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管窥隧道口工程施工技术与方法

2013/11/20 阅读:

1工程概况

五指山隧道左线进口桩号ZK60+630,施工长度为3160m,明暗分界设在ZK60+637,ZK63+775;右线进口桩号K60+595,施工长度为3230m,明暗分界设在K60+600,K63+810。道路等级为双向四车道,高速公路设计车速为80km/h。隧道进、出口端左、右线洞门均采用削竹式,进口端左线明洞为7m,右线明洞为5m,出口端左、右线明洞均为15m。洞口浅埋段超前支护采用20m长管棚加小导管施工。洞口位于山体斜坡,碎石土层覆盖,边坡稳定性较好。根据地质测绘资料,在洞口附近无断层,也无滑坡,但开挖时易发生崩塌等不良地质现象。

2洞口开挖施工

2.1施工方法洞口工程施工前,先在洞顶做好截水沟,截水沟使用M7.5浆砌片石砌筑。洞口整体施工设备以挖掘机开挖为主,人工辅助刷坡,再使用装载机和自卸车配合挖掘机清运渣土。在开挖的过程中要按照自上而下的顺序,开挖到仰坡坡底标高,然后在变坡点以下,使用长管棚套根据拱厚度弧线在中间预留核心土进行开挖,预留土可以作为下道工序长管棚和套拱的施工平台。在开挖过程中要依据隧道洞口的地貌、地质构造、水文特征、地形等条件,并结合施工开挖边坡的稳定性,本着“少开挖、多清理”的作业方法采取明挖法进行施工。刷坡率必须根据测量放样确定的标线进行开挖。事先将加工好的坡度架进行坡度调整,并同时辅助人工修整。每次开挖高度不得超过2m。在坡度复核检测无误后才可进行衬砌、支护等下一道工序,并在施工中随时对坡体的稳定性进行监测,以保证坡体稳定。

2.2施工控制要点

1)在洞顶截水沟完工后,要根据仰坡的开挖高度和挖掘机的有效工作高度来确定断面台阶的数量。一般情况下台阶高度为2m,开挖顺序必须保证自上至下;

2)在开挖过程中遇到较硬岩层,无法使用挖掘机进行开挖时,则采用松动爆破法,按照设计坡面,顺坡打眼,同时进行光面爆破。对于需要爆破开挖的土方,坡面预留30cm的厚度,爆破结束后进行人工清除;

3)对坡率和边坡点要严格控制;

4)对强度较低土层应边防护边开挖;

5)对较硬岩层进行松动爆破时,须保证一次爆破成型;

6)减少对坡面植被的破坏。

2.3洞口边坡防护在边、仰坡开挖进行修整后,需立即对边、仰坡进行临时防护,并且对明暗沟交界处所形成的坡面进行临时防护,同时采用挂网、喷锚联合支护,仰坡必须进行喷锚支护,边坡可视情况采用素喷混凝土,以保证洞口边坡的稳定,防止因雨水渗透形成的滑坡或边、仰坡坍塌。

2.4防护控制

1)边开挖,边支护,每次工作高度2m左右,避免搭架作业;

2)坡面修刷平顺,一次喷混凝土达到设计厚度;

3)设计有锚杆、钢筋网加固的坡面部分,应先作锚杆,将钢筋网焊接于锚杆外露段,然后再喷混凝土;

4)锚杆规格、间距、数量、空位、角度满足设计要求;

5)采用水泥砂浆作锚固材料,砂子过筛,粒径小于3mm,严格控制配合比,确保砂浆标号不低于30;注浆饱满度须满足设计要求。

3明洞施工

1)明洞浇筑

在洞口土石方开挖完成后,隧道洞身开挖正常施工并完成一环二次衬砌后施作洞门,将二衬台车退至明洞位置,施作明洞。洞门完成后及时砌筑端墙背后排水沟,保证洞口排水顺畅。

2)施工方法

a.本工程为削竹式洞门,洞口明洞地段土石方开挖完成后,进行仰拱(其横断面分两块)、边墙基础开挖,对岩面进行清理,必须符合规范及设计要求。b.测量放样,立边墙基础模板、仰拱模板进行混凝土浇筑,脱模后进行施工缝凿毛处理。由于明洞段较长,一台台车长度不足,超出部分拟采用自行加工的异型刚架接长就位,外模采用组合钢模,严格按设计尺寸进行外模放样安装,模板支撑加固后,绑扎钢筋,安装堵头板、止水带,经监理工程师检查合格后,进行拱墙衬砌混凝土浇筑。混凝土灌注时两侧对称灌注。混凝土由拌和楼集中拌和,混凝土运输车运输,泵送入模,插入式振动器振捣密实,拱墙混凝土一次浇筑完成。

3)明洞防水层

在洞顶拱圈混凝土达到设计强度的80%后,拆除外模,然后在拱背涂抹热熔沥青,自下而上进行防水板敷设;敷设过程中要保证止水板粘贴紧密,必须进行错缝搭接,搭接长度要大于10cm,并根据设计要求预留沉降缝,防水板材铺至端墙处时要做好向上弯起和收口,然后涂抹2cm厚水泥砂浆保护层。

4)明洞回填

防水层完成后就要安装排水盲沟管。首先砌筑两排M7.5浆砌片石排水沟,然后按照设计的回填坡度回填到设计标高。这里需要注意的是,采用人工回填时拱圈的混凝土强度必须大于设计强度的75%以上方可回填。而在采用机械回填时,拱圈的混凝土强度必须达到设计强度的100%,并且在拱圈外要先回填1m厚的人工夯填层。明洞段的顶部回填土方必须进行分层夯实,每层的回填厚度不得大于30cm,而且回填土面的高差不得大于50cm,回填到拱顶后要实行分层满铺填筑,顶层回填材料必须使用积水性土质,以达到有效隔水,在施工完成后要建设永久性防护,可采用砌筑六棱框加植草进行防护。

4结语

通过对洞口实际情况进行复测,选用合理的施工方案有效的避免了在洞口开挖过程中出现塌方和山体滑坡问题,确保本次工程的安全、可靠。通过本隧道施工得到证明,对于斜交、偏压、浅埋隧道,在进行洞口边坡以及仰坡开挖时,使用长管棚和长护拱形成半明洞是十分有效的施工方法。如果在地质条件允许的情况下,完全可以使用零开挖进洞。所以说在以后的工作中可以结合现场实际情况对施工方案进行优化,以保证隧道洞口工程的施工质量。

作者:高志兵单位:和榆高速公路建设管理处

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