浅埋隧道零开挖进洞施工技术

丘新溪

摘要:本文根据笔者在安徽六武高速公路07标隧道工程的施工体会,主要介绍了采用零进洞开挖施工工法确保洞口浅埋段的进洞安全和隧道洞口周围的植被得到妥善保护,维护原有的生态地貌,严格按“早进洞,晚出洞”的原则,采用零开挖进洞施工工法,为今后类似隧道工程进洞施工提供了参考。

关键词:隧道工程 零进洞开挖 施工技术 1 工程概况

旺竹园1号隧道属于分离式隧道,设置为左、右线平行双洞,左隧长184m,右隧长160m。隧道主要穿越Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩,进出口段属Ⅴ级围岩,处于地质浅埋段,左右线进出口均设计有明洞,洞门形式设计为削竹式洞门。

2 施工方法及技术措施 2.1 施工总体方案

本工程严格按“早进洞,晚出洞”的原则,采用零开挖进洞施工方案,即以旺竹园1号隧道六安端为隧道进洞口,根据实际地面线确定明暗

洞交接点,在明暗洞交接点外不开挖山脚土体的情况下,采用两侧开槽施作五榀I18钢拱架作为套拱,逐渐靠向山体明暗洞交接点,拱架间以纵向钢筋连接为整体,并在钢拱架上预设超前管棚导向管,浇注混凝土封闭钢拱架形成套拱衬砌,然后施作超前大管棚作为超前支护,管棚完毕后,再进行进洞开挖施工。

2.2 各工序施工方法 2.2.1 零开挖进洞位置的确定

对旺竹园1号隧道六安端左右线洞口段纵断面测量,根据测量横断面高程确定隧道左右线明暗交接点里程分别为ZK35+961.4、YK35+980.4,左右线零开挖进洞位置里程确定为ZK35+959.4、YK35+978.4。

2.2.2 洞口套拱施工方法

(1)套拱两侧拱脚基坑采用人工开挖,基底人工整平后浇注20号片石砼基础。基础沿纵向长度2.2m,片石混凝土厚度180cm,宽度至开挖基坑边线。

(2)套拱纵向长度2.0m,共设五榀I18工字钢拱架,间距0.4m。工字钢拱架由钢筋加工场预制后现场安装,安装时根据测量人员测定的高程和拱架安装控制线准确定位,并严格检查拱架的垂直度,严格将拱架控制在同一平面。

(3)导向管施工:I18号工字钢拱架安装后,精确测量导向管定位,导向管使用φ108×4mm钢管,环向间距40cm,长2m,使用Φ16钢筋固定在型钢拱架上。并将导向管管口封堵,防止砼进入钢管。

2.2.3 φ89超前管棚施工

当明暗洞交界点外临时衬砌混凝土达到一定强度,套拱拱脚两侧基坑回填完毕后,随即进行超前管棚施工,为了使拱顶周围土壤不受污染,管棚采用小剂量注浆,注浆时严格控制注浆扩散半径。

(1)管棚设计参数。

①管棚规格:φ89热轧无缝钢管,壁厚6mm,每节长度6m,每节之间采用丝接。

②管棚数量及长度:本隧道左右洞各设计有35根长15m的φ89超前管棚,为了保证洞口施工安全,左洞管棚长度比原设计长度增加10m,右洞管棚长度比原设计长度增加6m。

③间距:环向间距40cm。

④外插角:沿线路方向1～3,长管棚投影线平行于中线。 (2)长管棚施工工艺流程。

①钻孔:钻头通过导向拱向内钻进,水平钻机钻进严格按照操作规程进行,钻进过程中根据地层不同及时调整操作参数。

②顶管施工:管棚前端加工成15cm长锥形,便于顶进,距管棚后端50cm处加设φ10加劲箍。管丝口接头预先用车床加工成粗丝口,管棚上钻φ6注浆孔,间距为15cm,梅花型布置。

③清孔:钢管顶进前,检查钻孔孔道是否干净,可用岩芯管再一次扫孔,同时用高压风清孔,清除孔道内岩渣、碎石等。

④顶进:将钻机用两台5t的手拉葫轳拉紧固定在护拱上,通过钻机将管棚顶入孔内,钻机加压时不可过猛,发现顶进时阻力大时,可以旋转顶进,或者借冲洗液协助顶进。

⑤φ89管棚注浆:注浆浆液在灰浆搅拌桶内搅拌均匀,然后经滤网放入储浆桶,再由注浆泵经管路注入到钢管中,浆液按要求注完后,用30＃水泥砂浆进行充填。

⑥进洞开挖:按照“预探测、管超前、严注浆、小断面、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,采用短台阶上断面弧形导坑法开挖、超前小导管、系统锚杆、钢筋网、H型钢拱架和喷射早强混凝土为初期支护的施工方法。

3 施工监测项目及控制要点

监控量测是验证支护结构设计、指导施工及检查施工中各项环境指标的重要手段,本工程主要进行监测项目如表1所示。

4 结语

采用零进洞开挖施工工法确保了洞口浅埋段的进洞安全和隧道洞口周围的植被得到妥善保护,维护了原有的生态地貌,力求与自然环境、人文景观相协调,避免洞口大量挖方,为今后类似隧道工程进洞施工提供了参考价值。

参考文献

[1]王梦恕．地下工程浅埋暗挖法技术通论［M］.安徽:安徽教育出版社,2004.

[2]JTG B01-2003公路工程技术标准［S］.北京:人民交通出版社,2004.