陕西过山隧道“零开挖”施工工法

隧道“零开挖”进出洞施工方法的探讨xxxx总承包经营分公司xx摘要：本文以xx公路xx隧道和xx隧道“零开挖”进洞方法为依托，通过洞口施工技术的总结，洞口环境调查，以及实际工程中根据地形、地质条件的不同，所采用的超前支护措施、洞口开挖方法，总结出了隧道洞口“零开挖”的最佳进洞施工方法，采用大管棚技术为基础，监控量测为保障，地质雷达超前预报为指导，保障了安全进洞，环保进洞,也真正实现了“零开挖”进洞.关键词：隧道进洞；零开挖；超前支护；监控量测；地质雷达引言xx隧道进口位于西峪河左岸，地形陡峭，坡面倾角60。零星植被，进口强风化～中风化片岩，山体表部坡残积土发育，洞口发育松散堆积体，岩层风化强烈，岩体破碎，洞口开挖时易产生崩落，崩塌边坡稳定性较差。出口位于东峪河右岸，地形陡峭，坡角50。左右，零星植被，岩层风化强烈，岩体破碎，稳定性一般。隧道洞口偏压及凹槽处隧道洞口偏压及凹槽处图1（图为xx出口洞门偏压凹形地形）变进洞为出洞及进口陡峭地貌进口陡峭地貌变进洞为出洞及进口陡峭地貌进口陡峭地貌图2（xx进口，地势陡峭，旁边有居民，和公路，及17标施工队伍）通过上面的一组图片不难看出进口施工难度大，且右侧洞口覆盖层较薄。根据实际地形条件和比较进出口的进洞条件，所以选择了出口作为进洞的施工方案。针对xx隧道施工环境和地形的限制，在制定施工方案的时候，考虑原始生态环境的保护和响应“早进洞，晚出洞”的施工原则。实施了“零开挖”进洞的施工方案。即单向进洞，单向出洞的施工方案。选择从进洞条件较好的出口一端单向掘进，在进洞条件不利的一端挑开洞口，变进洞为出洞，减少对洞口环境的破坏，同时又能更好的保证进洞的安全，实现“零开挖”。在确定了选择出口作为进洞后，针对xx出口隧道地形条件，出口为偏压地形，形状似凹形状。为了实现“零开挖”进洞。实施了大管棚施工、监控量测、地质雷达超前预报相结合的施工方法。利用监控量测技术和地质雷达超前预报为“零开挖”进洞服务。1“零开挖”进洞原理及施工方案1.1“零开挖”就是在不开挖或者尽量少的开挖仰坡，不破坏洞口周边的原始地貌和生态环境，发挥少量围岩与支护的共同作用自然成拱。在以“不破坏就是最大的保护”的施工观念正在渗入公路建设发展这一潮流，“零开挖”进洞顺应了时代的要求，符合公路建设与生态环境协调发展的需求。成功进洞、安全进洞、环保进洞、绿色进洞、生态进洞，为了保障安全进洞，实现“零开挖”进洞。xx隧道出口的进洞方法是采用了套拱结合超前大管棚施工，即管棚法施工，实现了安全、环保、绿色为一体的“零开挖”。1.2“零开挖”隧道进洞施工一直是隧道施工的难点，其主要原因：(1）“零开挖”隧道进洞要穿越山体表层，而山体表层岩石大都风化极为严重，强度低，稳定性差，所以往往容易产生滑坡病害；(2)“零开挖”隧道洞口处于浅埋地段，覆盖层薄，围岩破碎松散，使得围岩难以成拱，施工中稍有不慎，就会造成坍塌事故；(3)隧道轴线与山体或岩层走向斜交角度较大，山体对洞口形成偏压。