潘偉
摘要:本文從小凈距隧道的定義、發展應用及施工技術等方面著手,較為全面地闡述了小凈距隧道的研究現狀。
關鍵詞:小凈距;隧道施工;中夾巖柱
隨著我國經濟建設的發展和交通事業的進步,隧道工程建設不斷發展,小凈距隧道施工取得了很多工程成果、獲得了一定的工程經驗,并展開了相應的理論研究。小凈距隧道施工對于中夾巖柱的的加固處理、施工工序對于小凈距隧道結構的影響等工程設計和施工中面臨的新問題,給小凈距隧道設計及施工帶來了新的困難和挑戰。
一、小凈距隧道的定義
由于山區高速公路選線時上、下行隧道往往受地形限制,使得兩相鄰隧道的最小凈距不能滿足設計規范的要求,因此,在工程實踐中衍生出一種新的結構形式——小凈距隧道,小凈距隧道雙洞的中夾巖柱寬度介于連供隧道和雙線隧道之間,一般小于1.5倍隧道開挖斷面的寬度。
二、工程案例概況
案例隧道設計雙線單線雙洞、單線兩車道公路隧道,隧道右線長4119m,左線長4124m。隧道兩端洞口段設計為小凈距,隧道小凈距段長度489m,其中V級段圍巖204m,IV級圍巖段285m,中夾巖柱凈寬11.8-14.6m。隧道穿過丘陵地貌區,地形起伏大,最大相對高差約75m,山體植被較茂密,巖體風化強烈,地質情況發育,洞口處于淺埋地段,易坍塌;洞身圍巖整體性較差,軟弱圍巖施工難度大。隧道小凈距段施工相互干擾大,進度慢。
三、小凈距隧道施工技術及管理
(一)小凈距隧道施工方法
小凈距隧道施工合理地選擇施工方法和工序,包括合理安排先行開挖面與后行洞的合理施工步距,合理選擇中夾巖柱的加固方式,合理選擇各類圍巖的開挖方法等,不但能保證施工的安全和質量的要求,還能有效節省原材料、施工工期等,提高效率及進度,節約成本。
案例隧道在明洞進洞后V級圍巖段采用雙側壁導坑法開挖,對中夾巖柱加固采用注漿錨桿和系統錨桿組合加固方式,最大限度地保持中夾巖柱的完整性,充分發揮圍巖的自承自穩能力。由于采用了減震爆破技術,爆破對中夾巖柱擾動減小,則左右洞進洞后的開挖施工步距可以減小,同時由于中夾巖柱的加固,先行洞的開挖可以用最快的施工臺班施工,提高施工效率,縮短工期。在IVc型襯砌支護類型施工中,采用上下中臺階法開挖。由于采用了減震爆破技術,和中夾巖柱加固支護技術,爆破對周邊圍巖和中夾巖柱的擾動較小,則采用上下長臺階開挖施工,提高施工效率,縮短工期。
在對中夾巖柱的加固中,根據圍巖情況,適當調整支護參數,采用局部小導管注漿和系統錨桿組合加固方式。
(二)中夾巖柱加固與減震爆破技術
案例隧道中夾巖柱加固采用注漿小導管和系統錨桿組合加固支護方式。采用注漿小導管和系統錨桿組合加固中夾巖柱比采用單純系統錨桿成本增加,但因此在施工中的施工方法選擇上會更加靈活,提高施工效率,縮短工期。
開挖爆破使用毫秒微差雷管和導爆索,通過合理的爆破眼布置和導爆索的合理排布,有效減小爆破震動,減小爆破對周邊圍巖和中夾巖柱的影響。因此在先行洞和后行洞的施工步距安排上可以適當縮短,有效提高施工效率的同時也提高了施工的安全陛。
通過對工程實例進行比對,監控量測數據表明,在采取了中夾巖柱加固措施和減震爆破技術之后,同傳統施工工藝相比,隧道的中夾巖柱驟變位移和拱頂沉降有效減小,增加了施工安全系數。
(三)小凈距隧道施工管理
在隧道施工標準化基礎上,合理管理隧道施工作業,不但能保證施工安全與質量,還可以提高施工效率。案例隧道在隧道施工管理方面采取了以下方案:
隧道施工時制定多了套不同工序的用電通風方案,不同工序采用不同的用電通風方案。隧道爆破后使用大功率通風方案,及時清除洞內煙塵,縮短排險、出渣作業的開工時間。由于在隧道施工中采用了減震爆破技術,因此爆破后的斷面狀況較好,超挖、欠挖控制較好,危石較少,減少了隧道排險時間。
在隧道洞口兩百米處設置臨時棄渣場地,縮短除渣車運輸距離,使出渣工序所需時間縮短,縮短隧道循環作業時間。
隧道施工監控量測和放樣測量,采用全站儀和斷面儀,尤其是保證了隧道掌子面開挖放樣施工的質量和效率。
在洞口外設置混凝土攪拌站,設置750型、1000型攪拌機各一臺分別用于隧道初期支護和二襯混凝土的制備,避免因混凝土攪拌站過遠,運輸時間過長,影響隧道施工的質量和效率。
四、結束語
綜上所述,本文結合工程實例,較為詳細地分析了小凈距隧道工程施工的現狀,小凈距隧道近年來的研究在理論方面雖然取得了一定的成果,但在實際工程中的具體應用還有待作進一步的深入研究。未來對小凈距隧道施工技術與管理的研究,應從實際工程需求入手,著眼于隧道中夾巖柱綜合加固支護技術、減震爆破技術和優化施工工序管理的應用等方面,以期彌補現有理論研究的不足,有效降低施工成本,提高工程經濟效益。
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