浅埋偏压隧道洞口施工技术方案初探

2010-08-15贵州省质安交通工程监控检测中心周祖德

河南科技 2010年16期

关键词：管棚边墙偏压

贵州省质安交通工程监控检测中心侯磊周祖德

浅埋偏压隧道洞口施工技术方案初探

贵州省质安交通工程监控检测中心侯磊周祖德

本文以遵毕高速公路上某隧道为工程背景，对其洞口施工技术方案进行了初步探索，为同类浅埋偏压隧道的洞口施工提供技术参考。

施工测量施工方法控制要点施工工艺

遵毕高速公路是杭瑞高速公路贵州境遵义至毕节公路的一段，该段地形陡峻，以山地丘陵为主，属山岭重丘区。为了在该山地丘陵区修筑高速公路，桥隧工程在项目建设中占有相当大的比重。隧道工程的建设，既可避免山体的大开大挖、解决弃土难的现状，又有利于当地的环境保护。为了保证隧道安全进洞，隧道洞口施工技术方案的正确制定，具有重要的现实意义和经济价值。

一、工程背景

某浅埋偏压隧道穿过山地丘陵，长803米,隧道埋深最大约40米,为分离式中隧道，设计行车速度80km/h，该隧道左幅平面线形位于R=3500m的圆曲线上；右幅平面线形进口段位于R=4200m的圆曲线上；地震动峰值加速度系数为0.05g。隧道净宽10.25m,建筑限界高5m。隧道上覆第四系残坡积层(Qel+dl)粘土层。下伏基岩为：二叠系下统茅口组、栖霞组（P1m+q）灰岩。隧道区岩层倾向南西，呈单斜产出；岩层综合产状260°∠16°、岩体节理、裂隙发育，其节理产状主要有60°∠80°、90°∠70°二组，未发现有断层通过。场区地下水主要类型为基岩裂隙水。

二、浅埋偏压隧道洞口施工技术方案

1. 施工测量。

（1）洞口开挖工程开工之前，测量方面应做好准备工作：①洞口地表复核；②洞口刷坡线放样。

（2）地表沉降观测预埋。选择一个断面通视条件较好、测量方便处预埋牢固的基准点。测点沿地面布置在隧道轴线及其两侧各4个点。测量放线定位，用水准仪量测，隧道开挖开始量测，隧道开挖超过测点30m、并待沉降稳定以后停止量测。

2. 洞口工程。

大边墙→回填水泥混合土→洞口边坡开挖→洞门挡墙→长管棚。进口端洞口地段有偏压情况存在，应避免大开大挖。采用“明洞暗进”工法，不刷仰坡。进口端洞门采用端墙式。先施工大边墙，在大边墙与地表间隙全部回填水泥混合土，洞口30米长管棚超前支护。

3. 洞口开挖。

（1）施工方法。洞口工程施工时，先做好洞顶截水沟的开挖及浆砌片石工作。施工方法以挖掘机开挖为主，人工配合刷坡，装载机配合挖掘机进行装碴作业，自卸汽车运输弃碴。开挖时自上而下开挖至仰坡坡底标高，在仰坡坡底标高（即变坡点）以下部分，按照长管棚套拱厚度弧线中间预留核心土开挖，预留核心土作为套拱及长管棚的施工平台。结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件，并考虑到施工开挖边坡的稳定性，洞口工程采用明挖法施工。测量复核坡度无误后，及时进行锚杆、挂网及喷射混凝土临时支护施工，并加强对山坡稳定情况的监测、检查，以保证边坡稳定。

（2）施工控制要点。1）在洞顶截水沟挖通及砌体完成后，根据仰坡开挖总高度及挖掘机有效工作高度确定开挖台阶数量，台阶高2米，准确按边桩开挖，以真正实现从上而下开挖。2）准确掌握设计坡率和变坡点。 3）对有防护要求的坡面，应边开挖边进行坡面防护。 4）不破坏周边植被。

4. 洞口边、仰坡防护。

（1）施工方法。边、仰坡开挖修整后，即时分层进行边、仰坡临时防护。明暗交界处成洞面临时防护采用喷锚、挂网联合支护，仰坡采用喷锚支护，边坡应进行植草绿化，以稳固洞口边坡。

（2）施工控制要点。边开挖,边支护，每次工作高度2m左右，避免搭架作业。坡面修刷平顺，一次喷砼到设计厚度。设计有锚杆、钢筋网加固的坡面部分应先作锚杆，将钢筋网焊接于锚杆外露段，然后再喷砼。锚杆规格、间距、数量、设置位置、角度满足设计要求。

5. 大边墙施工。先施工大边墙，在大边墙与地表间隙全部回填水泥混合土，回填高度为设计洞顶回填线。开挖时，临时边坡应施作锚喷临时支护，待大边墙施作完成后，其内侧仰拱悬空部分空隙用C20混凝土回填，外侧回填土石。

6. 长管棚施工。洞口土石方开挖进行完毕成洞面及核心土形成后，安排施作长管棚。施工平台结构使用贝雷架及钢管支架搭设，其上覆盖夹板，形成稳定的作业平台。为使钻孔定位准确，设置三榀格栅钢架，以固定管棚导向管。长管棚使用地质钻机成孔，成孔前将孔位编号，施工次序为先钻单号孔再钻双号孔，防止串孔、漏风。每条管棚成孔后利用钻机将钢花管旋转插入孔中，做好孔口封闭，及时进行注浆施工。

（1）施工工艺。1）先做好施工地段的边坡防护工作，以利安全施工。 2）采用在C20混凝土套拱内埋设3榀钢格栅拱架及孔口管，钢格栅拱架与孔口管焊接成整体。孔口管位置应用经纬仪以坐标法标定，与格栅焊接时必须严格控制其角度、方向。 3）搭设平台或开挖洞口土方预留平台、安装钻孔机。 4）钻孔：①为便于插管，钻孔直径应比管棚设计直径大20~30mm。②钻孔测斜可用测斜仪，也可在钻进中根据某些参数和钻孔反馈信息判断钻孔是否偏斜。 5）安装管棚钢管。钢管顶进用钻机顶进，如遇故障，须清孔然后再将钢管插入。 6）注浆。隧道长管棚注浆按固结管棚有限范围内土体设计，浆液扩散半径不小于0.5m。

（1）施工注意事项。1）管棚钻孔时，应在开孔后2m处、孔深1/2处、终孔处量测斜度，发现误差超限随即进行纠编，至终孔仍超限者，应封孔重钻。2）如注浆量超限而注浆压力仍未到1.2~2.0Mpa，应调整浆液配合比，直至符合注浆质量标准。 3）将管棚钻孔作为超前地质预报的手段，为安全施工提供依据。4）在钻孔作业中，要掌握好开孔与正常钻进的压力和速度，防止断杆事故。5）钻孔中发生卡钻、掉钻、孔斜、坍塌等故障，要积极采取对策，尽快组织处理、抢修、防止废孔及造成安全事故。