山岭隧道洞口浅埋地段盖挖法进洞方法初探
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浅谈山岭隧道浅埋暗挖法施工技术摘要:在山岭隧道施工中,原地面崎岖不平,拱顶埋深和偏压变化较大,个别浅埋段洞身外漏,施工过程受地形和便道不畅的影响,征地困难,修建临时设施投入成本较大。
因此该地段施工将明挖法变更为暗挖法施工,洞内加强超前支护,减小地表破坏,保护环境,减少临时设施工程量,节约成本。
施工过程造成施工技术难度高、工序繁琐复杂,工期延长、安全风险增大大,这就需要我们加强以技术管理、安全质量管理,节约成本,确保工期。
本文结合聚兴隧道浅埋段施工过程管理,对于浅埋暗挖施工技术进行探索和研究。
关键词:隧道施工;浅埋暗挖;施工方法一、引言浅埋暗挖法施工工艺是现在隧道施工中常用的一种施工工艺,它可以改善土层的地质,增强隧道结构稳定性,从而保障隧道工程的顺利进行。
浅埋暗挖法的主要特点是投资少、拆迁少、灵活方便、不需要过多专用机械设备以及对地面交通运输和周围环境干扰较小,正常有序的进行工程施工,但浅埋、偏压段暗洞施工安全风险大、循环进尺小,超前支护复杂、施工难度大,工期延长,这就需要加强施工组织、加强技术管理、加强超前支护,确保工程质量合格,做到有效的控制成本。
二、工程概况新聚隧道全长3967米,属浅埋隧道,其中1358米属浅埋段,Ⅴ级围岩,明挖法洞身施工长达到38米,经变更除进出口范围采用明挖法外,其余全部采用暗挖法施工。
该部分隧道隧道工程的施工作业面处于地下,工程水文地质是影响工程施工的质量的重要因素。
浅埋处有常年流水、汛期雨水多,冲刷严重,对工程水文地质进行详细的勘察,确保原始数据具有真实性、准确性对隧道正常施工提供有力的水文调查报告。
隧道工程的地质勘测内容主要包括隧道所在范围的围岩强度、地下水发育状况和地下温度情况等数据,对勘察结果进行数据分析,结合以往的经验选用适合该隧道工程的施工方案、施工措施和施工管理技术等。
三、浅埋暗挖特点埋深较浅是隧道工程浅埋暗挖法的主要特点,洞顶覆盖层比较薄,偏压严重,由此使用暗挖法施工时会对于上层土地表面的稳定性形成一定的影响。
山岭隧道浅埋段盖挖支护设计方法探究摘要:由于山岭隧道浅埋段明挖和暗挖的方法存有一定弊端,盖挖支护施工方法因此出现,工作人员首先挖出防护结构,修筑土模,在建立好防护措施的前提下施工,通常情况下,工人会选择暗挖方法。
为保证隧道的质量,工作人员要做好植被防护,做好合理的防水工作,工作人员在施工过程中要记录好隧道深度和长度,做好防范,防止其他因素导致隧道坍塌,工作人员要保证隧道的质量,提高工作效率,从而推动盖挖支护方法的进步和发展。
工作人员要不断提升自身技能,从而提高工作效率。
关键词:隧道;盖挖支护方法;实施措施引言:随着科技的发展和进步,山岭隧道浅埋段的施工方式也有所改进,为提高工作效率,工作人员通常会选择明挖暗挖两种施工方式,然而随着地点的不断变化,地形不同,工作人员在施工过程中仍旧面临多种问题,明挖与暗挖两种施工方式仍旧存在缺点和不足,从而降低了工作人员的工作效率,延长了山岭隧道的工期,从而对工程造成了不利影响。
因此,工作人员要根据地形不同和环境因素改进施工方式,根据明挖暗挖的优缺点适当改变施工方法,从而保证施工团队正常运作,提高盖挖支护的安全性,极大限度地降低施工难度,减轻对环境的污染,降低施工费用。
一、不同山岭隧道施工方式具有不同意义随着山岭隧道工程的难度加大,工作人员选择的施工方式也不尽相同,因此,工作人员要根据工作地点的差异性选择合适的施工方法,从而提高施工成功率,避免工期延长的现象发生,减少施工费用。
在施工过程中,工作人员通常将暗挖法用于支护结构较强的山岭隧道工程,暗挖法需要工作人员建造强大的支护结构,防止施工过程中出现坍塌,造成人员伤亡,延长工期。
暗挖法对支护结构要求较高,需要工作人员考虑施工地点,安全隐患高于明挖法。
与暗挖法相比较,明挖法这一施工方式较为安全,然而明挖法开挖范围广,工作人员要选择场地宽阔,围护结构宽广的地区,对场地要求高,在一定程度上加大了人力物力的消耗。
