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高楼山特长隧道施工工法评估与关键控制技术

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:2.施工工法介绍高楼山隧道地质情况比较复杂,所穿越地区岩石完整性比较差,断层破碎带、风化裂隙、构造节理等不良地质情况比较多,因此在高楼山隧道施工过程中,不同围岩条件下的施工工法也有所不同;另外,经过专家调查结果可看出,施工工法对各风险事件有较大的影响。

高楼山特长隧道施工工法评估与关键控制技术

1.支护参数

(1)进、出口浅埋段:针对隧道进、出口处的岩土体特点,在隧道进口端采用SⅤa型衬砌结构适用于隧道洞口浅埋Ⅴ级浅埋、软弱围岩段的初期支护及衬砌;隧道出口端采用SVe型衬砌结构适用于隧道Ⅴ级围岩断层破碎带、围岩大变形的初期支护及衬砌。

(2)浅埋段采用SⅤb型衬砌,适用于Ⅴ级围岩浅埋一般段的初期支护及衬砌。

(3)SⅤc型衬砌适用于隧道Ⅴ级深埋,围岩相对较好段的初期支护及衬砌。

(4)SⅤd型衬砌适用于隧道Ⅴ级围岩炭质板岩段的初期支护及衬砌。

(5)JSⅤ型衬砌适用隧道Ⅴ级围岩交叉口段的初期支护及衬砌。

(6)TSⅤ型衬砌适用于隧道Ⅴ级围岩紧急停车带段的初期支护及衬砌。

2.施工工法介绍

高楼山隧道地质情况比较复杂,所穿越地区岩石完整性比较差,断层破碎带、风化裂隙、构造节理等不良地质情况比较多,因此在高楼山隧道施工过程中,不同围岩条件下的施工工法也有所不同;另外,经过专家调查结果可看出,施工工法对各风险事件有较大的影响。因此,对各施工工法进行系统性评估很有必要。

台阶法施工适用于一般Ⅴ级围岩段。隧道开挖必须在超前支护完成后进行。施工严格按照“短台阶、强支护、早成环、紧二衬”的原则进行。

施工主要步骤:

1-1:开挖导坑上半段面(留核心土弧形开挖);

Ⅰ:上导坑拱部初期支护;

1-2:开挖上台阶核心土;

2:下台阶留核心土开挖;

Ⅱ:下台阶左右边墙初期支护;

3:下台阶核心土开挖;

Ⅲ:仰拱初期支护;

Ⅳ:仰拱衬砌(严禁左右分幅施工);(www.xing528.com)

Ⅴ:仰拱填充(严禁左右分幅施工);

Ⅵ:全断面模筑拱墙二次衬砌。

在完成隧道开挖及初期支护后,应及时进行仰拱二次衬砌和仰拱填充,如果基底围岩软弱破碎,承载力低,可在仰拱以下全断面范围采取注浆锚杆加固基底围岩或局部基底换填处理。

施工开挖采用短台阶法,台阶总长度13~20 m;开挖循环进尺控制在0.75~1 m,初期支护紧跟开挖面,开挖采用小型机械开挖,如需采取爆破,必须采用微震控制爆破或光面预裂爆破开挖,以保护围岩的承载能力。下台阶左、右导坑交错开挖时,每次开挖长度以2~3榀钢拱架控制,不得大于4榀;拱顶弧形导坑一次开挖按1~2榀钢拱架控制,不得大于2榀;仰拱填充一次施做距离3~6 m。仰拱衬砌、仰拱填充作业及养护时,需要架设临时仰拱钢栈桥,以保障施工顺利进行,仰拱填充层严禁左右分幅施做,仰拱及仰拱填充应分别施做,严禁一次浇筑。二次衬砌距离掌子面的距离不宜超过40 m,具体应按照现场监控量测信息合理控制。Ⅴ级围岩台阶法施工步序如图4-48所示:

图4-48 Ⅴ级围岩台阶法施工示意图

交叉口段施工,用留核心土弧形导坑开挖方法。完成隧道开挖及初期支护后,应及时进行仰拱二次衬砌,根据监控量测结果确定二次模注衬砌的浇注时间;主洞施工完成后方可进行车行横洞的开挖、支护施工;车行横洞采用上、下台阶法开挖,台阶长度5~10 m。交叉口处施工步序如图4-49所示:

隧道施工时,靠近掌子面(CD法施工时,各导洞均应配置)的逃生管采用Ø800×8 mm钢管,长60 m(长度应根据实际情况进行调整,确保逃生管接至已施做二次衬砌段),钢管在隧道内塌方时可作为被困人员的逃生通道,及输送给养、实施救援的通道,严禁杂物堵塞。逃生管内应放置必要的自救物资、食品,及其照明设备,通风设备等,确保发生意外情况时,被困人员能够在一定时间内进行自救。

图4-49 交叉口处施工示意图

隧道施工中,应按照相关规范要求,重视安全防护,设置必要的标志标牌,配备安全专员,按照实际要求配置通风、消防设备,确保施工人员作业环境安全。施工前,应加强人员安全培训,特种设备等操作人员应持证上岗。

3.施工工法评估

(1)隧道Ⅴ级围岩设计支护参数较为可靠。

(2)由于高楼山隧道Ⅴ级围岩地质情况复杂,穿越断层破碎带易发生塌方事故,穿越炭质板岩、片岩等软岩时易发生大变形事故,且隧道地下水较为丰富,因此施工过程中需严格进行各项监控量测,控制各交错工序的开挖长度和循环进尺,严格施做锁脚锚管,仰拱及二衬需及时跟进,并严格控制超挖,确保钢拱架紧贴掌子面和围岩。若拱脚处围岩软弱破碎时,需采取必要的注浆加固措施,确保拱脚的稳定。

(3)上台阶核心土开挖完成后,如拱顶、两侧拱墙收敛变形较大,可施做临时仰拱(临时喷射混凝土)。

(4)如遇地下水,先喷射混凝土封闭开挖面,然后打孔,插PVC管引排;超前注浆采用水泥—水玻璃双液浆,注浆分一序、二序间隔跳孔灌注,注浆结束后待凝期间,上部台阶应暂停开挖。

(5)当围岩压力较大,其变形速率增大且难以收敛时,应立即浇筑二次衬砌,或先行构件支顶,并考虑采用其他开挖方法。

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