浅谈隧道洞口段施工技术
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公路隧道洞口工程施工技术探究摘要:现如今,我国公路建设在不断增多,公路交通建设是我国交通事业的重要组成部分。
在我国公路交通是最早发展的交通事业之一,也是我国线路里程最长的交通方式。
而公里建设中隧道施工极为关键。
本文笔者对公路隧道施工进行了研究,总结了公路隧道洞口施工的主要技术内容。
关键词:公路交通;隧道洞口;工程施工引言近年来,伴随着国民经济的飞速发展,闲暇假期时间各大旅游景点的人流量大大增加,旅游行业也随之迅速发展。
各大景区的道路设施建设也随之跟进,而在风景宜人的山区,这些旅游设施的建设必然少不了盘山公路及公路隧道的建设,其中又以后者为重。
在进行公路隧道的建设施工时,最重要的部分便是位于公路隧道首尾的洞口工程施工,本文将以一次隧道工程施工为例,具体分析在进行公路隧道洞口工程施工时关键的技术要点,并对其具体施工过程提出思考,在未来施工建设中应注意吸取经验教训,对工程的进展产生积极影响。
1影响公路隧道口工程质量的因素分析1.1地形因素在公路隧道洞口工程的施工过程中,地形对其施工质量有着关键的影响作用。
在公路隧道施工中,要确保隧道洞口是呈现左右对称的,但是在实际应用过程中,公路隧道两侧所承载的荷载是不一样的,这样一来就很容易导致出现浅埋以及偏压等的问题;除此之外,如果在施工过程中没有进行及时的支护等防护技术措施,也会很容易导致隧道洞口的垮塌。
给施工工程造成严重损失的同时也会威胁到公路隧道工程施工人员的生命安全。
因此地形是影响隧道洞口施工质量的关键因素,在进行公路隧道工程施工之前,必须要仔细认真的对施工地形进行勘察,这样才能制定出更加完善的施工方案,从而保证施工过程的顺利以及安全性。
1.2公路隧道洞口施工受到环境因素的影响在隧道洞口施工过程中,洞口位置的植被,岩石岩质都会影响具体的施工,并且隧道施工中会产生大量的施工垃圾以及噪声,很有可能影响到附近的生物活动。
所以在施工过程中也应该注意环境保护。
例如,在台田隧道洞口施工中,根据分析研究发现右洞的岩体等级相对比较低,仅是v级岩石等级,并且有浅埋偏压状态,所以为了避免隧道洞口施工中出现洞口坍塌的现象,在洞口施工设计中选择使用斜交正作洞口施工技术,对浅埋偏压隧道进行有效的处理。
论隧道洞口段的施工方法及注意事项摘要:目前国内对隧道洞口段的设计大多考虑了预加固措施,这里详细阐述了洞口段围岩预加固的措施以及隧道洞口段施工开挖的方法,指出坚持施工原则,采取有效的施工方法,对确保隧道施工和运营安全至关重要。
关键词:随着国家基础设施建设的加快,公路、铁路建设中出现了较多的山区隧道。
在山区隧道的施工中,由于山区隧道的地质条件大部分都是复杂多变的,特别是洞口往往是地质条件极为复杂的地段。
采取有效的施工方法实现顺利进洞,对于确保隧道施工和运营安全具有至关重要的作用。
1.隧道洞口的作用及主要形式1.1隧道洞口的作用隧道洞口段围岩预加固措施洞口段围岩的自支护能力比较弱,有的甚至没有自支护能力。
因此,在洞口段施工中最重要的是提高围岩的自支护能力,保证开挖及后续作业的进行。
根据国内外的施工经验,提高围岩自支护能力的基本方法是控制围岩的坍塌、松弛。
洞口施工大多是在预加固的支护系统下进行的。
尤其是在浅埋、破碎、滑坡、崩塌、软弱、地下水丰富并具有软弱夹层等极易发生滑移、坍塌的地段,更需要采取综合预加固措施。
1.2隧道洞口的主要表现形式及施工方法主要的表现形式有两类:一类是端墙式洞门。
另一类是明洞式洞门。
1.2.1 端墙式洞门包括:端墙式洞门、翼墙式洞门、台阶式洞门、柱式洞门、拱翼式洞门。
