- 相關(guān)推薦
滑坡堆積帶偏壓隧道進(jìn)洞施工技術(shù)工學(xué)論文
摘要：結(jié)合小磨公路勐臘四號隧道工程實(shí)例，介紹洞寬11.3m的隧道在滑坡堆積帶的進(jìn)洞施工技術(shù)，包括增設(shè)抗滑樁和偏壓墻、明洞暗作、引排地表水、大管棚和小導(dǎo)管超前支護(hù)及短進(jìn)尺臺階分部開挖等。
關(guān)鍵詞：山嶺隧道；滑坡堆積帶；進(jìn)洞；施工技術(shù)
1 工程概況
勐5臘4號隧道位于云南省西雙版納勐臘縣，是昆曼國際大通道小磨高速公路勐臘段的控制性工程之一。隧道起訖里程為K119+120～K119+435段。全長315m，為單線雙向隧道。設(shè)計為單心圓單拱結(jié)構(gòu)，凈寬為11.3m，凈高7.45m。隧道所處地區(qū)屬構(gòu)造剝蝕中低山地形地貌區(qū)，所穿越山嶺植被茂密。區(qū)域沖溝、山間盆地發(fā)育，山頂波狀起伏，山坡坡度一般小于40°。隧道小勐養(yǎng)端地勢較陡，進(jìn)洞處在斜坡上且上面覆蓋層較薄。坡面為茂密的植被所覆蓋。本地氣候?qū)贌釒в炅�，夏季多雨、高溫�?/p>
隧道出露地層由白堊系下統(tǒng)曼崗組(K1m)紫紅色泥質(zhì)粉砂巖、褐黃、褐紅、紫紅色砂巖和第四系殘坡積(Qel+dl)褐、紫紅色亞黏土組成。土層較薄，分布不連續(xù)。巖面節(jié)理發(fā)育。隧道區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀較陡，為123°∠12°。在隧道區(qū)內(nèi)無斷層通過，屬構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)。Ⅱ類圍巖段圍巖為褐紅、暗紅色礫巖及紫紅色泥巖，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，以全一強(qiáng)風(fēng)化、碎石土狀為主，少量碎石狀；巖體呈碎(石)狀壓碎結(jié)構(gòu)。圍巖拱頂無支護(hù)時可產(chǎn)生較大坍塌，側(cè)壁常有掉塊、小坍塌出現(xiàn)。
2 隧道特點(diǎn)及施工方案
2.1 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)
(1)隧道所處山區(qū)植被茂盛，山體蓄水量大，巖層裂隙比較發(fā)育，降水滲入巖層，裂隙水豐富，能夠形成小的滲水匯流，雨季能形成暫時的噴涌現(xiàn)象。
(2)該隧道進(jìn)口段地質(zhì)條件復(fù)雜，洞口段地層為第四系滑坡堆積層，層厚25m～30m，隧道穿越強(qiáng)風(fēng)化紫紅色泥質(zhì)粉砂巖地層。呈土夾石結(jié)構(gòu)，節(jié)理、裂隙極為發(fā)育，巖石破碎。
洞口端地形呈左高右低、左前右后的特征，與線路呈25。的夾角，左側(cè)山體陡峻，右側(cè)山體覆蓋層薄，是典型的偏壓、斜交隧道。巖層穩(wěn)定性、自承能力都比較差。進(jìn)洞段圍巖等級為V級。明洞如采用常規(guī)方法施工，可能因?qū)露逊e帶的破壞引起整個山體失穩(wěn)，造成大面積山體崩塌。
(4)滑坡堆積帶沿隧道縱向呈小角度方向延伸，滑坡堆積帶對該隧道的影響長度達(dá)80m。
2.2 進(jìn)洞施工方案
針對上述地質(zhì)、地形特點(diǎn)，為保證在此不穩(wěn)定的堆積層下進(jìn) 洞的安全，決定維持原山體現(xiàn)狀，盡量減小對原山體的破壞，采 取延伸洞口設(shè)置明洞的施工措施。洞口原山體坡面與線路斜交25°，且偏壓嚴(yán)重，為減少邊墻受到的不平衡力矩及山體的縱橫向推力，因此采用明洞暗作和偏壓墻相結(jié)合的施工方案，并在偏壓墻下施作抗滑樁，以提高進(jìn)口處明暗洞整體穩(wěn)定性。本著“先做抗滑樁和偏壓墻、明洞暗作、引排地表水、大管棚及小導(dǎo)管超前預(yù)支護(hù)、短進(jìn)尺環(huán)形分部開挖、強(qiáng)支護(hù)勤量測襯砌緊跟”的原則確定了進(jìn)洞施工方案，施工流程見圖1。
3 施工方法及工藝
3.1 抗滑樁施工
