特大跨超浅埋隧道施工技术

特大跨超浅埋隧道施工技术1工程概况轻轨较新线是重庆市轻轨规划中的主要组成部分,是国家确定的西部开发的十大基础设施项目之一。由中铁十一局五处承建的轻轨大坪车站隧道位于重庆大坪。大坪车站隧道起讫里程为DK7+658.20～DK7+739.5,全长为81.3m,纵坡为3‰,为超浅埋地段Ⅲ类围岩。衬砌断面采用大拱脚薄边墙隧道结构,边墙底部开挖宽为21.88m,隧道开挖高度为17.86m。地表有7～9层砖混结构的民用住宅楼,要求爆破震速小于2cm/s,隧道质量达到不渗不漏、Ⅰ级防水标准。112地质概述DK+658.2～DK7+739.5段洞顶岩体厚4～15m,成洞条件较差,围岩为泥岩夹砂岩,风化带泥岩的自然抗压强度为8.6MPa,岩石饱和强度为5.4MPa;微风化带泥岩的自然抗压强度为14.4MPa,饱和强度为9.9MPa;砂岩的岩石饱和抗压强度为28.3MPa,岩体完整性系数为0.83;隧道涌水量为159m3/d。2施工方案确定由于该隧道为超浅埋隧道,围岩自身承载能力差,呈松散状态;地表有较为密集的7～9层砖混结构的民用住宅楼;以及该隧道具有跨度大、泥岩风化严重、砂岩节理发育,受构造影响,岩层裂隙水发育;地表外荷载和围岩压力主要集中在隧道拱部。为避免隧道拱部垂直压力过大,造成隧道拱部下沉过多,危及地表建筑物的安全,在施工中采用以控制隧道拱部下沉变形为主的开挖方式,参考目前国内外类似大跨地下工程实例及以往的施工经验,针对重庆轻轨大坪车站隧道超浅埋围岩特点和确保地表建筑物的安全,采用上半断面双侧壁导坑正台阶法下半断面分部台阶法施工,能最大限度地减少对围岩的扰动,减少地面沉降,有效地控制围岩变形和保护围岩的天然承载力。3施工方法与施工工艺311施工工艺流程(见图1)(1)先沿隧道拱圈外侧施作大管棚,在大管棚预支护和小导管注浆条件下,展开上半断面左右两侧壁导坑的掘进,为尽量减少对围岩的扰动,右侧壁导坑滞后左侧壁导坑15～20m。(2)上半断面左右导坑采取正台阶分部开挖。先作左右导坑上半断面超前中空锚杆,再进行左右导坑上半断面环形土开挖,在施作环向锚杆、挂网和初喷混凝土以及左右导坑下半断面超前中空注浆锚杆后,开挖左右导坑两侧壁土石方和施作初期支护,在左右导坑拱部初期支护和中隔壁临时钢拱支撑完成后,开挖导坑上半断面核心土。(3)导坑掘进15～20m后,进行中隔壁正台阶上半断面土方开挖。(4)在中隔壁拱部断面锚喷支护基本稳定后,立模衬砌拱部混凝土。(5)在拱部混凝土保护下,进行上半断面中隔壁正台阶下部核心土开挖。(6)在隧道上半断面掘进30～35m后进行下半断面施工。在认真加固拱脚,打设拱脚锚杆,加强型钢的钢架纵向连接,使上部超前和初期支护与围岩联成完整体系;下部开挖后必须立即喷射混凝土,支护紧跟,尽量单侧落底或双侧交错落底,避免上部断面两脚的拱脚同时悬空;落底长度为2～3m,并不得大于4.50m。腥婶宰31符2自超圾前支循护介兄伤该隧容道超狡前支只护采赶用超呢前长疲管棚坚及小泉导管柔注浆美加固爽围岩深。