对于ZK117+575~
ZK117+555段初期支护先进行落底成环后,再进行上断面换拱处理,适当加大预留变形量,每换拱完成10m后浇二衬砼,然后继续下一段换拱处理。
五、结束语
总之,现代社会经济的高速发展离不开高效率的交通设施,选择公路隧道能有效缩短时空距离,随着“一带一路”战略的实施,隧道建设事业开展地如火如茶。
由于隧道大量穿越软弱松散围岩且常处于浅埋偏压状态,对隧道受力变形产生不利影响。
大跨度小间距隧道与普通公路隧道相比,能更好地提高交通效率、降低工程修造与维护成本。
但是,大跨度小间距隧道开挖断面大、施工流程复杂,受浅埋偏压软弱松散围岩影响明显,极易引发工程事故,造成人员伤亡及巨大损失。
因此,研究大跨度小间距隧道施工技术,对保障隧道施工安全尤为重要。
参考文献
[1]徐乐平.软岩层中小间距隧道工程施工技术及质量控制的探讨[J]. 中国新技术新产品. 2012(02)。