浅谈复杂地质条件下的隧道施工技术

浅谈复杂地质条件下的隧道施工技术

1单双横坡隧道4.唐峰隧道是深圳南光高速公路的一条双向弧隧道，全长515米。左右线与弧连接。这是六条直线。这是中国的常规弧隧道之一。隧道位于直线上,纵坡为+0.65%,路面采用单面横坡。全线双向6车道高速公路标准,路面宽度12.75m,单向3车道。采用曲墙有仰拱复合衬砌形式,六心圆断面(含仰拱),隧道内净宽14.82m,内净高8.25m。隧道按新奥法原理设计,复合式衬砌结构。隧道进、出口分别设17m、18m长削竹式明洞,暗洞穿过Ⅴ级加强124m,Ⅴ级57m,Ⅳ级71m,Ⅲ级228m。初期支护采用工字钢和钢花拱,锚杆、挂网、喷混凝土与单跨隧道基本相同,二衬采用钢筋混凝土结构,该隧道埋深较浅,通过大小四个断层。2结构及工序衔接该隧道进口端地势较陡,地表突现孤石,边坡稳定性相对较好。出口端50m长度为全风化花岗,地表覆盖土厚,明洞开挖后,边仰坡易失稳。进出口均采用超前大管棚注浆预加固支护,先做好明暗分界处边仰坡防护及排水,以隧道掘进为重点,在初支基本稳定时及时进行洞口段二次衬砌混凝土,修建洞门。正确处理工序转换、工序衔接之间关系;确保隧道施工快速有序、优质按期。2.1导管注浆加固地层明洞挖方和边仰坡防护—超前地质预报—超前大管棚预注浆、超前小导管注浆加固地层—土石方开挖—初期支护—围岩变形量测—仰拱及填充混凝土施工—防水层铺设—拱墙衬砌混凝土(钢筋混凝土)施工—管沟混凝土施工—装饰—整修。洞门安排在少雨季节尽早施工完毕。2.2各级围岩的结构关系见图13施工方法和技术3.1酶活开裂具防护明洞开挖采用明挖法施工,自上而下分层、分段施工,每层开挖深度3~4m,临时边坡在土层和全、强风化层中为1:0.5,在岩石的弱、微风化层中采用直立开挖。非电毫秒雷管起爆系统爆破,光面爆破技术控制边坡开挖面。土质边坡机械开挖留下20cm采用人工修整到设计坡面,防止扰动边坡围岩稳定。临时边坡采用锚网喷支护,锚杆为Ф22mm药卷锚杆,长2.5m,间距1.2m×1.2m;挂Φ8mm钢筋网,网格间距25mm×25mm;喷C20混凝土,厚10cm。3.2钢花管施工技术明暗分界口位于Ⅴ级围岩浅埋段,是暗挖法施工的一个重要环节。且中隔墙处应力较为集中,主洞开挖施工时产生应力二次分布,是联拱隧道的薄弱环节,若施工方法、措施不当就可能造成变形过大,甚至出现坍塌等不安全事故。因此施工时必须相应加强支护措施,确保安全。根据现场实际情况,结合设计意图,暗挖前在隧道拱顶轮廓线外部做好超前大管棚注浆加固支护。大管棚施作:在明暗分界横断面处做钢筋混凝土导向拱,并固定导向管,导向管采用Φ127mm钢管制作,采用MDK-5型钻机打入Φ108mm的超前钢花管,超前钢花管内注水泥浆,使钢花管有好的承力作用。Φ108mm管棚端部固定于临时支撑系统之上,以承受开洞后应力的转换。开挖前先在边坡上沿设计开挖轮廓线挖槽,预埋型钢拱架,洞口采用三榀加密型钢架联合支护,钢架向洞内倾角1.5°,纵向用Φ22mm联系筋联接,然后进行暗洞开挖施工。导向拱施作采用模筑钢筋混凝土,导向拱顶面预埋钢板,钢板同模筑钢筋焊接牢固,导向拱为超前钢花管施作提供方向控制架,并对明洞开挖后的仰坡起到稳定作用。超前钢花管采用Φ108mm、壁厚6mm的无缝钢管加工制作,钢管周壁梅花型布置泄浆孔,泄浆孔径10mm,孔距15cm,该南头端钢花管长18m,光明端钢花管长24m,每端122根;沿开挖轮廓线外60cm圆周线环向间距35cm布设,轴线仰角1~2°。施工过程中加强钢花管的方向控制,采用测斜仪控制钢管钻进方向,发现稍偏立即纠正。型钢架采用冷弯机制作,人工安装。注浆采用高压双液注浆泵,打浆机现场拌制施作。3.3锚杆、钢架、锚网、网片安装(1)超前小导管施工:小导管作为断层、Ⅴ级围岩段超前支护体系(洞口大管棚段不做超前小导管支护),超前小导管用Φ42mm钢管制作,长度3.5m,环向间距40cm,外插角7~15°,纵向间距200cm。管壁设泄浆孔,小导管内注水泥浆。采用自制凿岩台架配合人工手持式YT28凿岩机造孔、安装,TGZ60/210高压注浆泵压注水泥浆液。