周述林

摘 要:解決了風(fēng)積沙地層情況下的施工技術(shù)難題。結(jié)合神木至店塔段的神木1號(hào)公路隧道工程,提出了包括超前支護(hù)、開挖、初支二襯以及監(jiān)控量測(cè)等方面的施工控制措施,使隧道的圍巖變形、地表沉降得到了有效控制。其技術(shù)措施可為同類工程所借鑒。

關(guān)鍵詞:風(fēng)積沙施工技術(shù)公路隧道控制措施

中圖分類號(hào):U459 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)05(a)-0121-01

隨著中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)日新月異地發(fā)展,現(xiàn)代社會(huì)基礎(chǔ)工程建設(shè)已步入飛速發(fā)展的時(shí)期,特別是高速公路的建設(shè)。中國交通路網(wǎng)中高速公路有著舉足輕重的作用,其中公路隧道的修建就不可避免的會(huì)遇到。公路隧道特別是有著特殊地質(zhì)情況的隧道,常常會(huì)因?yàn)槠涫┕るy度高而成為整個(gè)標(biāo)段中的控制工程。許多專家學(xué)者已致力于該類問題的研究,如賈寶林[1]就探討了高速公路隧道施工中主要工序的施工技術(shù),劉尚雨[2]分析了某高速公路雙連拱隧道的施工技術(shù)并提出了合理的施工方案,喬明燦等[3]結(jié)合某公路隧道研究了地表坍陷深層注漿理論并應(yīng)用于該工程。

筆者結(jié)合神木至店塔標(biāo)段的神木1號(hào)公路隧道工程,針對(duì)隧道所處復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析與探討,提出了合理有效的控制措施,可為類似工程的施工提供指導(dǎo)。

1 工程概況

榆林至神木高速公路神木至店塔段是陜西省規(guī)劃的“345”高速公路網(wǎng)的重要組成部分,也是榆林市主骨架公路網(wǎng)的重要組成路段。神木1號(hào)隧道位于老龍池溝和水磨河之間的山體頂部,最大埋深約為37m,隧道大致呈東北至西南方向展布,橫穿沙丘且下穿神錦大道,進(jìn)口端與老龍池2號(hào)大橋相接,出口端與水磨河大橋相接。該隧道為雙洞分離式隧道,左線進(jìn)口里程ZK90+870,出口里程ZK91+360,全長(zhǎng)490m;右線進(jìn)口里程K90+870,出口里程K91+345,全長(zhǎng)475m。

隧址區(qū)位于沙漠淺丘單元,地表沙丘起伏不平,局部有棄土堆,沙丘中間高兩端低。左線進(jìn)口ZK91+040～+179(139m)、右線進(jìn)口K91+040～+159(119m)段是弱風(fēng)化細(xì)砂巖,屬于Ⅳ級(jí)圍巖;左線出口ZK91+179～+288(109m)、右線出口K91+159～+239(80m)段是風(fēng)積沙,屬于Ⅵ級(jí)圍巖。該類地層具有結(jié)構(gòu)松散、顆粒單一、粒徑小、粘聚力低、級(jí)配不良、壓縮性小、透水性強(qiáng)等特征,其抗剪強(qiáng)度相對(duì)較低且無自穩(wěn)力,故施工難度較大。

2 施工重難點(diǎn)

神木1號(hào)隧道出口自2009年4月開始施工至今,左線施工72m,右線施工106m,平均月進(jìn)尺僅10m。施工過程中歷經(jīng)了大型坍方2次,嚴(yán)重變形2次,造成隧道拱部冒頂5處,施工段地表全部開裂。該隧道前后進(jìn)行方案變更共4次,主要為:

(1)隧道施工時(shí)由于實(shí)際地質(zhì)為風(fēng)積砂層與原設(shè)計(jì)V級(jí)圍巖不符,施工中拱部右上側(cè)砂漏引起了坍方冒頂,故對(duì)坍方段進(jìn)行變更設(shè)計(jì);

(2)出口段左線ZK91+319.4～+289.4、右線K91+319～+269段,施工揭示其圍巖特性與設(shè)計(jì)有較大出入,故針對(duì)風(fēng)積沙層超前支護(hù)、初期支護(hù)參數(shù)以及開挖方案進(jìn)行變更設(shè)計(jì)。

(3)由于受神錦大道路面夯壓的影響,隧道出口地表大面積沉陷及開裂,且洞內(nèi)左線、右線成型初支出現(xiàn)嚴(yán)重變形開裂,致使初支變形、侵限,故針對(duì)洞身加固、支護(hù)及施工方法進(jìn)行變更設(shè)計(jì)。

