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          管棚管大斷面小凈距隧道施工技術

          發布時間:2020-09-16 10:25:27人氣:

          管棚管大斷面小凈距隧道施工技術
          本文以該隧道為例,介紹管棚管小凈距隧道關鍵的施工方法和技術要點。
          1超前支護
          1.1超前大管棚為了防止洞口開挖時坍塌,隧道洞口淺埋段采用注漿大管棚超前支護。大管棚采用Ф127×8mm熱軋無縫鋼管,環向間距為40cm,進口大管棚長25m,出口大管棚長40m。大管棚定位采用長度為2m的Ф140×5熱軋無縫鋼管,大管棚管身按梅花形布設注漿孔,間距15cm~20cm,孔徑Ф10~Ф16。水泥砂漿注漿,水灰比:0.8:1~1:1。
          超前大管棚結合導向墻施工,導向墻采用C20混凝土截面尺寸為1.2m×2m(高×長),導向墻中預埋Ф140管棚管,外插角為3°。通過管棚管將大管棚打入圍巖,注漿前將導管口外徑與孔口周邊密封,預留一小通氣孔。采用水泥砂漿注漿,在孔口設置止漿閥。注漿初壓為0.8MPa,終壓為2MPa。從兩邊向中間注漿,終壓持續15min以上,漿液注入量已達到計算值的80%以上。最后一孔注漿時注漿終壓達到2MPa以上,并持續注漿30min方可結束注漿。
          1.2超前管棚管Ⅴ3型襯砌及隧道凈距大于12m且下穿構筑物的Ⅴ2型襯砌采用超前雙層管棚管,其余襯砌類型均采用單層超前管棚管。管棚管采用Ф42×3.5mm熱軋無縫鋼管,管身按梅花形布設注漿孔,間距15cm,孔徑Ф6~Ф8。水泥砂漿注漿,水灰比0.8:1~1:1注漿壓力為0.5~1MPa。超前雙層管棚管小外插角<10°,大外插角為40°,小外插角與大外插角導管環向間距為20cm。超前管棚管外插角<10°,環向間距40cm??v向設置的超前管棚管搭接長度不小于1m。
          2洞身開挖及施工順序
          2.1鉆爆作業隧道左右線最小間距僅為4~30m,屬小凈距隧道。行洞與后行洞距離、爆破震動參數及地表沉降控制不當或中巖柱加固強度不夠均會導致中巖柱失穩。
          為了確保隧道施工安全,后行洞與先行洞掌子面之間的距離不得小于40m,且雙洞開挖爆破不可同時進行。先行洞二次襯砌施作完成并達到設計強度后,方可進行相鄰位置的后行洞爆破開挖;先行洞二次襯砌施工作業面超前后行洞掌子面15m以上。采用減振爆破技術,達到控制質點振動速度、降低隧道爆破地震動強度的目的。后行洞爆破開挖時,中巖柱靠先行洞一側拱腰位置處的最大震速不可超過15cm/s。鉆爆作業中應監測圍巖擾動深度、爆破震動對周邊及中巖柱的破壞程度,以便對爆破震動加以控制,以利于中巖柱的穩定。
          2.2Ⅴ類圍巖開挖及施工順序隧道凈距小于5m地段及下穿建(構)筑物的Ⅴ級圍巖段采用雙側壁導坑法開挖,其余Ⅴ級圍巖段采用中壁法開挖。根據現場條件和施工組織,隧道采用進出口同時掘進的方法施工,左右洞掌子面距離不得小于40m。
          2.2.1雙側壁導坑法開挖及施工順序雙側壁導坑法施工,每循環進尺為0.6m與工字鋼拱架間距相同,開挖后及時施作初期支護,同時對中巖柱施作Ф42注漿系統錨管注漿加固。為了減少大斷面爆破對中巖柱的震動,右洞開挖必須在左洞開挖進尺大于40m,注漿固結后預應力錨桿施加50%的預應力后才能施工。開挖采取短進尺,隨即架設鋼支撐、臨時鋼支撐,施作錨桿、鋼筋網噴射混凝土等初期支護。將中巖柱中的錨桿對拉連接、施加預應力加固之后,再進行右洞的開挖和支護,右洞不再進行中巖柱注漿及施作預應力錨桿其余工序與左洞相同。施工順序詳見圖1。
          左洞施工工序說明:
          ①拱部超前支護及中隔壁超前支護
          ②左側導坑上臺階開挖 ?、圩髠葘Э由吓_階初期支護及臨時支護④左側導坑下臺階開挖
          ⑤左側導坑下臺階初期支護及臨時支護
          ⑥右側導坑拱部超前支護及中隔壁超前支護
          ⑦右側導坑上臺階開挖
          ⑧右側導坑上臺階初期支護(中巖柱注漿、預應力錨桿)臨時支護⑨右側導坑下臺階開挖
          ⑩右側導坑下臺階初期支護(中巖柱注漿、預應力錨桿){11}拱部超前支護
          {12}上部環形導坑開挖
          {13}拱部初期支護
          {14}上部核心土開挖
          {15}下部核心土開挖
          {16}下部核心土初期支護
          {17}拆除臨時支護施作仰拱及小邊墻襯砌
          {18}施作仰拱填充
          {19}施作拱墻二次襯砌
