【精品】浅埋偏压软弱围岩隧道施工控制浅埋偏压软弱围岩隧道施工控制
浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术研究
浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术研究摘要:在隧道施工过程中,偏压、浅埋及软弱围岩的干扰,影响隧道施工安全和使用安全。
因此,需对剖析浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术,从地表处理、开挖和支护等技术参数入手,提升隧道施工的安全指数,防范隐患的发生。
关键词:浅埋;偏压;软弱围岩;隧道施工技术在隧道施工过程中,围岩的影响尤为明显,围岩的稳定性和可靠性不足,可能会导致隧道施工的安全性受到干扰,更有甚者,甚至会导致隧道出现塌方的现象,严重影响隧道施工安全。
必须对偏压及软弱围岩等隧道工程中常见的围岩类型,采取合理的隧道施工技术,消除施工安全隐患,确保隧道安全施工。
因此,论文结合工程实例,对浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术进行阐述,具体内容如下:1工程概况为研究分析浅埋、偏压及软弱围岩的隧道施工技术,现以某一具体的隧道工程为例,该隧道左线长455m,右线长508m,最大埋深119.36m,单洞净宽10.25m,建筑界限高度5.00m。
该隧道为浅埋小净距隧道,部分路段存在偏压;围岩极其破碎,均为Ⅳ、Ⅴ级围岩;地下水位较高,存在溶岩裂隙水,有突水危险;隧址区地质构造复杂,有南北走向大断裂带横穿隧道。
洞口段为坡积碎石土,洞身段为中强风化闪长岩,节理裂隙发育,岩体破碎、稳定性差,地下水较丰富。
综上所述,该隧道围岩属于浅埋、偏压及软弱围岩类型,隧道隧道除明洞段采用明挖法施工外,其余均采用新奥法施工,降低对岩层的扰动,进而确保施工安全。
2浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工工艺隧道施工遵循新奥法原理,坚持地质预报超前。
根据围岩级别,针对性的采取不同的施工方案。
开挖以专用设备为主,形成钻爆作业线、支护作业线、装运作业线、防水衬砌作业线及辅助作业线等多条主要生产作业线,实现机械化施工流水作业线。
隧道开挖采用光面爆破技术,尽量降低对围岩的扰动,并及时做好初期支护,必要时提前施作二次衬砌,以确保施工安全和工程质量。
针对易出现塌方的IV、V类围岩,采用超前小导管、超前锚杆等预支护措施,确保安全通过。
浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术
工 程 技 术
浅 埋 、 压 及 软弱 围岩 隧 道 胞 工 技 术 偏
中铁 隧道股份 有 限公 司 郑 昌明
[ 摘 要 ] 文以阜盘 高速公路 海棠山隧道施 工为 实例 , 本 具体介绍 了高速公路 浅埋 、 弱 围岩 隧道 的施 工工 艺、 工方法 , 软 施 对海 棠山 隧道洞 口浅埋段进 洞方案进行 系统化分析, 不仅对该 隧道 的正常施 工具有 重要 指导意义, 对于其它隧道工程 的施 工工作也具有重要
... — —
311 洞 套 拱 工 艺 流程 .. 进
该 隧 道 套 拱 施 工 工 艺 流程 如 图 1
图 1套 拱 工 艺 流程 图
34 -— 6. - —
科技信息
31 .. 拱 施 工 2套
工 程 技 术
护 , 管 长 2 m, 导 0 节长 4 两 节 之 间 用 “ ” 对 焊 , 向 间 距 4 c 注 浆 m, V型 环 0 m, 终 压 为 2 a 注 浆 --, 为 1 m 间 距 为 2e , 梅 花 型 布 置 ) 身 Mp ( f f径 L[ 6 m, 0r 呈 a 。洞
L 2 10 K + 4
Z +6 K5 5 0 L + 8 K5 5 5
3 0
1 5 2 0
V
V V
V ̄(5 z q管棚段)
洞 门段 明洞 段
Z 555 K + 3 进 口管棚起始里程为 Z 2 10 出口管棚起始里程为 Z 5 5 5 K + 1; K + 6
L 555 K + 6
V类 围岩地段采用 中4 2热扎无缝 钢管注水泥浆液进行超 前支护 , 导管 长 4 环 向间 距 4 c 注 浆 压 力 为 08 p ( 浆 孑 孑 径 为 6 m, 距 为 m, 0m, .M a注 LL a r 间 1rm, 5 a 呈梅 花型布置 4排 ) 。 33偏 压 、 埋 、 弱 围 岩 开 挖 及 支 护 . 浅 软 331 压 、 埋 、 弱 同 岩 T 艺 流 程 ..偏 浅 软 软弱 围岩承载力低 、 稳定性差 , 发生 坍方 , 易 再加上处于偏压 、 浅埋 段, 因此 , 何 对 围 岩 进 行 预 加 同和 消 除偏 压 对 隧 道 施 1 的 影 响 成 为关 如 二 键 。其 工 艺 流 程 如 图 4 :
浅埋偏压软弱围岩隧道施工控制浅埋偏压软弱围岩隧道施工控制(参考模板)
浅埋偏压软弱围岩隧道施工控制浅埋偏压软弱围岩隧道施工控制具体介绍铁路双线隧道浅埋偏压软弱围岩的施工工摘要:本文结合金温铁路麻芝川隧道工程实例,艺和施工控制,为浅埋偏压软弱围岩隧道洞口的施工提供了很好的借鉴。
关键词:铁路隧道浅埋偏压软弱围岩施工控制1 前言随着我国高速铁路发展规模日益扩大,地质条件日趋复杂,标准化的要求不断提高,铁路隧道施工技术要求也就越来越高。
一般情况下隧道洞口位置的地质情况较差,主要不良地质表现为顺层偏压、覆盖层薄、土质松散、边坡失稳,围岩体结构承载力差,若处理不当易发生塌方、冒顶、边仰坡塌滑风险事件。
麻芝川隧道是金温铁路的重点工程之一,进口地段就属这类情况。
2 工程概况2.1 概述麻芝川隧道进口段位于浙江省温州市泽雅镇。
隧道起迄里程为 DK168+673~DK171+515,全长 2842m。
隧道全部位于左偏曲线上,纵坡为单面下坡,坡率为 4.0‰。
按新奥法设计,采用复合式衬砌。
2.2 工程地质麻芝川隧道地处剥蚀丘陵区,地形起伏,植被茂盛,山体自然坡度 25~45°,局部可见基岩裸露。
进出口均有混凝土或沥青路面的乡村公路通达。
隧道区地层分布较简单,基岩多有出露。
地表出露第四系人工填土层 Qml、第四系残坡积层 Qel+dl,下伏侏罗系上统西山头组 J3x 流纹质玻屑凝灰岩。
