・隧道/地下工程・
大断面黄土隧道斜井进正洞施工工艺
张国辉
(中铁十六局集团第二工程有限公司 天津 300162)
摘 要 黄土隧道开挖期间, 斜井进正洞衔接段是薄弱环节, 尤其是客运专线双线大断面隧道的斜井进正洞衔接段, 处理不当就会造成塌方。以郑西客运专线巩义隧道为例, 阐述特殊条件下斜井进正洞处理方法, 为类似工程施工提供参考。
关键词 黄土隧道 斜井正洞 施工工艺
1 工程概况
巩义隧道起讫里程DK63+332～DK66+700, 全长3368m , 为客运专线双线长大隧道。隧道斜井设于DK65+450线路前进方向右侧, 45°。, 当斜井开挖至此处时, 沿正洞方向设置由I25a 型钢钢架组成的门架, 。I25a 型钢钢架, 立柱每侧由3, 托梁与斜井钢架间空
, 含水量大, 最浅处距隧
道洞顶仅12(沟底距洞顶) , 并且路面上车流量大, 多为重型车辆, 对隧道产生很大的震动力, 增加了施工难度。斜井、正洞与市政道路相交平面位置见图1
。
型钢钢架立柱, 立柱上下端均牢固焊接
并在空隙处喷射C25混凝土回填密实(见图2、3)
。
图2 斜井进入正洞立面
图1 巩义隧道斜井、正洞与紫荆南路相交平面布置
2 施工工艺
2. 1 斜井与正洞交叉口加固工艺
考虑到正洞与斜井相交处受力复杂, 应力集中,
收稿日期:2007-03-28
图3 门架安装示意
(增) 铁道建筑技术 RA I L WAY CON STRUC T I O N TECHNOLO GY 2007
99
・隧道/地下工程・
2. 2 小导洞施工工艺
斜井宽度2m 后, 停止开挖, 并喷8c m 厚混凝土封闭掌子面。在掌子面处的中隔壁临时钢架上各预留2～3榀不喷混凝土, 作为以后进入③部开挖的门
在相交处门架施工完毕后, 采用人工开挖爬坡小导洞的方法挑顶进入正洞施工。小导洞采用风镐开挖, 这样可以减少围岩扰动, 保证扩挖段的施工安全。小导洞尺寸为2m ×2m , 垂直于正洞中线施作, 并采用I18工字钢棚架进行临时支护。棚架间距采用1m /榀, 纵向棚架间采用
架。同时在①部拱部及时施作T60管棚, 长度为12m , 环向间距为40c m , 外仰角3°～5°, 每安装一
根及时注浆锚固。
正洞②部直接于斜井处滞后①部2m 开挖, 采用人工配合小型机械开挖的方法分别向郑州和西安方向开挖。每循环进尺控制在0. 6m , 并及时施作②部导坑周围的临时支护, ②部开挖至两侧斜井宽度时停止开挖, 并将②部导坑掌子面修成斜坡, 这样既有利于施工人员施工方便, 顺利进入①部作业, 也为①部开挖时弃碴提供清理场所。
③①, 从郑州③部同样采用, ③部底部, 。开挖过程中, 同时进, 小导洞施工完毕后方可由郑州、西安方向同时向中间扩挖中心土, 直至贯通, 每循环进尺控制在0. 6m , 并及时施作初期支护。
在DK65+450处开同样大小的门架, 由②部进入④部开挖, 进入④部后同时向西安和郑州两个方向进行开挖, 循环进尺保持在0. 6m , 并及时施作初期支护。
在以上施工完毕后进行⑤部、⑥部的开挖, 两部间距保持在2～3m 为宜, ⑤部、⑥部可采用小型挖
小导洞开挖开挖完毕后, 进行正洞的施工, 正洞采取CRD 法(交叉中隔壁法) 分六部开挖(见图4) 。首先向正洞西安方向对小导洞进行扩挖, 扩挖1. 8m , 即3榀正洞钢架的间距, 扩挖的部分直接将
正洞①部拱顶挖到位, 施工①部拱部的初期支护, 即初喷4c m 厚混凝土, 再架立正洞I25型钢钢架(间距0. 6m /榀) , 并复喷至35c m 厚, I18(0/锚管
。
图4 斜井喇叭口段钢架拼装
掘机进行开挖施工, 以加快施工进度, 及时封闭成环。在开挖⑤部、⑥部的过程中, 及时接长中隔壁钢架, 迅速使初期支护封闭成环。每循环进尺挖制在0. 6m 左右, 成环长度至3m 左右时施作仰拱, 以增
与西安方向的方法相同扩挖郑州方向的土体。
