铁路双线隧道桥台进洞段落施工技术论文_臧运宝

铁路双线隧道桥台进洞段落施工技术论文_臧运宝

中铁十二局集团第四工程有限公司 陕西西安 710021

摘要:结合改建铁路阳安二线直通线1标段西沟垭隧道进口桥台进洞段落工程实例,介绍了铁路双线隧道工程桥台进洞段落的施工方法,主要从施工顺序、超前支护、开挖工法、初期支护、衬砌施工、监控量测等方面进行阐述。

关键字:施工顺序;超前支护;开挖工法;初期支护;衬砌施工;监控量测

1工程概况

1.1 设计概况

改建铁路阳安二线直通线1标段西沟垭隧道隶属于旬阳县甘溪镇,位于秦岭南麓低中山区,隧道全长3492m,为双线隧道。隧道进口位于102省道南侧岩壁,该处无进洞条件,隧道进口位于102省道南侧岩壁,该处岩壁高度约23m,几近垂直。线路轴线与102省道约成58°夹角。

院寺沟旬河特大桥安康台共设置人工挖孔桩6根,桩径1.25m,挖孔桩采用3+3形布置,桥台台尾里程XDK213+458.07,中线处进入西沟垭隧道14.07m,桥台进洞段隧道位于半径R=800m的缓和曲线上,该段落隧道断面加宽0.4m,开挖断面高度17.00m,最大开挖宽度13.76m,断面开挖面积212.12m2。

2桥台进洞段落施工

2.1 施工顺序

隧道洞口防护工程施工---隧道部分开挖及初期支护---仰拱、二衬施工至指定里程--桥台进洞部分下部开挖支护施工--桥台进洞段衬砌施工—桥台施工。

2.2 洞口边坡及行车防护工程施工

2.2.1 洞口边坡防护施工

洞门左右侧及上部岩体采用预应力锚索防护,并对隧道进口洞门顶坡面铺设SNS主动防护网及被动防护网进行防护。

主动防护网采用SNS主动防护网,被动防护网采用RXI-100型拦石网,进口洞门左右侧及上部岩体采用预应力锚索防护。锚具采用OVM15-8型锚具,面板为预制钢筋混凝土十字形锚墩。

2.2.2 102省道行车安全防护施工

为防止钻爆施工产生的碎石危及道路行车安全,在洞口外既有102省道公路边缘设置临时防护网,设置范围为隧道中线两边各25m,防护网采用HPB300φ8钢筋网,网格大小不大于100mm,防护网高度2m。防护网采用φ42×3.5mm钢管立柱,立柱间距5m,高度2.5m,外露2m,埋入地面以下0.5m。立柱采用C25混凝土基础,基坑尺寸0.2m×0.2m×0.5m(长×宽×深)。

2.3 超前支护施工

2.3.1管棚施工

隧道进口采用φ108×5mm热轧无缝钢管长管棚,管棚长度30m,外插角不大于3°,每根钢管内设置3根φ18钢筋以增强管棚的刚度,管棚环向间距0.4m,布置范围为拱顶140°范围内,共计38根管棚。钢管上钻注浆孔,孔径10mm,孔间距50cm,梅花形布置,尾部2m范围内不钻孔作为止浆段。

管棚采用导向墙定位布孔,严格控制钻孔角度,保证外插角度在1°~3°;采用潜孔钻钻进成孔,高压风从孔底向孔口清理钻渣;管棚安装采用人工配合浅孔钻机顶入,管棚及小导管内注1:1水泥浆。

2.3.2超前小导管施工

超前小导管采用φ42×3.5mm热轧无缝钢管,导管前端做成尖锥形,尾部焊接φ12mm钢筋箍,管壁上每隔15cm梅花形钻眼,眼孔直径8mm,尾部100cm为不钻孔止浆段。钢管长3.5m/根,环向间距40cm,布置范围为拱顶140°范围内,每循环38根,小导管配合钢架使用。

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施工过程中,根据围岩揭示情况,可适当调整小导管间距,确保支护效果。保证超前小导管的纵向搭接长度≥1m,保证小导管超前掌子面前方不小于50cm、小导管尾端落后于配合钢架不小于50cm,小导管内及孔壁需注水泥浆填充密实,以充分发挥小导管的棚架作用。

2.4 开挖及初期支护施工

2.4.1隧道部分施工

当掌子面距离洞口还有5m时,采用小导洞出洞,小导洞尺寸为4m×3.5m(宽×高),采用钢筋网、喷射混凝土临时支护,C25喷射混凝土厚度10cm,小导洞出洞后隧道部分采用三台阶法进行开挖及初期支护施工。

