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暗洞明做在欧家山隧道出口左洞的应用研究

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2017/12/10 12:41:51  

摘    要:欧家山隧道左线采用单侧壁法单端掘进出洞施工对现行左线出洞施工不具备指导作用。欧家山隧道为本标段控制性工程, 左线导坑ZK36+400ZK36+403段拱部发生局部垮塌, 洞内浅埋段围岩渗水后会造成塌方扩大化, 对已开挖完成且为进行二衬施工的段落 (ZK36+367ZK36+395) 造成危害, 存在极大的安全风险;同时, 对出口段左线ZK36+395至出口明暗分界线ZK36+427段进行明挖施工, 该部分土方可作为路基填料, 有利于资源利用。通过本公司在山岭隧道施工中积累的经验, 以及“暗洞明做”施工工艺较为成熟, 出口段左线采取由ZK36+395至出口明暗分界线ZK36+427段进行明挖法施工的“暗洞明做”施工工艺。

关键词:暗洞明做; 隧道施工; 施工工艺;

Abstract:The left-hand side of the Oujiashan Tunnel adoptssingle-sided wall excavation and single-ended tunneling to construct the tunneland does not provide guidance for the current construction of the left-handtunnel. The Oujiashan tunnel is the control project of this section. The localarch collapsing of ZK36 + 400 ~ ZK36 + 403 on the left-hand line lead to localcollapse. After seepage of the surrounding rock in the shallow buried sectionof the tunnel will cause landslide enlargement. After excavation has beencompleted in the meantime, there is great safety risk to the paragraph (ZK36+367 ~ ZK36 + 395) for the construction of the second liner. At the same time,the open excavation of the section ZK36 + 427 at the exit of the left line ZK36+ 395 to the exit light-dark boundary line shall be carried out. This part ofearth can be used as subgrade filler, which is good for resource utilization.Through the experience accumulated by China Railway 14 th Bureau Group No.2Engineering Co., Ltd. in the construction of mountain tunnels and theconstruction technology of "open dark cave", the left-hand lane ofthe exit section adopts the method of " open dark cave " constructionfrom ZK36 + 395 to the section ZK36 + 427 of the exit light-dark boundary lineof the exit.

Keyword:open dark cave; tunnel construction; constructiontechnology;

1 工程概况

欧家山隧道进口位于大冶市金湖镇角田村, 出口位于大冶市金湖镇平原村。隧道大致由东向西展布, 走向近275°, 隧道右幅起止桩号YK35+070~YK36+450, 全长1380m;左幅起止桩号ZK35+072~ZK36+457,全长1385m, 洞室净空均为10.75*5.0m, 隧道最大埋深约168m, 洞门型式进出口端拟采用削竹式, 隧道为分离式长隧道。

2 施工难点和特点

前阶段施工中, 出口段红线用地由于被“金山采矿场”部分占用, 征迁难度大, 未能及时交付使用, 出口段边仰坡防护、导向墙及超前长管棚支护不能施工, 与前期施工组织设计及欧家山隧道专项施工方案内隧道双向掘进贯通方案不一致, 后修订欧家山隧道出口段专项施工方案并经评审, 同意欧家山隧道单端掘进出洞施工。按修订后《欧家山隧道出口段专项方案》组织施工, 由于隧道出口段为浅埋段(实测欧家山隧道左线出口段埋深为2.1~9m) , 且多为回填杂土碎石, 土层透水性较好, 加之施工时正值雨季, 围岩遇水自稳性极差, 在左线导坑ZK36+400~ZK36+403段拱部发生局部垮塌, 导洞4榀中隔壁钢架被垮塌土体砸脱落,左线掌子面掘进被迫停止施工。

