摘 要:本文以十漫高速公路連接線改擴建工程大嶺左隧道施工為例,介紹既有裸洞擴洞的施工方法及施工工藝,以供類似工程施工借鑒。
關(guān)鍵詞:擴洞 圍巖 支護 有限注漿
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)05(a)-0044-01
1 工程概況
1.1 工程概述
大嶺隧道位于十漫高速公路連接線合同段內(nèi),穿越四方山與巖洞溝相連的山凹,在武當?shù)貕K區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上,十堰北側(cè)。設計為雙洞分離式隧道,單洞隧道凈寬12.5 m,車行道凈高為5 m,隧道內(nèi)輪廓采用坦頂三心圓形式,兩隧道間凈距36 m。左隧道樁號k2+645~k2+900長為255 m。
左線位置原有一條七、八十年代兩邊農(nóng)民為解決通行難開鑿的長約250 m,寬5 m毛洞隧道,洞口2 m已用塊石砌筑支護,洞身未采取任何支護形式?,F(xiàn)設計隧道凈寬12.5 m,相當于新隧道在原有毛洞基礎上擴挖2.5倍。
2 施工特點
在既有裸洞基礎上進行擴洞施工有有利的地方和不利的地方,施工中可以充分利用和采取措施避免。
有利方面:對隧道的地質(zhì)情況,圍巖情況,滲水情況和有無坍塌情況等可直接目睹。同時不需要通風,利于排水和增加上下臺階開挖的臨空面,提高爆破效果等有利條件。
不利方面:裸洞開挖長達20年之久,又未支護,周邊圍巖風化松弛較嚴重,對擴洞開挖成型,控制超欠挖方面,帶來嚴重影響。
3 施工難點
(1)洞口地處山凹處,覆蓋層淺,圍巖破碎,怎樣做到安全順利進洞是施工難點之一。
(2)由于隧道為既有裸洞,且年限在20年以上,圍巖長期在空氣、水分的作用下,風化松弛嚴重,在爆破開挖過程中,怎樣保證開挖輪廓線成型和控制超欠挖在設計允許范圍以內(nèi)是施工難點之二。
4 Ⅲ類圍巖洞身擴挖
4.1 超前支護
在拱頂1200 mm范圍內(nèi),設超前小導管,進行超前支護。小導管采用外徑Φ42 mm,壁厚5 mm的熱軋無縫鋼管,長450 cm,前端加工成錐形,尾部焊接鋼筋加固箍,管壁四周每10~15cm交錯鉆眼,眼孔直徑為Φ8 mm(梅花形布置)。
鋼管沿隧道開挖輪廓線布置,外插角5~7度打入圍巖,環(huán)向間距0.4 m,縱向前后兩排小鋼管搭接長度不小于1 m。(見圖1)
4.2 分部施工
Ⅲ類圍巖開挖時采用4部開挖(見圖2)。開挖在超前小導管的保護下進行。上半斷面采用1部開挖。下半斷面分3部分開挖,第3、第4部前后錯開5~8 m,最后開挖核心土,各部分開挖后均及時做好初期支護,防止圍巖變形坍塌。
4.3 初期支護
本段圍巖初期支護采用I16鋼架、Φ8×15×15 cm網(wǎng)片,Φ22 mm×3.5 m系統(tǒng)砂漿錨桿聯(lián)合支護型式。
每部爆破完成后,及時素噴厚3~5 cmC25砼,封閉圍巖。然后打系統(tǒng)錨桿,間距為1 m×1 m。錨桿孔保持順直,并與其所在部位巖面垂直。
鋼筋網(wǎng)在洞外加工成網(wǎng)片后直接在洞內(nèi)掛設,橫、縱向搭接布設成網(wǎng)后進行綁扎或焊接。鋪設時,鋼筋網(wǎng)隨巖面起伏,并保證保護層厚度,與錨桿焊接牢固。
鋼架按設計要求根據(jù)分部情況預先在洞外分段加工成型,然后根據(jù)分部情況分段安裝,為增強鋼架的整體穩(wěn)定性,將鋼架與錨桿焊接在一起。沿鋼架設直徑為Φ22 mm的縱向連接鋼筋,并按環(huán)向間距1 m設置。各部的鋼架架設好后均及時施作鎖腳錨桿,將鋼架固定。
鋼架架立后盡快進行第二次砼噴射作業(yè),并將鋼架全部覆蓋,使初期支護盡快形成。
4.4 體會和認識
(1)在確定不良地質(zhì)洞口的進洞超前支護方法時,依據(jù)實際地形地質(zhì)條件,經(jīng)過論證后,采用小導管支護,可以保證安全順利進洞時,則可不采用長管棚支護,以降低經(jīng)濟成本和加快施工速度。
(2)地質(zhì)條件差的隧道施工,應盡量減少對巖體的擾動,使支護體系盡快封閉成環(huán),最大程度發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力。
(3)短隧道一般地質(zhì)較差,不受工期控制。而發(fā)生問題的隧道,往往又是短隧道。因此,短隧道的施工,不要一味追求速度,做好施工安排,慎重選定開挖方法,保證施工安全質(zhì)量。一般不宜選用全斷面開挖。