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所屬欄目:農業工程科學論文 發布日期:2012-06-23 08:19 熱度:
摘要:結合楊家村隧道工程實例,從工藝、措施、爆破等方面進行初步論述,并介紹施工中新技術、新材料、新工藝的應用情況,如運用新奧法原理施工等,同時就如何通過圍巖隧道地段提供參考經驗。
關鍵詞:楊家村;長隧道;施工工藝
0引言
實際上,隧道施工上如何順利通過斷層并確保安全,一直是進一步研究的施工課題。本文結合工程實例,從工藝、措施、爆破等方面進行初步論述,運用新奧法原理施工,以噴射混凝土和錨桿及鋼拱架作為主要初期支護手段,通過監測控制圍巖的變形,充分發揮圍巖自身的承載能力,為同類工程提供成功經驗。
1工程概況
楊家村隧道為單洞對向行車公路隧道,起訖樁號為:K31+837~K33+433,長1596米;屬長隧道。本隧道為曲線隧道。隧道進口(K31+837)路基設計高程為2722.23m,隧道出口(K33+433)路基設計高程為2725.58m,縱向坡度為雙向坡,坡度為0.6%,-2.5%。
2主要新技術、新材料的應用
本隧道采用的新技術、新工藝、新材料主要有:
⑴隧道縱向盲溝采用HDPE單壁打孔波紋管代替原有的SH型軟式透水管,提高了盲溝的強度和透水性。
⑵防水卷材,采用熱風雙焊縫無釘鋪設工藝,保證了防水層的完整性又便于施工。
⑶采用帶注漿管的遇水膨脹止水條,充分發揮緩膨脹止水條止水機理和方便安裝的優點,并預備注漿積極補救的功能。
⑷采用雙組份聚硫密封膏處理沉降縫的防水問題,解決沉降縫的滲漏水問題。
3水文及地質特征
3.1地形地貌
隧道地處橫斷山脈中段,由于喜山期掀升性線形隆起強烈,山脈、河流走向與區域構造線一致,地形起伏大,高中山峽谷地形。在老君山艾布樓、山神嶺東,石鐘山--麻栗箐間有火山分布,屬構造、火山巖地貌區。
隧道全長1598m,走向約280°,入口山體坡度約35°,出口坡度50~55°。隧道進、出口地面高程2729.576m、2726.490m,中部最高點K32+700段地面高程2985.408m,設計路線高程2727.435m,隧道至地面最大高差257.973m。
3.2隧址區水文地質條件
地下水主要受地層巖性、構造控制。隧道區沉積有變質巖、碎屑巖及巖漿巖體,受斷裂和河流侵蝕作用,形成陡峭的山嶺,基巖風化層或被侵蝕沖刷,或上升為透水層,地下水的儲存、運移和排泄,主要受構造裂隙控制。隧址區域內處K32+000段溝底見地下水出露,枯水季節水量約5L/s,主要出水點位于K32+000段隧道頂部右側約80m,兩側見少量線形面狀地下水出露。其余地段均未有地下水出露。
3.3各級圍巖所占的比例
根據劍蘭公路甸南至龍潭段《詳細工程地質勘察報告》,楊家村隧道穿越主要圍巖級別為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三種圍巖,各級圍巖所占比例如下表:
各級圍巖所占隧道比例
圍巖級別 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
長度(m)/百分比(%) / 300/18.80 906/56.77 390/24.43
4主要施工工藝
4.1明洞
在明洞拉槽開挖前應結合路基情況事先做好排水工作,洞口環形截水溝應先期完成。當明洞結構基礎一側在基巖上,另一側在土層上時,為防止不均勻沉降,土層區段的明洞基礎、路基床均應挖至基巖面,且基巖面應挖成臺階形,再砌筑漿砌片石基礎后,方可做明洞結構及路基基層。明洞應落在穩固基礎上,如遇基礎不穩,應進行處理,具體方法視實際情況確定,明洞基礎承載力要求≥350KPa。
4.2暗洞
①隧道施工前必須根據本路段相關設計文件進行貫通測量,校核準確無誤后,方可進行施工。
②隧道施工中應取樣化驗地下水,若與設計不符,應及時通知相應單位,以便處理;若圍巖情況與設計不符,應及時通知業主、設計、監理單位,結合監控量測結果,及時調整支護參數,避免發生工程事故;按設計要求加強量測,及時反饋,以便修正設計,指導施工;應切實注意各種預留管件、托架、橫穿管道等的施工,應保證不誤留、不漏埋。
③現場監控量測是新奧法原理進行隧道設計和施工必不可少的手段。量測資料作為支護隱蔽工程的重要技術內容,應納入竣工文件,作為隧道驗收內容之一。