初期支护采用Ф22mm组合中空锚杆、Ф22mm砂浆锚杆、钢筋网、I20a型钢钢架、C25喷射混凝土。支护紧跟开挖面及时施作,尽量减少围岩暴露时间,抑制围岩变形,防止围岩在短期内松弛剥落。

2.4.2桥台进洞段下部开挖及初期支护施工

开挖采用两台阶法开挖,由洞口向洞内方向施工。台阶高度3.23m,台阶宽度13.76m,开挖循环进尺2m。左右侧错开开挖,避免两榀钢架左右侧拱脚同时悬空。台阶长度控制在2~3m。钢架落底后及时进行底部横向支撑钢架初期支护施工,尽快闭合成环。

为减小对已完隧道部分围岩、初期支护以及进口边坡的扰动,桥台下部开挖采用浅孔松动爆破。

2.4.3 水平收敛控制措施

为控制下部桥台加深部分开挖支护过程中,需要采取措施控制边墙围岩的水平收敛变形。

1)采用短台阶开挖。台阶长度控制在2~3m,左右侧严禁对称开挖,使开挖后同一断面的钢拱架拱脚暴露仅限于一侧。

2)及时闭合成环。紧凑施工工序,缩短初期支护闭合成环时间。底部横撑初期支护单循环进尺控制在3m以内,并紧跟边墙初期支护,缩短初期支护封闭成环时间。喷射混凝土采用湿喷工艺,对超挖部分采用同级别的混凝土回填密实,严禁出现空洞。

3)加强锁脚锚管施做质量。为控制桥台开挖支护过程中边墙初期支护的收敛变形,对边墙初期支护钢架增加锁脚锚管,在每榀钢架单元上部连接板下30cm处各设2根φ42*3.5mm锁脚锚管,锁脚长度以保证钢管深入基岩不小于4m为原则,以提供足够的摩擦力,采用φ22mm“L”形钢筋使钢管与钢架有效连接,并对钢管内注1:1水泥浆,确保钢管内钢管与周围岩体空隙填充密实。锁脚锚管施做方向为水平向下30°,朝向洞身大里程方向施做。

2.5 桥台进洞段衬砌施工

桥台进洞段衬砌划分为上、下两部分,上下部边墙以内轨顶标高为界。

2.5.1 底板及下部边墙衬砌施工

底板及下部边墙采用C35钢筋混凝土衬砌,衬砌厚度70cm。梁槽段底板混凝土单次施做长度7m,在底部横向支撑钢架初期支护施工后尽快施做。边墙衬砌施工采用组合钢模板,内部支撑施工。混凝土分层浇筑,采用溜槽结合串桶入模,插入式振动棒振捣密实。

2.5.2 上部衬砌施工

待下部边墙混凝土施工完成达到设计强度的75%后,回填土石至填充顶面标高。回填土石分层填筑、分层压实,填筑层厚30cm,采用20t钢轮压路机压实。为避免振动压实破坏隧道支护结构,压实采用静压,共计压实7遍。

土石填筑完成后,在二衬台车两侧行走钢轨下各放置2cm厚钢板,钢板宽度2m。上部衬砌采用衬砌台车按照正常衬砌段落相关要求施工。

结束语:

在铁路双线隧道桥台进洞段落的施工中,要统筹规划,合理安排施工顺序。紧凑施工工序,精心组织,缩短初期支护闭合成环时间。加强初期支护施做质量控制,有效控制围岩收敛变形。衬砌紧跟,保证已完隧道初期支护及洞口边坡安全。抓好桥台进洞段落的施工技术管理工作,能够为施工中安全质量、管理工作提供有力保证。

西沟垭隧道进口桥台进洞段落施工中选用的施工技术在工程进度、质量、安全、环保、经济等方面都取得较好的效果。希望本文能为今后的类似工程提供良好的借鉴经验。

参考文献:

[1]代碧琼.西沟垭隧道塌方段落施工技术总结[J].数字化用户,2017, (9):12-13

[2]张英明,丁立金.隧道洞口位于人群聚居区出洞施工方案探讨[J].铁道工程学报,2009, (11):61-63

[3]杜思成.浅析桥隧相连隧道出洞应注意的事项及预防措施[J].建筑工程技术与设计,2015, (15):758.

论文作者:臧运宝

论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期

论文发表时间:2019/3/4

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