盖挖法作为明挖暗挖的结合,是工作人员最常选择的施工方式,盖挖法能够保证施工的安全性,减少对环境的污染,减轻工程需要的费用,从而提高工作效率。
隧道浅埋偏压段盖挖法施工技术【摘要】山体偏压情况下隧洞进口施工,采用明洞暗做有利于施工安全和环境保护,能有效减小山体的纵横向推力,有效地减少对邻洞的扰动,有利于加快了施工进度。
【关键词】浅埋;偏压;盖挖法1工程概况青松岭隧道隧道按高速公路双向四车道标准设计,采用分离式隧道方案,设计速度为100km/h。
隧道建筑限界净宽为10.75m,建筑限界净高为5.0m。
该隧道左线长955m,右线长1050m。
左线进口段LK110+080-LK110+200原设计为偏压明洞,长度为120m,考虑到施工安全、施工进度、环境保护等因素对其进行优化,优化为盖挖法施工。
1.1工程地质情况左洞进口段地形呈左低右高,右侧山体陡峻,左侧山体覆盖层薄,偏压严重且地质条件复杂。
围岩级别为Ⅴ~Ⅳ级,节理局部密集发育,围岩稳定性较差, 易坍塌。
地表为粉质黏土、碎石土、全分化混合岩化片麻岩、变质安山岩;内部岩体为强分化混合岩化片麻岩、变质安山岩和石英岩,节理裂隙发育,岩体呈碎块状、碎裂-裂隙块状结构。
岩体破碎,多风化成碎石状,局部呈砂砾状,仰坡开挖时容易产生失稳。
且在拱顶易产生小规模掉快。
1.2进口段施工优化原因此隧道左线进口段LK110+080-LK110+200原设计为偏压明洞,长度为120m。
由于左线明洞右侧山势陡峻,山体偏压严重,自然坡度40°-50°,边坡开挖高度大多在30-40m,地势非常陡峭,明洞施工安全风险大。
并且在进场前原地表被私人采矿严重破坏,原地貌破坏严重,形成高低陡坡,机械施工困难,同时造成基岩破坏。
考虑到大开挖施工左洞时将影响已施工完成的右洞山体及隧道洞体稳定及绿色环保理念减少大开挖对周围环境的破坏对原设计明洞方案进行优化。
1.3进口段施工优化方案该段原设计方案为明挖施工,优化后的施工处理方案分主要分为三部分:第一部分为LK110+080-LK110+100,采用明洞方案,明挖施工;第二部分为LK110+100-LK110+150,采用侧壁增加护拱的半明半暗方案,盖挖法施工;第三部分为LK110+150-LK110+200,拱顶增加护拱方案,盖挖法施工。
山岭隧道新奥法施工技术摘要:随着城市规模的扩大、人口与车辆的急剧增加,隧道已成为城区融通的快捷方式,为缓解城市交通压力起到了至关重要的作用。
在山岭重丘区修建高等级公路,为缩短公路里程,改善线形及环境保护,昔日那种“逢山尽量绕着走”的做法,将被公路隧道代替。
隧道即能保证最佳道路线形便利行车,又可有效防止山地陡坡的滚石、泥石流等自然灾害,提高了行车的安全性和可靠性,同时又能和当地环境相协调及保全自然景观。
关键词:山岭隧道新奥法施工;技术特点;施工工艺及操作要点。
Abstract: along with the enlargement of city scale, population and the rapid increase of vehicle, the tunnel has become a city accommodation shortcuts, in order to alleviate the urban traffic pressure played a crucial role. The authors in the highway construction, for shortening the highway mileage, improve alignment and environment protection, the former that “as far as possible the mountains around the go” approach, will be instead of highway tunnel. Tunnel which