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摘要:公路隧道施工中往往會遇到各種各樣的復雜地質問題,給公路隧道的安全施工帶來了巨大的阻礙。因此,公路地質問題早已成為我國地質危害極為嚴重的工程建筑之一。筆者結合某公路隧道施工的實踐經驗,提出了解決公路施工中不良地質問題的施工處理及及監控量測方辦法。
關鍵詞:公路隧道;不良地質;監控量測;施工技術
Abstract: highway tunnel construction often can meet various complex geological problems, to the safety of the highway tunnel construction brings huge obstacles. Therefore, has become China's highway geology geological hazard is extremely serious engineering building one. Based on some highway tunnel construction of practical experience, and puts forward some solutions in highway construction adverse geological problems of the construction of the processing and and monitoring measurement to party.
Keywords: highway tunnel; Bad geological; Monitoring measurement; Construction technology
中圖分類號:U459.2 文獻標識碼:A 文章編號:
1 工程概況
1.1 工程簡介
某隧道起止里程為DK267+460一DK268+095,全長為635 m。隧道按旅客列車設計行車速度250 km/h,雙線隧道設計,隧道縱坡為一25‰。進121斜切段15 m,斜切延伸段10 m,出口斜切段15 m,斜切延伸段25 m,暗挖段570 m,圍巖均為V級圍巖。斜切及斜切延伸段采用明挖法施工,暗挖段采用錨噴構筑法施工,光面爆破法開挖。全隧仰拱超前拱墻施作,拱墻一次襯砌;洞身V級圍巖地段設全環I20b工字鋼鋼架及拱部Φ42超前小導管加強支護,進出口段設Φ108大管棚支護。
1.2 工程地質及水文地質
隧址區地貌類型為丘陵,地處川東褶皺帶,隧道洞身所處沙溪廟組(J2s),主要為砂泥巖互層,屬于弱風化帶。地層泥巖中裂隙水含量甚微,砂巖中相對較大,全隧道穿越地層圍巖等級均為V級。隧道主要不良地質為泥巖風化剝落、進出口仰坡順層以及瓦斯;特殊巖土為松軟土、泥巖的膨脹性。
2 工程特點
(1)進出口邊仰坡順層,易產生邊仰坡滑塌,危巖落石。
(2)有瓦斯等有害氣體存在,施工過程存在瓦斯災害等安全隱患,安全風險大。
(3)全隧埋深淺,最大埋深30 m,基巖為泥巖夾砂巖,節理發育,易產生塌方。
(4)施工選擇進口施工,隧道縱坡為一25‰,排水不便。
3 施工技術
3.1 洞門邊仰坡施工
根據設計洞門的里程和標高刷好洞門仰坡,進口邊坡仰坡順層,屬于泥巖夾頁巖的不良地質土石,洞門口邊坡采用錨桿掛網噴漿進行加固,參數:Φ22砂漿錨桿l×1(m)梅花形布置、Φ6@200 mm鋼筋網片、C25噴射混凝土10cm。
3.2 大管棚施工
3.2.1 技術參數
管棚采用Φ108 mm壁厚6 mm熱軋無縫鋼花管,環向間距40cm,外插角1°-3°。管棚設置于襯砌拱部140°范圍內,導管上設注漿孔,按15 cm間距梅花形交錯設置,孔徑l0~16 mm,管尾段留2.0 m不鉆孔的止漿段。
3.2.2 長管棚施工
(1)洞口段設置1×1(m)的C20混凝土導向墻,導向墻內預埋壁厚5 mm直徑146 mm的孔口管,并在每側導向墻底設置4根Φ42鎖腳錨管,每根長4m,焊于兩榀鋼拱架上。