1.3“零开挖”进洞施工方案：（1）根据实际地面线确定实际明暗洞交接点，在明暗洞交接点外不开挖仰坡土体的情况下，采用两侧开槽施作钢拱架作为套拱，随着钢拱架推进逐渐“亲吻”山体，逐渐靠向山体明暗洞交接点，拱架间以纵向钢筋连接为整体，并在钢拱架上预设超前管棚导向管，浇注混凝土封闭钢拱架形成套拱衬砌，然后施作超前大管棚作为超前支护，管棚完毕后，再进行进洞开挖施工。（2）“零开挖”进洞位置的确定，对xx隧道洞口段纵断面测量和横断面高程测量确定进洞具体位置，为了做到“零开挖”，根据钢拱架的间距，钢拱架从明暗交接点外6m的位置向内施工。（3）为了保护山体周边的环境，实施“零开挖”进洞的理念，开挖套拱两侧基坑，基底人工整平后浇注25号砼基础。基础沿纵向长度6.5m，混凝土厚度60cm。宽度至开挖基坑边线。这样可以有效的保证隧道洞口基础的稳定，起到防止隧道基础滑移。1.4“零开挖”进出洞施工方法牲根据洞口顿隧道的实定际情况，蜻采币用饿C晶D笑法施工进广洞。在洞斥口段严格挎遵浸循课“答管超前、壳紧注浆、阳若爆破、掩短进尺、宿强支护、阿早封馆闭毙”衔的原则进埋行施工，塑每段进尺滨控制右在钩0.膨6锦～粘1音米之间。陪在开挖时蛛候，考虑喘到污x摊x央隧道的偏姓压情况，默选择了首狱先开挖左丛侧导洞。较图谈3(x臣x离隧蛙道烘C滚D托法施工进苍洞洞口现挣场声)动在每一循稼环爆破开炮挖完成后争，首先要惩封闭掌子孤面。防止驼岩体过度衰风化，发险生坍塌，仆同时还可屡以对掌子霞面形成一津薄层临时名的支护，届保证围岩垦稳定。初葱期支护钢脑拱架东才汪I20侍a杠工字钢，赞且保证工品字钢紧贴辨岩面，喷车射混凝携土闭28cm余.脸严格控制始超挖，允李许局部少光量地方欠存挖，每次侍进尺严格恋控制舅在深0.护6进～岩1辩米之间，栏尽快喷射乌完毕。说x瓦x熔隧道由于宜属于短隧贼道，为了逢保畏障愉“逼零开守挖身”婶进洞，防致止过度开糕挖仰坡灰，忽峰由编于详x悟x蒙隧道进口伍施工环境锐的限制，炉取消了进创口大管棚岸施工方法消，采用双丹排小导管他出洞。拨（矛1队）双排小伪导管施工简时，也相愈应的采昆用雷C惧D霸法施做，妖以最大限圆度的保证吐围岩稳定科。同时在蜻施工的时惊候也要注军意形“严弱灾爆破，短畅进尺，少支扰抱动摩”猫。识（型2胁）销x全x圆隧道采用漂单向进洞电，在进口缴挑开洞口序，变进洞出为出洞，弓减少对洞槽口环境的黑破坏和仰扶坡的开挖参，同时又情保证进洞脑的安全。名在出洞的朋时候，采服用乒C致D阳法出洞，抚先开挖一杰个支导洞毅，再进行夏扩挖，这厌样可以最北大限度的铅保证出洞芳安全和原平始生态环发境。同时黄又节约了务施工成本棚。真正的值实命现各“萍零开攀挖张”仙出洞。进口“零开挖”图“零开挖”出洞图挽图吴4佛（票“麦零开嫌进口“零开挖”图“零开挖”出洞图剖从图片看饶出白，带C特D斯法施工出鸦洞在最大谋限度的保逮障出洞的丰安全，同都时可以看针出洞口完室全实现鼻了量“炎零开怀挖缠”抛，边仰坡贵完全没有吓受到破坏帆。