can guarantee the best road alignment convenient traffic, and can effectively prevent the steep mountain Rolling Stones, debris flow and other natural disasters, improve the traffic safety and reliability, and at the same time can and local environment coordination and preserve the natural landscape.Keywords: mountain tunnel of natm; Technical characteristics; Construction technology and the key operation points.1.技术特点1.1开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破,并尽量采用大断面或者较大断面开挖,以减少对围岩的扰动。
山岭隧道进洞施工工艺标准1. 工艺概述山岭隧道进洞施工主要包含场地布置、洞口超前支护,合理的场地布置是施工生产正常进行的有力保障;洞口超前支护主要为超前管棚支护,在隧道施工过程的的主要作用是提高拱部以上土体的承载力,加固隧道围岩和控制地表沉降,确保隧道施工安全。
2. 适用范围适用于大跨度或较大跨度隧道出入口,地质破碎的浅埋段。
3. 作业内容本工艺主要作业内容为:施工便道布置、测量放样、洞口边坡清理、洞顶截(排)水沟施工、洞口土石方开挖、边仰坡或洞面临时防护、导向墙及管棚施工、反压回填及地表注浆、超前地质预报、暗洞开挖支护衬砌。
4. 质量标准及检验依据《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2017《公路隧道施工技术规范》JTG F60-2009《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2020《公路工程安全施工技术规程》JTGF90-2015《公路隧道施工技术细则》JTG/T F60—2009《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005《爆破安全规程》GB6722-20145. 施工工艺流程图进洞施工工艺流程:施工便道布置→测量放样→洞口边坡清理→截、排水沟→洞口土石方开挖→边仰坡或成洞面临时防护→导向墙及管棚施工→反压回填及地表注浆→超前地质预报→暗洞开挖。
6. 工艺步骤及质量控制6.1 施工准备6.2 施工便道布置施工便道选线、测量、土石方开挖填筑、路面施工应提前确定,施工便道路基宽度12.5m,采用农村基本级公路设计标准,设计时速15km/小时,局部条件受限路段设计时速10km/小时。
6.3 场地准备及场地布置6.3.1. 供水系统布置供水系统应选取地下水发育点打井引源,设泵站抽取使用。
在隧道洞口上方修建一座100m3的高位水池,标高高于洞口拱顶25米左右,铺设水管,安设高压水泵。
供水管管径为φ100mm,设置在隧道进洞方向的旁侧距离底板50cm高为宜,管子下面采用托架将其托起,托架固定在底脚的边墙上,供水压力不小于0.3Mpa。
山岭隧道洞口浅埋地段盖挖法进洞方法初探作者:闫虎来源:《城市建设理论研究》2012年第34期摘要:随着近年来随着经济水平的提升,高速公路发展迅猛,大跨度、超大跨度山岭隧道大量涌现,对隧道施工提出了更高的要求,进洞技术的选择是能否安全快速进洞步入正常生产的关键,本文结合工程实例介绍了盖挖法在山岭隧道安全快速进洞中的应用。
关键词:山岭隧道;洞口;浅埋段;盖挖法中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1工程概况1.1设计概况天马山隧道为莆永高速公路永春至永定泉州段控制性工程之一,设计为上、下行分离的双向六车道高速公路隧道,进口位于永春县达埔镇,出口位于安溪县金谷镇。