萌兽须31哲21违1染超纤前长若管棚始刊答冬(1效)影套向抚架施碍工深革橡在拱壁部开圆挖线筒外缘代设三乞榀2扰0b催工宗字钢济,在点工字搅钢顶鹊部点灰焊固次定<拨10踏2m若m夸壁厚香为4贯mm点的狮无缝岗钢管钱,摄长3脱m势,锣作为制打管脸棚孔滥的导亏向管组,在机安装饿导向涂管时泼其位寇置要仁精确青,严蚁格控斩制其赚位置陡和角燃度,炎导向榆管的汉中心篇线设庸在开盾挖轮艇廓线情外侧错20申cm借。但导向芽架2裕0b仓工首字钢钓纵向琴用钢栏管连丰接,祸经向住采用露在核灶心土完中打萄锚杆温,踏并将呈锚杆现与工屋字钢亚间采狠用焊湿接,梢确保欺工字魂钢安困装牢协固,池不移弊位。屠孔口营管方朴向为酷在设慧计纵汇坡的样基础耀上加盈2暑°煌的仰凤角。夺辜申(2乖)联管棚弊施工涝真殖管棚定成孔冤采用四CL衫Q2桥80拜A疫型潜跪孔钻墨机钻炸孔,应根忠据潜课钻机汇的操昏作范谣围,浑纵向托分台伞阶下刻挖,忍分台三阶打放孔,邮台阶速高度姥为3址m淘,藏在施亭工时首要加益强加紫站暗维挖前偶管棚辽范围警内基横坑土论石方练的开芹挖控捉制,镰不能荣盲目拦乱挖药,录以免塞超挖番后超斤过潜嗓孔钻性机的灵操作侧范围眉。蜓播漆丈管棚饺采用芦<8萄9m牺m摩壁厚映为6妈mm秒的蛙无缝怕钢管玩,在惠钢管多前端豆21疮3m集范度围内株钻<猫10延mm众的额花孔盒,花劫孔纵议向间柔距4籍0c知m织,用环向笔间距假10帆cm怕,古相作邻两就排花役孔要蹦错开斗呈梅归花型碎布置碌,管黄棚间卡采用丑丝扣岸连接简。贱管棚食间距枣50锻cm舱,宣共梳设6浇3挺根管省棚,表在管草棚管扰内放岭置钢丝筋笼远,并刻采用晒高压恼注浆损向孔堪内压堵注水钥泥水排玻璃楚双液柔浆,回终压闲注浆量压力溜为4挥MP砍a溉。注佳浆参转数水求:水谁泥=腊0椅.椅5护:1向,药水重玻璃洗浓度修为3础5阁波美后度,慢水泥评浆体戏积:油水帜玻体还积=温1断:勺0渗.沿5势,酷空隙桶率为煌15膛%编,鞋扩赔散半催径为灶50屿cm械。砍面筋31齐21臂2豆超末前小小导管屡注浆毙见图分2。煌在大迅管棚糕预支画护条熔件下膏开挖缺作业根过程伴中,柳若遇邀到局吃部地肤段围伏岩仍戴处于对松散柿状刷并县态烦自稳刻能力揉较差口时,魂采高用超止前小版导管键注浆吐加强饲对围窑岩的凳注浆迷固结碗。寨扰垄小导邻管采隙用<检42纺,毁壁春厚为六5m住m铅的无茧缝钢屠管,惧长为吓3.位5奴m盐,够环向胜间距独为4钢0c史m兰,烛沿隧挣道开胶挖轮丘廓线挂,以霉5矛°帅的外花插角漏布置问,前可后两世排小蛛钢管群搭接守长度萍不小辱于1查10春m选,纺开挖恼后及协时施裂作锚急喷和堆型钢赶支撑辨,并翻将超罩前小享导管诚端头述焊接兼在工晕字钢泉支撑莲顶部五,以独形成戚整体饥,绿在钢社管尾锣部2竭15联m喷范围此钻<蛇10泉mm狐的键注浆皇花孔挠,孔诊距为乏15厌cm调。土滔塌采用临水泥期—问小玻织璃双算液浆锁胶凝探时间林为2树mi灯n且,慰注浆虏设备胁采用容DW瓜25俘0/辅5灭0猜型双荣液注溜浆泵搭。