地下水为松散岩类孔隙水和火山碎石屑岩类基岩裂隙水。
区内地表流水活跃,地下水不发育,影响隧道的地下水主要为构造裂隙水。
隧道区地处副热带季风气候区,气候温和,雨量充沛,四季分明。
雨量充沛,年降雨量达 1723.0 毫米,4~9 月最集中。
化学环境作用等级为 H2,地震动峰值加速度为 0.05g,地震动反应谱特征周期为 0.35s。
隧道进口进口工程特点2.3 隧道进口工程特点从现场看,隧道进口进洞条件差,边仰坡的坡度陡峭。
进口洞口段处于浅埋偏压严重,位于第四系残积层内。
进口段表层为含砾粉质黏土,硬塑,厚 0~2.5m,下伏基岩流纹质玻屑凝灰岩,强风化厚 1~7.5m,下为弱风化,岩质较硬,裂隙发育,岩体破碎。
浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术
浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术摘要:道路工程是民生发展中的重要基础设施,在城市化建设中发挥着重要作用,是人们日常出行及交通运输的关键保障。
为了实现稳定可持续发展的目标,应该强化对浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用要点的分析,制定切实可行的施工计划,合理划分不同施工段的任务,在提高资源利用率的基础上,强化工程施工可靠性。
关键词:浅埋偏压;软弱围岩隧道;技术应用要点道路隧道工程施工难度相对较大,为了让施工作业拥有安全保障,同时提高施工效率,需加强对浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术的利用。
认真分析技术应用要点,编制科学完善的施工方案,确保满足工程设计要求。
1.实例工程具体情况以某隧道工程为例进行分析,此隧道的双向长度为4.752km左右,而左幅和右幅的全长为2.355km和2.352km,立足于整个线路的角度进行分析,为长度最大的隧道。
但从隧道环境的角度出发进行调查分析,明确为复杂性很强的软弱围岩段,同时,有着很大的开挖断面,一定程度上增加了施工作业难度,对施工技术的要求较高,应该结合对实际情况及工程建设需求的分析,合理选择施工技术与编制施工方案。
2.浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术的实际应用2.1围岩量测环节技术要点针对隧道围堰开展监控测量工作,有利于掌控围堰整体的动态,能够强化后续综合评价工作的可靠性,同时通过确定具体的支护形式和相关技术参数,如支护作业时间等,能让各环节施工拥有坚实基础。
采用监测测量的方式,能够实现对支护结构体系全面调查的目标,了解不同位置的应力分布情况,综合评价支护结构体系的安全性。
开展实际施工作业时,针对围堰周边收敛及拱顶下沉等方面开展分析工作,一些地段会因为变形而出现裂缝,通过适当调整及修改技术参数,可以有效规避以上问题,为支护结构的安全性、稳定性提供保障。
2.2支护施工环节技术要点支护施工是偏压隧道施工中的重要环节,施工技术人员需要保证支护与隧道开挖紧密衔接,具体指结束0.8m的开挖作业后,需要立即开展相同长度的支护施工作业,且应该保证支护质量满足规定要求,以防出现侵占二衬断面的情况。
软弱围岩浅埋偏压隧道施工与方案优化探讨
软弱围岩浅埋偏压隧道施工与方案优化探讨摘要:软弱围岩浅埋偏压隧道施工一直是隧道工程领域的难点和热点问题。
本文通过对软弱围岩浅埋偏压隧道施工的特点进行分析,探讨了目前常用的施工方法以及存在的问题,并在此基础上提出了一些施工方案的优化措施,希望能够为这一领域的研究和实践提供一些参考。
关键词:软弱围岩;浅埋;偏压隧道;施工方法;优化措施1. 引言软弱围岩浅埋偏压隧道工程是一种常见但又非常具有挑战性的工程类型。
由于软弱围岩导致的地层不稳定性和较小的覆岩深度,使得这类隧道施工难度较大,工程风险较高。
如何选择合适的施工方法,并对其进行方案优化,是当前该领域的一个重要研究方向。
本文将先进行软弱围岩浅埋偏压隧道工程特点的分析,然后对现有的施工方法进行评述,最后提出一些施工方案的优化措施。
2. 软弱围岩浅埋偏压隧道工程特点(1)地层不稳定性:软弱围岩在地层稳定性方面表现出较差的特点,容易产生滑坡、塌方等地质灾害。
在软弱围岩浅埋隧道施工中,地层的稳定性问题是一个关键的难点。
(2)覆岩深度较浅:软弱围岩浅埋偏压隧道的覆岩深度一般在10米以下,甚至更浅。
这种较小的覆岩深度在一定程度上增加了隧道施工的难度,容易导致地表沉降、建筑物受损等问题。
(3)偏压效应:由于软弱围岩具有一定的可塑性,因此隧道开挖过程中容易产生偏压效应,给围岩带来一定的变形和应力的增加,从而影响了隧道的稳定性和安全性。
软弱围岩浅埋偏压隧道施工面临着地层不稳定性、覆岩深度较浅和偏压效应等多方面的挑战,因此需要针对这些特点采用有效的施工方法。
3. 现有施工方法评述目前,软弱围岩浅埋偏压隧道施工常用的方法主要包括:开挖支护法、冻结法、地面注浆法、地下爆破法等。
这些方法各有优缺点,需要根据具体的工程情况进行选择和应用。
(1)开挖支护法:开挖支护法是一种常见的隧道施工方法,其基本原理是在进行隧道开挖的采用支护结构对围岩进行加固和支护。
这种方法的优点是施工周期短、经济性好,但缺点是对围岩的破坏较大,不利于地质环境的保护。
浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术
浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术1工程概况下湾隧道位于泰赣高速公路K203+545~K203+780段左线(因该段为分离式路基),长235米,最大埋深21米,最小埋深靠赣州端有20余米为半明半暗挖隧道,并在洞外接长明洞30米。
隧道净宽10.60米。
该隧道段原设计为高达87米路堑高边坡,在第四、五级及第三级上半阶边坡防护施工完毕、开挖平台距路基设计标高最大为30米时,因地质原因,为保证该处施工及运营安全而将该段路基变更为单线隧道(右线仍为路基)。
变更后的隧道横断面布置示意图详见图1。
图1 下湾隧道横断面示意图(单位:m)埋深与线间距数据表根据地质调绘、钻芯取样、物探资料,下湾隧道围岩地层岩性主要为寒武系水石群(∈3)变质岩性,岩性主要有两种:(1)、变质砂岩层:青灰色—灰黑色,厚层状构造,局部夹粉砂质千枚状板岩,硅质砂岩,岩性坚硬致密,饱和单轴抗压强度60~80Mpa,抗风化强,主要分布于K203+550~K203+670,为Ⅲ~Ⅳ类围岩。
