大断面小净距隧道的施工技术
[12-11 17:00:02] 来源:http://www.tmgc8.com 隧道工程 阅读:3411次
摘要: 以西山小净距隧道为例,介绍小净距隧道的超前支护、洞身开挖、中夹岩柱注浆加固、锚喷支护等关键工序的施工方法和技术要点。
关键词: 隧道;小净距;中夹岩柱;注浆;对拉预应力锚杆
中图分类号:U455 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)35-0120-03
0 ·引言
小净距隧道双洞的中夹岩柱宽度介于连拱隧道和双线隧道之间,一般小于1.5 倍隧道开挖断面的宽度。位于南充西山风景区的西山隧道最小净距为4m,隧道内轮廓净宽13.16,属于典型的双线、双洞、小净距隧道。地质钻探资料揭示该隧道岩石条件较差,以泥岩、砂岩为主。隧道岩层近于水平,受西山向斜影响,局部存在小扭曲,褶皱现象,主要泥岩构成,易吸水软化,失水开裂,相对于上、下层位的泥质砂岩,便形成了“泥化软弱夹层”。此隧道以Ⅳ~Ⅴ类围岩为主。隧道左线长1140m,右线长1151m,围岩情况为:左线Ⅳ类围岩480m,Ⅴ类围岩660,右线Ⅳ类围岩480m,Ⅴ类围岩671m。该隧道支护和衬砌共有5 种类型:Ⅳ2 型衬砌适用于车行横道与隧道交叉口段的Ⅳ级围岩段、Ⅳ1 型衬砌适用于非车行横道与隧道交叉口段的Ⅳ级围岩段、Ⅴ1 型衬砌适用于地表无建筑物且隧道净距大于18m 的Ⅴ级围岩段、Ⅴ2 型衬砌适用于地表存在建筑物且隧道净距为5~18m 的Ⅴ级围岩段、Ⅴ3 型衬砌适用于隧道净距小于5m 的Ⅴ级围岩段,洞门结构16m。西山隧道是四川南充市市政隧道中典型的小净距隧道。本文以该隧道为例,介绍小净距隧道关键的施工方法和技术要点。
1· 超前支护
1.1 超前大管棚
为了防止洞口开挖时坍塌,隧道洞口浅埋段采用注浆大管棚超前支护。大管棚采用Ф127×8mm 热轧无缝钢管,环向间距为40cm,进口大管棚长25m,出口大管棚长40m。大管棚定位采用长度为2m 的Ф140×5 热轧无缝钢管,大管棚管身按梅花形布设注浆孔,间距15cm~20cm,孔径Ф10~Ф16。水泥砂浆注浆,水灰比:0.8:1~1:1。
超前大管棚结合导向墙施工,导向墙采用C20 混凝土截面尺寸为1.2m×2m(高×长),导向墙中预埋Ф140 导向管,外插角为3°。通过导向管将大管棚打入围岩,注浆前将导管口外径与孔口周边密封,预留一小通气孔。采用水泥砂浆注浆,在孔口设置止浆阀。注浆初压为0.8MPa,终压为2MPa。从两边向中间注浆,终压持续15min 以上,浆液注入量已达到计算值的80%以上。最后一孔注浆时注浆终压达到2MPa 以上,并持续注浆30min 方可结束注浆。
1.2 超前小导管
Ⅴ3 型衬砌及隧道净距大于12m 且下穿构筑物的Ⅴ2 型衬砌采用超前双层小导管,其余衬砌类型均采用单层超前小导管。小导管采用Ф42×3.5mm 热轧无缝钢管,管身按梅花形布设注浆孔,间距15cm,孔径Ф6~Ф8。水泥砂浆注浆,水灰比0.8:1~1:1 注浆压力为0.5~1MPa。超前双层小导管小外插角<10°,大外插角为40°,小外插角与大外插角导管环向间距为20cm。超前小导管外插角<10°,环向间距40cm。纵向设置的超前小导管搭接长度不小于1m。
2 ·洞身开挖及施工顺序
2.1 钻爆作业
隧道左右线最小间距仅为4~30m,属小净距隧道。行洞与后行洞距离、爆破震动参数及地表沉降控制不当或中岩柱加固强度不够均会导致中岩柱失稳。为了确保隧道施工安全,后行洞与先行洞掌子面之间的距离不得小于40m,且双洞开挖爆破不可同时进行。先行洞二次衬砌施作完成并达到设计强度后,方可进行相邻位置的后行洞爆破开挖;先行洞二次衬砌施工作业面超前后行洞掌子面15m 以上。采用减振爆破技术,达到控制质点振动速度、降低隧道爆破地震动强度的目的。后行洞爆破开挖时,中岩柱靠先行洞一侧拱腰位置处的最大震速不可超过15cm/s。钻爆作业中应监测围岩扰动深度、爆破震动对周边及中岩柱的破坏程度,以便对爆破震动加以控制,以利于中岩柱的稳定。
2.2 Ⅴ类围岩开挖及施工顺序
隧道净距小于5m 地段及下穿建(构)筑物的Ⅴ级围岩段采用双侧壁导坑法开挖,其余Ⅴ级围岩段采用中壁法开挖。根据现场条件和施工组织,隧道采用进出口同时掘进的方法施工,左右洞掌子面距离不得小于40m。
2.2.1 双侧壁导坑法开挖及施工顺序
双侧壁导坑法施工,每循环进尺为0.6m 与工字钢拱架间距相同,开挖后及时施作初期支护,同时对中岩柱施作Ф42 注浆系统锚管注浆加固。为了减少大断面爆破对中岩柱的震动,右洞开挖必须在左洞开挖进尺大于40m,注浆固结后预应力锚杆施加50%的预应力后才能施工。开挖采取短进尺,随即架设钢支撑、临时钢支撑,施作锚杆、钢筋网喷射混凝土等初期支护。将中岩柱中的锚杆对拉连接、施加预应力加固之后,再进行右洞的开挖和支护,右洞不再进行中岩柱注浆及施作预应力锚杆其余工序与左洞相同。施工顺序详见图1。
左洞施工工序说明:
①拱部超前支护及中隔壁超前支护
②左侧导坑上台阶开挖
③左侧导坑上台阶初期支护及临时支护
④左侧导坑下台阶开挖
⑤左侧导坑下台阶初期支护及临时支护
⑥右侧导坑拱部超前支护及中隔壁超前支护
⑦右侧导坑上台阶开挖
⑧右侧导坑上台阶初期支护(中岩柱注浆、预应力锚杆)临时支护
⑨右侧导坑下台阶开挖
⑩右侧导坑下台阶初期支护(中岩柱注浆、预应力锚杆)
11.拱部超前支护
12.上部环形导坑开挖
13.拱部初期支护
14.上部核心土开挖
15.下部核心土开挖[1] [2] [3] 下一页
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