您现在的位置: 新晨范文网 >> 工程论文 >> 隧道工程论文 >> 正文

简析某隧道塌方处治方案

2013/11/20 阅读:

1隧道工程概况

某隧道处于背斜中段,为双洞特长隧道。单洞长度为5.2km。隧道横穿走向为北东向的背斜中段,洞轴线方向与越岭山脊走向近于直交;隧道轴线穿越的地层主要为三叠系中、下统嘉陵江组、雷口坡组,岩性以碳酸盐岩为主;三叠系上统徐家河组,岩性以砂岩为主夹泥岩;侏罗系主要为砂、泥互层的红色碎屑岩沉积。区内断层仅有一个,围岩节理裂隙较为发育,且具有较强的规律性,一般发育两组节理,组成一组共轭“X”节理,区内岩溶及地表卸荷节理等多沿此两组节理发育。

2隧道塌方的原因分析

某隧道发生塌方的区域为隧道左线K35+732—K35+762段,本段岩性主要为盐溶角砾岩、灰岩,岩体破碎,呈块碎状—碎裂结构,局部呈散体状,节理裂隙发育,有滴状—淋状水,局部为泥质充填,围岩稳定性差。经过专家组认真分析,该段隧道塌方的主要原因为:

a)本段围岩受构造影响,岩体间结合性差,围岩整体稳定性差;

b)围岩受地下水的影响,易软化,导致围岩强度降低,间接降低了围岩的整体稳定性;

c)支护过弱,本段采用了钢格栅进行支护。由于施工单位没有认识到围岩本身的结合性较差,并且在地下水对围岩的影响下,导致现有支撑力无法满足围岩的自稳要求,发生了大面积塌方。

3处治方案

3.1整体思路先加固塌方影响段,再处理塌方段落,塌方段落采用大管棚跟管钻进+注浆进行预加固,小导管超前支护后再开挖的方法。注浆对开挖轮廓线外一定范围的塌体起预加固作用,大管棚跟管(管内加钢筋笼)对塌体提供强支撑,小导管超前支护防止管棚下方(至开挖轮廓线范围)塌体掉块[1]。

3.2某隧道左线塌方探测(TSP法)结果a

)查明该段的主要垮塌区域为K35+758—K35+732,其中K35+762.5—K35+732隧洞基本上被黄泥和碎石土所充填。b)垂直最大垮塌高度大概为29m,顶层大概形成有10m的空洞。

3.3具体施工方案

3.3.1塌方影响段加固对K35+732—K35+762段加固,采取以下方法进行:a)设临时护拱采用18号工字钢架,外轮廓与Ⅱ超(1)喷混凝土内轮廓一致,间距60cm,纵向用φ22钢筋连接,环向间距50cm,内外交替设置。对工字钢架与喷混凝土间的空隙喷射混凝土填实。钢架底部用25号槽钢纵向连成整体,置于坚实的基础上。临时护拱的工字钢侵入原设计二衬外轮廓,会对以后二衬施工造成困难。施做二衬前,根据断面测量和监控量测结果,决定是否将其拆除(如果不拆除,将对二次衬砌的钢筋做加强)。

b)原有格栅钢架增设锁脚锚杆每榀格栅钢架底部设锁脚锚杆(φ22药卷锚杆,L=3.5m)2根,锁脚锚杆与格栅钢架要焊接牢固,并与临时护拱焊接。由于渣体堆积至K35+770处,因此K35+770—+780段可以按照前面所述一次全断面加固完成,对K35+762—+770段,应结合后面塌体清除(重新开挖)由外至内,由上至下进行加固。上半断面的护拱拱脚不设槽钢,但要设锁脚锚杆,并将拱脚置于塌体上,采用预制的混凝土块或钢板垫在拱脚下。

3.3.2塌方段K35+762—+732段施工

a)渣体表面喷混凝土25cm,封闭渣体并作为止浆墙。

b)大管棚施工管棚为两环,每环纵向长度24m,搭接6m。第一环起止位置设于K35+767—+743,第二环起止位置K35+749—+725。

(a)施作工作平台采用长4m,15cm×15cm的方木搭建工作平台,方木间用抓钉连接牢固。

(b)钻机选用2台YG-80地质钻机,钻具组合结束就位。

(c)孔位测定钻孔前按开挖轮廓线放大30cm,按孔间距定出孔位,并能满足设计要求,由于第一环大管棚处于塌方影响带中无法扩做工作室,第一环大管棚环向半径为5.95m,施作48根,第一环大管棚环向半径为6.85m,施作60根。