然后分榀拆除临时棚架, 同时将棚架上方的土体扩挖到位。拆除完棚架后, 同上施作①部拱部的初期支护。然后开挖①部下部未开挖的土体, 接长中隔壁临时支护钢架, 并及时施作CRD 工法①部I18型钢钢架横撑, 使①部的初期支护封闭成环。接着分别向郑州、西安方向继续进行①部开挖, 循环进尺控制在0. 6m , 并及时施作导坑周边的初期支护及临时支护:初喷4c m 厚混凝土, 架立正洞钢架(0. 6m /榀) 及中隔壁I18临时钢架, 安装
加洞体钢架的整体稳定性。2. 4 辅助施工措施
为增加隧道洞内整体刚度, 采取打设T60管棚的方法进行超前支护。管棚长度为12m 一环, 两环之间的搭接长度不小于2m 。管棚体采用T60自钻式注浆钻进锚杆, 钻进、安装、注浆和锚固同时进行, 每节杆体长4m, 杆段之间采用连接套相连, 在拱顶140°的范围内打设, 环向间距40c m, 每环45根, 外插
角3°～5°。
100
铁道建筑技术 RA I L WAY CON STRUC T I O N TECHNOLO GY 2007(增)
・隧道/地下工程・
3 监控量测措施
现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部
分。隧道开挖时, 加强对洞顶路面的沉降与及洞外水平净空收敛监测, 随时掌握监控点的变化情况, 监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构的影响, 并据此预报险情, 指导安全施工。
挑顶施工前, 在正洞及斜井开挖断面对应地表按间距5m 共布置了5个主要沉降监控量测点。每d 进行2次测量, 在取得监测数据后, 及时整理分析监测数据。结合围岩、支护受力及变形情况, 进行分析判断, 将实测值与允许值进行比较, 及时绘制水平相对净空变化时态曲线、拱顶下沉时态曲线、净空水平收敛与距开挖工作面关系图、拱顶下沉与距开挖工作面关系图, 预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况。
公路路面沉降观测点平面布置示意图见图5, , XDK0+沉降的应力用, 沉降分别达83mm 和80mm
。
图6 洞顶路面主要监控点沉降曲线
4 施工注意事项
(1) 初期支护及时成环封闭, 仰拱紧跟。(2) 考虑到交叉处顶部为高填方的市政道路,
因此隧道开挖时预留了20c m , 确保此处
二次衬砌的厚度。
3) CRD 5大断面暗挖黄土隧道在特殊地层、特殊地段下的斜井进正洞挑顶施工, 要面对湿陷性黄土土质疏松、含水量大、自稳能力差、易坍塌的危险以及承载力低、蠕变时间长, 造成地面沉降明显等种种不利条件, 在这种地段采用CRD 法人工开挖的施工工艺, 严格遵循“短进尺、强支护、早封闭、勤量测、早成环、仰拱紧跟”的原则, 并辅助于T60管棚超前支护及加强洞顶路面沉降量控监测等技术措施, 能有效增强土层自稳能力, 确保施工安全, 是一种合理可行的施工方案。
参考文献
1 董建驹, 王新线, 李海峰. 广州地铁公纪区间21. 6m 大跨
度段施工技术. 铁道建筑技术, 2002(3)
图5 公路路面沉降观测点平面布置示意
2 岳云肖. 黄草隧道大跨段施工技术. 铁道建筑技术, 2002
(增)
(上接第68页)
一般要求江河洪水期到来前围堰要下沉至设计高程, 并完成浇注封底混凝土, 以保证围堰安全渡洪。下沉时采取吸泥机吸泥或水下控制爆破的方法, 也可采用高低刃脚异型钢围堰方案, 根据水文地质条件、工期和经济效益综合考虑。
参考文献
1 曹守虎. 水下控制爆破在主桥墩钢围堰施工中的应用. 露
天采矿技术, 2005(3)
2 袁舯, 傅勇. 双壁钢围堰吸泥下沉、清基及水下封底过
程中有关问题的处理方法. 黄冈师范学院学报, 2001
(10)
3 欧阳钢. 安庆长江大桥深水基础施工难点及其施工技术.
中南公路工程, 2005(6)
4 林仁坤. 高、低刃脚及定位支撑桩在深水基础双壁钢围
堰中的应用. 国防交通工程与技术, 2005(1)
5 颜海. 深水桥墩钢围堰施工. 市政技术, 2005(5)
铁道建筑技术 RA I L WAY CON STRUC T I O N TECHNOLO GY 2007(增)
101