先進(jìn)行抗滑樁施工，在隧道進(jìn)口端K119+125～K119+140偏壓墻基礎(chǔ)底設(shè)置8棵抗滑樁。左側(cè)4棵為1.5m×1.2m×10m，右側(cè)4棵為1.5m×2m×8m。鎖口、護(hù)壁均采用C20鋼筋砼，樁身采用C25鋼筋砼。
3.2 偏壓墻施工和明洞暗作
待抗滑樁施工完畢后，進(jìn)行偏壓墻施工。明洞采用明洞暗作的方法施工，先開挖外邊墻側(cè)土石方，開挖完成后，澆筑外邊墻，外邊墻的澆筑方法為先施作下邊墻，從墻底至二襯支承梁耳墻上方，因?yàn)樯襟w會對二襯有一定的偏壓力，二襯拱部可能會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，造成二襯變形。將二襯的支承梁放于外邊墻上，這樣的目的是為了到時候施作二次襯砌時可直接把二襯的支承梁放置到外邊墻上，使二襯的大部分偏壓力承受到外邊墻上。二襯支承粱上方外邊墻應(yīng)盡快施作，以達(dá)到外邊墻整體受力的目的。外邊墻施作結(jié)束后，待砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度75％以上時，回填水泥穩(wěn)定土并夯實(shí)，要求密實(shí)度不小于85％，填至開挖輪廓線外2 m一4m。
明洞暗挖施工采用φ108長管棚超前預(yù)支護(hù)和分部臺階法開挖、復(fù)合式初期支護(hù)和鋼筋砼二次襯砌。
(I)打設(shè)36m長西108mm大管棚，大管棚鉆進(jìn)明暗洞結(jié)合部不少于8m，主要施工步驟為：①測量出工字鋼的準(zhǔn)確位置，搭設(shè)工作臺。②在操作平臺上搭鉆機(jī)工作臺，鉆機(jī)就位。③鉆桿在套管內(nèi)鉆進(jìn)，并取出巖芯。觀察巖芯，記錄地質(zhì)情況。④鉆孔到達(dá)沒計里程后開始下管。管棚按設(shè)計要求鉆設(shè)梅花形布置的小孔，然后逐節(jié)推進(jìn)到鉆孔內(nèi)，節(jié)與節(jié)之間用長15cm的絲扣連接，并用電焊焊接牢同。每節(jié)鋼管不等長，有利于減少隧道縱向同一橫斷內(nèi)的接頭數(shù)。⑤注漿漿液為水泥漿，水灰比為1:0.8。注漿后，在漿液擴(kuò)散范圍內(nèi)巖層被膠結(jié)，即在開挖輪廓線外，形成一個水泥漿與破碎圍巖固結(jié)成的硬殼，穩(wěn)定了巖體，減少了地表沉降。注漿壓力控制在0.3MPa～1.0MPa之間。
(2)采用以人工風(fēng)鎬配合挖掘機(jī)分部臺階法開挖，對于個別孤石采用尋根弱爆破的措施處理，減少對圍巖的擾動；每循環(huán)進(jìn)尺控制在0.5m左右，上臺階超前3m～5m。
明洞暗作段I 20cm字鋼鋼拱架間距設(shè)為0.5m，系統(tǒng)錨桿間距110cm×110cm，長3m，在靠近山體一側(cè)錨桿間距加密加長，間距為55cm×55cm，長度5m。鋪設(shè)兩層鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土厚25cm。在鋼拱架拱腳處設(shè)鎖腳錨桿，每個拱腳2根，尺寸為42mm，長度2.0m。
跳槽開挖下半斷面，先施作外邊墻初期支護(hù)，上下斷面開挖過程中支護(hù)必須緊跟施作。施工中嚴(yán)格遵循“管注漿超前、弱爆破、短進(jìn)尺、少擾動、強(qiáng)支護(hù)、早成環(huán)、勤量測、二次襯砌緊跟”的原則，每開挖50cm后，立即噴射混凝土封閉巖面(包含掌子面)，目的是在同巖變形前及時封閉圍巖，預(yù)防支護(hù)過程中小塊體塌落而影響施工安全，還可以作為鋼筋網(wǎng)的保護(hù)層，防止鋼筋網(wǎng)銹蝕。然后將新鋼架單元與預(yù)埋鋼架單元連接穩(wěn)固，進(jìn)行錨噴支護(hù)，完成一個循環(huán)，拆除豎向支撐型鋼。洞口段上導(dǎo)坑完畢后(進(jìn)洞12m)，再進(jìn)行下臺階開挖，完成后掛網(wǎng)封閉掌子面，初期支護(hù)全部封閉完成后，不能局限初期支護(hù)變形穩(wěn)定才可以施工洞身襯砌，而需要及時施工洞身襯砌，確保洞室穩(wěn)定。
(3)外邊墻及初期支護(hù)完成后，施作防水層并使用全液壓襯砌臺車及時施作二次襯砌，仰拱待上部二次襯砌完成后再行施作。
3.3 隧道進(jìn)洞段防排水系統(tǒng)
