浅埋大断面湿陷性黄土隧道进洞施工技术论文_魏万新

浅埋大断面湿陷性黄土隧道进洞施工技术论文_魏万新

中铁二十一局集团第四工程有限公司 青海西宁 810006

摘要:结合兰新铁路第二双线平西段第I标段徐家庄隧道进口施工经验,介绍了浅埋、大断面黄土隧道进口段的施工技术,对施工中出现的问题,分析产生的原因后,提出解决方案与建议,对类似偏压超浅埋黄土隧道工程施工有一定的参考借鉴意义。

关键词:浅埋;大断面黄土隧道;施工

1工程概况

兰新铁路第二双线(平西段)第一标段徐家庄隧道(DK177+600-DK179+968)位于西宁市平安县,该隧道地处低中山区,进口为浅埋隧道,为砂质黄土具有II级自重湿陷性,湿陷土层厚度大于6m。并且隧道洞身泥岩层具有膨胀性。由于隧道洞身地质存在的自身特点,

2施工方案

针对进口段浅埋的特点,采用施做大管棚后,从进口向出口方向采用“交叉中隔壁开挖法(CRD法)”,工序施工。在施工过程中严格遵循“管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤量测”的原则,

2.1洞口边、仰坡开挖

根据设计边坡、仰坡开挖边线测量放线,安排人工配合挖掘机分层自上而下开挖,开挖分层高度为2m,及时施作边坡挂网防护,在施工过程中严格按照设计参数进行,挖至管棚机作业平台后,准备施做超前长管棚。

2.2严治水

隧道治水严格按照“防、排、堵、截相结合,因地制宜,综合治理”原则施 工。 隧道暗洞开挖前,首先砌筑洞顶截水沟,防止地表水流向隧道施工区域。为 避免洞顶地表水下渗,引起隧道开挖时塌方,洞顶地表 20m 范围(隧道中线两 侧各 10m)全部用厚 5 ㎝ M10 水泥砂浆抹面封闭。 采用湿喷工艺,喷射混凝土拌合用水灾搅拌站控制,喷完后洞内用高压风吹 代替水冲洗湿喷机,避免工作面施工用水的滥用。 喷射混凝土和仰拱、 填充、 二衬混凝土均采用喷雾器喷雾养护取代洒水养护。 严格控制混凝土拌和用水,避免混凝土泌水浸泡黄土隧道基底。 施工中严格按照设计图纸施工洞内防排水设施, 设专人对防排水设施质量进 行过程监控,达到防水可靠、排水通畅、以堵为主、限量排放的要求。

2.3勤勘测、速反馈

隧道进、出口工区将监控量测纳入隧道施工的一道重要工序,安排专职技术人 员按照 CRD 法监控联测计划书进行量测。 量测项目:洞内外观察、洞口地表下沉量测、净空水平收敛量测、拱顶下沉 量测、工后沉降量测。 量测断面及点位布置:洞外观察包括地表情况、沉陷、边仰坡稳定、地表水 渗透等;洞内观察分为开挖工作面观察和初期支护观察;洞内每 5m 一个量测断 面;工后沉降量测断面一般设在明洞段、明暗交界、变形缝、Ⅳ、Ⅴ级围岩分界处。

2.4大管棚超前,小导管注浆

为避免开挖时发生塌方,拱度 120°范围内设33根、L=30m、φ108 ㎜大管棚超前支护,环向间距40㎝,钢管施工 误差径向不大于 20 ㎝,相邻钢管之间环向不大于 10 ㎝。拱墙设计 1m×1mC20混凝土导向墙,墙内安装φ140 ㎜导向管,管内填充M30水泥砂浆,2台KSZ-100型潜孔钻干钻法成孔,挤压式注浆泵注浆,钻孔倾斜角度采用 1~3°。

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超前小导管 上台阶拱部 120°范围钻安φ42 ㎜超前小导管,管内注浆采用水灰比 0.5:1.0(重量比)水泥砂浆,每进尺2.5m 钻安一环,每环 18 根。

2.5短开挖

短开挖 严格控制每循环开挖进尺, 以减少对围岩的扰动, 各部开挖循环进尺 0.7m~ 1.2m,上部弧形、左右侧墙部、中心核心土开挖各错开 3~5m 进行平行作业。

4.3 留核心 为增加上下台阶作业面开挖的自稳能力,同时给左、右侧上下台阶钢架安 装及喷射混凝土提供作业平台,上下台阶开挖预留核心土,核心土长 3~5m 。 开挖过程中应注意初期支护结构及核心土的稳定性, 必要时利用核心土体加设全 断面环形临时支撑。

2.6强支护

强支护 隧道初期支护设计: (@20 ㎝×20 ㎝,φ8 钢筋网)+(@60 ㎝,Ⅰ25a 型钢 钢架)+(@120㎝×100 ㎝,L=3.5m锚杆)

2.7早封闭 各部开挖后及时初喷 4 ㎝厚混凝土,封闭开挖面,然后挂设钢筋网,安装钢 架、钻安锚杆,经钢架加固、量测后复喷混凝土至设计厚度。

2.8 快成环 大断面黄土隧道施工中,尽快形成环状闭合结构,发挥了结构整体受力的优 势,对限制隧道围岩拱顶下沉与净空收敛有立竿见影的效果,结合现场,按 CRD 法施工顺序,主要有以下几个方面。 一是上台阶初支、上部水平横撑、上部中隔壁临时闭合成环;二是下台阶初 支、下部水平横撑、中部中隔壁临时闭合成环;三是线右仰拱初支、拱墙初支及 中隔壁下部临时闭合成环;四是线左拱与右仰拱初期支护永久闭合环结构;五是 仰拱混凝土与拱墙混凝土形成衬砌永久闭合结构。

2.9 紧衬砌 大断面黄土隧道不论是深埋段还是浅埋段都要及早施作二次衬砌, 并根据监 控量测信息反馈及时修正衬砌参数,确保施工和运营安全。 “紧衬砌”反映到具 体的数字上就是仰拱、填充紧跟开挖面(不大于 35m) 、二衬紧跟仰拱(不大于 35m)。

3.结束语

(1)大断面黄土隧道施工必须严格执行“管超前、短进尺、留核心、强支护、 早封闭、严治水、勤测量、速反馈、快成环、紧封闭”的方针、原则和贯彻“稳中求快,稳步推进”隧道施工理念。

(2)严格执行技术交底知制度,尤其是对现场作业人员技术交底,做到以工序 质量来确保工程质量。

(3)在“摸清地质、吃透设计、掌握标准”前提下,不断调整、优化 CRD 工法 和资源配置,降低工程成本,加快施工进度。

(4)目前大断面黄土隧道施工中,常规土质隧道掘进方法(人工配合挖掘机开挖、装载机洞内装碴运输、汽车洞外运碴)是比较安全、可靠、经济、适用的一 种施工方法。

结合兰新铁路第二双线平西段第I标段徐家庄隧道进口施工经验,介绍了浅埋、大断面黄土隧道进口段的施工技术,对施工中出现的问题,分析产生的原因后,提出解决方案与建议,对类似偏压超浅埋黄土隧道工程施工有一定的参考借鉴意义

参考文献:

[1]《高速铁路隧道工程施工技术指南》中华人民共和国铁道部 发布

[2]《《铁路隧道施工辅助方法》中铁第一勘察设计院集团有限公司

论文作者:魏万新

论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期

论文发表时间:2017/8/25

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