结合现场实际情况, 按《欧家山隧道出口段专项施工方案》左线采用单侧壁法单端掘进出洞施工对现行左线出洞施工不具备指导作用。欧家山隧道为本标段控制性工程, 能否顺利贯通, 一方面对于资源利用、土方调配、施工便道、队伍协调、起着至关重要的作用;另一方面, 现已进入雨季, 左线导坑ZK36+400~ZK36+403段拱部发生局部垮塌, 如不尽快采取措施组织施工, 洞内浅埋段围岩渗水后会造成塌方扩大化, 对已开挖完成且为进行二衬施工的段落 (ZK36+367~ZK36+395) 造成危害, 存在极大的安全风险;同时, 对出口段左线ZK36+395至出口明暗分界线ZK36+427段进行明挖施工, 该部分土方可作为路基填料, 有利于资源利用。通过本公司在山岭隧道施工中积累的经验, 以及“暗洞明做”施工工艺较为成熟, 故本项目部调整欧家山隧道出口段专项施工方案, 出口段左线采取由ZK36+395至出口明暗分界线ZK36+427段进行明挖法施工的“暗洞明做”施工工艺, 出口段右线仍按原方案三台阶单端掘进出洞施工方案进行施工。

3 施工顺序

截止目前欧家山隧道出口段左线掌子面已暂停施工, 左线主洞掌子面里程为ZK36+395,左线导洞掌子面里程为ZK36+403, 左线仰拱里程为ZK36+385,左线衬砌里程为ZK36+367, 左线明暗分界线里程为ZK36+427,主洞掌子面距离明暗分界线长度32m。方案调整后出口段左线采取由ZK36+395至出口明暗分界线ZK36+427段进行明挖法施工, 开挖时根据开挖高度分2级开挖, 开挖后应及时防护, 防止雨水冲刷造成边坡滑塌。明挖段开挖由小里程至大里程依次分级推进施工, 开挖后按原设计S5-1衬砌支护类型进行施作, 每完成一段开挖与支护后即进行仰拱钢筋绑扎及砼浇筑, 仰拱及填充按S5-1衬砌支护类型施工完成后, 及时施工二衬混凝土, 待衬砌砼达到设计强度100%后, 进行明挖段 (ZK36+395至出口明暗分界线ZK36+427段) 回填土分层对称填筑并压实, 恢复原地貌。

4 施工方案

4.1 洞身开挖及边坡防护

4.1.1 明挖挖方施工工艺

测量放线→修筑临时排水沟→边仰坡开挖→边坡防护

4.1.2 施工方法

洞口边仰坡开挖前, 项目部测量人员根据开挖轮廓线将洞顶截水沟位置放样, 为保证施工安全, 洞顶位置截水沟采用人工开挖,其余位置截水沟可采区机械开挖, 截水沟采用片石砌筑, 沟底进行硬化处理。控制好截水沟顶面高度, 确保坡面地表水流入水沟。截水沟应与洞口临时排水沟形成完整的排水体系。

截水沟施工完成后, 方可开挖边仰坡,K36+395~K36+427段边坡按照1:1坡率、仰坡按照1:1进行刷坡, 刷坡前由项目部测量人员根据坡脚线反算开口线用竹桩做出标志后进行刷坡。每侧边坡分2级开挖, 每级边坡最大高度约8m, 每侧各设2m宽平台一处。边仰坡开挖到位后, 要及时清理边仰仰坡面松石及虚土, 为了确保边仰坡的稳定, 对边仰坡进行喷锚支护。边坡支护参数为:Φ22砂浆锚杆, 间距1.4m*1.4m,呈梅花形布置, 锚杆长度为3.0m;准6钢筋网片, 网格尺寸为20cm*20cm;C25喷射砼, 喷砼厚度8cm。仰坡支护参数为:Φ22砂浆锚杆, 间距1.2m*1.2m,呈梅花形布置, 锚杆长度为4.0m;准6钢筋网片, 网格尺寸为20cm*20cm;C25喷射砼, 喷砼厚度10cm。

施工过程中, 机械及人员严禁进入ZK36+395小里程施工, 边仰坡开挖过程中, 应先将第一级边仰坡开挖完成,待露出ZK36+395小里程拱架后, 再分段开挖下一级边坡。

4.2 初期支护

4.2.1 初期支护施工工艺

图1 初期支护施工工艺流程图

图1 初期支护施工工艺流程图   下载原图

4.2.2 施工方法

(1) 立架:仰拱施工完成, 并经测量班放样后, 开始架立钢架, 钢架应与仰拱初支钢架牢固连接;

