皇家坪隧道出口Ⅴ级软弱围岩综合项目施工关键技术.doc
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1、皇家坪隧道出口级特浅埋软弱围岩段施工技术兰渝铁路LYS-11标一分部 石继国【摘要】兰渝铁路皇家坪坪隧道出口端级特浅埋软弱围岩段成功实行了暗挖法施工,其在该浅埋软弱围岩地段灵便经济超前支护、减轻地震动控制爆破设计及科学合理监控量测等施工技术,是该隧道获得成功基本。本文就该隧道如何安全顺利地通过级浅埋软弱围岩段施工办法作了详细简介,对类似该地质条件下隧道施工,有较强参照价值。【核心词】软弱围岩 特浅埋 施工技术 1、工程概况 皇家坪隧道出口位于新建兰渝铁路川东广元市苍溪县境内,为设计速度200km/h客货共线(开行双层集装箱货车)双线铁路隧道。隧道全长m,其中级围岩167m,围岩130m,别的均
2、为级围岩。其中出口端有一段长度为40m,最大埋深为12m,最小埋深为4.2m型级特浅埋软弱围岩段。本文着重简介该浅埋地段施工技术。2、施工背景 7月,路桥集团国际建设中标承建兰渝铁路LYS-11标。为了抢在春节前达到兰渝公司规定“不等不靠,自己创造条件开工,各隧道洞口在年前必要完毕有关临建设施且必要成功挂齿进洞,为年后掀起桥、隧及路基施工热潮道创造条件”。由路桥建设华北公司承建“皇家坪隧道”在无任何设计图纸状况下,仅依照一本设计院提供“线路诸表”,便组织一分部有关隧道专业技术人员开始了该隧道出口施工方案编制和实行。3、施工方案拟定3.1施工办法依照该隧道出口段地势平坦、围岩地质级别极低且典型浅
3、埋特点,咱们提出了三套施工方案:第一套方案:该区段采用明挖,按明洞施工工艺进行施工。第二套方案:该区段采用大管棚法施工。第三套方案:该区段采用超前小导管、型钢、锚杆、钢筋网片等联合锚喷支护工艺,再辅以分部开挖,减轻地震动控制爆破等技术手段进行该区段开挖施工。施工方案安全指标经济指标质量指标时间指标方案一最安全每延米成洞工程造价较低最有保证需要先完毕征地、三电迁改及筹办足量挖运设备和等设计院出图后方可施工,然而设计院何时出图遥遥无期方案二较安全每延米成洞工程造价最高较有保证需购买管棚机、大管棚和制作施工导向墙等,担误时间较长。方案三有较大风险,需通过慎密施工组织和各工序严谨施工来保证安全每延米成
4、洞工程造价较高较难保证,需通过严谨施工组织和科学施工来保证施工质量不需购买专用设备和材料,可及时施工。并且有望实现年迈进洞阶段性工期方案比选见下表:通过上述三套方案讨论和比选,尽量第三套方案施工成本相对较高,但依照铁路一贯奉行“先施工,后补出设计图”常规做法,因而比选方案时,每成洞米工程造价对咱们来说已是可以不予考虑虚指标,于是安全指标和工期指标成了咱们比选方案重要考虑指标。为了完毕兰渝公司领导视察兰渝11标时对咱们堤出“年迈进洞,年后掀起大干高潮”阶段性工期目的,咱们决定大胆采用第三套施工方案。3.2洞口加固经现场勘查,皇家坪隧道出口地质状况由表及里分别为:1m厚粘土层+泥岩+砂岩构成,因而
5、决定边仰坡坡率按1:0.75考虑。洞口边仰坡及洞脸采用锚、网、喷射砼联合加固解决。3.3洞身开挖洞身开挖采用三台阶分部开挖法。上台阶(起拱线以上1.2)采用一次开挖成型,下台阶(边墙底以上1.2m处)采用先半幅拖槽,后跳槽法开挖边墙开挖办法,最后进行仰拱开挖。该区段采用短进尺、弱爆破、快支护、早成环施工工艺。上台阶每循环进尺控制在0.81.0m,下台阶每循环进尺控制在1.02.0m。台阶长度控制在1520m之间。3.4施工支护3.4.1超前支护和初期支护在隧道开挖轮廓线以外周边,超前小导管按搭接长度1.1m,纵向有效长度2.4m,环向间距0.4m布设。运用注浆机通过往小导管内注浆,使浆液在泵压