例如:端墙式洞门施工 1)在有偏压地段的隧道洞门,偏压挡护工程和洞门端墙要同时砌筑;2)端墙基础必须按设计深度开挖,基底承载力试验应满足设计要求,必须经监理工程师验收后方可进行砌筑;3)端墙式洞门洞口混凝土下沿模筑时,均应设置滴水线槽,或砌筑端墙时,对端墙仰坡微调,使混凝土拱部上沿突出端墙20~30cm左右,并在拱上沿设置宽高为10×5cm的混凝土挡水带(和模筑混凝土同时施工5×5×5cm),以防雨水进入隧道,污染边墙;4)端墙砌筑的同时完成明洞和墙背回填,最后完善洞口边仰坡防护和排水工程;5)如果洞门端墙外有少量的路堑挡护工程,为使洞口处景观协调,其挡护工程应和洞门端墙用同样材料砌筑。
隧道洞口段的支护技术在不良地质条件下的隧道洞口段施工前,将隧道洞口段预加固,使隧道洞口段施工在预加固结构的保护下进行开挖,对隧道洞口段施工安全施工质量有着重要作用。
隧道洞口段预加固方法很多,主要有地表加固、洞内支护两大类。
一、隧道洞口段的地表加固隧道洞口段,埋深较小而变化幅度较大,地质条件复杂,地层条件一般都很差,围岩不稳定,由于施工方法不当或辅助加固措施不足,经常造成地表坡面的破坏。
常用的地表加固有以下几种。
1.直接加固法直接加固法通过改变滑坡体的抗滑力及下滑力来改变滑动体滑动面上的平衡条件,主要是通过增加边坡的抗滑力来实现,如填土、地表锚杆、抗滑桩、挡墙、错索等方法,其中地表锚杆施工方法是最为常用的方法。
2.间接加固法间接加固法是以控制滑动因素、降低滑动力为目的。
其中水的影响是极大的,它可以减小围岩强度,促进滑动,常采用防渗法和排水法,如防渗层、暗沟、疏干巷道等。
间接加固法中还有排土法,它是通过减小滑坡体的下滑力来实现,即通过改变边坡的平衡条件,从而提高边坡的稳定性。
应当注意的是,不是任何不稳定边坡经过排土法就能增加其稳定系数,这与排土方式有关,要具体分析。
一般情况下,排土法和填土法是结合在一起使用的。
二、隧道洞口段的支护隧道洞口段的支护,有超前管棚支护、超前小导管注浆、超前锚杆预支护等方法。
1.超前管棚支护超前管棚是沿开挖轮廓线周线,钻设与隧道轴线平行(或有微小角度)的钻孔,随后插入不同直径的钢管,并向管内注浆,固结管周边的围岩,并在预定的范围内形成棚架的支护体系,如图11-1所示。
图11-1 超前管棚支护示意图超前管棚能提高管周围的抗剪强度,先行支护围岩,把因开挖引起的松弛控制在最小范围内,具有梁效应和加固围岩效应。
梁效应即为因钢管是先行施设,掘进时,钢管在以掌子面和后方的支撑支持下,形成梁式结构,防止围岩崩塌和松弛。
加固围岩效应即为钢管插入后,压注水泥浆,加强钢管周边的围岩。
在浅埋的情况下,地表有建(构)筑物存在时,为把隧道开挖的影响限制在最小限度内,要尽量防止围岩的松弛,采用管棚方法是一种有效的支护方法。
隧道施工中的洞口处理和支护技术隧道在建设过程中,洞口处理和支护技术是非常重要的环节。
洞口处理和支护技术的目的主要是确保洞口的稳定和安全,为施工工作提供良好的条件。
在隧道施工中,洞口处理和支护技术需要根据洞口的情况进行合理的选择和设计。
本文将详细介绍隧道施工中的洞口处理和支护技术。
首先,洞口处理是指对隧道洞口的边坡进行处理,以保证边坡的稳定和安全。
洞口处理主要包括凿除爆破块、加固爆破块、打土方等工作。
在进行洞口处理时,需要根据洞口的地质条件和施工方法选择适当的处理方法。
对于易崩塌的边坡,可以采取加固爆破块的方法,通过注浆等工艺对边坡进行加固。
对于边坡土方量较大的隧道,可以采取打土方的方法,将边坡土方清理干净,以保持洞口的稳定。
其次,洞口支护技术是指对隧道洞口进行支护的技术。
洞口支护技术的目的是防止洞口塌方或发生其他安全事故。
在进行洞口支护时,需要根据洞口的地质条件和设计要求选择合适的支护方法。
目前常用的洞口支护技术包括喷锚支护、锚杆支护、地钻槽支护等。
喷锚支护是指在洞口周围钻孔并喷注锚杆和喷浆,形成一个稳定的支护体系。
锚杆支护是指钻孔后注入锚杆,通过锚杆的拉力来保证洞口的稳定。
