论文部分内容阅读
【摘要】文章首先简述了浅埋扁压隧道进洞技术的概述，并结合这个技术存在的问题与解决方法。
【关键词】偏压浅埋隧道；进洞；技术；
中图分类号：U45文献标识码： A
一、前言
随着近年来由于施工技术管理不到位，而引发的隧道建筑工程质量问题不时发生，这无疑更应该为我们关注施工技术及其管理活动敲响警钟。
二、工程概况
某隧道全长648m，该隧道属于典型的浅埋偏压隧道，且围岩松散，溶槽、裂隙发育，充填大量的碎石土和黄粘土，地质条件较差，对开挖带来很大的安全隐患，极易出现塌方甚至冒顶事故。为保证施工质量、安全以及运营的安全，我们在浅埋偏压地段施工时采取必要的加固措施。
一是在外侧增设应力挡墙，以抵抗山体的侧压力，挡墙采用C25片石混凝土，与围岩之间填充C25片石混凝土同步浇筑。
二是增加拱部Φ108管棚长度，由设计15m改为36m，以便更好地控制隧道初期支护变形和下沉，可以有效的控制开挖和支护施工质量以及后期运营安全
三是对型钢拱架拱脚采用锁脚导管代替锁脚锚杆。
四是由于山体土较松散破碎，对地表进行预注浆加固处理，使隧道四周形成胶结。
五是加强监控量测工作，随时掌握围岩变形情况，及时指导现场施工。本文着重介绍地表预注浆、大管棚施工及锁脚导管的施工方法。
三、施工不利因素分析
在各种不利条件中，偏压对隧道施工潜在的威胁最大。偏压会造成隧道的不平衡受力，轻则可使隧道拱圈变形，重则破坏隧道结构。该隧道的偏压来自左右两侧山体不对称，洞口左侧冲沟发育，相对右侧边坡较高，由于隧道不适合明挖，为确保进洞施工安全，首先加固边坡及抑坡；其次在左侧增加了扩大基础挡墙减少山体侧向推力，并在挡墙后拱顶部位回填土，以增加结构重量，加强平衡稳定；再次进洞前施工超前长管棚，以形成加固承载环，加强开挖面围岩稳定。
四、解决方法
1、上半断面施工
（一）、参数
埋深大于3m段，施作108mmx6mm大管棚。管棚长度为40m，角度控制为2°，环向间距为40cm。由于40m大管棚比一般隧道设计的大管棚要长，因此我们在施作大管棚前，首先设置导向管。如不设置导向管，可能发生管棚机成孔过长钻头下沉的现象，致使大管棚侵入开挖界内，达不到大管棚的设计目的。导向管采用中φ140mm的钢管，长度为2m，用全站仪精确定位，牢焊在钢护拱上。导向管间距为40cm，共计39个，仰角控制为2°。
（二）、工具
大管棚成孔采用管棚机，孔径为130mm。成孔后，采用l6t吊车吊装人工配合管棚入孔，同时大管棚的尾部焊接在钢护拱上。然后进行超前预注浆，浆液采用11水泥砂浆，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。注浆前要注意止浆阀的施作。埋深不足3m段，洞身上半断面明挖，采用预留核心土法整体开挖，同时通过测量数椐来观察边坡的稳定性。开挖完成后，施作钢筋混凝土护拱，护拱厚60cm。钢拱采用I20a工字钢，间距为60cm，并采用φ20mm钢筋连成一体，连接筋间距1.0m。
2、边坡开挖及加固
严重偏压、浅埋隧道开挖时容易对围岩造成扰动，对施工安全造成极大威胁。开挖时应尽量减少开挖方量，并及时实施加固防护，以降低围岩扰动引起的自重应力和施工时引起的进一步偏压的影响。为了确保开挖山体边坡的稳定性，开挖后在坡面上立即施作φ25中空注浆锚杆，锚杆长度为4m，间距为1.0m，梅花形布置。锚杆打入新鲜岩体应不小于3m，同时挂设20cm×20cm、φ6钢筋网，并喷射C25混凝土防护。
3、围岩加固及反压回填
（一）、施工
针对隧道严重偏压、浅埋，对偏压侧地质较软的位置进行反压回填，并用打夯机分层夯实，填充空洞。夯实后地表进行深孔预注浆，注浆孔间距为3m，梅花形布置，采用地质钻成孔，孔径为φ90mm。注浆采用75mm×5mm塑料管，注浆深度至上半断面开挖线，宽度控制在大于隧道开挖轮廓线3-4m范围。浆液为ll水泥砂浆，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。同时，要调整好注浆压力，注浆压力不小于1.0MPa。