(d)施工导向墙安装导管管棚外插角控制在15°内,K35+767—+768.5,K35+750.5—+749设置长度为1.5m、厚度为60cm的C20导向墙,导向墙只作一半(弧形部分)。下一半在打完管棚后施作(即先拱后墙),在导向墙里埋设的工字钢架上焊设长1.5m、直径150mm钢管(壁厚5mm)作为导向管。

(e)钻孔钢管跟进钻孔采用翼片式硬质合金钻进工艺,由于容易发生塌孔、缩径等现象,因此成孔后及时顶进钢管,为便于顶进,第1根钢管前端加工成锥形,为了增强管棚的整体结构性能,相邻两孔钢管接头错开至少1m,同一断面钢管接头数少于等于50%。施工顺序由下向上、由两边向中间。

(f)管内注浆采用前进式注浆,钻一孔注一孔,注浆压力和注浆量是注浆施工中的两个重要技术参数,二者至少有一个达到设计标准方可结束注浆。

(g)施作导拱下部墙先作一边,再作另一边,防止拱下沉。

(h)洞内开挖采用上、下半断面开挖,首先将塌方段的上半断面施作完毕,开挖进尺最长0.5m,上半断面采用留核心土的梯形断面,核心土面距开挖轮廓线高度约1.5m左右,以便于架立工字钢拱架作业,开挖下部要左右两侧交错施工,待一侧的钢架和初期支护施作完毕后,再开挖另一侧。

3.3.3管棚设计参数

a)钢管规格热轧无缝钢花管,外径108mm,壁厚8mm,每节钢管长度6m,两端均加工成外丝扣,以便连接接头钢管。

b)钢花管内设置钢筋笼在大管棚内加入钢筋笼并注浆后,使管棚支护具有刚度大、结构强度高、所形成的承载拱承载能力强的优点,钢筋笼由4根主筋和固定环组成,主筋直径16mm,固定环采用φ6.5钢筋与主筋焊接,按20cm间距设置。

c)连接钢管采用热轧无缝钢花管,外径114mm,壁厚9mm,长30cm,内有丝扣。

d)设置范围环向间距30cm,拱部150°范围施作。

e)倾角外插角15°以内。

f)注浆材料纯水泥浆。

g)注浆压力2.5~3.0MPa。注浆结束后用M7.5水泥砂浆填充钢管,以增强管棚强度。

3.4开挖及支护参数

a)几何尺寸初支厚度25cm,预留变形量30cm,二次衬砌80cm。

b)支护参数采用φ27自进式锚长4m,间距70cm×90cm(纵×环);喷射C20混凝土25cm,隧道底部也施作;18号工字钢架间距为35cm,隧底也设置工字钢架,纵向用φ22钢筋连接,环向50cm一道,内外交替设置,在每榀拱架施做8根锁脚锚杆(上下台阶各4根),锁脚锚杆为长4m的φ27自进式锚杆;φ6.5钢筋网15cm×15cm;二次衬砌采用C25防水钢筋混凝土,环向主筋为φ25,5根/m,纵向主筋φ18,箍筋为φ10按25cm(沿外侧环筋)等间距布置。由于管棚为24m,管棚末端至开挖轮廓线高度达6.4m,渣体中有大量孤石,为避免石块掉落引发安全事故,在开挖时设φ42注浆小导管超前支护,长度为5m,环向间距30cm,拱部150°范围布设,纵向搭接长度不小于1.5m,其布置与大管棚交错排列;开挖后在拱部预留注浆孔进行开挖后注浆。

4施工中注意的问题

a)加强施工现场管理,带班班长不能离开处理现场,随时注意有无喷混凝土面破落、开裂等,有异常情况立即组织撤人。b)加强监控量测频率,同时把量测的数据及时整理和分析得到信息反馈到施工中,进一步优化施工方案,以确保监控量测作用的有效发挥。

c)做好地质预报综合分析,加强处理塌方施工中的技术指导,做好预防工作。•74•d)在大管棚注浆过程中试验人员随时抽检是否按要求,并根据现场实际情况进行控制。

e)开挖过程中采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法,合理组织施工。

5结论

施工单位按照该方案进行了施工,最后顺利地通过了该塌方段,而且处理效果良好,达到了预期的效果,该高速公路已经顺利通车。

作者:高辉单位:山西省交通科学研究院

简析某隧道塌方处治方案

2013/11/20 阅读:

推荐度:

免费复制文章