廉永杰
(中鐵七局集團(tuán)第一工程有限公司,河南 洛陽(yáng) 471000)
在施工終點(diǎn)的右線YK32+149-YK32+186為淺埋偏壓段,設(shè)計(jì)圍巖為Ⅴ級(jí),襯砌類型為SVd,右線洞口段位于黃土沖溝右側(cè)半坡上,坡體連續(xù)較為平整,軸線與地形近似垂直相交;圍巖主要為風(fēng)積黃土,褐黃色,稍濕,稍密,孔隙較發(fā)育,具濕陷性。施工位置的右線明洞24.2m基底采用高壓旋噴樁處理,拱部超前支護(hù)采用20m長(zhǎng)φ108mm大管棚配合3m長(zhǎng)φ60mm小導(dǎo)管,YK32+186埋設(shè)約1m~10m。
第一種進(jìn)洞方案:在明暗分界里程YK32+186處設(shè)計(jì)全環(huán)套拱,洞口段設(shè)計(jì)20m長(zhǎng)φ108mm管棚作為超前支護(hù),開(kāi)挖方式采用兩臺(tái)階預(yù)留核心土法,明洞及洞門淺埋段邊仰坡進(jìn)行分級(jí)開(kāi)挖的方案,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察及測(cè)量,YK32+162~YK32+186段埋深1m~5m左右,根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)勘察資料該洞口邊仰坡土體存在土界面滑塌風(fēng)險(xiǎn),易造成洞頂坍塌甚至冒頂,且兩臺(tái)階預(yù)留核心土開(kāi)挖進(jìn)洞作業(yè)面安全隱患較大。
第二種進(jìn)洞方案:將明暗分界里程調(diào)整到Y(jié)K32+162處設(shè)計(jì)全環(huán)套拱,邊仰坡按照設(shè)計(jì)要求卸載分級(jí)刷坡,每級(jí)平臺(tái)設(shè)計(jì)φ108mm微型鋼管樁,管內(nèi)安裝鋼筋籠并注漿,YK32+162~YK32+186暗洞調(diào)整為明洞,YK32+177.8~YK32+202段采用高壓旋噴樁進(jìn)行地基處理。洞身開(kāi)挖采用CD法開(kāi)挖減少作業(yè)面安全風(fēng)險(xiǎn)。缺點(diǎn)是邊仰坡卸載加固抗滑、明洞地基加固、CD法開(kāi)挖、對(duì)山體原地貌地形造成一定破壞。通過(guò)兩種方案的綜合比較,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及安全風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估,最終選擇第二種方案進(jìn)洞。
根據(jù)本地形及勘察資料出口端右線明暗交樁里程YK32+186調(diào)整為YK32+162,洞門形式按原設(shè)計(jì)施做,采取坡體卸載配合微型鋼管樁加固抗滑、旋噴樁地基處理、CD法開(kāi)挖、φ108mm超前管棚配合φ60mm小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)進(jìn)洞施工方案。方案遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)、速反饋”的原則。
施做右洞截水天溝→分級(jí)開(kāi)挖臨時(shí)邊仰坡,施做微型鋼管樁→施做套拱及長(zhǎng)管棚→明洞高壓旋噴樁地基處理→明洞結(jié)構(gòu)施做及回填→施做暗洞結(jié)構(gòu)及后續(xù)工作。
圖1 工程施工終點(diǎn)右線縱斷面圖
(1)最高一級(jí)臨時(shí)邊仰坡,開(kāi)挖完成后進(jìn)行錨噴防護(hù),然后開(kāi)挖平臺(tái)并打入預(yù)加固臨時(shí)鋼管樁,樁長(zhǎng)15m,樁間距1m,施作平臺(tái)排水溝,臨時(shí)排水溝按寬0.4m,深0.4m施做,溝內(nèi)噴射C25混凝土厚度10cm加固防護(hù)。
(2)鉆孔垂直向下,孔深15.3m,鉆孔孔徑φ150mm,干鉆,嚴(yán)禁水鉆。