（二）加强
为了进一步防止偏压，在偏压侧施作衡重式挡土墙，待护拱、挡土墙强度达到设计强度70％后，拱背回填土至拱项以上2m，用打夯机分层夯实．以确保回填的密实度。先填筑设有挡土墙侧，后填筑靠坡体侧，同时在两侧设排水沟。通过回填夯实及加强径向注浆，来提高围岩岩层的密实度，增强围岩强度，减少有害位移，降低围岩压力。
4、隧道下半断面施工
上半断面施工完毕后下半断面采用拉中槽、跳马口开挖的方案。弱爆破或下爆破，用挖掘机配合人工修整成形。开挖时严格控制循环进尺，待开挖成形后，立即对开挖面初喷4cm的C25混凝土、然后架设钢拱架，打锚杆、并多次复喷混凝土到设计厚度25cm，开花超过30m即开始仰拱旋工，使支护结构闭合成环。为了不影响掘进施工，仰拱采用半幅施工，控制每次施工长度约为5m。
5、支护施工
采用锚杆、网喷、钢拱架联合，支护采用φ25中空锚杆注浆加固围岩。锚扦长度4.0m间距1.0m×0.6m，拱墙处锚杆尾端要牢焊于钢拱架上。用I20a工宇钢现场加工拱架，间距为60cm，沿环向用中φ20mm钢筋按间距1.0m联合成整体．架设时钢拱底部铺设10cm×20cm×32cm的C20混凝土垫块，防止钢拱架下沉，在钢拱架两恻设置两排φ20锁脚锚杆，长度4m。C25喷射混凝土厚25cm，采用湿喷法分层进行先喷钢拱架背后，再喷钢架之间部位，确保喷射混凝土的密实性。
6、仰拱施工
仰拱紧跟在开挖作业后施作仰拱部分围岩采用弱爆破．挖掘机配合人工修整。开挖成型后立即施作锚杆，并立摸浇注仰拱混凝土。
7、衬砌施工
严重偏压、浅埋隧道围岩具有内应力高、变形量大等特点，衬砌施工时间有严格要求。过早可能因围岩应力释放小易造成衬砌结构破坏，过晚可能因围岩变形过大导致结构失稳。根据现场实际情况及理论分析，我们选择在围岩变形减缓之后立即安排施工，即在位移时间曲线上围岩变形速率由快趋于平缓的拐点附近为衬砌最佳施工时间，具体时间根据监测信息确定。衬砌采用封闭整体式台车施工。
8、监控测量
隧道施工中，监控测量工作能及时了解围岩变形情况及山体位移情况，并通过监测信息对围岩变形进行分析，确定最终变形量和村砌施作最佳时间。同时能对初期支护参数进行复核修正，必要时予以加强，以取得更好的支护效果。
本隧道在施工中，根据围岩情况，平均每5m设置一处监测断面，监测项目主要有拱顶下沉、净空收敛、仰拱隆起、支护结构内力和支护结构观察。根据围岩实际情况，监测工作从隧道开挖持续到衬砌完成围岩变形稳定之后。
9、施工管理
施工中做好工序间的衔接工作。开挖完成后，及时处理欠挖、危石，同时组织架设钢拱架、挂网、施作系统锚杆、喷射混凝土，避免因围岩暴露时间过长而导致变形过大，造成隧道坍塌。施工中尽量减少对围岩的扰动，选择弱爆破或无爆破的开挖方式，人工配合机械开挖。选择预留核心土开挖法，尽量减少分部次数，使支护结构及时闭合成环，改善受力状况，增强支护效果。在偏压、浅埋隧道施工时，严格按技术规范的要求做好监测工作。根据监测信息，必要时加大监测频率或增加监测断面，保证监测信息能及时反映围岩变化情况。铺上隧道施工时，监测断面增加到每5m设置一个，监测频率增加到2-3次／d。
10、施工机械配套
针对隧道围岩差、作业面小、施工干扰大等特点，在施工机械配套上盡量提高机械化作业水平，以实现隧道均衡生产为目标，力求整个施工作业线科学先进，避免浪费或生产能力不足的现象。
(一)、出碴作业线
由一台CAT220挖掘机配合4台斯太尔自卸车出碴。
(二)、衬砌作业线
混凝土拌合由2台JS750拌合机集中拌合，采用3台罐车运输，地泵输送入模。二次衬砌采用1台9m长整体自行式液压台车。
五、结束语
总之，隧道的建设是一个关系到国计民生的支柱性基础产业，对国民经济的发展起到了推动作用。现在我国正处在经济的飞速发展阶段，隧道建设以其巨大的推动力在各个行业的竞争与发展中起到了表率作用。
参考文献
[1]程曙光；偏压隧道施工及病害处治技术[D]；同济大学；2007
[2]陈建平；高边坡岩堆地区隧道洞口段围岩稳定性分析[D]；西南交通大学；2008
