十天線金洞隧道大變形段施工技術(shù)

摘 要：本文結(jié)合十天線金洞隧道實(shí)際工程情況，對(duì)在此類(lèi)地質(zhì)、工程情況下的隧道大變形施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)、探討，并提出相應(yīng)對(duì)策建議，對(duì)隧道工程的施工具有一定的實(shí)際參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：隧道 大變形段施工 技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（c）-0093-02

隧道工程是一項(xiàng)設(shè)計(jì)復(fù)雜、施工復(fù)雜、質(zhì)量要求嚴(yán)格、且隱蔽性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，尤其對(duì)于某些工程地質(zhì)較差地段，隧道施工尤為艱難，且易造成塌方等嚴(yán)重的工程事故。本文結(jié)合十天線金洞隧道的實(shí)際工程情況，對(duì)在此類(lèi)地質(zhì)、工程條件下的隧道大變形施工工藝進(jìn)行了總結(jié)、探討，并提出相應(yīng)對(duì)策建議，對(duì)隧道工程的施工具有一定的實(shí)際參考價(jià)值。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

金洞隧道位于國(guó)家高速公路十堰至天水聯(lián)絡(luò)線，陜西境內(nèi)漢中至略陽(yáng)（陜甘界）公路段，隧道全長(zhǎng)2380 m，是略陽(yáng)連接線上最長(zhǎng)的一座隧道。

1.2 工程地質(zhì)

金洞隧道原設(shè)計(jì)圍巖為中風(fēng)化片巖，裂隙較發(fā)育，巖體呈碎石壓碎狀結(jié)構(gòu)，基本為V級(jí)圍巖。但在具體施工中，發(fā)現(xiàn)圍巖極差、洞內(nèi)巖層含水量大、富水巖層暴露空氣有泥化現(xiàn)象、初支下沉量大、局部地方有偏壓現(xiàn)象，開(kāi)挖易造成塌方。

2 工程難點(diǎn)

針對(duì)金洞隧道工程地質(zhì)原因，隧道施工采用了雙層I18、I20、I22型鋼，φ50 cm，錨桿23根Φ42×4×4.5 m注漿小導(dǎo)管。但在此種強(qiáng)支護(hù)下，仍出現(xiàn)了初支表面開(kāi)裂、鋼支撐變形、左側(cè)拱腰出現(xiàn)噴射混凝土剝落、局部初支下沉傾線等現(xiàn)象，因此將施工方法變?yōu)榇笞冃味问┕ぁ?/p>

3 大變形段初支施工工藝

3.1 超前鋼管施工

該段掌子面圍巖為強(qiáng)風(fēng)化綠泥石片巖，巖體破碎，拱頂圍巖呈綠色，用手即可剝落。兩側(cè)圍巖呈灰白色，手捏呈粉末狀，有弱膨脹性，開(kāi)挖即會(huì)引起拱頂就大范圍的塌落現(xiàn)象。因此在開(kāi)挖前對(duì)掌子面進(jìn)行封閉，再打超前注漿小導(dǎo)管，根據(jù)圍巖的實(shí)際好壞隔一循環(huán)打一次，不斷的調(diào)節(jié)插入的角度，小導(dǎo)管從拱架腹部穿過(guò)并焊接。以此來(lái)減少?lài)鷰r的塌落，同時(shí)也構(gòu)成一個(gè)安全的施工空間。

由于巖層含水量大，在注漿時(shí)遇到了注漿量少的問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)采用注漿口設(shè)止?jié){塞，注漿順序從兩邊拱腳到拱頂對(duì)稱(chēng)向上注漿，對(duì)每根管在第一次注漿后兩三分鐘進(jìn)行二次注漿的方法，保證注漿量。