(2)按設計設置兩榀I20工字梁臨時鋼支撐拱架,在兩榀鋼拱架上,按管棚設計位置(間距和水平標高、仰角),準確的焊上導向管,導管為Φ146×5 mm元縫鋼管,外端焊一個法蘭盤。
(3)安裝鉆孔機接通水管即可開鉆,隨著鉆孔進尺應隨時檢查孔眼的方向與仰角,以免超過誤差限度。
(4)壓漿液。隧道采用單液注漿,灌注漿液為純水泥漿液,注漿參數:水泥漿水灰比1:1;漿壓力:0.6-1.0MPa。壓水泥漿可用漿筒隨加隨壓直到注滿為止,最后堵El。壓漿時應注意將壓漿管伸入孔底,保證壓漿飽滿。待水泥漿達到70%設計強度即可進行洞身拱部開挖。
3.3 暗洞開挖方法
進洞口采用三臺階帶臨時仰拱的臺階法施工,三臺階法上部開挖斷面高度定為4 m,中部開挖定為4m,下部開挖斷面高度約為3 m。施工工序如下:
第一步:①利用上一循環架里的鋼拱架施作隧道拱部超前支護;②開挖①部;③ 施術作業①部初期支護,既初噴4cm混凝土,鋪設鋼筋網,架立鋼架,設置I18臨時鋼架,噴臨時仰拱。
第二步:①滯后①部一段距離后,開挖②部;②臺階周邊部分初噴4 cm厚混凝土;鋪設鋼筋網;③接鋼拱架;④鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。
第三步:①滯后② 部一段距離后,弱爆破開挖③ 步;②施作③ 步初期支護,既初噴4 6m厚混凝土,鋪設鋼筋網,架立鋼架,復噴混凝土至設計厚度;③施作隧底噴混凝土。
第四步:澆筑仰拱,待初期支護收斂后,拆除I18臨時仰拱鋼架,澆筑拱墻混凝土。
4 監控量測
4.1 監控量測的目的
現場監控量測是“新奧法原理”施工的三大要素之一,是復合式襯砌設計、施工的核心技術。本隧按新奧法設計施工,施工中加強監控量測對準確判定圍巖的安全狀態、合理確定二次襯砌的施工時機非常重要。同時通過監測數據的反饋分析,可驗證施工設計的科學性和合理性,以及施工方法、支護方案的可行性,以便及時、準確地調整支護參數,修正施工方法及施工程序,確保施工安全。
4.2 量測方法及頻率
隧道必測項目分為洞內外觀察、拱頂下沉、凈空變化、和地表沉降。洞內外觀察主要采用肉眼和相機配合進行觀察地表沉降測點埋設在隧道中線上,與洞內沉降觀測標在同一斷面上。拱頂下沉主要用鋼尺和高精度水準儀進行,測點布置5 m一個斷面;凈空變化主要用收斂儀進行,測點布置和拱頂沉降測點為同一斷面,在拱腰和邊墻處布設兩條測線;地表沉降測點埋設在隧道中線上,與洞內沉降觀測標在同一斷面上。觀測頻率根據變形速率和量測斷面距開挖斷面的距離確定,支護完畢后一天測一次,當變形速率<0.2 mm/d,量測斷面距開挖斷面距離>5B(B為隧道寬度)時,觀測頻率一周一次,直至觀測至圍巖穩定;觀測數據及時處理后,選擇好管理等級標準和允許變位值后,可根據監控信息進行動態管理。
4.3 量測數據的處理與反饋
對現場量測數據繪制量測數據與時間關系曲線和空間關系曲線,并進行數據處理或回歸分析。當位移急驟增加,每天的相對凈空變化超過10 mm時,應重點加強觀測,并密切注意支護結構的變化;當位移~時間曲線出現反彎點時,同時出現支護開裂或掉塊,盡快采取補強措施以防坍方。淺埋隧道應及早施工二次襯砌:深埋隧道的變形基本穩定判斷條件如下:隧道周邊變形速率明顯趨于減緩,水平收斂速度小于0.2 mm/d,拱頂下沉速率小于0.15 mm/d時,可認為圍巖基本穩定。
5 結束語
本隧根據新奧法施工原理,結合設計圖紙和現場地質勘查情況,采用多種加強支護工藝對隧道圍巖進行加固,同時遵循“短進尺、弱爆破、早封閉、勤測量”的施工原則,不但保證了施工安全,也使隧道結構物質量得到很好的保障。同時超前地質預報和監控量測數據對隧道安全開挖、初期支護、二次襯砌施作提供良好的數據指導,從而保證了隧道順利穿越復雜不良地質地段。通過對此隧道的施工工藝總結,對其他淺埋隧道穿越不良地質地段有更好的借鑒。
參考文獻:
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