[3]潘晓明；浅埋软岩大跨度隧道开挖方法研究[D]；山东科技大学；2008
【关键词】偏压浅埋隧道；进洞；技术；
中图分类号：U45文献标识码： A
一、前言
随着近年来由于施工技术管理不到位，而引发的隧道建筑工程质量问题不时发生，这无疑更应该为我们关注施工技术及其管理活动敲响警钟。
二、工程概况
某隧道全长648m，该隧道属于典型的浅埋偏压隧道，且围岩松散，溶槽、裂隙发育，充填大量的碎石土和黄粘土，地质条件较差，对开挖带来很大的安全隐患，极易出现塌方甚至冒顶事故。为保证施工质量、安全以及运营的安全，我们在浅埋偏压地段施工时采取必要的加固措施。
一是在外侧增设应力挡墙，以抵抗山体的侧压力，挡墙采用C25片石混凝土，与围岩之间填充C25片石混凝土同步浇筑。
二是增加拱部Φ108管棚长度，由设计15m改为36m，以便更好地控制隧道初期支护变形和下沉，可以有效的控制开挖和支护施工质量以及后期运营安全
三是对型钢拱架拱脚采用锁脚导管代替锁脚锚杆。
四是由于山体土较松散破碎，对地表进行预注浆加固处理，使隧道四周形成胶结。
五是加强监控量测工作，随时掌握围岩变形情况，及时指导现场施工。本文着重介绍地表预注浆、大管棚施工及锁脚导管的施工方法。
三、施工不利因素分析
在各种不利条件中，偏压对隧道施工潜在的威胁最大。偏压会造成隧道的不平衡受力，轻则可使隧道拱圈变形，重则破坏隧道结构。该隧道的偏压来自左右两侧山体不对称，洞口左侧冲沟发育，相对右侧边坡较高，由于隧道不适合明挖，为确保进洞施工安全，首先加固边坡及抑坡；其次在左侧增加了扩大基础挡墙减少山体侧向推力，并在挡墙后拱顶部位回填土，以增加结构重量，加强平衡稳定；再次进洞前施工超前长管棚，以形成加固承载环，加强开挖面围岩稳定。
四、解决方法
1、上半断面施工
（一）、参数
埋深大于3m段，施作108mmx6mm大管棚。管棚长度为40m，角度控制为2°，环向间距为40cm。由于40m大管棚比一般隧道设计的大管棚要长，因此我们在施作大管棚前，首先设置导向管。如不设置导向管，可能发生管棚机成孔过长钻头下沉的现象，致使大管棚侵入开挖界内，达不到大管棚的设计目的。导向管采用中φ140mm的钢管，长度为2m，用全站仪精确定位，牢焊在钢护拱上。导向管间距为40cm，共计39个，仰角控制为2°。
（二）、工具
大管棚成孔采用管棚机，孔径为130mm。成孔后，采用l6t吊车吊装人工配合管棚入孔，同时大管棚的尾部焊接在钢护拱上。然后进行超前预注浆，浆液采用11水泥砂浆，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。注浆前要注意止浆阀的施作。埋深不足3m段，洞身上半断面明挖，采用预留核心土法整体开挖，同时通过测量数椐来观察边坡的稳定性。开挖完成后，施作钢筋混凝土护拱，护拱厚60cm。钢拱采用I20a工字钢，间距为60cm，并采用φ20mm钢筋连成一体，连接筋间距1.0m。
2、边坡开挖及加固
严重偏压、浅埋隧道开挖时容易对围岩造成扰动，对施工安全造成极大威胁。开挖时应尽量减少开挖方量，并及时实施加固防护，以降低围岩扰动引起的自重应力和施工时引起的进一步偏压的影响。为了确保开挖山体边坡的稳定性，开挖后在坡面上立即施作φ25中空注浆锚杆，锚杆长度为4m，间距为1.0m，梅花形布置。锚杆打入新鲜岩体应不小于3m，同时挂设20cm×20cm、φ6钢筋网，并喷射C25混凝土防护。
3、围岩加固及反压回填
（一）、施工
针对隧道严重偏压、浅埋，对偏压侧地质较软的位置进行反压回填，并用打夯机分层夯实，填充空洞。夯实后地表进行深孔预注浆，注浆孔间距为3m，梅花形布置，采用地质钻成孔，孔径为φ90mm。注浆采用75mm×5mm塑料管，注浆深度至上半断面开挖线，宽度控制在大于隧道开挖轮廓线3-4m范围。浆液为ll水泥砂浆，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。同时，要调整好注浆压力，注浆压力不小于1.0MPa。
（二）加强
