山区高速公路小间距隧道施工技术

关 键 词:施工技术范本
资料等级:山区高速公路小间距隧道施工技术
发布时间:2015-12-30
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资料简介
山区高速公路小间距隧道施工技术
山区高速公路在上、下行隧道受地形限制、使得两相邻隧道的最小间距不能满足设计规范要求时,多设计为单线双洞连拱隧道。由于连拱隧道的工程造价、施工难度、施工周期、病害及隐患等均比双线双洞隧道大得多,因而,在工程实践中衍生出一种新的结构形式——小间距隧道。花栎包隧道位于湖北宜巴高速公路巴东县境内,左线起止桩号为ZK157+675~ZK158+365,长690m;右线起止桩号为YK157+680~YK158+370,长690m。隧道最大埋深约170m。隧道左右线间距约25m,其中进口约18.5m,出口约28m。隧道左右线纵坡均为-2.1%的单向坡(沿路线前进方向上坡为正)。
本隧道进口设计有28m的Ⅴ级围岩小间距段及20m的Ⅵ级围岩小间距段。根据小间距隧道施工工程实践,小间距隧道施工必须妥善解决以下技术难点:
     (1)先掘隧道对后掘隧道的偏压影响;
(2)后掘隧道对先掘隧道的扰动影响;
     (3)两隧道中间T型土体在两次开挖扰动情况下的稳定;
     (4)两条隧道先后开挖引起的地面沉降等围岩变形控制;
 根据小间距隧道的围岩变形特点和技术难点,设计、施工中必须尽可能减少对围岩的扰动,特别是对中间岩体的扰动。同时,支护强度和刚度要大,支护结构的整体性要强,以限制围岩变形,保持围岩自身强度和承载力,促使围岩一支护系统及时达到长期稳定。而且,要减少和控制先掘和后掘隧道开挖时的相互影响。总体目标是,合理利用围岩自承能力,保证围岩与支护结构共同作用。
     因此,小间距隧道施工中,采用单一的、单方面的或局部的方法、措施难以达到上述目标和要求。而应在施工方法、施工工艺、支护形式与参数、特殊施工方法的应用等方面采用综合性技术、措施,其要点如下:
    (1)施工方法主要采用台阶法、单侧壁导坑法或两者组合,并控制循环进尺;
    (2)控制和减小开挖对围岩的扰动;
    (3)左、右线隧道开挖面错开一定距离;
    (4)提高支护的强度、刚度和整体性,控制围岩变形;
    (5)两隧道前方土体和两隧道间T型土体预加固;
    (6)加强先掘隧道支护,及时施做先掘隧道的二次衬砌,促使围岩一支护系统及时达到长期稳定;
    (7)及时施做仰拱,形成封闭支护结构;
    (8)监控量测,信息化施工。
本隧道在进洞施工中除严格遵循“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”方针外,结合本隧道特点,合理安排两洞施工工序,减少两洞之间的相互干扰。现将具体施工步骤介绍如下:
1、洞口段超前支护
为防止隧道开挖塌方和仰坡变形,在隧道进口浅埋段施工采用注浆长管棚超前支护进行加固。管棚入土深度结合地形、地质情况确定。管棚钢管均采用Ф108×6mm热轧无缝钢管,环向间距50cm,接头用长15cm的丝扣直接对口连接。当长管棚已深入微风化岩层时可以适当缩短长管棚长度。钢管设置于衬砌拱部,平行路面中线布置。要求钢管偏离设计位置的施工误差不大于20cm,沿隧道纵向同一横断面内接头数不大于50%,相邻钢管接头数至少须错开1.0m。为增强钢管的刚度,注浆完成后管内以30号水泥浆填充。为了保证钻孔方向,在明洞衬砌外设60cm厚C25钢架砼套拱,套拱纵向长2.0m。考虑钻进中的下垂,钻孔方向应较钢管设计方向上偏1度。钻孔位置,方向均应采用测量仪器测定,在钻进过程中也必须用测斜仪测定钢管偏斜度,发现偏斜有可能超限,应及时纠正,以免影响开挖和支护。
2、双洞洞身开挖及施工顺序
根据现场施工条件和施工组织,花栎包隧道从进口端单向掘进施工,按掘进方向左洞先于右洞施工。为减少两洞之间的相互干扰,左洞开挖断面超前右洞25m以上。小间距隧道钻爆施工质量直接关系到隧道施工的成败,因此,对钻爆施工进行了严格的监测和控制,具体在施工过程中的实施委托专业监控量测单位执行。对于小间距隧道先行左洞开挖的衬砌处震动速度控制在15cm/s以内,后行右洞衬砌处震动速度应控制在10cm/s以内。以上结果,根据施工现场震动测试结果进一步调整。为避免爆破震动波的叠加,必须采用微差控制爆破,各段起爆时间应根据震动测试确定,或按经验以大于200ms为宜。
2.1、Ⅴ级围岩小间距段开挖施工顺序
Ⅴ级围岩地段原则上采用人工开挖,若需要爆破采用控制爆破。右线隧道左侧(后期开挖洞室的内侧)如果需要爆破开挖,则要求采用预裂爆破。爆破震动速度不大于20m/s。开挖每循环进尺控制在0.5~0.6米。左洞采用短台阶留核心土法开挖,右洞采用中隔墙法开挖。如果下半断面仅需人工开挖,则二次衬砌距离下半断面开挖面不大于15米,如果下半断面需要爆破开挖,则二次衬砌距离下半断面开挖面保持在20~30米。在施作二次衬砌前注意防水板及排水管的铺设。
编辑评价
以湖北宜巴高速公路花栎包隧道为例,分析山区高速公路小间距隧道施工的技术难点和关键点,总结小间距隧道的施工方法、工艺和施工技术措施,从而确保施工安全和隧道在运营阶段的结构安全。
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