APP下载

阿拉坦隧道左线出口涌砂塌方处理技术

2011-02-24滕力国

电大理工 2011年3期
关键词:拱部塌方掌子面

滕力国

沈阳驰通公路工程监理公司(沈阳 110000 )

1 工程概况

阿拉坦隧道是通霍(通辽—霍林河)国道一级公路的控制性工程,为上下分离式四车道高速公路特长隧道,全长1.55 km。穿越阿拉坦,地形陡峻山缓沟深属中山峡谷地貌,具有强烈的剥蚀切割作用,左线洞口段受断裂带影响严重。最大埋深35 m,主要以强风化凝灰岩为主,呈碎石状松散结构,稳定性差,易坍塌。

2 现场塌方情况

隧道自正洞掘进以来,开挖后围岩稳定性差,拱部常有掉块,周壁常伴有局部滑落,给施工造成了很大难度。在上台阶掘进至 136 m处时,拱部出现大面积掉块,且掉块逐渐扩大,现场立即采取在岩面上初喷混凝土封闭掌子面及轮廓面,但实施效果不理想,随喷随掉,掉块进一步扩大,并影响到超前支护上部的砂土状岩体失去下部约束,发生了塌方涌砂。碴体堆满了整个掌子面,堆碴长度达9 m,拱部小导管在失去前端支承后全部被压弯变形,上一循环已支护完毕出现了下沉变形,初期支护的网片被拉开,喷射混凝土表面出现不同程度的开裂及掉块,此时塌方仍处于不稳定状态,遂组织施工人员撤离掌子面,待塌方体稳定后再处理,由于组织及时,未出现安全事故。

从现场塌体情况分析,认为造成塌方的主要原因是强风化花岗岩已全风化成砂粘土,粒径0~5 mm,这种围岩的凝聚力主要靠岩体间的摩擦力,而该岩层呈颗粒状,结构松散,极为破碎,在失去必要的约束力后岩层间几乎无凝聚力,整体稳定性极差,很难自成拱,围岩松驰带不断扩大,致使自开挖轮廓面至超前支护界面掉落,掌子面增大了临空面,破坏了掌子面的稳定,已松驰的岩体在掌子面滑塌后拱部松散体流空涌出。

3 处理方案

经过仔细研究,综合考虑各种因素,决定采取以下处理方案,如见图1所示。

(1)对塌方碴体用喷射10 cm厚混凝土全部封闭以维护坍体的暂时稳定,同时按1.0 m×1.0 m梅花型分布垂直碴体面打设φ42×3.5 mm×1.0 m小导管并注浆,加固碴体(碴体靠边墙部位不易固结,以便边墙开挖施工),以稳定和支撑掌子面,为处理塌方提供工作平台。

(2)对初期支护已变形的段落进行加固,采用垂直拱部打入两排注浆小导管,间距 0.5 m×0.5 m梅花型布置,注水泥水玻璃浆液,防止坍塌进一步扩大。

(3)在坍塌区沿垂直方向打入注浆小导管,注水泥水玻璃浆液,注浆压力 1~1.5 MPa,小导管长度大于4 m,保证松散体全部固结。

(4)在塌方区沿掌子面方向打入注浆小导管作为超前预支护,布设间距0.4 m×0.4 m(纵×环),布设2排,小导管长度6 m,注水泥—水玻璃浆液。其中第一排以不侵入开挖轮廓线角度越小越好,第二排以 10~25°的仰角打入,环向间距0.4m。小导管的布设为拱部 120°范围内。顺序为由两侧向拱顶间隔注浆,注浆压力控制在0.5~1.0 MPa。

图 1 处理方案示意图(上台阶)

(5)待注浆结束8 h后,采用侧壁小导坑中间留核心土开挖,先开挖一侧,完成初期支护后再开挖另一侧并支护,开挖长度为每循环0.4 m,具体支护参数为:安设 I18工字钢,纵向间距0.4 m,拱架之间采用φ22钢筋纵向连接,环向间距0.5 m;打设φ25中空注浆锚杆并注浆,锚杆长度3 m,纵向×环向间距0.4 m×1 m;布设双层φ8钢筋网,喷设26 cmC20混凝土,分2~3次完成。在安装拱架时,拱部高程比设计高程抬高10 cm,以防止施工中发生沉降而引起侵界。边墙完成后最后开挖核心土,如见图2所示。

图2 开挖示意图(注1、2、3、4为开挖顺序)

(6)在支护过程中,在拱部以垂直方向向塌方区预埋φ100钢管3根及注浆小导管若干,管长3 m,待塌方处理完成后,由钢管向塌方区用喷射机吹入一定量的中粗砂,并压注水泥浆液,使支护以外形成1.0~2.5范围的缓冲层。

4 结束语

整个塌方处理历时半个月,从处理效果看,保证了工程质量和施工安全,处理方案经济、合理、可靠。在以后的隧道施工中,坍塌是不可避免的,本次塌方处理为以后类似的坍塌在处理上提供了宝贵的参考资料,从而有效地保证了隧道施工质量和施工进度。

[1]李南峰,施复兴,罗芸红.高职院校课程建设问题探析.十堰职业技术学院学报,2004.17(4):14-16.

猜你喜欢

拱部塌方掌子面
新型装配式衬砌在矿山法施工铁路隧道中的应用研究
矿山法铁路隧道拱部预制衬砌接头选型设计研究
公路工程隧道施工塌方治理技术应用
公路隧道塌方的预防和处理分析
斜井掌子面形状与倾角对隧道开挖面稳定性影响
构造破碎带隧道掌子面稳定性及加固效果分析
隧道内二次衬砌拱部换拱施工技术
饱水砂性地层隧道掌子面稳定性分析
上软下硬地层隧道掌子面稳定性及塌方形态
浅析岳家沟隧道塌方原因及处理措施