隧道全长左线3701米,右线3657米,起讫桩号分别为ZK1+756~ZK5+457,YK1+745~YK5+402,为特长隧道。
隧道进口段间距小于25米,设计为Ⅴ级围岩,为小净距隧道,需考虑左、右洞相互影响。
1.2地质概况隧道进口位于天马山东南侧山脚,为山脊地段,洞顶山坡上分布有梯田,常年流水,泉州全年雨水多,水量丰富;勘探资料揭示隧址区地层由上至下分别为种植土、坡洪积含碎石粉质粘土及基岩风化层(全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩及碎块状强风化花岗岩),其中含碎石粉质黏土层碎石含量高,渗透性较强。
天马山隧道左线采用盖挖法进洞,盖挖法施工里程为ZK1+761-780。
1.3主要技术标准公路等级:双向六车道高速公路设计荷载:公路—Ⅰ级计算行车速度:80km/h路基宽度:整体式32m,分离式16 m设计洪水频率:特大桥1/300、大、中桥1/100、小桥涵、路基1/100隧道建筑限界: 净宽14.00m、净高5.00m地震动峰值加速度:地震抗震防烈度为 6度,地震加速度为0.05g1.4线路平、纵断面设计左线隧道平面为R-4300、R-∞、R-4000的平曲组合,纵坡坡率/坡长为2.8%/827.915、1.117/3460、-1.8%/850.376。
山岭隧道的洞口、明洞与浅埋段施工技术
1、洞口施工
开挖进洞时,宜用钢支撑紧贴洞口开挖面进行支护,围岩差时可用管棚支护,支撑作用应紧跟开挖作业,稳妥前进。
洞门衬砌拱墙应与洞内相连的拱墙同时施工,连成整体。
洞门端墙的砌筑与墙背回填应两侧同时进行,防止对衬砌边墙产生偏压。
2、明洞施工
(1)当边坡能暂时稳定时,可采用先墙后拱法
(2)当边坡稳定性差,但拱脚承载力较好,能保证拱圈稳定时,可采用先拱后墙法。
(3)半路堑式明洞施工时.可采用墙拱交替法,且宜先做外侧边墙,继作拱圈,再做内侧边墙。
(4)当路堑式明洞拱脚地层松软,不能采用先拱后墙法施工时,可用跳槽法。
(5)具备机具条件时,可采用拱墙整体浇筑。
3、浅埋段工程
(1).优先采用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法或留核心土开挖法。
围岩完整性较好时,可采用多台阶法。
严禁采用全断面法开挖。
(2).开挖后应尽快施作锚杆、喷射混凝土、敷设钢筋网或钢支撑。
(3).锚喷支护或构件支撑,应尽量靠近开挖面,其距离应小于l倍洞跨。
(4).浅埋段的地质条件很差时,宜采用地表锚杆、管棚、超前小导管、注浆加固围岩等辅助方法施工。
公路隧道洞口浅埋段开挖工法初探摘要:对公路隧道洞口浅埋段常用的开挖工法进行了归纳分类并分别对其进行了较详细的介绍和分析,同时对洞口浅埋段各常用开挖工法的综合适用条件进行了分析总结,最后对开挖工法的综合比选提出了建议。
关键词:公路隧道;洞口;浅埋段;开挖工法1 引言我国山地、丘陵和高原面积约占国土总面积的69%,改革开放以来特别是20世纪末以来,随着国民经济的迅猛发展,公路交通建设规模日益扩大,技术达到新的水平,我国公路隧道发展速度急剧加快。
近五年来,我国公路隧道的通车里程以平均每年700公里的速度在迅速增长[1]。
在公路隧道的建设过程中,洞口地段是公路隧道的最重要组成部分。
公路隧道洞口段一般埋深小覆盖层薄、围岩地质条件差,施工难度大,开挖中经常会发生围岩大变形、地表沉陷甚至坍塌、冒顶等情况。
因此洞口浅埋段开挖工法的选择不仅决定隧道进洞成功与否,而且严重影响工程的进度和施工安全,因而科学合理的选择公路隧道洞口浅埋段的开挖工法十分重要。
2 洞口浅埋段适用的开挖工法公路隧道的开挖掘进方法主要有机械掘进法和新奥法(钻爆法)。
机械掘进法开挖主要有TBM和盾构法;新奥法开挖主要有:全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔壁法、双侧壁导坑法及中洞法等。