商湿喉31悼3拣掘羽进臂蛋落(1该)厘左右延导坑呢、中摄隔壁辆及上昌下半由断面墙均采抛用复殖式楔案形掏吩槽,拴光面兴爆破受,并纠设周蛮边缓剪冲减赶震孔饮。细患背(2敢)拿先沿恶开挖巾轮廊致线布撑置1长排咳密炮郑眼即卖周边写缓冲拾减震燃孔,蚕其眼岂距为守60嚼cm思,崖距贩隧道肾轮廊撑线5萌cm窃,禁爆找破时淡均不捐装药煌;再往于周送边缓惠冲减园震孔邮内侧呈30跌cm参处烦布置校1尺圈炮奸眼(皮即周浑边眼鬼),惭眼距聋60励cm菜,梯眼防深与译外圈灯眼相扮同,题眼内笼按正籍常药孤量装及小直润径药闭卷;丈孔还位与虑周边漂缓冲谦减震摇也成当梅花均形布体置。隙周边肥孔先补起爆朗,此膜时的抽周边去缓冲撕减震对孔本姨身就度能起店到缓惊冲作筐用,段在起抹爆后委使周剖边密服排空残眼之俘间形粉成贯集通的凳裂缝吩,又霞能起疮到反闭射其咱它炮倾眼爆陈破产折生的留爆破挺应力胖波的梦作用透,使怒轮廓蓬线附码近的妄岩石促破坏左减到阔最小眠程度驶。赛昨惯(3璃)观布置申下半磨断面事炮眼昆时,缸考虑晃到有纪两个衔临空稀面,洁爆破滔时,贿石碴踏向上倦抛掷区会打像坏临帅时支惩护的库混凝浮土喷稠层,讲故第刊一排箱炮眼摆的最借小抵遗抗线活以1怪.衡1m羊左理右为蛛宜。役先起娘爆的兼碴堆步可以涝为下写面几垄排炮温眼起续到覆翅盖作稀用,驰防止慌飞石扎对拱撕部临执时支迟护的酿冲击悔。转王震(4缘)虫一般存隧道革爆破衣,炮效孔都妻是拱伯形布镰置拱破形起递爆,巩拱形刑对外少力抵划抗力邻大,炼要使衣它破锋碎用帖炸药音量大姥,尤所产硬生的电震动鸽效应狸也随符之增锻大,袜因此际采用粥线形密布置雹炮孔托线形赶起爆婶,使挨岩石次的夹到制减春小,谱有利举于爆绍破,尽以减沉少对请地表射建筑哪物的应震动撑。炮但孔线寻形布揉置和禽起爆融具有笛布置痰炮孔太简单咐;炮赢孔参植数准观确;测临空支面好强,可治提高森炸药涨爆炸息能量退利用昨率,垮用炸工药量列少,奇爆破前震动混速度掩小;记炮孔央排列俯整齐侮便于芝钻孔防,可抬提高萄钻孔行效率涉;易敬于采寻用光纱面爆方破,俱控制些开挖捆轮廓汽;扒便于交调装跪孔网盲参数渗控制县岩石壁块度油,提虫高装逗载效简率。享霸废(5萝)铃雷管呀采用肉3～鱼29欢段绵非电犁毫秒旁雷管闸,隔产段使外用;条炸药富采用口2江号岩助石硝模铵炸次药,仍规格供分别蔽为<邮32志树×枣2捞00常和矮<2涂5逢×冠40鞭0秆两种朗。当弱有水崖时,导换脏成乳惕化油失炸药练,使矩用毫氏秒雷霸管。室周边石眼使该用<霞25浅药泪卷,弄其余演炮眼翼均用趁<3果2辛药卷踏。屑昌梯(6我)必周边饭眼采毫用间壳隔装怨药方凳式,留其余墨采用路连接姥装药湾、密嫩集堵蓝塞方研法,版起爆棕网路士为复叼式网虏路,仰以保跑证起搂爆的落可靠钞性和卖准确肾性。兽联结矿时要牙注意它爆管改不能碎打结嫩和拉得细;如各炮能眼雷逢管连做接次润数应扒相同党;引炉爆雷子管就宪应用繁黑胶船布包读扎在看离一事簇导棚爆管仅自由餐端1扭0c疼m篮以上鸡处。樱网路贩联好寨后要兆有专凡人负杜责检岭查。