地钻槽支护是指在洞口周围开挖一定深度的地钻槽,并在槽内设置支撑结构,以增加洞口的稳定性。
此外,在进行洞口处理和支护技术时,还需要考虑施工工艺和安全措施。
施工工艺是指洞口处理和支护技术的具体操作步骤。
在进行洞口处理时,需要有专业的施工人员进行操作,并确保操作规范和安全。
在进行洞口支护时,施工人员需要根据设计要求和施工规范进行操作,确保支护的质量和安全。
同时,还需要根据洞口的情况设置合适的安全措施,如安装警示标志、设置围挡等,确保施工过程中的安全。
最后,需要注意的是,在进行洞口处理和支护技术时,需要根据具体的情况进行选择和设计。
洞口处理和支护技术的选择要考虑洞口的地质条件、水文条件、施工方法等因素。
同时,还需要根据设计要求和施工规范进行操作,确保支护和处理的效果。
公路隧道洞口工程的施工技术公路隧道洞口工程是指公路隧道的进口和出口部分的建设工程,是整个隧道工程的重要组成部分。
隧道洞口工程施工技术的好坏直接影响到隧道的安全性、使用性以及整个工程的质量和进度。
一、隧道洞口检查与准备需要进行对洞口地质条件进行详细的勘察与研究,了解洞口所处地层、地质构造和地下水情况,以便选择合适的施工方法和措施。
对洞口周边环境进行调查,包括道路、河流、建筑物等情况,确定是否会对施工造成影响,并采取相应的防护措施。
二、洞口开挖与支护洞口开挖可以采用机械法、爆破法等方式进行。
机械法主要适用于地质条件稳定的洞口,爆破法适用于地质条件较差或者需要快速开挖的情况。
在开挖过程中,需要进行支护措施,以保证洞口的稳定性。
常用的支护方式包括喷射混凝土衬砌、锚杆支护、钢支撑等。
这些支护措施能够有效地防止洞口坍塌和岩层冒落。
三、边坡治理与防护隧道洞口附近的边坡是施工中容易出现问题的地方,需要进行治理与防护。
对边坡进行坡面整治,以提高其稳定性。
可以采取防护网、挡土墙等措施,防止边坡滑坡和塌方。
四、洞口结构施工洞口结构包括门洞、顶板、墙壁等部分,需要进行钢筋混凝土施工。
施工应注意洞口的变形和沉降情况,采取相应的加固措施。
五、洞口通风与照明隧道洞口需要进行通风与照明工程,以保障隧道的正常使用。
通过设置风亭、排烟泄压设备、灯具等,确保隧道内部气流畅通、照明良好。
六、洞口交通管理洞口附近的交通管理也是隧道洞口工程中需要注意的问题。
对于施工期间的交通管控,需要设置交通标志、限速标牌等,保证施工人员和交通的安全。
隧道洞口段的开挖技术选择施工方法时,应以安全为前提,综合考虑隧道工程地质及水文条件、断面尺寸、埋深、施工机械装备、工期和经济的可行性等。
隧道洞口段的施工方法主要有分部开挖法和台阶法。
一、分部开挖法主要应用于软弱围岩中大跨度浅埋洞口段或Ⅱ-Ⅲ类围岩及一般土质围岩地段的隧道施工。
特点是先固后挖,支护必须牢固可靠,施作及时,施工过程中还应加强中壁的支护,开挖仰拱时应采取措施,避免边墙受挤内移。
施工中主要采用单侧壁导坑和双侧壁导坑两种形式。
(1)单侧壁导坑法(CRD法)。
施工工序如图11-3所示,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示施工顺序。
图11-3 单侧壁导坑法施工示意图该方法适用于围岩较差、跨度大、埋深浅、地表难于控制的隧道。
施工特点是单侧导坑超前,中壁和另侧正台阶施工,可降低拱顶和边墙的位移,但仰拱(仰拱是为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构,是隧道结构的主要组成部分之一,它要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构荷载有效地传递到地下,而且还能有效地抵抗隧道下部地层传来的反力,仰拱与二次衬砌构成隧道整体,增加结构稳定性)为薄弱环节,施工中易出现开裂,且围岩变化时不易调整施工方法。
同时中壁墙拆除过程,容易出现初期支护结构的二次变形。