(4)施工揭示出口段與設(shè)計(jì)有較大出入,且原施工方案在施工過程中漏沙嚴(yán)重,故針對(duì)出口段風(fēng)積沙層超前支護(hù)、初期支護(hù)和開挖方法進(jìn)行變更設(shè)計(jì)。

3 施工控制措施

在吸取隧道多次塌方的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合隧道長(zhǎng)期以來的監(jiān)控量測(cè)情況,聽取建設(shè)各方熟悉隧道情況的人員的建議,最終制定了一系列施工技術(shù)措施以保證隧道的穩(wěn)定性。主要如下:

3.1 超前支護(hù)

采用水平旋噴樁進(jìn)行超前預(yù)支護(hù),即在洞內(nèi)開挖面的前方,沿隧道開挖輪廓利用水平旋噴機(jī)鉆孔,再利用高壓泵壓送旋噴漿液,沙體與漿液混合后凝固的旋噴柱體形成了封閉的帷幕體,可有效防止漏沙。

具體施工參數(shù)為:水平旋噴樁布置在隧道開挖線外30cm弧線上、拱部180°范圍內(nèi)。樁徑Φ50cm,環(huán)向間距35cm,每環(huán)66根,每循環(huán)長(zhǎng)度30m,前后兩循環(huán)相互搭接3.5m。在旋噴樁內(nèi)側(cè)增設(shè)置Φ57超前注漿導(dǎo)管,導(dǎo)管單根長(zhǎng)6m,搭接2m,環(huán)向間距30cm,每環(huán)73根。

3.2 開挖支護(hù)

采用四臺(tái)階法開挖。每臺(tái)階開挖平均高度應(yīng)嚴(yán)格控制在2m范圍內(nèi),每臺(tái)階步長(zhǎng)應(yīng)控制在5m以內(nèi)。同時(shí),以人工配合小型機(jī)械開挖,并注意每循環(huán)進(jìn)尺不應(yīng)大于0.5m,開挖時(shí)應(yīng)預(yù)留核心土,且用Φ32自進(jìn)式中空注漿錨桿加固,以保持掌子面穩(wěn)定性。

應(yīng)盡量縮短每循環(huán)開挖的時(shí)間,輔以I22a型鋼拱進(jìn)行初期支護(hù),取縱向間距為0.5m,并應(yīng)及時(shí)打設(shè)Φ57注漿鎖腳導(dǎo)管,鋼架縱向采用Φ22鋼筋聯(lián)接,其環(huán)向間距取1.0m。洞口邊仰坡防護(hù)和洞內(nèi)臨時(shí)支護(hù)采用Ф22螺紋鋼筋的普通砂漿錨桿,風(fēng)積砂段則采用φ57注漿導(dǎo)管作為自進(jìn)式錨桿。

3.3 監(jiān)控量測(cè)

應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)的頻率,加密監(jiān)控量測(cè)的斷面,為信息化施工、設(shè)計(jì)提供可靠的變形數(shù)據(jù)。本工程主要監(jiān)測(cè)措施如下:

(1)加強(qiáng)巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護(hù)裂縫觀察或描述等,開挖后及初期支護(hù)后應(yīng)及時(shí)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,并于每次爆破后進(jìn)行監(jiān)測(cè);

(2)加強(qiáng)水平凈空位移的測(cè)量,每10～50m布設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面,每斷面2～3個(gè)測(cè)點(diǎn);

(3)加強(qiáng)拱頂下沉的監(jiān)測(cè),每10～50m布設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面,風(fēng)積砂段適當(dāng)加密。

除此之外,還應(yīng)加強(qiáng)錨桿內(nèi)力及抗拔力、地表下沉、圍巖壓力、支護(hù)間壓力、鋼支撐內(nèi)力及裂縫的監(jiān)測(cè)。

4 結(jié)語

神木1號(hào)隧道位于榆林至神木高速公路的神木至店塔段,由于隧址區(qū)特殊的地質(zhì)條件,導(dǎo)致該隧道施工難度大,曾一度平均月進(jìn)尺僅有10米。雖然本工程前期在施工時(shí)遇到了較大困難,但在積極采取控制措施后,隧道的圍巖變形、地表沉降等已得到基本控制,各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示其效果較為理想,其技術(shù)措施可為同類工程所借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]賈寶林.論高速公路隧道工程施工技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(27).

[2]劉尚雨.某高速公路雙連拱隧道施工技術(shù)[J].重慶建筑,2011(09).

[3]喬明燦,樂金朝,牛向飛.隧道地表坍陷深層注漿理論研究與工程實(shí)踐[J].鐵道建筑,2011(09)