洞口周愁边原始生播态无破坏闷，实现了柜环境、生边态与公路垄协调发展丰。粥炼2娇带采用管棚平法配歌合着“惧零开沫挖酱”芒进洞的优障势对管棚法是悼将钢管帖(单导管膜)取安插在已劈钻好的孔稼中，沿隧山道开挖轮响廓外排列层形成钢管角棚，以支从承和加固票自稳能力仙极低的围填岩。其特遣点是支护读能力大，恰适用于含盾水量大的拌砂土质地非层或破碎否带，管棚盆在土体里佳面的作用摇表现为三渣个方面：彩横向拱棚枕作用、纵蜂向梁作用役，同时由代于管棚需怒要注浆，谁注浆又能凡起到加固乒围岩，起应到粘结、出固结岩体华的作用，吉增强了围疲岩整体性筑和稳定性树的作用。免因此具有柄如下优点婆：叔2.1煎例能适用于镜山体稳定购性较差，母在愉x论x蜂隧道存在浮偏压的情主况下杨且钥x早x潜隧道洞口箩围岩覆盖俊层薄，岩祸体破碎，迫要成功实鉴现椒“暂零开闲挖射”驴进洞，就正必须保证降在围岩稳极定的条件贷下配合支恶护手段，夺实现进洞钟。管棚法永施工后，瓦能有效阻聪止仰坡岩依体滑移，弱防止偏压得，保悉证鹿“气零开哄挖家”缎进洞的实把现。慰2.2昂会管棚注浆勒能有效防雹止洞口仰素坡面失稳哨，并对松赌散岩体有推固结作用歉，缩短施兆工时间，驶能够有效渗的控制隧滑道沉降量冒，保证隧慈道仰坡稳甚定。雪2.3纯享减少了土妙石方开挖堂量，能够骂有效了保肢护好原始跨生态环境扁和施工安铸全，促进油公路与环液境的协调孝发展。愿3滩餐“茅零开挎挖肢”听进洞的监析控量测早3.1戴x疾x秆隧道洞口络岩层风化荣强烈，岩呢体破碎，腐极易塌落省，降尤其是调在企x依x托隧道这种朴存在偏压迁且属于序3马车道大断丸面隧道偿的情况下敢施混做匆“莫零开勺挖经”术法，极大蒜的拦增加了隧泪道进洞的搅难度，稍急有不慎，铁就可能产慨生塌方，店滑坡现象遣，必须采五取一些监碍控手段，害为隧辱道佛“咱零开挖唤”袋进洞提供温技术和正铺确的信息课支持，方丽可实胃现柱“令零开呀挖腐”译。因此在牲施恨工楚x诸x豆隧道进洞坊的时候，爪须加强对途隧道洞口宗的监控量平测，由于早采侵用蹄“爪零开典挖峰”称进洞施工佩方法彻,撕洞口仰坡也未经任何男处治灿,镇测桩布设呆和测量都围很困难，浪同时表层发浮土较多哪,剪测桩容易咱松动遭,己测量数据框往往不可矮靠。实际密上咬,离在大管棚盯超前支护舞进洞时染,冶管棚端部猎的下沉监像测比洞顶绢地表下沉帅更能快速匀有效反映拘洞顶覆盖齿层的扰动稿情况。这好是因为隧挽道开挖引自起洞顶覆鞋盖层的变错形侨,证总是从洞态顶管棚处阻开始的界,同逐步波及恭地表缠。虫x僵x舒隧道属于荷3木车道隧道牧，零开挖唱进洞工艺素复杂答,飘需要及早参评价进洞新的安全性煤,射及时发现耽并消除安妙全隐患。退(船1帽)营“饰零开催挖指”粘进洞时套致拱内应力铁和基底压吼力反应了砌管棚受力欠和边仰坡南的稳定状访态味,参应加强套次拱的监测肾。鸦(懒2爱)握在套拱配共合大管棚父进洞时尚,禾管棚端部开下沉比地塞表下沉更袄敏感钩,拿通过监测随管棚端部夜下沉婶,展可以及时侵地评价隧亿道开挖洞禾顶覆盖层促的扰动，线从而可以铸更好的指进导我们施蛙工重。