浅谈长大隧道TBM拆卸洞施工技术

浅谈长大隧道TBM拆卸洞施工技术

摘要:某长大隧道TBM拆卸洞设在Ⅱ级围岩地段,对拆卸洞分三部四区段开挖完成。鉴于该隧道特点,本文对的特大断面II类围岩对TBM拆卸洞室施工进行探讨,总结出该工程所采用的成功经验,为今后类似工程提供借鉴及管理成功的实例。

关键词:隧道施工拆卸洞TBM施工隧洞开挖

1 工程概况

某隧道TBM拆卸洞设在Ⅱ级围岩地段,拆卸洞全长60 m,边墙为直墙,拱部为曲墙,下部开挖宽度为13.1 m,上部最大开挖宽度为16.12 m,开挖总高度为18.81 m。托梁及下部直墙衬砌采用C30钢筋砼,拱部段衬砌均采用C30素砼。

2 拆卸洞开挖施工技术

拆卸洞分三部四区段开挖完成,第一步:到达拆卸洞前15 m施作预留平台,利用现有开挖台架在分界断面处开始向上挑挖,向上挑挖15 m后到达TBM拆卸洞顶部(见图1),之后分三台阶开挖上部Ⅰ、Ⅱ区、Ⅲ区,台阶长度3～5 m,每循环进尺为2.5 m,拱部Ⅰ区采用搭设临时活动支架进行作业,开挖一段支护一段。水平向前直至挖出上部断面。

第二步:当至TBM端上部Ⅰ、Ⅱ区、Ⅲ区段开挖完成后反向施工钻爆端的上部断面,直至所有上部断面全部开挖成型,上部反向开挖时

在台架上可加设临时平台确保台架的高度满足开挖要求。

第三步:最后开挖底部Ⅳ区段。后段拱部初支:上挑洞顶须进行临时支护措施,根据围岩情况在拱部局部可设φ22砂浆锚杆,锚杆长2.0 m,喷射C25砼,厚度3～5 cm。拆卸洞初支:托梁上2米范围、以下3 m 范围内边墙锚杆间距0.5×0.5 m,L=4 m,梅花型布置;其余部位锚杆间距1.0×1.0 m,L=3.5 m,梅花型布置,锚杆均采用R32N自进式锚杆并径向注浆,浆液采用水泥浆。边墙及拱部用C25喷射砼,砼喷射厚度为13～15 cm（见图2）。

TBM拆卸洞出碴采用ZL50C装载机及CAT330挖掘机装碴,斯太尔自卸汽车运输。

3 拆卸洞砼衬砌

本工程砼衬砌施工作业顺序采取如下:铺底→下部边墙→托梁→上部直墙段→拱墙段砼。

3.1 铺底施工技术

拆卸洞铺底砼标号为C20砼,铺设厚度30 cm。砼采用分段全幅施工一次浇注长度30 m,分两次完成。无轨灌车运输,泵送砼入模。

3.2 直边墙段施工技术

直边墙段施工施工序:安装脚手架→铺设土工布及防水板→安装

边墙钢筋→立模板→浇筑砼。直边墙段采用脚手架作为施工平台,脚手架作业面平台上设木板作为行走过道。脚手架沿边墙搭设三排至墙顶,砼浇注后脚手架纵横每隔3～4 m与边墙预埋筋进行连接加固。直墙段从TBM端向钻爆端施工。