而对于公路隧道洞口浅埋段,常用的开挖工法有:台阶法、环形开挖留核心土法、中隔壁法和双侧壁导坑法,下面将分别介绍该四种开挖方法。
(1)台阶法。
台阶法开挖是公路隧道开挖施工中最常用的方法。
台阶法开挖是将隧道掌子面分为两次或三次开挖成型,首先对上部台阶进行开挖一定距离,并及时对上台阶进行初期支护。
再开挖下部台阶并及时施作下台阶初期支护,从而形成上下台阶同时作业的工作面,保证施工安全的前提下一定程度上提高了施工进度。
需要指出的是,下台阶的开挖是有时间要求的,一般要在上台阶初期支护喷射混凝土强度达到设计强度70%以上才能开始开挖,若隧道围岩不稳定,上台阶施作钢支撑时,应采用施作锁脚锚杆或扩大拱脚等措施控制围岩变形。
浅埋偏压软弱土层山岭隧道盖挖法施工技术研究发表时间:2018-06-05T11:49:15.453Z 来源:《基层建设》2018年第11期作者:李开军谢艺伟黄俊谍[导读] 摘要:隧道洞口施工素来是隧道工程中的一个难点,特别是当洞口处于浅埋偏压软弱围岩地段时,稍有不慎就可能出现拱架变形侵限、塌方冒顶,严重时可能引发较大的安全生产事故。
中交一公局厦门工程有限公司厦沙A3项目福建厦门 361021摘要:隧道洞口施工素来是隧道工程中的一个难点,特别是当洞口处于浅埋偏压软弱围岩地段时,稍有不慎就可能出现拱架变形侵限、塌方冒顶,严重时可能引发较大的安全生产事故。
根据合理地形、地貌,制定一个切实可行的施工方案是成功进出洞的关键。
本文以七官场隧道进洞口段采用盖挖法施工成功解决浅埋偏压软弱围岩进出洞的难题为例,对盖挖法的施工工艺特点进行了总结,供类似工程借鉴参考。
关键词:浅埋偏压;软弱土层;山岭隧道;盖挖法1 引言盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。
这种施工方法的最大优点是支护结构变形小,能够有效控制周围土体的变形和地表沉降,有利于保持施工过程两侧与底部土体稳定,保护临近建筑物和构筑物,提高施工过程安全[1]。
目前,盖挖法主要应用于城市地下空间工程建设,厦沙A3项目结合盖挖法施工的优点,在七官场隧道进口浅埋偏压软弱围岩洞口段采用盖挖法施工,成功进洞。
采用盖挖法施工,能有效减少开挖洞口高度,将开挖对岩体的扰动降至最低程度,有效解决了浅埋偏压软弱围岩段进出洞难的问题,应用前景广泛[2]。
2 工程概况七官场隧道位于福建省尤溪县台溪乡大桥头村境内,整体呈南北走向,最大埋深约118米。
采用双向四车道分离式结构,左右线进出口均采用端墙式洞门。
七官场隧道左线全长846m,右线全长838m,属中隧道。
原设计左右线进口里程分别为ZK127+220、K127+250,左线明洞长度为20m,右线明洞长度为5m。
1引言山岭隧道洞口一般存在浅埋、偏压、岩体破碎、稳定性差、易坍塌等问题,进洞技术一直是山岭隧道设计与施工的难点。
国内进洞技术发展进程大体分为三个阶段:第一阶段是为缩短隧道长度,洞口大刷大挖,形成高陡边仰坡,不仅破坏环境,后期洞口容易形成安全隐患。
第二阶段是通过修建不同长度的明洞,力求恢复原地表形态。
但明洞修建也需要开挖山体,即使填土恢复也难以恢复到位。
第三阶段是通过超前支护,如管棚、长钢管注浆、水平旋喷桩等工法,减少开挖山体。
目前管棚工法以其方便、支护效果好等优点得到极大应用,成为隧道主流的进洞辅助工法。
隧道沟谷地区受山体水体补给,土体含水丰富,且经常处于饱和状态,稳定性较差,进洞困难。
土夹石地质段多为山体崩塌或泥石流的残留物,土体与滚石混合在一起,一般的超前支护难以施工,隧道进洞尤其困难。
为减少隧道进洞施工难度,隧道在总体设计阶段一般会选择避开沟谷等不良地质段,选择地质较好的地段。
但是目前路线走向受征地、拆迁等多种因素限制,很多情况下难以完全避开不良地质。
2工程概况削壁岭隧道为双向交通单洞隧道,隧道长1 115 m。
隧道平面位于半径为1 500 m 的圆曲线和直线段上,隧道进口桩号为K1+665,出口桩号为K2+780。
