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摘 要结合某客户专线隧道施工工程实例以及笔者从事隧道施工实践经验,总结和分析了客运专线隧道施工的特点以及难点,为隧道施工提供一些建议,同时就该隧道工程特点,从开挖方法、隧道二衬等方面,分别对其施工技术进行了深入探讨,工程实践表明,本隧道工程所采取的施工技术可靠而且技术可行,可为同类工程提供参考。
关键词客运专线;隧道施工;隧道开挖;爆破技术
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)062-0134-01
1工程概况
某隧道隧道单洞长32.605km,由两条平行的单线隧道组成,即Ⅰ线和Ⅱ线。出口工程Ⅰ线正洞长2987m,Ⅱ线正洞长3880m。本施工段隧道所处地质为下元古界混合岩,呈条带状构造,岩体矿物成分和结构构造不均匀,岩体受构造影响较为严重,节理与裂隙发育;另外该段岩质软、岩体破碎,局部极破碎,自稳能力较差,显然本隧道围岩整体稳定性较差。另外该施工段地下水不发育,岩体潮湿,属于Ⅴ级围岩。
2隧道洞身开挖
1)鉴于本施工段隧道围岩整体稳定性较差,通过比较各种隧道开挖技术,经论证本施工段隧道洞身最后选取了三台阶七步开挖法,即在洞身开挖时把隧道分为三个台阶、七个步骤进行开挖。这种开挖技术与环形开挖预留核心土法相比,由于设置了三个台阶,开挖(1)部时核心土可留置较高,核心土作用效果显著,能够对拱部坍塌及时实施有效支撑。同时在隧道下台阶采用2级台阶开挖,施工空间大,可引入大型施工机械多作业面平行施工,工效较高。本客运专线大断面隧道三台阶七步开挖法是以弧形导坑开挖为基本模式,分上、中、下三台阶留核心土和七个开挖面,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开,采取平行推进开挖。
2)开挖方法。①在拱部超前支护后,可进行环向开挖上部弧形导坑并且预留长度为3~5m的核心土,而宽度可取隧道开挖宽度的1/3~1/2。开挖后立即初喷3~5cm混凝土,并且及时支护架设钢拱架、锚杆、挂钢筋网系统。然后紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,位置在钢架拱脚以上30cm高度处适宜,再焊接牢固钢架与锁脚锚杆并且复喷混凝土至设计厚度。②进行左、右侧中台阶开挖,进尺根据初期支护钢架间距确定,左、右侧台阶错开2~3米进行开挖,开挖高度适宜3~3.5米,开挖后即刻喷3~5cm混凝土,并且及时支护接长钢架、挂钢筋网、锚杆以及喷射混凝土系统。在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,并牢固焊接锁脚锚杆与钢架,复喷混凝土至设计厚度。③左、右侧下台阶开挖:开挖进尺根据初期支护钢架间距确定,左、右侧台阶错开2~3m,开挖后初喷混凝土,及时进行接长钢架、锚杆、挂钢筋网、喷射混凝土系统支护。在钢架边墙墙脚,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计厚度。④上、中、下台阶分别开挖预留核心土,开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。⑤开挖后及时施做仰拱初期支护,仰拱分段长度宜为4~6m。
3)开挖要点。本隧道工程开挖坚持采取“先预报,管超前,短开挖,弱爆破,强支撑,早成环”技术,并紧跟衬砌。结合施工机具、人员等对台阶高度进行适当调整。开挖时密切关注初期支护结构、核心土稳定情况,按监控量测数据及时调整支护参数,必要时利用核心土体加设全断面环形临时支撑。钢架之间纵向连接钢筋连接牢固,必要时采用小型钢加强。仰拱紧跟下台阶,及时闭合构成稳固的支护体系。
3光面爆破技术
爆破前先对爆破网络进行全面检查,确认无误后方可起爆。每次钻爆完成后,技术人员与爆破人员一起检验爆破效果,主要检验石碴块度是否均匀、周边眼炮痕保留情况、炮眼利用率等,根据爆破效果及围岩实际情况,及时调整优化钻爆参数。对于本隧道应确保爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝,也不应有浮石(岩性不好时应无大浮石),炮眼利用率应大于85%。
4隧道衬砌施工技术