隧道出口位于較大的山體匯水溝溝底，加之?dāng)鄬右黄扑閹Щ鶐r裸露，風(fēng)化裂隙比較發(fā)育，有利于降水入滲形成基巖裂隙水，給隧道施工、運(yùn)營造成很大不便。所以，必須對出口段的地表匯水及
基巖裂隙水進(jìn)行處理。處理原則：以排為主，防、排、堵相結(jié)合。盡早做好洞外防護(hù)工程及坡頂截水溝，以避免洞口施工時發(fā)生溢流和滲漏，并做好防洪設(shè)施。在富水地帶，由于巖層裂隙滲水量大，在隧道原設(shè)計基礎(chǔ)上增設(shè)環(huán)向透水盲管，管徑為50mm，縱向間距為8m。此外，在隧道邊墻下角設(shè)φ100mm的透水管；對洞頂回填砂礫土進(jìn)行注水泥漿止水；在襯砌厚度變化處設(shè)沉降縫，用止水帶防水。
3.4 暗洞進(jìn)洞
(1)明洞暗挖至暗洞(K119+145)時，大管棚應(yīng)還在起作用，盡早打設(shè)小導(dǎo)管，導(dǎo)管沿上半斷面150°輪廓線布置，環(huán)向間距0.4m，仰角15°，一排每環(huán)設(shè)45根，縱向搭接長度為1m。120cm工字鋼鋼拱架間距設(shè)為0.6m，系統(tǒng)錨桿間距110cm×110cm，長3m。鋪設(shè)兩層鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土厚25cm。在鋼拱架拱腳處設(shè)鎖腳錨桿，每個拱腳2根，尺寸為42mm，長度2.0m。
(2)采用環(huán)形分部開挖法，較硬巖采用預(yù)裂爆破，周邊眼距為40cm，如果巖層較軟，以人工風(fēng)鎬配合挖掘機(jī)開挖為主，只在拱腳、墻腳才少量使用爆破，循環(huán)進(jìn)尺0.6m左右；挑幫問頂后并做地質(zhì)素描，初噴同時需對掌子面也進(jìn)行封閉；出碴；打設(shè)系統(tǒng)錨桿并測量；安裝鋼支撐、鋼筋網(wǎng)；復(fù)噴混凝土；跳槽下半斷面開挖及支護(hù)；施作仰拱；二次襯砌。
4 監(jiān)控量測
4.1 現(xiàn)場監(jiān)控量測的目的
現(xiàn)場監(jiān)控量測是本隧道信息化施工的核心技術(shù)之一，對圍巖支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測，保障施工安全，為評價和修改初期參數(shù)、力學(xué)分析及二次襯砌施作時間提供信息依據(jù)，是確保施工安全、指導(dǎo)施工程序、便利施工管理的重要手段。
4.2 監(jiān)控量測項(xiàng)目
勐臘4號隧道以洞內(nèi)外觀察、拱頂下沉、凈空收斂、圍巖內(nèi)部位移、淺埋隧道地表下沉為施工監(jiān)測項(xiàng)目。
4.3 量測結(jié)果
進(jìn)口段拱部下沉最大為38mm，地表下沉最大為26mm。洞內(nèi)凈空收斂及圍巖內(nèi)部位移均在允許范圍內(nèi)。
5 結(jié)束語
經(jīng)過我們精心施工，順利地通過了進(jìn)口淺埋、偏壓、滑坡堆積層。施工中的幾點(diǎn)體會如下：
(1)在不穩(wěn)定的斜交及偏壓的山體進(jìn)洞，采用明洞暗作施工方法有效減小了山體的縱橫向推力，加強(qiáng)了洞口的穩(wěn)定和施工的安全。
(2)在地質(zhì)復(fù)雜的洞口施工，進(jìn)暗洞需小心謹(jǐn)慎，嚴(yán)格遵循“先支護(hù)、后開挖、短進(jìn)尺、弱爆破、快封閉、勤量測”的原則施工：若初期支護(hù)變形不穩(wěn)定，需要及時進(jìn)行二次襯砌施工，確保洞室的安全。
【滑坡堆積帶偏壓隧道進(jìn)洞施工技術(shù)工學(xué)論文】相關(guān)文章：
河源洞淺埋偏壓小凈距隧道進(jìn)洞施工技術(shù)04-28
淺析富水、偏壓、軟弱地層隧道動態(tài)設(shè)計實(shí)踐的工學(xué)論文04-30
連拱隧道偏壓段的施工04-30
大管棚超前支護(hù)技術(shù)在偏壓隧道施工中的應(yīng)用05-03
信息化施工技術(shù)在山嶺偏壓隧道中的應(yīng)用04-27
地質(zhì)順層偏壓隧道災(zāi)害處理及施工技術(shù)04-30
淺埋偏壓隧道施工動態(tài)計算分析05-01