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1、1 8 浅谈隧道洞口段施工技术浅谈隧道洞口段施工技术 摘要 结合广陕高速公路隧道工程现场具体施工 本文主要介绍浅 埋 不良地质隧道洞口段施工技术 方法工艺 关键词 隧道 洞口段 浅埋 不良地质 施工技术 1 1 工程概况 工程概况 崔家垭隧道右线起止桩号 K46 026 K46 214 全长 188 米 洞 门形式采用 1 1 5 的削竹式洞门 明洞段衬砌 24 米 K46 190 ZK46 214 隧道出口端位于山凹斜坡坡脚地带 局部 可见基岩出露 山凹中堆积物以崩塌体为主 偶见块石 隧址区构 造地质特征表现为单斜的岩层 节理裂隙较发育 岩层以 J2S 的紫 红泥岩 砂岩为主 其中隧道中下部
2、有一层松散的砂岩 俗称泡砂 岩 手捏易成粉状 根据实测资料表明 出口端山体表层堆积物以 紫红色碎石土 褐黄色粘土为主 松散堆积于隧道顶部 稳定性极 差 在施工过程中极易向下发生逐级滑动 雨季降水使松散堆积体 失去稳定性 易产生较大的滑塌 崩塌堆积体范围 从斜坡最高处 滑面峭壁下至隧道设计出口端长度约为 75 米 宽度约为 35 米 面 积约为 2625 平米 钎探资料表明 该堆积体厚度为 1 5 4 米 2 2 施工方案 施工方案 2 12 1 边仰坡开挖 边仰坡开挖 1 在洞口刷坡之前 先行施作临时截排水沟 并确保排水畅通 以减少积水对洞口的冲蚀 保证洞口安全 2 将洞口开挖范围内的下滑崩塌
3、堆积体 洞口危石清除 3 由测量人员放出隧洞中线和边仰坡开挖边线 采用挖掘机配 2 8 合人工风镐至上而下开挖 图 1 明洞开挖示意图 530 535 540 545 550 原原原原原 m K46 179 8 K46 182 5 K46 189 3 K46 190 0 原原原原 图 2 明洞开挖纵断面图 2 22 2 边仰坡防护 边仰坡防护 1 锚 网 喷支护 为确保边 仰坡的稳定 明洞开挖后及时施作临时边 仰坡防 护 由上向下 逐级刷坡 刷坡过程中存在的危石及时清理 逐级 3 8 防护 边坡采用锚 网 喷支护方式 具体支护参数 采用 3 长的 22 砂浆锚杆 间排距 1 5m 挂 6 5
4、30cm 钢筋网 喷射 C20 砼 厚 10cm 仰坡采用注浆小导管 钢筋挂网 喷射砼等联合支护方式 具 体支护参数 采用 3 5m 长的 42 注浆小导管 间排距 1 5m 挂 6 5 30cm 钢筋网 喷射 C20 砼厚 10cm 具体施工工序 小导管 钻进 挂钢筋网 喷射砼 注水泥浆 1 1 水泥净浆 注浆压力 1 2Mpa 2 洞顶上方 2 5 米厚松散覆盖层平台注浆 现根据刷坡以后的洞口情况 为保证洞口安全以及 108 管棚 施工质量 对洞顶上方 2 5 米厚松散覆盖层平台进行注浆固结 支 护参数 采用 42 注浆小导管 方向竖直向下 间排距 1 5m 长 度 2 米 挂 6 5 3
5、0cm 钢筋网 喷射 C20 砼平均厚 10cm 施做范 围 整个仰坡平台 要求防护好的平台内高外低 中间高 两侧低 以利于排水 2 32 3 洞口切口 洞口切口 当洞口拱顶以上边 仰坡及拱顶平台防护完成以后 开始在 K46 190 处 右线出口端暗洞进洞里程 进行切口 为确保切口面 稳定 采取边切口边防护的施工方法 1 套拱以外范围采取 3 5m 长的 42 注浆小导管 间距 1 5m 梅花型布置 挂 6 5 20cm 钢筋网 喷射 C20 砼厚 10cm 2 隧道开挖范围内预留核心土 保证进洞安全 2 42 4 管棚施工 管棚施工 4 8 管棚参数 管棚长 20 米 由长为 9 米并留有
6、12 注浆孔的 108 的热轧无缝钢管连接而成 具体设置为 先隧道中心布置一 根 然后按 40cm 的环向间距向两侧对称布置 外插角 3 每侧各 16 根 总计 33 根 1 制作导向墙 施工时先施作砼导向墙 内模采用土模 便于 施工 墙厚 0 6 米 长 1 米 导向墙内设置两榀 I18 工字钢拱架 采用 22 钢筋纵向连接 环向间距 1 米 同时导向墙内要预埋导向 管 导向管采用 130mm 钢管 沿拱部 120 范围布置 环向间距 40cm 外倾角 3 2 钢花管制作 108 钢管上钻注浆孔 孔径为 12mm 孔间距 15cm 呈梅花型布置 尾部 1 5m 段不钻孔作为止浆段 3 钻孔及
7、清孔 采用脚手架搭设管棚钻孔作业平台 以导向墙 内留的孔口管定位 定向 严格控制钻孔上抬量和角度 选用管棚 钻机风动干钻法钻进成孔 风动冲击回旋钻头直径 钻压 转速 风量 风压等钻进参数应满足施工需要 4 顶管 钻孔检测合格后 将钢管连续接长 用钻机旋转顶进 将其装入孔内 钢管采用丝扣连接 采用 114mm 丝扣 为使钢管 接头错开 第一节管采用 4 5m 和 9m 交替布置 编号为奇数的第一 节管采用 4 5m 长钢管 编号为偶数的第一节采用 9m 长钢管 以后 每节均采用 9m 长钢管 钢管用钻机顶进 如遇故障 需清孔后再将 钢管插入 5 注浆作业 采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆 用注