(2)、千枚状板岩层:以黄绿色斑点板岩、粉砂质斑点板岩为主,偶夹灰黑色变余长石石英砂岩,千枚状构造,岩性较软,强度低,抗风化能力差,主要分布于K203+670~+780段,为Ⅰ~Ⅱ类围岩。
整个隧道段岩体节理裂隙发育,地下水较发育。
2 工艺流程因该隧道均处于已破坏的高边坡范围,为保证施工安全,采取早进晚出的进洞方案,即洞门修建应尽量避免对山体的扰动,尽可能减少边仰坡刷坡范围。
洞口处已有部分按路基开挖,且边坡较高(约55米),不宜再破坏洞口边坡,就采取了回填贫砼反压、套拱、超前长管棚等辅助施工措施,确保了施工安全。
2.1 进洞套拱工艺流程该隧道进洞方案首次提出了“亲嘴”原理,其工艺流程如图2:图2 套拱工艺流程图2.2 偏压、浅埋、软弱围岩工艺流程软弱围岩承载力低、稳定性差,易发生坍方,再加上处于偏压、浅埋段,因此,如何对围岩进行预加固和消除偏压对隧道施工的影响成为关键。
高速公路浅埋、偏压、软弱围岩隧道施工技术
高速公路浅埋、偏压、软弱围岩隧道施工技术摘要:根据上莲山隧道出口小净距浅埋偏压段施工情况,介绍通过规范施工、合理组织确保安全情况下加快施工进度的施工方法,总结相关施工经验,为今后同类隧道施工提供借鉴。
关键词:浅埋偏压、超前支护、初期支护、监控量测1、概述1.1隧道总体概况上莲山隧道左线全长425m,隧道净宽13m,隧道出口位于一呈北东-南西向山脊的北东侧半山坡部位,左右线中心线相距13~19m。
左线纵向坡度约为15-25°,右线纵向坡度约为30-45°,横向坡度约为5-15°。
隧道的右线出口段位于一略呈近南北向的舌状伸出的山脊的北东侧半山坡部位,东低西高,隧道出口为浅埋偏压。
出口段山坡自然坡度较陡,围岩为残坡积土、强风化花岗岩,局部少量围岩为中风化岩,顶板厚度较小,同时受F16断层影响,岩体破碎,松散结构。
地下水量中等,呈淋雨状出水,长期暴露,拱部和侧壁易坍塌,附近边坡岩土体由第四系坡残积、下伏燕山早期花岗岩及其风化层组成。
第四系坡残积土根据土工试验结果为高液限土,可塑-硬塑;全风化云母石英片岩呈砂土状,硬塑~半坚硬,开挖时极易产生浅层滑坡或大的塌方。
1.2出口浅埋偏压段隧道情况上莲山隧道出口端右洞YK19+260~YK19+285为浅埋偏压隧道。
左洞埋深最薄处为2.4m。
右洞浅埋偏压代表性断面见图1。
图1 左洞浅埋偏压代表性的断面出口浅埋偏压段围岩为Ⅴ级残坡积粉质粘土和全风化、强风化云母石英片岩,呈散体状结构。
地下水饺贫乏,开挖中地下水多呈面状渗透。
全风化岩易彭解,无自稳能力,初期支护不及时拱部易发生坍塌,甚至地表出现下沉、冒顶等现象。
2、进洞施工技术措施2.1明洞开挖方法处理明洞开挖之前,首先施工洞顶截水天沟,以避免雨水冲刷边坡造成落石、滑坡、坍塌等现象,严格按设计坡率进行边仰坡施工,开挖完成后,立即采用“锚杆、网片、喷锚”进行支护,确保施工过程中边仰坡的稳定及安全。
隧道软弱围岩浅埋段施工控制技术
隧道软弱围岩浅埋段施工控制技术【摘要】软弱围岩浅埋段是隧道施工的难点,为了更好地进行隧道施工,本文从软弱围岩浅埋段隧道施工技术、软弱围岩浅埋段隧道施工注意事项,以及高速公路软弱围岩浅埋段隧道施工技术和方法这三个方面对隧道软弱围岩浅埋段施工控制技术进行阐述。
【关键词】隧道;软弱围岩;浅埋段;施工一、前言在进行隧道施工时,遇到软弱围岩时将会遇到许多的安全隐患。
如果对这些安全隐患不进行有效的控制,有可能会发生巨大的事故,带来不必要的经济损失。
因此,我们应该对软弱围岩的施工技术进行研究,进而提高施工技术,保障施工的安全进行。
二、软弱围岩浅埋段隧道施工技术1.支护技术隧道支护是隧道工程施工中的关键,软弱围岩隧道支护通常有超前支护和初期支护。
超前支护是指对未开挖部分的岩体进行注浆等加固措施,超前支护有超前小导管、超前锚杆、超前管棚等多种类型,施工方法有泥浆循环跟管钻进法、潜孔锤冲击成孔送管法、风动力跟管钻法、水平旋喷法、冻结管施工等多种。
其中超前小导管多用于Ⅳ级级以上的,主要是防止隧道开挖时出现塌方现象;超前管棚一般设于隧道两端的洞口,以防止仰坡变形和塌方。
在浅埋层的隧道口采用超前管棚工法能够有效地解决洞口段的施工难题,超前管棚支护的管棚长度一般为30m~40m,管径以φ108mm为主,在实际的应用中可根据工程的具体情况进行设计。
初期支护是指在开挖后进行喷锚等措施支护围岩,有喷射混凝土、喷射混凝土加锚杆、喷射混凝土锚杆与钢架联合支护等多种形式,在隧道开挖后进行初期支护能够控制围岩的应力适量释放和变形,增加结构的安全度,方便施工,目前的隧道工程施工中广泛采用新奥法(全断面法)施工的隧道多采用喷锚支护。
这种支护形式的类型、参数、数量都可根据工程具体情况进行调整,十分灵活;在施作之后喷射砼能迅速发挥对围岩的支护作用,支护及时;喷射砼和围岩能够形成全面密贴的粘结,粘结力强,密贴性好,同时还具有深入性、柔性和封闭性的优点,在软弱围岩的隧道施工中有着显著的应用价值。
浅埋偏压软弱围岩高铁隧道施工技术
围岩测量的目的主要包括以下几个方面。第一,了解围岩的动态,并以此为依据对围岩做出科学合理的评价。第二,明确支护的形式、参数及具体时间。第三,掌握支护的具体结构及特点、受力情况及应力的具体分布。第四,在了解围岩稳定性之后就能够对支护结构
在初期支护过程中所采用的方式是锚喷支护,在此过程中需要将钢架与钢筋环进行连接,并且间距需要控制在50厘米左右。另外,不同钢筋间的距离应控制在1米左右;刚架的型号为Ⅰ16,钢筋环的直径应控制在20毫米左右;锚杆钢筋直径与长度分别为20毫米与350毫米。另外,在连接钢筋网时钢筋的直径与间距应分别控制在8毫米与2 0厘米×20厘米左右。之后可用混凝土进行喷射,混凝土的型号与喷射的厚度分别为C25与24厘米。另外,在隧道施工时通常会出现围岩变形的状况,因此需要增加支护的强度,并且将靠近变形区域的锚杆用系统导管替换。另外,导管长度应为400毫米左右,之后需要向导管中分别注入水泥及水玻璃两种不同的浆液。为了使支护效果更好,需要严格控制注浆压力,确保压力介于0.5mMPA与0.8MPA之间[4]。
4.3套拱施工技术