1)仰拱施工技术。仰拱超前拱墙进行开挖衬砌,其超前距离宜保持在3倍以上的二次衬砌循环作业长度。为解决施工干扰,本工程采用型钢栈桥或组合梁栈桥、针梁式台架等架空设施施工。本工程仰拱混凝土分段全幅一次浇筑,纵向分段长度4~6米。本工程对于仰拱采取如下技术措施:①隧底围岩松软时,尽可能使用风镐开挖,必须爆破时要严格控制装药量。仰拱不能欠挖,超挖部分采用同级混凝土回填。②仰拱混凝土在仰拱开挖后及时灌注,混凝土灌注前先清扫开挖表面或喷混凝土表面,灌注混凝土应由仰拱中心向两侧扩展至拱座。③采用坍落度小的混凝土和大模板,以方便检查和控制仰拱断面。④要做好仰拱施工缝、变形缝等容易出现水渗透的部位的防水处理。⑤膨胀岩暴露时间长会较易导致深层围岩松驰、结构破坏,为此应在开挖成型后及时施作仰拱封闭。
2)拱墙二次衬砌。①防水板铺设。全面检查隧道中线、高程、断面净空尺寸,以及防水层铺设、排水盲沟安装等进行检查。对超前二次衬砌施工1~2个衬砌段长度。防水板采用专用台车无钉铺设,铺设时确保搭接宽度不小于100mm;采用双焊缝进行焊接,并确保有效焊接宽度不小于10mm。②钢筋施工。钢筋绑扎采用多功能台架人工绑扎成型,焊接时应确保仰拱与边墙施工缝留有足够搭接焊接长度。为了确保足够钢筋保护层厚度,在主筋骨架上每隔1.2~1.5m设一块与二衬同配比的细石混凝土垫块。本工程采取措施后仍要确保主筋保护层不小于30mm,迎水面主筋保护层应不小于50mm。③模板施工。本隧道模板工程采取液压衬砌台车。安装的模板表面应保证光滑,模板安装接缝严密,并且施工缝端头模板垂直、牢固。衬砌台车必须较好地满足混凝土输送泵灌注混凝土快速衬砌施工的要求。仰拱混凝土完成后,将台车移至衬砌部位并且调好标高,按隧洞衬砌内轮廓线尺寸调整好模板支撑杆臂。④混凝土拌合、运输。采用泵送混凝土入模,混凝土自模板窗口灌入,对称分层,由下向上,先墙后拱灌筑,倾落自由高度不超过2.0m。混凝土浇筑因故间隔时间不得超过2小时,否则按接缝处理。⑤拆模、养护。隧道二次衬砌拆模时间应在初期支护变形稳定后才进行,而且混凝土强度必须满足8MPa以上。对于初期支护未稳定而需提前对隧道二次衬砌施,则混凝土强度应满足设计强度100%。对于本工程特殊地段则必须根据监测结果以及试验确定拆模时间。拆模后,应该及时采用洒水法或养护液进行养护。
5结语
本文结合某客户专线隧道施工工程实例,总结和分析了客运专线隧道施工的特点以及难点,为隧道施工提供一些建议。同时从开挖方法、隧道二衬等方面,分别对隧道施工技术进行了深入探讨,工程实践表明,本隧道工程所采取的施工技术可靠而且技术可行,可为同类工程提供参考。
参考文献
[1]王启东,罗琛.复杂地质条件下的高速客运专线隧道施工技术研究[J].科技创新导报,2011,01.
[2]许望成.武广客运专线边江隧道施工技术[J].江苏建筑,2010,04.
关键词客运专线;隧道施工;隧道开挖;爆破技术
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)062-0134-01
1工程概况
某隧道隧道单洞长32.605km,由两条平行的单线隧道组成,即Ⅰ线和Ⅱ线。出口工程Ⅰ线正洞长2987m,Ⅱ线正洞长3880m。本施工段隧道所处地质为下元古界混合岩,呈条带状构造,岩体矿物成分和结构构造不均匀,岩体受构造影响较为严重,节理与裂隙发育;另外该段岩质软、岩体破碎,局部极破碎,自稳能力较差,显然本隧道围岩整体稳定性较差。另外该施工段地下水不发育,岩体潮湿,属于Ⅴ级围岩。
2隧道洞身开挖
1)鉴于本施工段隧道围岩整体稳定性较差,通过比较各种隧道开挖技术,经论证本施工段隧道洞身最后选取了三台阶七步开挖法,即在洞身开挖时把隧道分为三个台阶、七个步骤进行开挖。这种开挖技术与环形开挖预留核心土法相比,由于设置了三个台阶,开挖(1)部时核心土可留置较高,核心土作用效果显著,能够对拱部坍塌及时实施有效支撑。同时在隧道下台阶采用2级台阶开挖,施工空间大,可引入大型施工机械多作业面平行施工,工效较高。本客运专线大断面隧道三台阶七步开挖法是以弧形导坑开挖为基本模式,分上、中、下三台阶留核心土和七个开挖面,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开,采取平行推进开挖。