④噴射混凝土采用濕噴工藝,嚴禁采用干噴、潮噴代替。爆破后應立即噴射混凝土,盡快做好初期支護。噴射混凝土應施作在原始巖面上,嚴禁在噴射混凝土與原始巖面之間填筑其它材料,噴射砼的回彈物嚴禁重復利用,新噴射的砼應按規定灑水養護。
⑤隧道施工采用新奧法,不論采用何種分步開挖方式,每次開挖后隧道初期支護必須緊跟掌子面及時施作,控制圍巖變形,最大限度地發揮圍巖的自承能力;開挖和支護工序應自上而下,襯砌工序自下而上。有仰拱路段,應及時施作仰拱;在洞口加強段還應及早施作二襯,以封閉成環,提高洞身結構的承載力。
⑥在隧道土建結束后應進行建筑限界與內輪廓;密實度(二次襯砌內、二次襯砌與初期支護之間、初期支護與圍巖之間、圍巖內部空洞);確保初期支護與二次襯砌強度,初期支護完成后,在施作二次襯砌之前應采用地質雷達檢測初期支護與圍巖壁是否存在空腔,如發現空腔現象應及時采取措施,以保證其密實性;初期支護工字鋼、格柵鋼架間距、二次襯砌內鋼筋間距;襯砌滲水、襯砌背后積水、縱橫盲溝是否暢通;襯砌裂縫六項檢測,并將檢測報告提交質檢組檢查備案。二次襯砌施作時必須先澆筑仰拱和矮邊墻,然后立模進行拱部砼澆筑,矮邊墻與拱墻模筑砼間的縱向施工縫宜位于電纜溝蓋板以下。
⑦在片石混凝土澆筑時,片石的摻入量不應超過總體積的20%,片石應距模板5cm以上,片石間距應大于粗骨料的最大粒徑,片石必須分層摻放,拋填均勻,搗固密實,禁止一次性倒入。
⑧爆破開挖時需預留夠變形量,避免侵限。
4.3爆破施工技術
根據多年隧道施工經驗,結合斷層巖性特點,采取短進尺、密布周邊眼、隔眼裝藥、小角度掏槽眼及預留中空眼的施工工藝,確保圍巖穩定。
①加工起爆藥包和起爆藥卷應在爆破作業面附近安全地點進行,加工數量不應超過當班爆破作業需用量。加工起爆藥包時,應用木質或竹質錐子,在炸藥包(卷)中心扎一個雷管大小的孔,將雷管全部插入藥包(卷)中,用細線或電雷管腳線將雷管和藥包(卷)固緊。
②隧洞貫通掘進時,應有準確測量圖,施工進度要填明,兩工作面相距小于30m時,只準一個工作面向前掘進,另一個工作面應停止作業。導火索的長度應根據導火索的燃速、炮眼的深度、個數、躲炮的安全距離和點炮所需的時間來定,但導火索最短不得小于2.Om。
③處理盲炮的方法,采用向炮孔內沖壓力水的方法,用水將炮孔內未爆的炸藥慢慢沖出;或采用在盲炮旁邊另打平行眼爆破時,與盲炮眼的平行距離不小于30cm,方位、深度與盲炮相同。
4.4噴錨支護施工技術
上導坑爆破完成后,拱部必然會有一部分碎碴落入下導坑,采用出碴機械的同時,人工清理上導坑周邊,露出工字鋼拱架位置。碎碴清理完成后,接下來工作就是:安放已經加工好的拱架、打系統錨桿、焊接連接筋、幫孔網片、噴射厚度大于25cm的混凝土。然后在最前方拱架外圍鉆小錨桿導管孔,管孔間隔宜為30cm,按實際情況確定錨桿數量,再注漿加固圍巖。本工程的錨桿數量在28~32根之間。當上導坑首先掘進到5~7m時,再進行下導坑掘進與支護噴錨,如此交替施工,使上導坑提前4~6m,保證圍巖穩定及作業安全。
4.5技術要點
運用新奧法原理施工,以噴射混凝土和錨桿及鋼拱架作為主要初期支護手段,通過監測控制圍巖的變形,充分發揮圍巖自身的承載能力,遵循“少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉”的原則。少擾動,是在隧道開挖時,盡量減少對圍巖的擾動次數、擾動強度、擾動范圍和擾動持續時間,要求采用光面爆破技術、選擇合理的作業循環進尺。早噴錨,是指開挖后,及時施作初期錨噴支護,使圍巖的變形處于受控狀態。勤量測,是指以直觀、可靠的方法和量測數據來準確評價圍巖的穩定狀態,或判斷其動態發展趨勢,以便及時調整支護形式、開挖方法,確保施工安全。緊封閉,是指及時采取錨噴支護等措施,避免圍巖因長時間暴露而致圍巖強度降低失穩,同時,及時封閉圍巖,可以阻止圍巖變形,使支護和圍巖進入良好的共同工作狀態。
5結束語
通過預報、監測工作貫穿整個施工過程,并采用以上的施工技術措施,可以有效地防止坍塌,按期、安全、質量良好地順利通過斷層地段,其采用的施工技術是成功的。
參考文獻:
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文章標題:楊家村長隧道施工工藝初探
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