在应用套拱施工技术的过程中应将暗洞设置于洞外,并采取逐步靠近洞内的方式,直至与山体完全相融和。在此过程中需要用到工字钢架,用于支撑内膜。另外,在正式进行浇筑之前首先需要完成钢管的埋设,钢管的直径应控制在150毫米左右,最后需要在套拱两侧进行回填处理。
4.4开挖
在整个开挖过程中应当始终遵循预留核心土的基本原则,之后需要明确隧道的轮廓线,进而以此为依据采取循环开挖的方式,在开挖过程中还需要时刻观察锚喷强度,在强度达标之后可正式开挖核心土。在开挖核心土的过程中需要从上台阶开始,长度应在3到5米之间,并且应采取循环开挖的方式。在完成上台阶的开挖之后应立刻进行中下台阶的开挖,并且需要与上台阶的尾部相连,之后用锚喷网做支护处理[3]。三个台阶在开挖过程中都需要从两侧拱脚入手,并且拱架底部必须进行反压处理。
浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术控制
隧道主要采用六步c D法 , 1 , 4 步时出现较大的拱顶变形速 率。因为
隧道埋深 浅,地表有裂纹 ,分析 发现 是因为下部开挖 及拱脚位 置的 地质 比较软 弱,容 易因为受力 二发生下沉,进 而造 成比较 大的变形 速 率。 因为开挖 出的是软 塑状土地 ,没有 明显 的地表注 浆效果。出于 对 这种情 况的考 虑。在现场增加补设锁脚锚 杆,与此同时还有上台 阶( 1 , 4 步) 的临时仰拱 。 也就是在开挖隧道之后 , 先喷射1 0 C m 厚 混凝土在上台阶。拱脚部位用到的是木板垫试,通过临时仰拱的增 加 ,每0 .5 - l n l 采 用的是5 0 短钢管,这就连 接临时仰拱使其成为 整 体,同时用C 2 5混凝土来喷实 。 上部 开挖超过5 m ,就开始进行 中 台阶开挖 ( 2 ,5 步) ,主要是初 期与临时支护 的钢架 。依据上台阶 的 需要来进行临时仰 拱和 临时支护 的旅工 , 并且步步封 闭, 使其成环 。 而且开挖出来的每一个导坑,都要促使一个闭合稳定的受力体系形 成,促使初期支护变形减少 。通过这些措施采取之后 ,变形就会渐 渐稳定下来,初期支护成环之后 ,变形量将减 t . 1 ' ,  ̄ J l 5 c m 以内。 2 . 3 施 工 效 果 对上述两个隧道进行施工 ,针对偏压段 ,要采取卸载和反压 回 填措施 ,这就有助于施工时安全风险和隐患的减少 。尽管 围岩条件 还是 V级 ,不过外部环境 已改变 。现场按照实际情况 ,施工用到 的 方法是三 台阶临时仰拱法 ,这就使得施工进度和安全质量得到 了保 证 。金岭头隧道在根据设计工法进行施工 的时候 ,还要适 当地 改进 工法 ,对于1 ,4 步临 时支护措施要进一步增强 。这就使得 围岩 的变 形量得到 了控制 ,确保 能够安全开挖和进行盾构在软塑状地层 中的 施工 。 3 工程施工管理措施 3 . 1确定各分项工程施工方案 各分项工程开工前 ,先编制各分项工程施工方案 ,同时上报分 项工程开工报告 ,经监理工程师批复后开工。 主要分部 、分项工程施工方案
浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用要点
浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用要点隧道工程施工中,遇到软弱围岩的情况比较常见,这对隧道施工带来了很大的难题。
而对于浅埋偏压软弱围岩隧道,施工技术应用要点主要包括:前期勘察预测、设计优化、围岩处理、支护结构设计和施工管理。
一、前期勘察预测在施工前,需要进行详细的勘察预测工作,包括地质勘察、地质预报和地质力学参数测试等。
通过对隧道所在地区的地质条件进行研究,可以精确评估软弱围岩的性质和分布范围,为后续的设计和施工提供重要的依据。
二、设计优化针对软弱围岩的特点,需要通过优化设计来降低对围岩的影响。
一方面,可以通过合理布置隧道围岩的锚杆和喷射混凝土支护,提高围岩的整体强度和稳定性;另一方面,可以考虑采用多孔介质注浆法、高压饱和注浆法等技术,提高软弱围岩的强度和稳定性。
三、围岩处理在软弱围岩的处理过程中,可以采用多种方法来提高围岩的承载能力和稳定性。
例如,可以采用喷射混凝土、锚孔加固等技术来加固围岩;同时,还可以采用预应力锚索、注浆帷幕等技术来提高围岩的整体稳定性。
四、支护结构设计在设计支护结构时,需要充分考虑软弱围岩的特点和围岩压力的大小。
一方面,需要选择适合软弱围岩的支护结构,例如喷射混凝土衬砌、接头钢架等;另一方面,还需要根据围岩压力的大小,合理确定支护结构的材料和尺寸,以确保施工的安全性和稳定性。
五、施工管理在施工过程中,需要严格按照设计和规范要求进行施工管理。
特别是对软弱围岩的处理和支护施工,需要有严格的监督和检查措施,确保施工的质量和安全。
六、监控与维护在隧道施工完成后,需要进行长期的监测和维护工作。
通过对隧道围岩和支护结构的监测,可以及时发现和处理问题,确保隧道的长期稳定性和安全性。
总之,针对浅埋偏压软弱围岩隧道施工,需要进行充分的勘察预测和设计优化,合理选择围岩处理和支护结构,严格进行施工管理,并进行长期的监控与维护。
这些施工技术应用要点能够有效降低施工风险,提高施工质量和安全性。
解析浅埋偏压及围岩隧道施工技术
解析浅埋偏压及围岩隧道施工技术隧道施工受到围岩的影响明显,如果围岩的稳定性和可靠性不足,就可能会导致隧道施工的安全性受到干扰甚至可能会导致隧道出现塌方的现象,严重威胁隧道的安全。
浅埋、偏压及软弱围岩是隧道工程中常见的围岩类型,如不能采取合理的隧道施工技术,会导致隐患增加。
基于此,本文结合工程实例,对浅埋、偏压及软弱围岩的不良影响和具体隧道施工技术进行阐述,具体内容如下。
1工程概况为探究分析浅埋、偏压及软弱围岩的隧道施工技术,现以某一具体的隧道工程为例,隧道长180m,净宽为14m,为双向6车道,净高5m。
且隧道属于浅埋大跨双连拱隧道,埋深处于2~27m之间。
且周边围岩主要以软弱围岩为主,节理发育明显,围岩缺乏自稳能力,且裂隙中具有较高的含水率。
综合研究分析该隧道属于浅埋、偏压及软弱围岩类型。
本隧道工程选择早进晚出的施工方案,并主要选择回填混凝土反压、超前长管棚等施工方式,降低对岩层的扰动,进而达到提升施工安全和效率的目的。
2浅埋、偏压及软弱围岩的隧道施工问题分析浅埋、偏压及软弱围岩是隧道施工中常见地质因素,其中浅埋式由于隧道上覆覆盖不能满足隧道和开挖施工的需求,容易出现地表深陷,受到降水的影响,及其容易引起洞口滑坡的现象,不利于工程的安全。