          2.2.2中壁法開挖及施工順序Ⅴ級圍巖Ⅴ2型襯砌采用中壁法施工,每循環進尺0.6m,與工字鋼拱架間距一致,開挖后及時初期支護同時預應力錨桿施工。待錨桿孔內水泥砂漿強度達到設計強度后,對預應力錨桿施加預應力。右洞落后于左洞40m以上且左洞二襯混凝土達到設計強度,二襯作業面超前右洞掌子面15m以上才能開挖。右洞工序與左洞一致。
          左洞施工工序說明:
          施工工序:
          ①左側導坑拱部超前支護及中隔壁超前支護
          ②左側導坑上臺階開挖
          ③左側導坑上臺階初期支護及臨時支護
          ④左側導坑下臺階開挖
          ⑤左側導坑下臺階初期支護及臨時支護
          ⑥右側導坑拱部超前支護
          ⑦右側導坑上臺階開挖
          ⑧右側導坑上臺階初期支護及臨時支護
          ⑨右側導坑下臺階開挖
          ⑩右側導坑下臺階初期支護(施作預應力錨桿)
          {11}拆除臨時支護施作仰拱及小邊墻襯砌
          {12}施作仰拱填充
          {13}施作拱墻二次襯砌
          2.3Ⅳ類圍巖開挖及施工順序Ⅳ級圍巖段開挖采用YT28氣腿式鑿巖機,淺孔小藥量光面爆破,短進尺、臺階法掘進,鋼拱架支撐隨后跟進,確保施工安全。根據施工循環安排及時進行錨桿、鋼筋網噴砼、鋼支撐等支護工作。右洞開挖落后于左洞40m以上,兩洞不能同時爆破。右洞和左洞施工工序相同。
          施工工序:
          ①超前支護→②上臺階開挖→③上臺階初期支護→④下臺階開挖→⑤下臺階初期支護→⑥施作仰拱及小邊墻襯砌→⑦施作仰拱填充→⑧施作拱墻二襯。
          上部臺階開挖工作面采用自制的鋼架開挖臺車,每循環開挖結束后,立即施作上臺階臨時橫撐并及時噴砼支護。
          3中夾巖柱加固及初期支護
          設計圖對Ⅴ類圍巖隧道凈距小于6m段必須加固中夾巖柱,隧道凈距小于5m中夾巖柱加固方式包括中夾巖柱注漿及對拉預應力錨桿。隧道凈距5~6m中夾巖加固方式為對拉預應力錨桿。為確保開挖過程中圍巖的穩定,減少因隧道間距小導致圍巖變形、爆破震動等不利因素,滿足小凈距隧道中夾巖柱特有的加固要求。隧道施工部署是先開挖左洞,在開挖支護后對中夾巖柱進行注漿加固和對拉預應力錨桿加固,左洞超前右洞40m以上后才能進行右洞開挖。
          3.1中夾巖柱注漿左洞隧道開挖后,及時施作初期支護和臨時支護,在進行系統錨桿作業時同時進行中夾巖柱注漿。中夾巖柱注漿系統錨管采用Ф42×3.5mm熱軋無縫鋼花管,長度與隧道凈距一致,環向間距40cm,縱向間距100cm。系統錨管位于兩隧道之間并與隧道垂直。系統錨管僅于左洞內邊墻布置,并一次加固到右洞相應段落的內邊墻側墻,系統錨管與隧道拱部系統錨桿同工序施工。注漿初壓為1.0MPa,終壓為1.5MPa,水泥砂漿水灰比為0.8:1~1:1。
          安裝注漿管時,在注漿管孔口處預留不小于30cm的止漿段,孔口加止漿閥止漿。注漿前進行壓水試驗,通過試驗確定注漿參數,從而保證砂漿將土和巖石良好膠結硬化,達到加固的目的。注漿結束后及時對注漿效果進行檢查,如未到達設計要求時,必須補充孔再注漿。
          3.2中夾巖柱預應力對拉錨桿中夾巖柱預應力對拉錨桿采用Ф25螺紋鋼筋,張拉設備采用千斤頂。錨桿預張拉力為100KN。具體施工為左洞對拉錨桿孔內水泥砂漿強度達到設計強度后,對錨桿施加預應力為設計值的50%進行初張拉;右洞開挖暴露出錨桿端部后,施加預應力至設計值,然后對左洞錨桿補拉至設計值。錨桿在同一截面上間隔進行張拉,以避免產生局部壓應力集中現象。
          施工中千斤頂端部及非張拉端鋼筋端部嚴禁站人,并加設防護措施。張拉后的鋼筋在未灌漿前嚴禁碰擊、踩踢。灌漿工作必須避開鋼筋端部,以防預應力鋼筋突然斷裂彈出傷人。在有油壓的情況下,嚴禁拆卸油壓系統中的任何零件。
          3.3初期支護西山小凈距隧道的初期支護包括掛鋼筋網、噴鋼纖維混凝土、中空注漿錨桿、砂漿錨桿、工字鋼拱架等,依據圍巖類別的不同分別設置。初期支護緊跟開挖面及時施作。減少圍巖暴露時間,控制圍巖變形,防止圍巖短期內松弛。
          4結束語
          ①小凈距雙洞隧道施工的關鍵是加固中間巖柱。由于該類隧道圍巖的自穩性及支護結構的受力較一般隧道復雜,對于凈距較小的軟弱圍巖必須采取中巖柱注漿及預應力錨桿對拉等措施加固。以確保中間巖柱的穩定。②小凈距雙洞隧道施工的爆破作業,必須采用光面爆破技術,以減少爆破震動對隧道結構的影響。施工過程中嚴格遵循“預加固,少擾動、勤量測、早封閉”的原則,使開挖后圍巖變形得到抑制,保證中巖柱穩定。③小凈距雙洞隧道施工應嚴格控制工序。通過正確安排雙洞的開挖、支護及二次襯砌的間隔和順序,可有效的控制隧道之間由于凈距較小引起的圍巖變形,保證隧道結構的安全。


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