3.2 掌子面開(kāi)挖

開(kāi)挖采用三臺(tái)階開(kāi)挖、預(yù)留核心土法。開(kāi)挖順序?yàn)橄冗M(jìn)行上弧導(dǎo)坑開(kāi)挖，拱部初期支護(hù)；再進(jìn)行預(yù)留核心土開(kāi)挖，下臺(tái)階中部開(kāi)挖；然后進(jìn)行下臺(tái)階側(cè)壁部開(kāi)挖，下臺(tái)階初期支護(hù)。開(kāi)挖時(shí)盡量避免放炮造成的巖體擾動(dòng)，拱頂采用人工開(kāi)挖，兩側(cè)采用機(jī)械開(kāi)挖，開(kāi)挖后立即對(duì)巖面進(jìn)行初噴。

3.3 鋼支撐安裝施工

為保證拱架弧度滿足設(shè)計(jì)要求，踩用兩臺(tái)冷彎?rùn)C(jī)分別對(duì)兩種型剛進(jìn)行加工。在鋼支撐安裝前進(jìn)行成品拼裝檢查，符合設(shè)計(jì)要求，拱架焊接點(diǎn)要錯(cuò)開(kāi)，不能出現(xiàn)在同一截面，嚴(yán)禁鋼支撐加工拱架焊接點(diǎn)和法蘭盤(pán)連接處出現(xiàn)在隧道拱頂，在鋼材實(shí)驗(yàn)合格方可使用。初支采用雙層鋼架，內(nèi)層為H175型鋼，外層為I20型鋼，拱間距為50 cm。在鋼支撐安裝時(shí)，要留有足夠的變形量，先進(jìn)行內(nèi)層H175型鋼安裝，螺栓要上齊全，法蘭盤(pán)騎縫焊接，拱腳墊設(shè)鋼板。為了使鋼支撐更好的受力，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)Φ25連接筋進(jìn)行“[”形加工，讓連接筋和拱架腹部有足夠的焊接面，間距0.5 m，同時(shí)在兩側(cè)拱腳處采用I16型鋼對(duì)兩鋼支撐的腹板連接進(jìn)行焊接。為了使雙層拱架更好的受力，減少施工難度，在H175型鋼施工一段后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)資料，待H175型鋼下沉趨于穩(wěn)定后進(jìn)行外層I20型剛施工，施工方法同H175型鋼施工工藝。

3.4 中空自進(jìn)式錨桿施工

由于隧道復(fù)雜的圍巖情況，采用中空自進(jìn)式錨桿施工。中空自進(jìn)式錨桿主要用于斷層破碎帶開(kāi)挖支護(hù)施工，在復(fù)雜地質(zhì)條件下取代普通砂漿錨桿，克服了普通砂漿錨桿諸如塌孔、無(wú)法插桿、注漿不飽滿等難題，發(fā)揮了錨桿支護(hù)的作用，提高了圍巖的承載能力，保證了圍巖的整體穩(wěn)定，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

錨桿的安裝如下。

（1）使用前，檢查鉆頭、鉆桿是否通氣，如有堵塞應(yīng)處理通暢后使用。

（2）連接鉆頭和錨桿、鉆機(jī)和釬尾、鉆機(jī)連接套和釬尾、錨桿和鉆機(jī)連接套。

（3）錨桿對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的錨空位置，鉆機(jī)應(yīng)先給水，然后鉆進(jìn)，由于巖體破碎，在鉆進(jìn)時(shí)鉆頭易堵塞，因此應(yīng)放緩鉆進(jìn)速度，做到多回轉(zhuǎn)，少?zèng)_擊，時(shí)刻注意水從鉆孔流出的狀況。在遇水堵塞時(shí)，后撤錨桿50 cm左右，反復(fù)掃孔后等水通暢后慢慢推進(jìn)。

（4）用鋼管將止?jié){塞通過(guò)錨桿外露端打入孔口10 cm左右作為封孔進(jìn)行注漿，錨桿根數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。錨桿注漿應(yīng)在噴射混凝土完后進(jìn)行，注漿前應(yīng)對(duì)注漿設(shè)備進(jìn)行檢查，調(diào)節(jié)好漿液的水灰比，整個(gè)注漿過(guò)程應(yīng)連續(xù)灌注、不停頓，必須一次完成，觀察漿液從止?jié){塞邊緣流出或壓力表達(dá)到設(shè)計(jì)值，即可停泵。