进口端明洞长36 m,出口端明洞长15 m,隧道纵坡为双向坡,纵坡为1.3%、-1.78%(变坡点K1+695),隧道进洞门采用端墙式洞门,出洞门采用削竹式洞门。
隧道进口路堑边坡与明洞边坡设置5 m 过渡段,开挖圆顺。
进出洞口边仰坡及明暗洞交接面应采用喷射混凝土、挂钢筋网、打锚杆等加固措施。
在仰坡顶刷坡线5 m 以外应砌筑截水沟,以防止地表水向洞门处汇集,与路基排水连接。
摘要 山岭隧道洞口一般存在浅埋、偏压、岩体破碎、稳定性差、易坍塌等问题,而进洞技术一直是山岭隧道设计与施工的难点。
隧道沟谷地区土体含水丰富,土夹石地质更加大了进洞施工难度。
削壁岭隧道洞口位于沟谷富水区,雨季山谷汇水急剧增加,且土体渗透性较强,水极易下渗,受水软化作用影响,地基承载力不足,隧道稳定性极差;除此之外,土体中含有多块滚石,属典型土夹石地质,隧道成拱效应差,管棚容易塌孔、偏位,隧道进洞存在极大困难。
山岭隧道施工技术----浅埋段工程施工定义:覆盖层厚度不足毛洞洞跨两倍的隧道或区段属于浅埋段工程。
其施工技术为:应根据地质条件、地表沉陷对地面建筑物的影响及保障安全等因素选择开挖方法和支护方式,并应符合下列规定:1.根据围岩及周围环境条件,可以优先采用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法或留核心土开挖法;2.对围岩完整性较好,可采用多台阶开挖;3.浅埋段工程严禁采用全断面开挖;4.开挖后应尽快施作锚杆、喷射混凝土、敷设钢筋网或钢支撑。
当采用复合衬砌时,应加强初期锚喷支护。
Ⅴ级以下围岩,应尽快施作衬砌,防止围岩出现松动。
5.锚喷支护或构件支撑,应尽量靠近开挖面,其距离应小于1倍洞跨。
6.浅埋段的地质条件很差时,宜采用地表锚杆、管棚、超前小导管、注浆加固围岩等辅助施工方法。
隧道基本知识(六)山岭隧道洞身开挖技术1.开挖方法应考虑围岩条件,并与支护衬砌相协调;2.一般选择新奥法或矿山法施工技术;3.岩石隧道的爆破应采用光面爆破或预裂爆破技术;4.双洞(小间距隧道和连拱隧道)开挖时,应根据两洞的轴线间距、洞口里程距离、地质条件及其他自然条件,选择适宜的开挖方法,必须确定好两洞开挖的时间差;5.双洞(小间距隧道和连拱隧道)开挖时,要采取措施防止后行洞开挖对先行洞周壁产生不良影响。
隧道基本知识(七)山岭隧道洞身衬砌技术1.在选择支护方式时,应优先采用锚杆、喷射混凝土或锚喷联合作为临时支护;2.在软弱围岩中采用锚喷支护时,应根据地质条件结合辅助施工方法综合考虑;3.对不同级别的围岩,应采用不同结构形式的施工支护;4.施作二次衬砌应采用模板台车。
隧道基本知识(八)山岭隧道的排水和防护技术技术1.及时按设计做好隧道两端洞口及辅助坑道洞口的排水系统;2.及时处理覆盖层较薄和渗透性较强的地层,地表积水;3.洞内顺坡排水,其坡度应与线路坡度一致;4.洞内反坡排水,必须采取机械抽水;5.洞内有大面积渗漏水时,宜采用钻孔将水集中汇流引人排水沟,施工时应将钻孔的位置、数量、孔径、深度、方向和渗水量作详细记录,主要用于在衬砌时确定拱墙背后behou排水设施位置的设置;6.洞内涌水或地下水位较高时,可采用井点法和深井降水处理。
浅埋公路隧道洞口段该如何施工?周泽兵陈安伍摘要:根据某隧道的实际施工经验,针对隧道洞口区埋深较浅,且地质情况较差的情况,提出几点有效、合理的解决办法,在保证施工安全及质量的情况下进洞。
主题词:公路隧道;浅埋;洞口段;施工技术0 前言某隧道是环山公路二期工程中的控制工程,公路等级为一级公路(山岭重丘)标准,采用分离式单向行车双车道隧道(上下行),设计速度为60km/h。
隧道净宽10.45m,净高7.10m,洞口开挖宽度12.50m,开挖高度10.25m.隧道洞口段是隧道施工的薄弱环节,隧道左线有一段处在一长500m左右的山谷中,洞口的地质条件相当复杂,洞口上方为强风化泥质粉砂岩,主要为坡积土和冲积土层,靡凌破碎,夹泥量大,大部分富水,有的成饱和状态,在大雨季节汇水非常大,表层植被因施工破坏后形成小型泥石流,水土非常容易流失,而且洞顶覆盖层很薄,在洞口左侧拱腰部位覆盖层仅90cm厚,且有偏压现象,大部分位置覆盖厚度为10m左右,浅埋段长度达80m多,为典型的浅埋隧道。