(2)中导洞开挖支护:中导洞开挖台阶法,光面、松动爆破相结合,非电毫秒雷管起爆系统爆破。爆破后及时初喷混凝土2~4cm封闭。型钢架采用I18型钢用型钢冷弯机弯作,纵向间距50cm,纵向采用Φ22mm钢筋联结,联结筋环向间距100cm。钢筋与钢架焊接牢固。系统锚杆为Φ22mm药卷锚杆,长度3m,环向间距100cm,纵向间距50cm,梅花型布置,锚杆尾端与钢架焊接牢固。钢筋网采用Φ8mm钢筋制作,网格间距20×20cm。钢架、系统锚杆、网片安装完成后,覆喷混凝土至设计厚度。喷射混凝土采用TK961湿喷机施作。ZLC40侧卸装载机配合5T自卸汽车装碴运输。(3)左侧导洞开挖支护:侧导洞开挖台阶法,围岩一侧光面爆破、中导一侧松动爆破,爆破后及时进行初喷混凝土2~4cm封闭。再安装型钢钢架,中导一侧及围岩一侧分别用I18或I22a型钢,冷弯机弯作,纵向间距50cm,纵向采用Φ22mm钢筋联结,联结筋环向间距100cm。钢筋与钢架焊接牢固。围岩一侧系统锚杆为Φ22mm组合注浆锚,长度4.0m,纵向间距0.5m,环向间距0.8m,中导洞一侧采用Φ22mm药卷锚杆,长度3m,环向间距100cm,纵向间距50cm,梅花型布置。钢筋网采用Φ8mm钢筋制作,网格间距主洞侧用15×15cm,中导洞侧20×20cm。锚杆尾端与钢架焊接牢固。覆喷混凝土至设计厚度。(4)左主洞开挖施工:主洞开挖上部采用弧形导坑法,先沿拱部开挖轮廓线开挖出钢架位置,初喷混凝土、支立钢架、安装系统锚杆、挂网、喷混凝土。开挖核心及下部土,支立仰拱钢架、挂网、喷混凝土。3.4锚杆、锚网、网片安装(1)中导洞开挖:中导洞全断面光面爆破开挖,非电毫秒雷管起爆系统爆破。爆破后及时初喷混凝土2cm封闭。喷射混凝土采用K961湿喷机施作。型钢钢架采用I16型钢用型钢冷弯机弯制,纵向间距75cm,纵向采用Φ22mm钢筋联结,联结筋环向间距100cm,钢筋与钢架焊接牢固。系统锚杆为Φ22mm药卷锚杆,长度2.5m,环×纵间距=100×75cm,梅花型布置,锚杆尾端与钢架焊接牢固。钢筋网采用Φ8mm钢筋制作,网格间距25cm×25cm。钢架、系统锚杆、网片安装完成后,覆喷混凝土至设计厚度。(2)左侧壁开挖:侧壁开挖台阶法,围岩一侧光面爆破、中导一侧松动爆破,非电毫秒雷管起爆系统爆破,爆破后及时初喷混凝土4cm封闭。中导一侧I16型钢钢架,型钢弯曲机弯制,围岩一侧用钢筋格栅,纵向间距75cm,纵向采用Φ22mm钢筋联结,联结筋环向间距100cm。钢筋与钢架焊接牢固。围岩一侧系统锚杆为Φ22mm组合注浆锚,长度3.5m,纵向间距75cm,环向间距100cm,中导洞一侧采用Φ22mm药卷锚杆,长度2.5m,环向间距100cm,纵向间距75cm,梅花型布置,锚杆尾端与钢架焊接牢固。钢筋网采用Φ8mm钢筋制作,网格间距主洞侧用20cm×20cm,中导洞侧25cm×25cm。钢架、系统锚杆、网片安装完成后,覆喷混凝土至设计厚度。(3)左主洞施工:主洞开挖台阶法,先开挖上半断面,初喷混凝土、支立钢架、安装系统锚杆、挂网、喷混凝土。再开挖下半断面,支立仰拱钢架、挂网、喷混凝土。3.5主洞开挖与锚杆安装(1)中导洞开挖:中导洞全断面光面爆破,非电毫秒雷管起爆系统爆破。爆破后及时喷混凝土至设计厚度。局部围岩失稳采用Φ22mm药卷锚杆,长度2.0m,环向间距100cm,纵向间距100cm,梅花型布置,挂Φ8mm钢筋网片,锚喷支护。(2)左主洞开挖:主洞开挖台阶法,围岩一侧光面爆破、中导一侧松动爆破,非电毫秒雷管起爆系统爆破。爆破后及时初喷混凝土4cm封闭,钢筋格栅纵向间距100cm,纵向采用Φ22mm钢筋联结,联结筋环向间距100cm,钢筋与钢架焊接牢固。系统锚杆为Φ22mm组合注浆锚,长度3.0m,纵、环向间距100cm,梅花型布置,锚杆尾端与钢架焊接牢固。主洞钢筋网采用Φ8mm钢筋制作,网格间距25cm×25cm。钢架、系统锚杆、网片安装完成后,覆喷混凝土至设计厚度。4左洞收敛和拱顶下沉控制右洞开挖是在左主洞初期支护仰拱完成后进行,并且根据左洞现场监控量测数据决定,收敛和拱顶下沉控制在5mm以内,如果发生