三车道大跨隧道浅埋土质地层段施工技术.doc
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8、双洞六车道,隧道左线(LK43+107LK47+410)全长4303m,右线(LK43+103LK47+370.5)全长4267.5m。隧道地质结构,围岩破碎,、级围岩占67.5%;进口浅埋段地层表面覆盖系全新统崩坡积层、残坡积层粘土,下伏岩层主要为泥岩、粉砂质泥岩。隧址区地下水补给的来源单一,主要为大气降水,故地下水同大气降水密切,随降雨量的而。左右线之间有一冲沟,每当暴雨,地表排水通畅,山洪暴发时消涨亦快。隧道最大开挖宽度17.82m,最大开挖12.47m(含仰拱),最大开挖断面177.1m2。 设计荷载为公路级,计算行车速度100km/h;建筑限界宽14.5m,高5.0m。隧道衬砌内轮廓
9、为三心圆曲墙结构,内净空面积100.69m2。隧道衬砌支护采用复合式衬砌,初期支护以锚、网、喷为主,并辅以超前小导管/超前锚杆及钢支撑支护,二次衬砌为模筑混凝土(钢筋混凝土)。左线设计路堑式明洞70m,右线18m。暗洞施工时采用50m127mm超前大管棚预支护施工辅助措施。 2 浅埋土质地层段施工方案 2.1 原则 2.1.1 短进尺掘进:在隧道进口浅埋软弱地段,人工挖掘机按短进尺开挖,局部坚石采用弱爆破掘进。 2.1.2 初期支护紧跟:在软弱围岩段,地压增长快,自稳短。锚、网、喷及钢支撑架设工作在爆破、排险后马上施作,与出碴或交错,在地层破碎或构造带地段更要紧跟,以围岩稳定。 2.1.3 为
10、开挖周边稳定,开挖平顺的开挖轮廓,不但对围岩稳定有利,也为后续工序条件,地控制超欠挖,企业经济效益的途径。 2.1.4 仰拱紧跟:本隧道地质情况,拱、墙部初期支护之后要尽早施设仰拱,以使初期支护封闭受力结构,并为二衬施工的模板台车轨道铺设条件,仰拱铺设也为洞内运输便利。仰拱与正面下部开挖面距离为4050m左右,以开挖、装碴机具活动场地。 2.1.5 施作二次衬砌:二衬紧跟初期支护。初期支护设置后,仍需对围岩及初期支护变形不间断量测。如围岩及初期支护变形仍在急剧增长,则需补强初期支护,用加厚二衬的办法结构手段;直到围岩及初期支护变形稳定时(收敛小于0.10.2mm/d及拱顶下沉小于0.070.1
11、5mm/d时)则可施作二衬。但在级围岩段,当变形得控制的情况下,应迅速施做二次衬砌,然后再长期检测、观察。 2.2 施工方案简述 施家梁隧道明洞段在拉槽开挖的对边仰坡支护,暗洞段在超前大管棚支护下短进尺掘进。隧道进洞采用上下法,上预留核心土施工,开挖后初期支护封闭岩面。开挖支护过程中隧道的周边位移、拱顶下沉等量侧项目的工作,量测数据,施工方案,必要时上半断面设临时仰拱。上半断面开挖约1015m后,开挖下部。在施工过程中隧道防坍塌问题是本工程在洞口段的最大施工控制。 3 关键施工技术 3.1 洞口土石方施工 施工洞口边仰坡顶的截水沟,开挖过程避开雨天。采用挖掘机开挖,孤石和挖掘机挖不动的岩石,采
12、用小型控制爆破,装载机或挖掘机装碴,自卸汽车运输。洞口段边仰坡开挖按设计控制坡度,松软地层开挖时从上至下,随挖随防护,随时监测、检查山坡稳定情况。边仰坡上浮石、危石要清除,坡面凹凸不平处予以修整平顺。 明洞段洞口地形地质条件分为明挖段和暗挖段。明挖段采用拉槽开挖,临时边坡随挖随支护,支护参数为:普通砂浆锚杆长3.5m,按1.51.5m间距梅花型,6.5钢筋网网孔间距0.25m,C20喷射混凝土厚8cm。开挖到暗挖段时要求预留核心土体,待洞口超前支护、暗挖段附加套拱施工后再开挖进洞。 3.2 超前大管棚施工 ?超前大管棚洞口浅埋段的辅助施工措施,它管棚和注浆来稳固地层,防止隧道开挖爆破时拱部坍塌
13、。 施家梁隧道超前大管棚支护一环长50m,采用外径127 mm,壁厚的4.5mm的热轧无缝钢管,钢管前段呈锥形,尾部焊接10mm加劲箍,管壁四周钻2排20mm压浆孔。管棚的环向间距为35cm,共55根,外插角12度,在拱部120度范围内。 3.2.1 混凝土套拱施工 套拱即导拱,主要是管棚支撑及导向作用。套拱由五榀钢拱架、55根2m长的1504mm导向钢管及厚80cm、长2m的 C25混凝土护拱组成。管棚导向管安装时,考虑到隧道圆曲线半径及50m长度,外插角控制在1.5。每根导向管安装时均采用尺及仪器测量检测,以钻机钻孔时不侵入隧道开挖净空,并能地超前支护的作用。架立钢拱架,在钢拱架背部焊接2
14、m长的1504mm导向钢管后,安装模板,浇注C25混凝土护拱。 3.2.2 管棚钻孔及钢管施工 钻孔:在套拱并养护3天后开始钻孔,采用两台MGJ-50地质钻机从套拱两侧底部开始施钻,并把每孔标号,施工时记录每孔的成孔、顶管及注浆量,以超前管棚的施工质量。在钻孔施工时钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性,钻杆联接套应与钻杆同材质,两端加工成内螺扣(钻杆首尾端外螺扣),联接套的最小壁厚10mm。防止钻杆在推力和振的双重作用下,上下颤动,钻孔不直,钻孔时,把扶直器套在钻杆上,随钻杆钻进向前平移;钻机开孔时钻速宜低,钻深20cm后转入钻速。节钻杆钻入岩层尾部剩余20-30cm时钻进停止,用两把管钳人工卡紧
15、钻杆(卡丝扣),钻机低速反转,脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位,人工装入根钻杆,并在钻杆前端安装好联接套,钻机低速送至根钻杆尾部,方向对准后联接成一体。换钻杆时,要注意检查钻杆弯曲,有无损伤,中心水孔畅通等,不符合要求的应更换以作业。钻孔要求深度后,按同样方法拆卸钻杆,钻机退回原位。详细记录前方的地质岩层情况。 顶管:改装后钻机的冲击和推力,将安有工作管头的棚管沿孔钻进,接长棚管,直至孔底。管棚采用127mm无缝钢管,管棚接长时先将根钢管顶入钻好的孔内,再逐根联接。事先加工好的管节联接套,要预先焊接在每节钢管两端,便于联接。根钢管前端要焊上合金钢片空心钻头,以防管头顶弯或劈裂。相邻管的接头应前后错
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