洞内围岩为强风化,夹泥,加上山坡汇水面积相当大,开挖后地表水直接渗入洞内,使得超挖及跨塌非常严重,洞口段施工条件相当困难。
(见图1)图1 隧道洞口雏形(浅埋段长度80m)根据特殊条件,决定对桃花源隧道洞口施工分如下几项工作来进行:洞顶地表处理、洞口段超前支护、洞门挑檐防护、洞内初期支护4个方面,并结合开挖的控制爆破,运用围岩量测技术,加强监测,保证了洞口的施工安全。
1 洞口段施工方案针对洞口覆盖层薄,两侧山体陡峭,进洞十分困难的特点,为保证隧道安全进洞,经多方研究论证,确定了如下进洞方案,见图2。
图2 洞口支护布置示意图(1)为保证山体稳定,对边仰坡部分山体以及洞口段范围的洞顶土体进行整体性防护,喷射C20混凝土15cm,挂6.5双层钢筋网(20cm x 20cm)封闭洞口边仰坡坡面。
(2)为保证进洞安全,环向和径向设长3.5m 25mm x 5mm中空注浆锚杆。
山岭隧道洞口浅埋地段盖挖法进洞方法初探
山岭隧道洞口浅埋地段盖挖法进洞方法初探
摘要:随着近年来随着经济水平的提升,高速公路发展迅猛,大跨度、超大跨度山岭隧道大量涌现,对隧道施工提出了更高的要求,进洞技术的选择是能否安全快速进洞步入正常生产的关键,本文结合工程实例介绍了盖挖法在山岭隧道安全快速进洞中的应用。
关键词:山岭隧道;洞口;浅埋段;盖挖法
中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:
1工程概况
1.1设计概况
天马山隧道为莆永高速公路永春至永定泉州段控制性工程之一,设计为上、下行分离的双向六车道高速公路隧道,进口位于永春县达埔镇,出口位于安溪县金谷镇。
隧道全长左线3701米,右线3657米,起讫桩号分别为ZK1+756~ZK5+457,YK1+745~YK5+402,为特长隧道。
隧道进口段间距小于25米,设计为Ⅴ级围岩,为小净距隧道,需考虑左、右洞相互影响。
1.2地质概况
隧道进口位于天马山东南侧山脚,为山脊地段,洞顶山坡上分布有梯田,常年流水,泉州全年雨水多,水量丰富;勘探资料揭示隧址区地层由上至下分别为种植土、坡洪积含碎石粉质粘土及基岩风化层(全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩及碎块状强风化花岗岩),其中含碎石粉质黏土层碎石含量高,渗透性较强。
天马山隧道左线采用盖挖法进洞,盖挖法施工里程为
ZK1+761-780。
1.3主要技术标准
公路等级:双向六车道高速公路
设计荷载:公路―Ⅰ级
计算行车速度:80km/h
路基宽度:整体式32m,分离式16 m
设计洪水频率:特大桥1/300、大、中桥1/100、小桥涵、路基1/100
隧道建筑限界: 净宽14.00m、净高5.00m
地震动峰值加速度:地震抗震防烈度为 6度,地震加速度为
0.05g
1.4线路平、纵断面设计
左线隧道平面为R-4300、R-∞、R-4000的平曲组合,纵坡坡率/坡长为2.8%/827.915、1.117/3460、-1.8%/850.376。
1.5隧道结构设计
隧道按新奥法原理设计,采用初期支护与二次模筑砼相结合的复合式衬砌型式。
初期支护由系统锚杆、钢筋网、喷射砼、钢拱架组成,结合超前管棚、超前小导管、超前锚杆;拱墙采用C25防水砼,抗渗等级不小于S6,仰拱采用普通C25砼。
初期支护和二次衬砌之间铺设复合防水层(1.2mm厚EVA防水板、350g/m2无纺布)。
2 现场描述
天马山左线隧道进口洞口段30m范围为3.4m~5.6m的浅埋段,经过现场实地施工揭示发现,洞顶上方大部分为当地群众水田,沿隧道大里程方向约140m,右线隧顶有一处泉眼发育,泉眼处向隧道左右两侧随地形变化被两条大冲沟环抱,水流量较大,为四季长流水,随大气降雨而增大;地表上覆第四系残积砂质粘性土、卵石层以及土石堆积体,节理裂隙发育,通透性较好;地表土下覆多条疑似暗沟(充填物为砾石、石块,通透性好),暗沟在隧道走向上方联通汇集,形成渗透体系;地表多处坡面凹沟顺接于两条水沟和当地水田灌溉沟渠形成大范围的地表水系。