2)开挖方法。①在拱部超前支护后,可进行环向开挖上部弧形导坑并且预留长度为3~5m的核心土,而宽度可取隧道开挖宽度的1/3~1/2。开挖后立即初喷3~5cm混凝土,并且及时支护架设钢拱架、锚杆、挂钢筋网系统。然后紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,位置在钢架拱脚以上30cm高度处适宜,再焊接牢固钢架与锁脚锚杆并且复喷混凝土至设计厚度。②进行左、右侧中台阶开挖,进尺根据初期支护钢架间距确定,左、右侧台阶错开2~3米进行开挖,开挖高度适宜3~3.5米,开挖后即刻喷3~5cm混凝土,并且及时支护接长钢架、挂钢筋网、锚杆以及喷射混凝土系统。在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,并牢固焊接锁脚锚杆与钢架,复喷混凝土至设计厚度。③左、右侧下台阶开挖:开挖进尺根据初期支护钢架间距确定,左、右侧台阶错开2~3m,开挖后初喷混凝土,及时进行接长钢架、锚杆、挂钢筋网、喷射混凝土系统支护。在钢架边墙墙脚,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计厚度。④上、中、下台阶分别开挖预留核心土,开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。⑤开挖后及时施做仰拱初期支护,仰拱分段长度宜为4~6m。
3)开挖要点。本隧道工程开挖坚持采取“先预报,管超前,短开挖,弱爆破,强支撑,早成环”技术,并紧跟衬砌。结合施工机具、人员等对台阶高度进行适当调整。开挖时密切关注初期支护结构、核心土稳定情况,按监控量测数据及时调整支护参数,必要时利用核心土体加设全断面环形临时支撑。钢架之间纵向连接钢筋连接牢固,必要时采用小型钢加强。仰拱紧跟下台阶,及时闭合构成稳固的支护体系。
3光面爆破技术
爆破前先对爆破网络进行全面检查,确认无误后方可起爆。每次钻爆完成后,技术人员与爆破人员一起检验爆破效果,主要检验石碴块度是否均匀、周边眼炮痕保留情况、炮眼利用率等,根据爆破效果及围岩实际情况,及时调整优化钻爆参数。对于本隧道应确保爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝,也不应有浮石(岩性不好时应无大浮石),炮眼利用率应大于85%。
4隧道衬砌施工技术
1)仰拱施工技术。仰拱超前拱墙进行开挖衬砌,其超前距离宜保持在3倍以上的二次衬砌循环作业长度。为解决施工干扰,本工程采用型钢栈桥或组合梁栈桥、针梁式台架等架空设施施工。本工程仰拱混凝土分段全幅一次浇筑,纵向分段长度4~6米。本工程对于仰拱采取如下技术措施:①隧底围岩松软时,尽可能使用风镐开挖,必须爆破时要严格控制装药量。仰拱不能欠挖,超挖部分采用同级混凝土回填。②仰拱混凝土在仰拱开挖后及时灌注,混凝土灌注前先清扫开挖表面或喷混凝土表面,灌注混凝土应由仰拱中心向两侧扩展至拱座。③采用坍落度小的混凝土和大模板,以方便检查和控制仰拱断面。④要做好仰拱施工缝、变形缝等容易出现水渗透的部位的防水处理。⑤膨胀岩暴露时间长会较易导致深层围岩松驰、结构破坏,为此应在开挖成型后及时施作仰拱封闭。
2)拱墙二次衬砌。①防水板铺设。全面检查隧道中线、高程、断面净空尺寸,以及防水层铺设、排水盲沟安装等进行检查。对超前二次衬砌施工1~2个衬砌段长度。防水板采用专用台车无钉铺设,铺设时确保搭接宽度不小于100mm;采用双焊缝进行焊接,并确保有效焊接宽度不小于10mm。②钢筋施工。钢筋绑扎采用多功能台架人工绑扎成型,焊接时应确保仰拱与边墙施工缝留有足够搭接焊接长度。为了确保足够钢筋保护层厚度,在主筋骨架上每隔1.2~1.5m设一块与二衬同配比的细石混凝土垫块。本工程采取措施后仍要确保主筋保护层不小于30mm,迎水面主筋保护层应不小于50mm。③模板施工。本隧道模板工程采取液压衬砌台车。安装的模板表面应保证光滑,模板安装接缝严密,并且施工缝端头模板垂直、牢固。衬砌台车必须较好地满足混凝土输送泵灌注混凝土快速衬砌施工的要求。仰拱混凝土完成后,将台车移至衬砌部位并且调好标高,按隧洞衬砌内轮廓线尺寸调整好模板支撑杆臂。④混凝土拌合、运输。采用泵送混凝土入模,混凝土自模板窗口灌入,对称分层,由下向上,先墙后拱灌筑,倾落自由高度不超过2.0m。混凝土浇筑因故间隔时间不得超过2小时,否则按接缝处理。⑤拆模、养护。隧道二次衬砌拆模时间应在初期支护变形稳定后才进行,而且混凝土强度必须满足8MPa以上。对于初期支护未稳定而需提前对隧道二次衬砌施,则混凝土强度应满足设计强度100%。对于本工程特殊地段则必须根据监测结果以及试验确定拆模时间。拆模后,应该及时采用洒水法或养护液进行养护。
5结语
本文结合某客户专线隧道施工工程实例,总结和分析了客运专线隧道施工的特点以及难点,为隧道施工提供一些建议。同时从开挖方法、隧道二衬等方面,分别对隧道施工技术进行了深入探讨,工程实践表明,本隧道工程所采取的施工技术可靠而且技术可行,可为同类工程提供参考。
参考文献
[1]王启东,罗琛.复杂地质条件下的高速客运专线隧道施工技术研究[J].科技创新导报,2011,01.
[2]许望成.武广客运专线边江隧道施工技术[J].江苏建筑,2010,04.