偏压是造成隧道支护承载能力下降,引起隧道拱体变形的关键因素。
其中造成偏压的原因较多可以分为地质因素、施工因素和地形因素。
其中施工因素主要是由于施工方法选择问题,施工方法选择不够合理,引起开挖断面出现局部坍塌的现象,从而导致围岩整体的稳定性下降,进而引起围岩的受压紊乱,进而导致偏压产生。
地质因素,是如果围岩的形态软弱和自稳定性不佳的情况,再加上施工的扰动,就会引起偏压问题。
地形因素,主要是由于隧道依托于山体建设,这也就使得地形存在倾斜度,使得围岩具有较大的侧压作用,再加上浅埋段的影响,也就会引起偏压。
软弱围岩主要是指岩层是指围岩等级IV级、V级、VI级围岩均为软弱围岩,其中IV级围岩存在较多的节理、裂隙,并存在破碎带,且断层破碎带<2m。
浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术
浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术摘要:本文以浅埋型偏压软弱围岩隧道为研究对象,探讨了浅埋型偏压软弱围岩隧道施工过程中采用的施工工艺及施工技术选择。
关键词:浅埋偏压;软弱围岩;施工技术;施工工艺1.项目概况某地隧道的最小埋深在2m左右,地下水属孔隙潜水,全风化层遇水会变软,为软塑状,位于偏压位置。
该工程采用浅埋暗挖法施工,穿越了一个完整的半封闭型岩溶含水系统,在此区域内开挖和支护过程中极易出现涌水问题。
游隧道属于典型偏压隧道,隧道中线穿过山谷,隧道中线埋深为5m,线路右线埋深 2.5m,路线左侧埋深22m。
地质情况复杂、地形地貌多样、地层岩性差异大。
围岩为完全风化的云母石英片岩,地下水发育。
2.施工过程隧道围岩存在着自稳性较差,开挖后不能及时封闭,易落石、塌方等问题。
所以,为了保证隧道的安全与稳定,在施工之前,必须先对围岩进行提前加固。
隧道在施工过程中,由于其对超前支护和临时支护的要求非常高,因此,在施工过程中,存在着很大的安全隐患。
将“三孔”技术应用于一条高速公路上的一条大断面、浅埋偏压隧道的施工中,成功地解决了这一难题。
该隧道地质条件好,洞口高,穿越地层的基础承载力为180 kPa,采用小管道超前注浆法加固后,围岩有了一定的自稳定性能[1]。
在掘进完成后,掌子面及时进行初喷和初期支护和临时支护的施工,尤其是初期支护完成后,可以对隧道的变形速率进行有效控制。
为了保证项目的顺利实施,必须做好监测和测量工作。
该地隧道围岩几乎不具备自稳能力,且埋深较浅,现场采用小导管及洞身管棚注浆后,因围岩为软塑状,注浆的作用并不十分明显。
通过采取在洞内预支护、洞内二次衬砌等措施,有效地控制了该隧道变形。
按三台阶法施工无法确保隧道施工安全,现场采用六步CD法施工,因临时支护较强,隧道掘进后的变形量很小。
为了防止地表沉降过大导致二次衬砌开裂,在仰拱位置设置了钢筋混凝土反拱架,以提高围岩稳定性。
3.浅埋偏压弱围岩隧道的施工技术研究3.1开挖工序开挖工序的前提条件应是隧道超前支护灌浆强度达到85%。
浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用要点
浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用要点工程施工建设过程遭遇富水、粉砂岩和炭质泥岩段,在地质构造方面:隧道工程所处的地层走向近东西或北西,倾角中等~较陡。
岩层挤压褶皱强烈,次级褶皱和断层发育,背向斜构造形迹不完整。
且标段隧洞穿越较大断层有F72、f3等,压、压扭性,走向为近E-W向和NW向,倾角较陡。
在水文方面,断层破碎带的破碎分布,使上第三系(Nl+2)岩层中含有多层承压含水层,水头高,部分砂岩、砂砾岩呈松散状,部分泥质岩呈士状,断层带、古风化壳等岩石破碎,隧洞施工存在高压力涌水、涌砂、涌泥等问题。
第三系(N1+2)泥岩、泥质砂岩、砂砾岩等为软岩,强度低,部分呈松散砂状、土状,并具有弱~中等膨胀性。
另外,断层带、古风化壳等部位,岩石破碎。
因此,本隧道施工段的围岩结构处在,严重~极严重挤压变形的条件下。
因此,该隧洞围岩具有较大变形特征,严重影响了施工技术应用效果控制。
为此,工程建设人员应采用浅埋偏压软弱围岩施工技术进行优化控制。
(1)浅埋偏压软弱围岩施工技术人员在采用超前支护技术锚索墩位的调整进行钻孔施工时,先要对钻机的施工作业平台进行搭设,即采用脚手管,以由上到下、从两边到中间的顺序方式,来提高平台搭设的安全稳定性。
(2)在完成钻机平台搭设后,还要做好脚手管连接的牢固控制工作,以避免进行钻孔作业时产生钻机摆动,并对钻孔的质量造成影响。
(3)钻孔所采用的设备是潜孔钻机钻孔,为避免钻机在作业的过程中导致钻孔出现偏差,就要严格控制好钻机立轴所在位置,确保钻孔的位置准确。
钻进的时候,要对钻进的角度进行测量,观察使用测斜仪的测量结果,如果发现有偏斜的现象,就要予以纠正。
值得注意的是,还要对钻孔进行清理与检验控制,即当钻孔的设计深度已经达到要求后,就要对钻孔的质量进行检查,确定质量合格后,才能着手进行管棚的安装施工。
(4)制作管棚过程主要采用的材料为:热轧无缝钢管。
在对管壁进行打孔的时候,要呈现出梅花形且钻孔间隙应结合工程建设的实际情况预留出一定距离。
浅埋偏压、软弱围岩双线隧道大变形施工控制技术
2 变 形 及 危 害
由于 隧道 穿越 地 段 多 为风 化 泥质 灰 岩 , 随着 隧
道 施 工的逐 步 深 入 , 隧道 大 变形 现 象 日益 凸 显 。 自 2 0 1 2年 4月 以来 , 施 工 中先 后 出现不 同程 度 的大 变
3 变 形 原 因分 析
3 . 1 地 质 原 因
地质 资料 显示 , 高枧 槽 隧道 洞顶覆 盖 层薄 , 埋深
浅, 且 为粉 质粘 土 , 地 表易下 沉 、 开裂 , 雨 水渗 入洞 内
软 化 围岩 ; 洞身 以泥 质 灰 岩 为 主 , 岩 体 含 水量 大 , 自
稳 能 力差 , 抗剪强 度 低且 对振 动影 响很 敏感 , 变形 时
收 稿 日期 : 2 0 1 2 — 1 2 — 1 7
内承 载力 d 。由原来 的 1 6 0 k P a下降 到 3 0 ~7 0 k P a , 加上 岩溶 发育 、 洞 内大块 零 星孤石 分布 不 均等 因素 , 最终 引起 隧道 支 护 变 形 、 侵 限、 掉块 、 开裂等问题。 泥质 灰岩 的承 载力 下降 是产 生大 变形 最 主要 的地质 原因, 符合 此 类地 质 条件 的地 段 应 尽 快 封 闭 初期 支