为了进一步防止偏压，在偏压侧施作衡重式挡土墙，待护拱、挡土墙强度达到设计强度70％后，拱背回填土至拱项以上2m，用打夯机分层夯实．以确保回填的密实度。先填筑设有挡土墙侧，后填筑靠坡体侧，同时在两侧设排水沟。通过回填夯实及加强径向注浆，来提高围岩岩层的密实度，增强围岩强度，减少有害位移，降低围岩压力。
4、隧道下半断面施工
上半断面施工完毕后下半断面采用拉中槽、跳马口开挖的方案。弱爆破或下爆破，用挖掘机配合人工修整成形。开挖时严格控制循环进尺，待开挖成形后，立即对开挖面初喷4cm的C25混凝土、然后架设钢拱架，打锚杆、并多次复喷混凝土到设计厚度25cm，开花超过30m即开始仰拱旋工，使支护结构闭合成环。为了不影响掘进施工，仰拱采用半幅施工，控制每次施工长度约为5m。
5、支护施工
采用锚杆、网喷、钢拱架联合，支护采用φ25中空锚杆注浆加固围岩。锚扦长度4.0m间距1.0m×0.6m，拱墙处锚杆尾端要牢焊于钢拱架上。用I20a工宇钢现场加工拱架，间距为60cm，沿环向用中φ20mm钢筋按间距1.0m联合成整体．架设时钢拱底部铺设10cm×20cm×32cm的C20混凝土垫块，防止钢拱架下沉，在钢拱架两恻设置两排φ20锁脚锚杆，长度4m。C25喷射混凝土厚25cm，采用湿喷法分层进行先喷钢拱架背后，再喷钢架之间部位，确保喷射混凝土的密实性。
6、仰拱施工
仰拱紧跟在开挖作业后施作仰拱部分围岩采用弱爆破．挖掘机配合人工修整。开挖成型后立即施作锚杆，并立摸浇注仰拱混凝土。
7、衬砌施工
严重偏压、浅埋隧道围岩具有内应力高、变形量大等特点，衬砌施工时间有严格要求。过早可能因围岩应力释放小易造成衬砌结构破坏，过晚可能因围岩变形过大导致结构失稳。根据现场实际情况及理论分析，我们选择在围岩变形减缓之后立即安排施工，即在位移时间曲线上围岩变形速率由快趋于平缓的拐点附近为衬砌最佳施工时间，具体时间根据监测信息确定。衬砌采用封闭整体式台车施工。
8、监控测量
隧道施工中，监控测量工作能及时了解围岩变形情况及山体位移情况，并通过监测信息对围岩变形进行分析，确定最终变形量和村砌施作最佳时间。同时能对初期支护参数进行复核修正，必要时予以加强，以取得更好的支护效果。
本隧道在施工中，根据围岩情况，平均每5m设置一处监测断面，监测项目主要有拱顶下沉、净空收敛、仰拱隆起、支护结构内力和支护结构观察。根据围岩实际情况，监测工作从隧道开挖持续到衬砌完成围岩变形稳定之后。
9、施工管理
施工中做好工序间的衔接工作。开挖完成后，及时处理欠挖、危石，同时组织架设钢拱架、挂网、施作系统锚杆、喷射混凝土，避免因围岩暴露时间过长而导致变形过大，造成隧道坍塌。施工中尽量减少对围岩的扰动，选择弱爆破或无爆破的开挖方式，人工配合机械开挖。选择预留核心土开挖法，尽量减少分部次数，使支护结构及时闭合成环，改善受力状况，增强支护效果。在偏压、浅埋隧道施工时，严格按技术规范的要求做好监测工作。根据监测信息，必要时加大监测频率或增加监测断面，保证监测信息能及时反映围岩变化情况。铺上隧道施工时，监测断面增加到每5m设置一个，监测频率增加到2-3次／d。
10、施工机械配套
针对隧道围岩差、作业面小、施工干扰大等特点，在施工机械配套上盡量提高机械化作业水平，以实现隧道均衡生产为目标，力求整个施工作业线科学先进，避免浪费或生产能力不足的现象。
(一)、出碴作业线
由一台CAT220挖掘机配合4台斯太尔自卸车出碴。
(二)、衬砌作业线
混凝土拌合由2台JS750拌合机集中拌合，采用3台罐车运输，地泵输送入模。二次衬砌采用1台9m长整体自行式液压台车。
五、结束语
总之，隧道的建设是一个关系到国计民生的支柱性基础产业，对国民经济的发展起到了推动作用。现在我国正处在经济的飞速发展阶段，隧道建设以其巨大的推动力在各个行业的竞争与发展中起到了表率作用。
参考文献
[1]程曙光；偏压隧道施工及病害处治技术[D]；同济大学；2007
[2]陈建平；高边坡岩堆地区隧道洞口段围岩稳定性分析[D]；西南交通大学；2008
[3]潘晓明；浅埋软岩大跨度隧道开挖方法研究[D]；山东科技大学；2008