(2)双侧壁导坑法。
适用于浅埋、跨度大、地表沉降量要求严格、围岩的自稳性特别差的隧道施工。
特点是:对围岩扰动小,安全可靠,但工序复杂,速度慢,管线布置困难,造价高。
施工时既要拉开工序,又要防止围岩交叉开挖近距离爆破振动的影响或暴露过久而松弛坍塌,故两侧壁导坑平行掘进时应保持适当的距离。
在侧壁支撑拆除时,亦存在初期支护结构的二次变形问题。
双侧壁法施工工序如图11-4所示,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示施工顺序。
图11-4 双侧壁法施工示意图二、台阶法适用于Ⅱ、Ⅲ围类围岩破碎带、节理裂隙发育地段。
其特点是对施工设备要求不当,随着台阶长度的缩短,地表沉降及拱顶位移明显减小,根据现场围岩条件变化的情况,对台阶施工长度可进行调整。
浅谈隧道洞口段施工技术
摘要:结合工程实际论述了隧道洞口段施工技术,并分析了隧道裂缝出现的原因及解决措施。
关键词:隧道导管仰坡
1 工程概况
崔家垭隧道右线全长188m,洞门形式采用1∶1.5的削竹式洞门。
明洞段衬砌24米,隧道出口端位于山凹斜坡坡脚地带,局部存在基岩出露,山凹中堆积物以崩塌体为主,偶见块石。
隧址区构造地质特征表现为单斜的岩层,节理裂隙较发育,岩层以紫红泥岩、砂岩为主,其中隧道中下部有一层松散的砂岩(俗称泡砂岩),手捏易成粉状;出口端山体表层堆积物以紫红色碎石土、褐黄色粘土为主,松散堆积于隧道顶部,稳定性极差,施工中极易向下发生逐级滑动。
雨季降水使松散堆积体失去稳定性,易产生较大的滑塌。
2 施工方案
2.1 边仰坡开挖
在洞口刷坡之前,先行施作临时截排水沟,并确保排水畅通,以减少积水对洞口的冲蚀,保证洞口安全;将洞口开挖范围内的下滑崩塌堆积体、洞口危石清除;由测量人员放出隧洞中线和边仰坡开挖边线。
采用挖掘机配合人工风镐至上而下开挖。
2.2 边仰坡防护
锚、网、喷支护。
为确保边、仰坡的稳定,明洞开挖后及时施作临时边、仰坡防护,施工顺序自上而下,逐级刷坡(刷坡过程中存在的危石及时清理),逐级防护;边坡采用锚、网、喷支护方式,具体支护参数为3根长的Φ22砂浆锚杆,间排距1.5m;挂φ6.5 @30cm钢筋网;喷射C20混凝土,厚度为10cm;仰坡采用注浆小导管、钢筋挂网、喷射砼等联合支护方式,具体支护参数为3.5m长的φ42注浆小导管,间排距1.5m;挂φ6.5@30cm钢筋网;喷射C20混凝土厚10cm[1]。
2.3 边仰坡刷坡
施工中洞口边仰坡采用明挖法施工, 自上而下分阶段、分层进行开挖。
第一阶段挖至设计临时形成洞面,洞口的土方采用人工配合挖掘机进行,石方则采用人工手持式风枪浅孔分层进行施工,近边仰坡处预留光爆层,松动控制爆破,尔后再二次光面爆破成型以减轻对洞口围岩的扰动,保证边坡平顺度。
并视围岩情况,结合暗洞开挖方法,预留进洞台阶;第二阶段开挖其余部分,形成永久边仰坡。
刷坡成功的保证是需有准确的地质资料,刷坡前应有条件的从仰坡顶部位打一钻孔以确认各岩层分界线,确保坡率到位及开挖后坡顶不发生移动,同时按照程序施工也是刷坡成功的关键,仰坡开挖顺序应自上而下分台阶开挖,每阶不应超过2.5m,若存在地质不符的现象则应及时调整坡率以免大挖大刷;并应在仰坡周围设置配水沟或截水沟,且应在仰坡开挖前完成;对洞口上方可能发生坍塌的表土及危石应彻底清除,以免在不稳定悬
岩陡壁下进洞[2]。
2.4 洞口切口
洞口拱顶以上边、仰坡及拱顶平台防护完成以后则可进行切口。
为确保切口面稳定施工中采取以下防护措施:套拱以外范围采取3.5m 长的φ42注浆小导管,间距1.5m,梅花型布置,表面敷设φ6.5@20cm钢筋网,面层喷射10cm厚C20混凝土;隧道开挖范围内预留核心土以保证进洞安全。
2.4 管棚施工