形情况, 大 变形 主要 体 现在结 构拱 顶沉 降 变形 , 且 具 有 变 形快 、 变 形量 大 的特点 , 变形 段 变形速 率 大多> 5 0 mm/ d , 其 中 最 大 变 形 速 率 发 生 在 6月 2 7日
D K1 0 7 4ห้องสมุดไป่ตู้+5 9 O处 , 单 日下 沉 量 达 1 6 . 3 c m, 截 止 到
软弱围岩浅埋偏压隧道施工与方案优化探讨
软弱围岩浅埋偏压隧道施工与方案优化探讨随着城市化进程的不断推进,城市交通建设的需求也日益增加。
隧道作为交通建设的重要组成部分,其施工对软弱围岩的处理和方案优化有着重要意义。
本文就软弱围岩浅埋偏压隧道施工与方案优化进行探讨。
软弱围岩是指破碎、砂质、节理发育等力学性质较差的岩石。
在软弱围岩的情况下,隧道施工面临的困难包括:围岩稳定性差、围岩变形大、隧道开挖面失稳等。
软弱围岩的施工必须谨慎,采取合适的方案。
软弱围岩隧道施工的常规方法包括:常规开挖法、补偿开挖法、前作法、后作法等。
常规开挖法是指直接对软弱围岩进行开挖,这种方法适用于软弱围岩稳定性较好的情况。
补偿开挖法则是在围岩较差的情况下,通过对土体的填充和支护来保持稳定。
前作法是指在隧道掌子面前方设置围岩支护,以提供稳定的工作面。
后作法则是在开挖工作面之后进行补偿和支护,以防止开挖面失稳。
这些常规方法在软弱围岩施工中仍然存在一些问题。
常规开挖法对于软弱围岩的稳定性要求较高,容易导致开挖面失稳;补偿开挖法虽然可以提供稳定性,但填充和支护的工作量较大,且成本较高;前作法和后作法需要对施工序列进行严格控制,增加了施工难度。
为了解决这些问题,可以通过方案优化来提高施工效率和降低成本。
方案优化包括选择合适的施工方法和技术、优化施工序列和施工措施、合理选择支护结构等。
在软弱围岩浅埋偏压隧道施工中,可以考虑采用掘进机械和爆破结合的方法。
掘进机械可以提高施工效率,减少对围岩的破坏;爆破可以通过控制爆炸参数来减小振动对围岩的影响。
可以采用预掏法和分段开挖法来降低开挖面的失稳风险。
预掏法是指在开挖面前方适量掏空一部分土体,以减小开挖面的面积和支撑压力。
分段开挖法则是将开挖面划分为若干个小段,并逐段进行开挖和支护,以降低围岩变形和失稳的风险。
在支护结构方面,可以采用钢架支护和喷射混凝土衬砌结合的方法。
钢架支护可以提供刚性支撑,增加隧道的稳定性;喷射混凝土衬砌可以进一步确保围岩的稳定性和密实度。
偏压、浅埋、破碎、软弱夹层围岩隧道施工及技术处理2
偏压、浅埋、破碎、软弱夹层围岩隧道施工及技术处理2浅埋、软弱围岩隧道施工的技术处理中铁十七局第六工程有限公司闫晓峰、杨家卫摘要:介绍在青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标韩家隧道的施工过程中,针对浅埋、破碎围岩段施工等采取的技术处理措施。
关键词:隧道施工;浅埋;围岩;中管棚;处理1.工程概述荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段韩家隧道位于荣成市境内低山丘陵区,沟谷发育,海拔高度一般为86.5~185.7m,最高山峰为隧址区北部的立架山,海拔185.7m,隧道最大埋深85.5m,最浅埋深4.42m。
区内植被发育,以灌木为主。
本区属暖温带亚湿润季风气候区,降水集中于夏秋,年平均气温11.1℃,年平均降水量805mm。
隧道区除进口沟谷地段发育有第四系全新统冲洪积层粉质粘土层外,其余洞身范围穿越地层主要为中生代燕山期石英二长岩。
本隧道起迄里程为DK298+110~DK300+555,全长2445m。
隧道位于半径为4500m的左偏曲线上;纵向上坡,进口至DK299+100段坡度为3‰,DK299+100至出口段坡度为25‰。
本隧道为单洞双线隧道,内轮廓为曲墙带仰拱衬砌,净高9.2m,净空面积为92㎡,毛洞最大开挖跨度为14.58m。
本隧道在DK298+875~DK299+040段为隧道浅埋段,埋深最大为17.3m,埋深最小仅4.42m,且在DK298+930处(最低点)穿越地表水塘,该处设计围岩等级为Ⅴ级,巨斑角闪石英二长岩,强风化,岩体极破碎,裂隙水丰富,容易发生坍塌、冒顶,存在极大安全隐患,严重威胁到工程的质量和安全。
2.隧道浅埋段的支护衬砌设计及主要处理措施⑴本隧道DK298+875~DK299+040段浅埋段采用Ⅴ级围岩加强复合式衬砌。
初期支护以喷射混凝土、型钢架、锚杆、喷锚钢筋网为主要支护手段;当隧道仰拱及仰拱填充施工完毕,且二衬距掌子面距离不大于规范要求的隧道施工安全距离时,根据量测反馈沉降、收敛信息,若洞内围岩稳定,及时施作二衬混凝土,以确保已施工完成的初期支护洞段安全牢固,具体支护参数见表1。
浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术解析
浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术解析摘要:将浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术渗透到隧道施工当中有着显著的效果,不仅使施工技术达到了新的水平,而且保证了项目的顺利完成。
在对该技术手段进行使用期间,应当结合实际地质以及地形条件进行施工,旨在从源头上增加结构以及施工的可靠性。
文章从多个角度进行了简要分析,笔者结合自身多年工作经验提出了合理化建议,希望能对相关从业人员提供借鉴作用。
关键词:浅埋偏压软弱围岩;隧道施工;施工技术引言:针对浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术来说,其在工程建设期间有着重要的地位,特别是隧道施工中,其技术水平高低与否与工程整体质量存在着密切的联系。
所以,本文从以下几个方面进行深入探讨是十分有必要的。
1、研究浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术的意义在最近几年里,我国隧道工程施工建设技术水平尽管上升到了一个新的层次,然而作用于浅埋偏压软弱围岩隧道工程,依然受到各种因素的干扰,比如说相关人员在开展施工的时候,通常会由于施工技术使用不规范等一系列问题而增加了塌方等现象发生的次数。