痰洞内乐爆破脾时间袖安排差在夜醋间2梨2起时之父前,孔以减换少居喂民的联干扰叮,馅节假摄日不闲安排帝爆破宿作业哲。皇所纹31梁4籍初密期支熔护际隔笼31起41犁1帮中峰空注助浆锚绳杆悉嗓烤隧道哲拱部往环向握采用僻中空召注浆遵锚杆爹,环何向锚东杆按斩<2反5术中空搞浆锚棉杆设狭计,花锚杆究每根计长3派.根50局m灭,堪按间生距1软.国0钩×展1.博0肉m证梅花浊形布碌置,积锚杆慈端部载采用急厚8袋mm较钢踢板、救尺寸型为2现0天×鼻20筋cm涛作乓垫板悠。采额用锚劝杆钻挨孔台每架钻婆孔,伯钻孔是后采聪用高泛压水捷冲洗略,然赚后将垃锚杆梯放入狗钻孔佳内,颠用注简浆机盆将早嫩强速严凝砂阵浆通尚过中恋空锚悲杆注茅入围骆岩内误以固犁结围侨岩,屯注浆未前用怖止浆壤塞将残锚孔客堵塞读,很以防密砂浆扛外泄寒,早跌强砂唯浆达丙到一严定强梁度后比方可露安装槐钢垫商板。富牵评31冤41乏2妇砂碧浆锚闷杆都神奖(执1)滑拱仪部核纤心土罢侧壁络采用对锚喷厘支护不采用采砂浆援锚杆智,杆距体采海用2俘0肿猛硅纽<2肤2m吴m姿螺纹爪钢筋狭,锚卡杆长撒度为钢11喊0m屠,奶间队距为沙1.孤0恰肃×尼1.灰0旱m私。逆朋盯(2鼓)间自制农简易迅操作耀平台柴架,但采用仍YP越22租8炊型风哈动凿粒岩机督钻孔前,用甲高压凤风吹吸净孔才内岩勒屑,渣然后杰用注辰浆机电将早腹强水研泥砂押浆注钢入锚恒孔。荒戏贯(3诚)殃对于白向下竖的锚灾杆,彻将注伸浆管踪插入鉴孔底沿,随啊后边悦注浆锻边向蚂外拔蚀注浆鸟管,肠直到弯注满订为止匠;对随于向牢上的非锚杆肢,采吊用排目气注痛浆法弹,将贡内径胶4～欣5m垒m束,则壁厚傻1染～1采.隶5m化m涂的软协塑料栏排气头管沿锣锚杆施全长存固定办于杆姻体上拴,并缘在孔轰外留抗1m凡左玻右的样富余妙长度士;冒将锚解杆缓枝慢送磁入孔兔中至诚设计赠位置快;共将长赏25擦0中～蝶30蕉0m倾m盗、外正径2捏5m厕m虑左右虎的薄蒙壁钢什管用学早强婆或超吃早强皱水泥贿固定调在孔掏口位历置并达将孔蜻口堵种密;直注片浆前葛应检您查排常气管赌,当辆确认极注浆受管畅各通时星即可忌注浆破,注咳浆时霉正常微情况梳下有牵气体盘排出苍,当复排气锈管不瘦排气奴或溢离出稀乎浆时抗即可桑停止差注浆勉;浆糊液采栏用早松强砂既浆,驼以缩捏短安般装垫维板的手时间扑,猴加快隔工程谁进度嘴。洒夺瞧31辨41脖3接钢桨筋网笛的挂裕设纲设血初期守支护货钢筋踏网采鄙用<顺61般5进和<个8垫钢筋锈,按担20塔cm被间身距绑乱扎和孔点焊路。钢皆筋网弱使用慧前清寄污除就锈,耐现场姻预点弱焊成恩网片腐,在拆围岩盟表面矮喷射评一层预砼后逼挂设骆,随顺受喷估面起婶伏铺额设,题钢筋换网应花与锚泊杆联王结牢闷固,则喷射类砼时党不产壤生晃雀动。筐傍桌塌31瓣41幻4彼型漂钢钢烘架制窝安假算旺(1别)赢按间假距5境0剧с妈m跨设置吉一榀严I2拿0b帖工惯字钢哥钢架疾,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