管棚参数为长20m,由长为9m并留有φ12注浆孔的φ108的热轧无缝钢管连接而成,施工中先在隧道中心敷设一根,之后按40cm的环向间距向两侧对称布置,外插角为3°,每侧各16根,共计33根。
导向墙制作。
施工时先施作砼导向墙(内模采用土模,便于施工),墙厚0.6m,长1m,导向墙内设置两榀I18工字钢拱架,采用Φ22钢筋纵向连接,环向间距1m;同时导向墙内要预埋导向管,导向管采用φ130mm钢管,沿拱部120°范围布置,环向间距40cm,外倾角3°。
顶管。
钻孔检测合格后,将钢管连续接长,用钻机旋转顶进将其装入孔内,钢管采用丝扣连接,采用Φ114mm丝扣。
为使钢管接头错开,第一节管采用4.5m和9m交替布置,以后奇数管的第一节采用4.5m长钢管,偶数管的第一节采用9m长钢管,以后每节均采用9m长钢管以错
开钢管接头,钢管用钻机顶进。
2.5 导管注浆
施工中采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆,采用注浆泵按照先下后上的原则施工,注浆压力控制在0.5MPa~1.0MPa,终压为2.0MPa;注浆前先将开挖面喷射5cm~10cm厚混凝土以形成止浆墙,为防止注浆管口螺纹刮伤而采用套管直接连接于凿岩机上来撞顶注浆管环,孔口用锚固剂或砂胶塞实;注浆过程中若个别浆孔不顺畅而被迫提前终止则可在临孔适当加压补浆;注浆完成后应及时清除管内浆液,之后用M20水泥沙浆或C20砼紧密充填,增强管棚的刚度和强度。
2.6 正洞开挖及初期支护
采用上下台阶法开挖,初期支护紧跟,上导坑开挖循环进尺控制在0.8m以内,洞口段采用挖机开挖,并预留核心土,采用人工修边;初期支护采用型钢钢架与锚网喷结合的联合支护体系,拱部采用径向药包锚杆以及钢筋网喷射35cm厚的强喷射混凝土进行初期的支护,在边墙主要采用径向砂浆锚杆进行初期的支护,在进行拱墙喷浆作业时需要在混凝土中掺入聚丙烯微纤维[3]。
3 洞口、洞顶裂缝处理措施
3.1 裂缝出现情况
施工中在某套拱右侧出现一条斜下方向裂缝且不断发展,对套拱基础进行小导管注浆加固处理后裂缝仍发展;隧道进洞5米后在配电房门口仰坡与边坡交界处及洞顶截水沟外侧也出现裂缝;在隧道进洞10米以后,在斜坡最高处滑面峭壁下方、洞顶第二级仰坡面又发现裂缝,结合裂缝情况和洞口段实际地质情况判断洞顶滑坡体在人为的扰动下正在向下发生逐级轻微错动所致。
3.2 采取的措施
加强对洞顶地表裂缝的观测并及时进行数据分析,绘制时间位移曲线图。
同时也加强洞内观测,每天观测洞顶下沉及周边收敛变形情况两次,并及时分析数据。
对于洞顶横向偏中线左右各20m范围内的滑坡松散体进行地表注浆固结,采用φ42注浆小导管,间排距1m,梅花状布置,长度5m,采用1∶1纯水泥浆进行注浆;掌子面掘进,开挖进尺每循环控制在0.8m以内,先用人工风镐配合挖机开挖,对于挖机不易开挖的部位,采用浅孔松动(弱)爆破,多打眼,少装药,弱爆破,减少扰动,对掌子面岩体进行松动即可;开挖后立即施做初期支护,并在拱部范围增设双层小导管注浆进行加固处理,洞口段完成一组仰拱施工以后,开始除削竹式洞门以外部分明洞衬砌施工。
待衬砌砼强度达到设计要求以后,开始明洞洞顶回填。
4 结语
公路连拱隧道有别于分离式公路隧道,施工工艺较为繁锁,施工工序应周密安排,各工种合理搭配循环作业;在隧道洞口开挖之前,详细调查隧址区地形、地貌及地质特征,切忌盲目进行洞口开挖、进洞,在确定进洞方式后应在过程中进行动态调整;对于洞口段隧道顶部滑坡松散堆积体可采用减方卸载及注浆固结的方式进行处理,以确保隧道进洞安全,确保万无一失。
参考文献
[1] 黄伟新.浅谈汤屯高速公路第五合同大田连拱隧道施工工艺[J].华东公路,2005,8.
[2] 张洪生.黄土质软弱围岩隧道施工技术[J].山西建筑,2007,33.
[3] 顾玉新.石板沟隧道洞口边仰坡及Ⅱ类围岩浅埋段施工[J].山西建筑,2008,3.。