祸侦3.2劣踢套拱的作脉用：夫（顾1诱）套拱在破隧道进洞尤开挖时为头管棚提供鸭支点奴;(蜜2离)睬保护洞口借仰坡。在段洞口段围备岩松软和歉基岩深度顷很大导致属管棚前端封无法有效厘支撑时删,惭套拱的作督用尤为突桃出。在隧离道进洞过耻程中祖,彩洞口段山蓝体的竖向倍荷载通过针大管棚传量递到套拱极,后洞口仰坡俱的纵向滑有移和边坡控的横向滑是移则直接询作用于套勒拱酒。成3.3层套拱的受泻力变形监锈测项目主挺要包括架:(1)陕框套拱内工当字钢骨架江的应力雹(姥蹲应变酸)掌监测及围羡岩滑移微;(即2)校套拱混凝尚土的应力诉(半孝应变森)泪监测及拱肺顶沉降情辛况谢;(3届)也套拱基底葛的压力监慕测及收敛猜情况。工遣字钢和混负凝土的应搬力应变监横测目的在断于掌握管捧棚整体受米力情况抱,宪由线于未x押x抹隧道属于步偏压地形嫂，传感器臂应双侧对他称布置霞,哀布置健了估5胞点。基底纹压力一般竹为双侧对鸣称布置垦,巩每侧沿隧粒道纵向布惧设扫2哲个压力盒吧。图守为龄x更x趋隧道套拱棉监控布置颗情况。通照过对套拱筝沉降量的麦观测更加秤有效的指链导了我们怪施工。骄通过蜂对鲁x袖x艘隧道套拱酸的监控量例测，根据晓隧道管棚嫩沉降数据悉显示，管诚棚在施富工鄙9础天后，拱父顶沉降争率锯≤告0.劝1扣。周边收摄敛舍为党≤劈0.15旷.披数据显示强说明管棚浑的基脚出璃的围岩已鼓经稳定且顽在设计沉吊降范围内冤。如潮表望1晚；炼表脏2.旅表迈1x虏x料隧道套拱件周边收敛愿观测膛监测日期纠开挖里程办钢尺读数晶(恶cm)较微读采数鼠(较mm)浊单次水平夺收售敛形(绍mm)晕累计水平盗收爸敛骨(悲mm)颗备注密2010母-5-1后K81+泊806尤1670床.5狡19.3匙4桌0翠0蛙水平收敛倾在可控范法围穴2010剩-5-3伯K81+册806素1670完.5沃14.3远2渡5.02屑5.02兼2010侧-5-5手K81+促806习1670海.5于10.0仍4艺4.28抄9.30册2010链-5-7蛇K81+坏806度1670宗.5牙6.24腹3.8佩13.1区201涉0-5-惠9弊K81+配806限1670拉.5械5.16劫1.08爷14.1白8弃2010桨-5-1饰1少K81+电806葱1670迹.5臂4.75欠0.41姥14.5秒9炊2010舍-5-1嫩3铲K81+蹲806服1670痰.5属4.48搁0.27拢14.8染6马2010欠-5-1嘉5丑K81+欧806铜1670挨.5芽4.26抱0.22缠15.0牌8药表枪2x傅x卧隧道套拱范沉降观测摆监测日期释布点里程娘基准臣点筋(创cm)慈测量点仁(旋cm)患高杜差锯(窗cm)租单次下沉算量污(兼mm)拣累计下沉金量妖(测mm)浆备注船2010灭-5-1双K81+材806树29.2据24床561.妈786合532.腊562竟0止0.00荷沉降量在送可控范围煤2010脾-5-3银K81+绿8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