6、作用下逐渐向风化破碎岩石裂隙中渗入和扩散,从而起到封闭隧道开挖线周边围岩中缝隙,固结破碎岩层,改进和提高围岩物理力学性能作用。超前小导管采用3.5mm,42mm普通热扎无缝钢管加工制作,单根长度设计为3.5m,外插角控制在810。 网喷参照地质条件与之相似“朴船山隧道时口段”初期支护设计参照图“兰渝贰隧参220121、39”图施工。型钢钢架采用20b型钢钢架,间距按0.6m全环设立。拱部140范畴内采用22组合中空锚杆,边墙采用22砂浆锚杆,每环设2123根,锚杆长L=4m,间距按1.2m1.0m(环纵)布设;拱墙设8钢筋网片,网格间距为20cm20cm.;喷射砼要用C25,拱部喷射砼厚度为2
7、7cm,边墙为25cm.。4、施工工艺4.1洞口浅埋段地表解决为了防止该浅埋段在暗挖时位于隧道顶部上方水田、池塘内存水在暗挖时渗向洞内,影响洞室稳定,敲定施工方案后,及时对皇家坪隧道出口浅埋段距隧道中线三倍宽度以内水田和水塘内积水进行了排放,同步将洞顶上方深度在1.5m左右两个废弃电杆坑用不透水粘土填筑密实,为该浅埋区段暗挖施工创造条件。4.2洞口加固洞口工程是整个隧道施工几种控制重点之一,故在洞口开挖时,应一方面保证洞口稳定和施工安全,对洞口边仰坡进行必要加固解决。洞口边仰坡按1:0.75采用22砂浆锚杆、6钢筋网及喷射砼进行加固解决。锚杆长L3.5m,1.2m1.2m,梅花型垂直坡面布置,
8、锚杆处露5cm。锚杆安装后,在坡面初喷5cm厚C20混筋凝土,然后布设15 cm15cm钢筋网,钢筋网焊接在锚杆上,以形成统一受力系统,最后复喷10cm厚C20砼。洞口加固如“图2”所示。4.3进洞开挖进洞前,在隧道拱部开挖弧形以外布设超前小导管。导管孔成型后,小导管用凿岩机气腿击盘打入。注浆前,先用高压风吹洗管内砂石,然后再对夺浆设备进行水压实验,以检查机具设备与否正常。注浆压力控制在0.51.5MPa。注浆浆液采用单液注浆,浆液水泥为425#普贤通硅酸盐水泥,水泥浆液水灰比为1:10.8:1。边仰坡开挖边仰坡锚喷支护洞脸封闭施工准备注浆机具准备注浆管加工材料准备拱部放样布孔钻注浆孔钻孔、清
9、孔注 浆M20注浆液准备隧道开挖 浆液用量施工准量按如下公式计算:Q=R2Ln式中 R浆液扩散半径,拱部为20cm; L小导管长度,3.5m; n岩石空隙率,取0.85;浆液损耗系数,取1.15。4.3.1洞身开挖4.3.1.1洞身开挖办法洞身开挖采用钻爆法开挖。使用YT28风动凿岩机钻孔,采用3台20m3/min电动空压机提供高压风。上台阶开挖采用人工配合装载机出碴,下台阶及仰拱采用人工配合挖掘机出碴。眼孔孔径为43mm,采用直眼掏槽;考虑到该区段为浅埋地段且沿隧道中线方向坡面上大某些为水田及小型池塘等,施工过程中坡面上水田池塘内集水很有也许经由风化破碎岩层缝隙渗至开挖工作面,为保险起见,炸
10、药采用防水乳化炸药,非电毫秒雷管起爆。4.3.1.2超前支护洞身超前小导管材质、加工制作和施工工艺同洞口挂齿时小导管施工工艺。注浆泵采用KBY50/70注浆泵。为了保证注浆效果和注浆质量,超前支护施工时应注意如下几点:A、每轮注浆前,先将掌子面用510cm厚喷射砼封闭掌子面,形成止浆盘;B、注浆时,应对支护工作状态进行检查。发现支护变形或损时,应及时停止注浆,采用办法;C、保证每轮注浆小导管纵向搭接有效长度不不大于1m;D、注浆小导管止浆段外露某些要通过连接钢管或连接钢筋与型钢钢架进行有效焊接,使超前注浆管与初期支护型钢钢架形成一种整体受力体系。 4.3.1.1环挖挂齿考虑到皇家坪隧道出口属典
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