倘若发生上述事故,不但会让各类资源的成本持续加剧之外,还会对施工进度的控制水平产生不利影响,甚至还会威胁到相关人员的人身安全。
基于这种背景下,相关人员需要对该技术手段进行深层次的剖析,换言之就是采取最可靠的工艺流程以及施工手段来将建设期间存在的安全隐患降到最低。
这样能够使得隧道工程能以最佳的状态作用于建设使用,旨在对社会群众的人身安全予以充分保障。
鉴于此,相关人员需要将其当作主要探讨对象,继而加快经济建设发展的脚步。
2、浅埋、偏压软弱围岩隧道的施工技术2.1超前支护及预加固针对那些稳固性能不强的围岩而言,相关人员在进行施工期间为了尽可能地减少塌方情况,可结合实际情况加上超前支护环节,旨在促进施工水平的全面提升。
2.1.1超前支护从相关实践的角度出发,把深孔注浆施工技术手段有机地和软弱破碎地质隧道施工融为一体可以起到固结的作用,然而对该技术应用现状进行分析后可知,其还存在某些缺陷,即在固结范围方面存在某些约束性,同时加上地质条件与诸多不确定因素的持续增加,导致施工水平差强人意。
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浅埋偏压软弱围岩隧道施工控制浅埋偏压软弱围岩隧道施工控制具体介绍铁路双线隧道浅埋偏压软弱围岩的施工工摘要:本文结合金温铁路麻芝川隧道工程实例,艺和施工控制,为浅埋偏压软弱围岩隧道洞口的施工提供了很好的借鉴。
关键词:铁路隧道浅埋偏压软弱围岩施工控制1前言随着我国高速铁路发展规模日益扩大,地质条件日趋复杂,标准化的要求不断提高,铁路隧道施工技术要求也就越来越高.一般情况下隧道洞口位置的地质情况较差,主要不良地质表现为顺层偏压、覆盖层薄、土质松散、边坡失稳,围岩体结构承载力差,若处理不当易发生塌方、冒顶、边仰坡塌滑风险事件。
麻芝川隧道是金温铁路的重点工程之一,进口地段就属这类情况。
2工程概况2.1概述麻芝川隧道进口段位于浙江省温州市泽雅镇。
隧道起迄里程为DK168+673~DK171+515,全长2842m。
隧道全部位于左偏曲线上,纵坡为单面下坡,坡率为4.0‰。
按新奥法设计,采用复合式衬砌。
2。
2工程地质麻芝川隧道地处剥蚀丘陵区,地形起伏,植被茂盛,山体自然坡度25~45°,局部可见基岩裸露。
进出口均有混凝土或沥青路面的乡村公路通达。
隧道区地层分布较简单,基岩多有出露。
地表出露第四系人工填土层Qml、第四系残坡积层Qel+dl,下伏侏罗系上统西山头组J3x流纹质玻屑凝灰岩.地下水为松散岩类孔隙水和火山碎石屑岩类基岩裂隙水.区内地表流水活跃,地下水不发育,影响隧道的地下水主要为构造裂隙水。
隧道区地处副热带季风气候区,气候温和,雨量充沛,四季分明.雨量充沛,年降雨量达1723。
0毫米,4~9月最集中。
化学环境作用等级为H2,地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。
隧道进口进口工程特点2。
3隧道进口工程特点从现场看,隧道进口进洞条件差,边仰坡的坡度陡峭。
进口洞口段处于浅埋偏压严重,位于第四系残积层内。
进口段表层为含砾粉质黏土,硬塑,厚0~2.5m,下伏基岩流纹质玻屑凝灰岩,强风化厚1~7。
5m,下为弱风化,岩质较硬,裂隙发育,岩体破碎。
地下水为基岩裂隙水,不发育。
洞口浅埋段全长77m,埋深0~18m。
因此,如何根据地形、围岩地质的基本特性,确定合理、快捷的施工方法,顺利穿过偏压、浅埋、破碎段是本隧道施工的关键。
麻芝川隧道进口平面布置图见图1所示。
图1麻芝川隧道进口平面布置图3施工总体方案隧道明洞采用明挖法施工,暗洞采用新奥法施工,进洞采用套拱进洞。
隧道半明半暗部分采用套拱、超前支护等措施减小偏压力.超前支护采用108mm超前管棚注浆支护。
明洞采用明挖法施工。
暗洞软弱围岩地段坚持“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的施工原则。
暗洞V级围岩采用三台阶四步法开挖。
4浅埋偏压破碎段施工方法浅埋偏压破碎段施工方法破碎浅埋偏压隧道进洞施工技术以新奥法原理为依据,通过人工配合机械开挖及控制爆破,减少对岩体的扰动。
在进洞前完成洞口段地表处理、超前支护、锚喷钢架支护、二次衬砌受力体系转换.4。
1地表处理⑴明洞段施工过程避开雨季进行,在边仰坡刷坡线外5m施做截水天沟,保证排水通畅,防止仰坡不受雨水冲刷,使洞门结构稳定。
⑵尽可能在少破坏植被的情况下刷边仰坡,除去地表杂草后进行边仰坡防护,临时坡面采取锚网喷防护,永久性边坡采用锚杆框架梁的形式进行防护加固。
边仰坡支护4。
2边仰坡支护⑴隧道洞口施工的原则是避开雨季,施工前对隧道洞口边仰坡及影响洞门安全的崩坍、落石、易滑动土层等采取清除或加固措施,消除安全隐患。
施工前做好洞顶截水天沟和洞口的截、排水,同时在施工过程避免大挖大刷,保持自上至下逐段分层开挖,保持边仰坡稳定,跟进施做喷锚防护,及时施作洞门。
⑵明洞土石方开挖前做好洞外的截水天沟等排水系统,截水天沟中线距边、仰坡开挖线边缘不小于5m,且每20m设置伸缩缝一道,天沟向排水方向为顺坡,坡度不小于2‰,天沟两侧夯填密实。
将地表水排除隧道范围,防止水流冲刷边仰坡坡面造成边、仰坡坍塌。
⑶隧道进口段围岩地质条件较差,开挖前必须进行中线、水平复测,确保准确无误.开挖时应在洞口施工放样的线位上进行边坡及仰坡自上而下的开挖。
本隧道为Ⅴ级偏压路堑式明洞,DK168+692~DK168+700起拱线上明挖,保留核心土,边墙挖井,纵向拉槽施工,先墙后拱衬砌,纵向拉槽长度不宜大于8m,然后施作防水层及回填。
仰坡坡比为1:边、0.75,边墙采用开挖表层土质采用挖掘机,当深层遇到石质,挖机无法松动时采用小型松动爆破后再用挖掘机开挖。
爆破时规定适宜装药量,尽量减少对原底层的扰动,以保证洞口围岩不被破坏。
边、仰坡开挖完成后,人工清理坡面浮石,并适当修正坡面,保证坡面平顺。
采用锚喷(网)加固,支护参数为:锚杆采用Φ22砂浆锚杆,L—4m,间距1.5×1。
5m,梅花形布置,喷射砼采用10cm厚C20网喷砼,钢筋网φ8,网格25×25cm。
4。
3套拱施工采用套拱法和长管棚预支护进洞,具体作法如下:洞口开挖至起拱线,采用两榀型钢钢架紧贴仰坡放置,纵向钢筋连接,经测量检查,同隧道洞口开挖断面一致后,与仰坡锚杆焊接固定,施作超前小导管预支护,浇筑挂板混凝土固结,形成洞室轮廓。