(3)鋼管:選用外徑108mm,壁厚6mm無(wú)縫鋼管,鋼管縱向連接采用焊接或絲扣連接,鋼管內(nèi)φ32螺紋鋼每隔100cm采用φ14螺紋鋼定位焊接在一起,孔底30cm為M30水泥砂漿墊層。
(4)鋼管樁埋設(shè),采取從兩側(cè)向中間對(duì)稱鉆孔,鉆孔完成后清空孔內(nèi)雜物,應(yīng)測(cè)定空中地下水情況,如孔中水位超過(guò)2m,應(yīng)先抽水后方可灌注30cm深M30水泥漿,灌注材料的和易性和塌落度應(yīng)符合要求,合格后方可吊裝鋼管樁。
(5)微型鋼管樁注漿:外徑Φ108mm管內(nèi)居中穿φ30mm注漿管,水泥漿水灰比1:1,注漿壓力為0.5Mpa~1.0Mpa;采用單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):①注漿壓力逐步提高,當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)終壓,并穩(wěn)定10min;②注漿量不小于設(shè)計(jì)注漿量的80%;③進(jìn)漿速度為開(kāi)始進(jìn)漿速度的1/4。注漿結(jié)束后,將管口封堵,以防漿液倒流管外或雜物進(jìn)入。
在YK32+177.8~YK32+202段,高壓旋噴樁垂直打入仰拱以下黃土層2.5m~5m不等,樁間距為120cm,樁徑為60cm,梅花形布置。
4.3.1 超前支護(hù)施工工藝
本工程在YK32+162~YK32+164套拱內(nèi)拱部127°范圍內(nèi)設(shè)置一環(huán)φ108mm大管棚,管棚長(zhǎng)度20m,環(huán)向間距40cm,管棚外插角1°~3°左右,管體采用1:1水泥漿,注漿壓力:初壓0.5Mpa~ 1.0Mpa,終壓2.0Mpa。
圖2 長(zhǎng)管棚正面布置圖
4.3.2 CD法施工工藝
YK32+149~YK32+162為淺埋偏壓段,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察,如采用原設(shè)計(jì)兩臺(tái)階預(yù)留核心土法,施工安全隱患較大,提出該里程段采用CD法進(jìn)行開(kāi)挖,既保證了施工質(zhì)量,也大大提高了施工安全。
4.3.3 施工工藝步驟
(1)開(kāi)挖左側(cè)導(dǎo)坑上斷面:左側(cè)上導(dǎo)坑拱部初期支護(hù),左側(cè)上導(dǎo)坑中隔墻臨時(shí)初期支護(hù)。
(2)開(kāi)挖左側(cè)導(dǎo)坑下斷面:左側(cè)下導(dǎo)坑邊墻初期支護(hù),左側(cè)下導(dǎo)坑中隔墻臨時(shí)初期支護(hù),左側(cè)下導(dǎo)坑仰拱初期支護(hù)。
(3)開(kāi)挖右側(cè)上導(dǎo)坑上斷面:右側(cè)上導(dǎo)坑拱部初期支護(hù),右側(cè)上導(dǎo)坑仰拱臨時(shí)支護(hù)。
(4)開(kāi)挖右側(cè)導(dǎo)坑下斷面:右側(cè)下導(dǎo)坑邊墻初期支護(hù),仰拱初期支護(hù)。
由于地質(zhì)條件,原設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)臺(tái)階開(kāi)挖方法難以確保安全。施工過(guò)程中采用了超前大管棚預(yù)支護(hù),開(kāi)挖采用的CD法施工工藝在施工過(guò)程中提高了工作效率,又確保了安全。
圖3 CD法施工工序橫斷面圖
工程施工終點(diǎn)的右線淺埋偏壓段,通過(guò)各種方案的比選,將以往的黃土沖溝淺埋偏壓段暗洞改為明洞,并在此基礎(chǔ)之上加上山體卸載配合微型鋼管樁、濕陷地基高壓旋噴樁處理、超前小導(dǎo)管配合超前大管棚預(yù)支護(hù)、將以往兩臺(tái)階施工工藝改為CD法等措施以確保開(kāi)挖作業(yè)面安全,在右線淺埋偏壓段成功實(shí)施,提高了工作效率,確保了在建工程的安全性和可靠度,并為同類工程提供了另外的思路,具有一定的參考借鑒價(jià)值。