从实际开挖揭示地表水系和暗沟之间存在着互相联通、互为补充的关系,隧道内出露的地下水主要来源于地表下渗水、松散土层滞水、暗沟及稻田饱和土赋存水等。
按照设计挖除部分仰坡土体后,该段隧道拱部有暗沟发育并有大量股状地下水流出,正常施工边仰坡难以自稳,施工风险极高。
3方案必选
发现该洞口段实际地质后,针对实际地形条件提出了两种可能
施工方案:接长明洞暗挖法、盖挖法。
通过对施工难度、施工进度、安全、经济等多方面的必选,最终确定最优方案盖挖法。
两种施工方法的优缺点如表1。
表1 两种施工方法优缺点对比
4 施工总体方案
4.1盖挖法施工方案
天马山隧道盖挖法施工总体方案为:在ZK1+761~780段设置C25钢筋混凝土护拱,首先对隧道顶部土体进行局部开挖支护,边仰坡采用4m长φ42小导管,10cm厚喷射混凝土挂φ6.5钢筋网进行支护。
然后在ZK1+780~782地段施作作导向墙,施作30mφ108大管棚。
大管棚施工完成后,开始护拱施工,施工顺序从大里程向小里程方向,护拱采用20b工字钢拱架、钢筋混凝土、M20水泥砂浆抹面构成,基础垂直、斜下45度打入两根φ42小导管,并注浆,钢管顶部伸入护拱基础内,并于护拱工字钢焊接牢靠。
护拱结构强度达到要求后对护拱上部进行反压回填,然后进行暗洞开挖。
图1盖挖法施工示意图
4.2 施工工序
边仰坡开挖支护→坡面排水施工→内侧护拱导向墙施工→30米超前大管棚→19米护拱施工→护拱上部反压回填→暗洞开挖各工序之间采用顺序作业方式,根据施工工艺特点、施工规范要求,根据现场实际情况个别作业面之间采用平行交叉作业,有利于提高施工进度。
4.3 浅埋段暗洞施工
4.3.1开挖
暗洞开挖采用双侧壁导坑法开挖,首先开挖两侧导坑并及时封闭成环,而后开挖中导坑,及时施作仰拱及二衬。
开挖过程中加强地表及初期支护的监控量测。
4.3.2支护
a)超前小导管采用φ42无缝钢花管,壁厚3.5mm,间距35cm,循环长度5m,搭接长度不小于1.5m,散浆孔直径φ6mm,间距20cm,梅花形布置,采用水泥浆,注浆压力0.8~1.2Mpa。
b)导坑(含临时隔墙及临时仰拱)初期支护采用I22b工字钢架,间距0.5m,节点采用M22高强螺栓连接;喷C25混凝土28cm厚;洞壁采用φ8mm双层钢筋网片,临时支撑及临时仰拱采用单层钢筋网,网眼20*20cm,搭接不少于一个网格;每部拱架脚设4根树桩锁脚注浆锚管(锚管直径φ50mm,壁厚3.5mm,长6m,两根下斜10°,两根下斜30°,锚管与拱架连接牢固)。
c)、掌子面采用10cm厚C25喷混凝土临时封闭(视围岩稳定情况实施)。
d)、初期支护背后回填注浆采用水泥浆,压力0.6Mpa,注浆孔间距2~3m。
e)、隧道二衬采用60cm厚C25防水钢筋混凝土,钢筋主筋直径25mm,排间距20cm,层间距50cm。
f)、临时支护拆除循环不大于0.5倍洞径,应在仰拱及填充完成后进行。
g)、监控量测按每5m布设一组,开挖后24h内开监测,浇筑二衬混凝土时结束。
5 经验与体会
a)天马山隧道是福建省第一条采用盖挖法施工的公路山岭隧道,从实际施工效果来看,取得了很大的成功,大大缩短了施工工期。
b)山岭隧道洞口段一般采用延长明洞、地表注浆、帷幕注浆等施工方案施工,现在通过盖挖法在天马山隧道洞口浅埋段的成功施工,开启了新的思路。
c)经过设计、施工方案的优化调整,顺利通过了该浅埋段,施工中未发生任何安全质量事故。
施工方案的成功充分说明:针对隧道不良地质段的施工,必须对现场情况进行认真分析,根据具体情况采取灵活有效的设计施工措施,才会取得良好的效果和最佳效益。
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