4。
4超前大管棚支护在套拱上施作管棚导向墙,每工作面三台管棚钻机分别施作管棚预支护,在前方形成保护棚圈,提前固结及加固开挖轮廓周边土体,为暗洞开挖提供预支护.超前大管棚作为洞口浅埋加强段的辅助施工措施,通过管棚和注浆来稳固地层,防止隧道开挖爆破时造成的拱部坍塌.超前大管棚采用46根长25m型号为φ108×6mm的热轧无缝钢管,接头处采用丝扣连接,同一断面内接头数量不得超过总钢管数的50%。
钢管加工前端呈锥形,管壁四周钻设φ10~φ16mm的注浆孔,孔间距15cm,呈梅花形布置,尾部预留不小于1。
1m的不钻孔止浆段。
首先施工管棚固定端的C20混凝土导向墙,截面尺寸为1m×1m,拱内设置2榀I18工字钢架,钢架外缘设φ140壁厚5mm导向钢管,钢管与钢架焊接。
待导向墙完成并养护3天后进行施钻,采用水平钻机配备φ127mm的偏心钻头进行钻孔。
根据线路的设计纵坡,以1°~3°的外插角进行钻孔,钻进时应检测钻杆的倾斜度,偏离原定方向应及时纠正,以免长管棚打入到隧道开挖轮廓线以内。
钻机开孔时钻速易低,钻深20cm后转入正常钻速。
钻孔完成后再用钻杆掏尽孔残渣,防止卡管。
顶管作业时将钻机调准方向,低速推进钢管,在剩30cm~40cm时钻机反转退回原位,装上后一节管,人工用链钳进行钢管丝扣连接,使两节钢管在连接处连成一体。
完成后用钻机推进,以此循环直至完成顶管作业。
钢管安装后即封堵管口,留注浆孔、止回阀及止浆塞,即可进行注浆.根据地质条件和围岩破碎情况,注浆采用等级不小于M10的水泥浆液,其目的将破碎围岩或松散颗粒在短时间内胶结成整体,起到超前支护的作用,为隧道下步开挖施工安全提供保障,增强了围岩的整体稳定性,岩体空隙通过浆液充填,凝结固化后,有效的阻隔了地下水或雨水向隧道内的渗入,起到了堵水防水的作用.麻芝川隧道进口导向墙及大管棚图见图2。
图2麻芝川隧道进口导向墙及大管棚暗洞开挖4.5暗洞开挖开挖施工过程中严格按照“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测"的原则。
在软弱围岩的地质条件下,采用三台阶四步法施工,三台阶四步法是应用在软弱围岩大跨度隧道中,先开挖隧道上台阶的○部,施作导坑底部、侧面支撑及临时仰拱,1滞后○部一段距离后开挖上台阶○部,12再开挖隧道中、下台阶,完成断面开挖的施工方法,主要应用于V级围岩软质岩、浅埋、偏压地段的施工方法。
三台阶四步法施工工艺流程:Ⅵh1I18临时拱架B单元R1000Ⅵ①②2φ50mm锁脚钢管L=4。
5m壁厚3。
5mmR20002φ50mm锁脚钢管L=4.5m壁厚3.5mm设I18轻型工字钢架(临时钢架)A单元喷20cm厚C25砼隧道中心线开挖界限Ⅵh2Ⅵ③R25002φ50mm锁脚钢管L=4。
5m壁厚3。
5mm喷8cm厚C25砼开挖界限2φ50mm锁脚钢管L=4。
5m壁厚3。
5mmh3④2φ50mm锁脚钢管L=4.5m壁厚3。
5mm2φ50mm锁脚钢管L=4。
5m壁厚3.5mmⅤⅤ三台阶四步法施工工序横断面示意面示意图图3三台阶四步法施工工序横断面示意图系统径向锚杆导坑拱部超前支护管棚拱部φ108超前管棚注浆,环向间距40cm喷混凝土二次衬砌3~5mⅥⅤ320~30mh2临时仰拱之喷混凝土+临时钢架格栅钢架43~5m临时仰拱之喷混凝土h3边墙墙脚线Ⅵ隧底填充仰拱二次衬砌仰拱初期支护ф22纵向连接钢筋环向间距1.0m图4三台阶四步法施工工序纵断面示意图拱墙二次衬砌隧底填充初期支护之喷混凝土边墙基底①3~5m3~5m20~30mⅥⅤ④③临时支护之喷混凝土②拱墙二次衬砌隧底填充边墙基底临时支护之喷混凝土图5三台阶四步法施工工序平面示意图h121三台阶四步开挖法施工即超前支护先行,上台阶采用预留核心土导坑法短开挖,施作拱部初期支护;中、下台阶错开3~5m左右开挖及施作边墙初期支护;仰拱紧跟下台阶,马口错位开挖并及时施作拱架尽早闭合成环.对Ⅴ级围岩,洞身采用人工风镐、挖掘机、弱爆破相结合开挖,为确保施工安全,根据围岩情况每循环开挖进尺50~120cm。
各施工工序分述如下:⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护,弱爆破开挖○部,然后施作○部导11坑周边的初期支护,即初喷4cm厚混凝土,架立初期支护钢架,并设锁脚钢管。
导坑底部及侧面铺设I18轻型工字钢,底部喷20cm厚混凝土,施作○部临时仰拱,1必要时封闭掌子面。
钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度.12⑵在滞后○部3~5m后,弱爆破开挖○部。
施作导坑周边的初期支护,即初喷4cm厚混凝土,架立初期支护钢架,并设锁脚钢管。
导坑底部铺设I18轻型工字钢,底部喷20cm厚混凝土,施作○部临时仰拱,必要时封闭掌子面。
钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚2度。
⑶在滞后○部3~5m后,弱爆破开挖○部。
导坑周边初喷4cm厚混凝土,架立初期支23护钢架,并设锁脚钢管。
导坑底部喷8cm厚混凝土,施做○部临时仰拱。
钻设系统锚杆后3复喷混凝土至设计厚度.⑷在滞后○部3~5m后弱爆破开挖○部,34初喷4cm厚混凝土,架立初期支护钢架并设锁脚钢管,隧底周边部分喷混凝土至设计厚度.⑸灌注○部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充分次施作)V。
⑹根据监控测量结果分析,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次浇筑○部衬砌Ⅵ(拱墙衬砌一次施作)。
注意事项:⑴坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早闭合、勤量测”原则。
⑵小炮开挖,严格控制装药量。
⑶导坑开挖宽度和高度可根据施工机具、人员安排等进行适当调整.⑷钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固.⑸施工按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整提供依据。