3.5 噴射混凝土施工

噴射混凝土具有支護(hù)及時(shí)、強(qiáng)度高、密實(shí)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，特別是在軟弱圍巖地質(zhì)條件下，配合鋼拱架和系統(tǒng)錨桿作為聯(lián)合支護(hù)，其優(yōu)點(diǎn)更為明顯。就新奧法原理而言，容許圍巖產(chǎn)生變形，同時(shí)在圍巖變形過(guò)程中，通過(guò)圍巖自承體系和支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)圍巖變形進(jìn)行控制，達(dá)到讓圍巖變形的適度釋放而不是徹底釋放的目的。噴射混凝土的風(fēng)壓、水壓、噴頭與噴面的距離、噴射的角度、噴射的粒徑影響著對(duì)噴射混凝土的強(qiáng)度和厚度的控制。由于該段是富水巖層，巖層含水率大，造成圍巖粘結(jié)性差，在開(kāi)挖時(shí)有小范圍的塌落，噴射混凝土?xí)r仍有小塊不停跌落，在噴射混凝土施工中遇到回彈率過(guò)大和局部受自重影響拉掉巖層的現(xiàn)象，這給施工帶來(lái)了一定的難度。在噴射過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按施工配合比拌料，盡量保證骨料的連續(xù)級(jí)配。在噴射過(guò)程中不斷調(diào)整噴射參數(shù)，保證混凝土的強(qiáng)度和厚度。

3.6 襯砌施工

仰拱單層施工拱架成環(huán)布設(shè)，為增加仰拱地基的承載力，在鋼筋混凝土施工時(shí)，預(yù)埋Φ160PVC管，管口外裹土工布，防止管內(nèi)堵塞。待仰拱施工完后，采用Φ89×6鋼管樁加強(qiáng)仰拱地基承載力，管長(zhǎng)8 m，環(huán)×縱=2m×3m垂直打入仰拱，采用高壓注漿。二襯主筋采用Φ28鋼筋，厚度為80 cm，待初支下沉平穩(wěn)后方可進(jìn)行二襯施工。

4 施工工程質(zhì)量保證措施

（1）認(rèn)真審核圖紙，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，做好技術(shù)交底，明確質(zhì)量要求及注意事項(xiàng)。

（2）施工方法采用環(huán)形核心土開(kāi)挖方式，掌子面與仰拱距離應(yīng)控制在15 m左右。

（3）加強(qiáng)洞內(nèi)排水，打超前排水孔，采用橡皮管引至離掌子面30 m外的中心排水溝，中心排水溝前端設(shè)擋泥壩，及時(shí)清理泥化的底層，保持中心排水溝排水暢通，仰拱底禁止積水。

（4）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，多設(shè)監(jiān)控點(diǎn)，分別對(duì)初支、二襯、仰拱測(cè)量，做到水準(zhǔn)儀一天一測(cè)，全站儀三天一測(cè)，初支應(yīng)每天做收斂測(cè)量。同時(shí)，做好測(cè)量和收斂現(xiàn)場(chǎng)記錄，及時(shí)對(duì)測(cè)量資料進(jìn)行整理、分析，對(duì)出現(xiàn)變形較大的及時(shí)上報(bào)。

5 結(jié)語(yǔ)

上述是本人對(duì)十天線金洞隧道大變形段施工技術(shù)的簡(jiǎn)單總結(jié)，由于各地地質(zhì)差異、隧道施工復(fù)雜，大變形段施工技術(shù)在不同地質(zhì)條件、施工環(huán)境等情況下的應(yīng)用、改進(jìn)還有待進(jìn)一步的總結(jié)、探討。

參考文獻(xiàn)

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