8、浆 泵按先下后上的原则注浆 注浆量由压力控制 注浆初压 0 5 1 0MPa 终压 2 0MPa 达到结束标注后 停止注浆 注浆完 5 8 成后及时清除管内浆液 并用 M20 水泥沙浆或 C20 砼紧密充填 增 强管棚的刚度和强度 2 52 5 正洞开挖 正洞开挖 1 采用上下台阶法开挖 初期支护紧跟 对于上导坑 开挖循 环进尺控制在 0 8 米以内 洞口段采用挖机开挖 并预留核心土 人工用洋镐或风镐修边 准备工作 1 制作钢花管 2 制作导向墙 钻 孔 清 孔 顶进钢管棚 清 孔 结 束 压力流量 达到要求 注浆管路检查 注 浆拌 浆 6 8 2 初期支护采用型钢钢架与锚网喷结合的联合支护体
9、系 支护 参数 I18 型钢钢架 60cm 榀 25 中空注浆锚杆沿钢架环向交替 布设 间距 80cm 挂 8 钢筋网 喷 C20 砼 24cm 厚 3 在上台阶进洞达到 20 米以后 开挖下台阶右半部分 循环 进尺控制在 1 2 米以内 待右侧进洞 5 米以后 再行开挖下台阶左 半部分 初期支护紧跟 4 根据围岩监控量测反馈情况 及时施做洞口和明洞段衬砌 以确保洞口安全及左洞进洞安全 3 3 出现问题及处理措施 出现问题及处理措施 3 13 1 洞口及洞顶裂缝情况 洞口及洞顶裂缝情况 崔家垭隧道出口端于 11 月 24 日正式进洞 截止 12 月 4 日上 导坑已掘进 12 5 米 在 11
10、 月 27 日在套拱右侧出现一条斜下方向裂 缝 号裂缝 并在不断发展 随即对套拱基础进行小导管注浆加 固处理 并进行观测 该裂缝仍在发展 在隧道进洞 5 米以后 在 配电房门口仰坡与边坡交界处发现第二条裂缝 号裂缝 洞顶截 水沟外侧出现第三条裂缝 号裂缝 在隧道进洞 10 米以后 在 斜坡最高处滑面峭壁下方出现第四条裂缝 号裂缝 在洞顶第二 级仰坡面出现第五条裂缝 号裂缝 根据出现的的裂缝情况结合 洞口段实际地质情况分析 判断洞顶滑坡体在人为的扰动下正在向 下发生逐级轻微错动 3 23 2 采取的处理措施 采取的处理措施 滑坡体的存在 严重影响隧道右线出口段的施工安全 为确保 安全施工 采取以
11、下施工措施 1 地表观测 加强对洞顶地表 5 条裂缝的观测 加密观测 7 8 频率 每 4 小时观测一次 并及时进行数据分析 绘制时间位移曲 线图 同时也加强洞内观测 每 5 米布设一组观测点 每天观测洞 顶下沉及周边收敛变形情况两次 并及时分析数据 以此制定相应 的施工方案 2 对于洞顶纵向 K46 180 至斜坡最高处滑面峭壁下 横向 偏中线左右各 20 米范围内的滑坡松散体进行地表注浆固结 采用 42 注浆小导管 间排距 1m 梅花状布置 长度 5 米 采用 1 1 纯水泥浆进行注浆 压力 1 2Mpa 3 掌子面掘进 开挖进尺每循环控制在 0 8 米以内 首先 采用人工风镐配合挖机开挖
12、 对于挖机不易开挖的部位 采用浅孔 松动 弱 爆破 多打眼 少装药 弱爆破 减少扰动 对掌子面岩 体进行松动即可 4 开挖后立即施做初期支护 并于 K46 178 处开始在拱部 范围增设双层小导管注浆进行加固处理 42 注浆小导管 环向间 距 30cm 层距 30cm 长度 3 米 搭接长度不小于 1 米 采用 1 1 纯水泥浆进行注浆 压力 1 2Mpa 在拱架外侧形成一环向自稳拱 直至完全通过滑坡地段 5 当上导坑掘进 20 米以后 开始分左右侧跳槽开挖下导坑 在下导坑开挖时将洞口套拱拱架向下接腿至设计基线以下 80cm 以 保证套拱稳定 由于洞口段处于浅埋滑坡地段 在 K46 190 K
13、46 133 段 级浅埋段 仰拱增设型钢拱架 与拱墙型 钢拱架形成一闭合环 并及时施做仰拱衬砌及仰拱回填 6 洞口段完成一组仰拱施工以后 开始除削竹式洞门以外 部分明洞衬砌施工 待衬砌砼强度达到设计要求以后 开始明洞洞 8 8 顶回填 选择滑坡面上适当部位的松散堆积体进行回填 其一可以 对滑坡体清方减灾 其二可以反压滑坡体 使滑坡体趋于稳定 保 证洞口安全 4 4 几点体会 几点体会 1 在隧道洞口开挖之前 详细调查隧址区地形 地貌及地质特 征 切忌盲目进行洞口开挖 进洞 2 对于洞口段隧道顶部滑坡松散堆积体可采用减方卸载及注浆 固结的方式进行处理 以确保隧道进洞安全 3 洞口软岩段开挖过程中必须遵循弱爆破 短进尺 多循环 紧支护 强支撑的原则 切忌放大炮 盲目加大循环进尺 4 加强洞口段隧道顶部地表变形监控及洞内初期支护后围岩变 形观测 准确分析数据 及时反馈施工 调整支护参数 确保万无 一失