(2) 打设锁脚锚杆:钢拱架安装后, 每拱脚处按斜向下倾角45°紧贴钢拱架两侧边打设4根, 长度L=4.0m的准25中空注浆锁脚锚杆;

(3) 喷射砼支护采用挂设准8双层钢筋网片喷锚支护, 喷砼施工时采用在钢拱架外侧挂模法施工并养护, 喷锚过程中注意拱脚处喷填密实。

4.2.3 施工注意事项

(1) 由于ZK36+395~ZK36+427段采用“暗洞明做”施工,施工过程中取消导向墙及超前支护、系统锚杆等;

(2) 施工过程中边仰坡较高, 且处于雨季, 施工时开挖后应及时防护,加强边仰坡观测;

(3) 施工过程中, 初期支护外侧采用安装竹胶板后喷射混凝土施工, 安装模板时应保证初期支护砼厚度 (S5-1衬砌支护类型) ;

(4) 严格按照设计要求施工锁脚锚杆, 加强锁脚锚杆施工质量。

4.3 仰拱及二衬施工

仰拱施工应及时跟进, 以确保欧家山隧道出口段左线浅埋段施工安全。仰拱施工采用栈桥法施工, 每完成一模仰拱初支后即进行仰拱钢筋绑及砼浇筑。

目前左线衬砌里程为ZK36+367, 仰拱施工完成后及时施作初期支护, 待初期支护强度达到设计后施工二次衬砌混凝土。衬砌在洞内ZK36+367处由小里程至大里程顺向施工,衬砌采用12m全断面整体液压衬砌台车模筑法施工, 砼由自动计量拌合站拌合,砼运输罐车运输, 地泵输送入模浇筑, 二次衬砌全断面一次施工。

4.4 明挖回填

明洞回填分两次回填, 即完成初期支护后进行两侧侧墙回填, 二次衬砌浇筑完成后混凝土强度达到设计强度后进行拱部回填并分层压实。

侧墙回填应两侧对称进行, 拱部回填应两侧对称分层夯实,每层填筑厚度不超过30cm, 两侧回填土面的高差不得大于0.5m。回填至与拱顶齐平后, 在分层满铺填筑至设计标高。采用机械回填时, 应在人工夯填超过拱顶1.0m后进行。表层回填土采用50cm粘土层和50cm种植土回填。拱背回填粘土隔水层时, 隔水层应与地表搭接良好,封闭紧密, 防止地表水下渗透影响回填体的稳定。

5 总结与建议

结合现场实际情况, 按欧家山隧道出口段专项施工方案左线采用单侧壁法单端掘进出洞施工, 即由洞内小里程往大里程单向掘进, 先导洞出洞后, 施作导向墙及长管棚, 反向掘进主洞洞内贯通的施工方案对现行左线出洞施工不具备指导意义, 故提出改变施工工艺, 采取由ZK36+395至出口明暗分界线ZK36+427段进行明挖施工, 即“暗洞明做”的施工工艺。

通过本公司在山岭隧道施工中积累的经验, 以及“暗洞明做”施工工艺较为成熟, 故本项目部调整《欧家山隧道出口段专项施工方案》, 出口段左线ZK36+395至出口明暗分界线ZK36+427段采取明挖法施工的“暗洞明做”施工工艺, 出口段右线仍按原方案三台阶单端掘进出洞施工方案进行施工, 特制定本方案。

6 结语

采用“双侧壁导坑法”施工采用机械与人工配合开挖, 实现了对围岩的零扰动, 对围岩的相对稳定起到了积极的作用。强支护, 仰拱紧跟, 早封闭成环, 有效的控制变形确保围岩的整体性和施工安全。及时排除围岩积水, 各个工序衔接紧凑, 避免围岩长时间暴漏浸泡, 而产生的围岩及支护体失稳变形, 及时施工二次衬砌。

参考文献

[1]广东省高速公路工程设计标准化隧道标准图.中交第一公路勘察设计院有限公司, 2013.

[2]JTJF60-2009, 公路隧道施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2009.

[3]GB50108-2001, 地下工程防水技术规范[S].北京:中国建筑出版社,2009.

[4]大跨隧道双侧壁导坑法施工力学行为研究[J].北方交通, 2008.

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