防水板施工时,本工程防水板采用自爬动焊机焊接,搭接宽度不小于15 cm,接头距砼施工缝距离不小于1 m。一次铺设高度6 m,长度12 m。边墙钢筋为φ16筋,内外共设两层,钢筋现场绑扎。直边墙模板采用定制钢模板,面板采用5 mm钢板,高1.5 m×宽1.0 m,加工40块。一次安装长度为10 m,模板分成两组,边墙左右两侧同时施工。模板的定位通过螺旋钢顶撑、调节拉杆、预埋筋及葫芦实现。预埋筋每浇注层设5根,水平间距2 m,预埋筋设置有两种方法,方法1:采用φ14螺纹钢外套φ30PVC管定位于模板上口适当位置,拆模后转动钢筋通过调节拉杆与脚手架紧固;方法2:采用φ18螺纹钢,端头车φ16的丝杆,在模板适当位置钻φ30孔,丝杆穿过模板定位于模板上口适当位置,拆模后预埋筋通过调节拉杆与脚手架拉紧,模板就位后模板的下口用螺旋钢顶撑顶紧加固,上口亦用螺旋钢顶撑顶紧加固。每层浇注完成后,模板通过手动葫芦实现拆、装。浇筑混凝土时,对于托梁以下直边墙砼浇注总高度为12.36 m,共分9次完成,每层浇注高度从第一层自下往上依次分别为1.5 m、1.45 m、1.45 m、1.45 m、1.45 m、1.45 m、1.45 m、1.45 m、0.71 m。砼采用无轨灌车运输,泵送砼入模,砼强度达到8 Mpa 后开始拆模。

3.3 托梁施工技术

本工程托梁设钢筋,钢筋在现场绑扎;托梁顶部预埋43号钢轨,钢轨用钢筋焊接固定牢固,与另侧轨距精确控制在12.8 m,标高控制在±10 mm;经检查合格后方可关模。

3.4 拱部施工技术

拱部砼采用移动台车作为施工平台,移动台车由专业厂家设计制作,现场拼装。台车采用液压或螺旋设计,竖向升降行程在20 cm,通过轨道用手动葫芦实现前后移动。防水板采用自爬动焊机焊接,搭接宽度不小于15 cm,接头距砼施工缝距离不小于1 m。当直边墙施工15 m 后,开始安装移动台车骨架,安装台车时脚手架作业平台计划一次搭设8 m长,台车骨架安装完成后先作为防水板作业平台,一次性将60 m防水板全部铺设完成,之后拼装台车面板。本工程一次砼浇注长度6 m,砼方量55 m3,砼采用无轨灌车运输,泵送砼入模,砼强度达到24 Mpa 后开始拆模。

4 开挖施工技术措施

(1)控制超欠挖措施。控制好超欠挖可以保证开挖成型、保证初期支护质量、有利于提高围岩本身的承载力、利于砼的喷射以及利于防水板的铺设等诸多优点,因此,采取以下措施严格控制超欠挖:①正

确标示开挖轮廓线。在爆破前画开挖轮廓线时考虑施工误差,并考虑预留围岩变形和画线误差等因素,采用全站仪极坐标放样法准确的放出开挖轮廓线。②保证钻孔质量。炮孔间距符合钻爆设计。周边眼间距的误差不大于5 cm,辅助眼间距的误差不大于10 cm,严格控制周边眼的外插角。除掏槽眼、周边眼、底板眼外的其它眼孔方向与隧道方向平行,要求孔底在同一平面上。钻孔结束后要清孔,炮眼用炮泥堵塞,确保单孔装药质量。定人定位,明确分工,明确责任,不得混岗乱位。③光爆。首先合理选定钻爆参数,不断优化爆破设计。实现光面爆破的最佳效果,使开挖轮廓圆顺,线性超挖及炮眼痕迹保存率合乎光爆技术要求。④优化爆破设计。根据隧道地质情况采用不同参数的光面控制爆破技术。正确选用周边眼装药结构。为保证爆破质量,周边眼采用小药卷炸药,间隔装药,并加强炮泥的堵塞质量。非电毫秒雷管起爆。按设计装药,并顺序起爆。不断总结、修正爆破参数以达到最佳效果。

⑤采用先进的仪器进行开挖断面检查。采用TC402全站仪进行爆破质量检查,及时提供超欠挖实测图。根据提供的实测断面图,进行分析,及时处理,认真分析超欠挖的原因,以便采取对策。⑥建立严格的激励、约束机制。实行超欠挖奖罚制度,将奖罚数量与炮眼残留痕迹、超欠挖范围、超欠挖数量、炸药用量等直接挂钩,形成一套强有力的超欠挖管理办法。

(2)喷锚、量测。及时支护,及时量测,及时反馈,及时修正。同时在开挖后及时初喷,出碴后及时安装锚杆、复喷砼。当围岩等级与设计不符时,特别是围岩变软弱时及时提出设计变更,加强支护,以确保围