论大跨度公路隧道洞身开挖施工技术

发表时间:2020/5/28   来源:《工程管理前沿》2020年2月第7期   作者:龚万辉
[导读] 工程勘测隧道围岩等级主要为IV级,部分为III级围岩,如果没有支护的作用下,存在着坍塌风险。
        摘要:结合跨度公路隧道实例,探讨了洞身开挖施工方案,并就相关的洞身开挖施工技术进行较为全方位的分析和探讨,重点分析了超前支护与初期支护等相关问题,希望能有助于全方位提升大跨度公路隧道洞身开挖施工技术,符合当前快速发展的公路隧道建设要求。
关键词:公路隧道,洞身开挖,大跨度公路,洞身开挖,施工技术

1引言
        这里选择某长度为345m的高速公路隧道为例进行说明,此工程隧道处于平曲线线上,其中,纵坡为-3.0%下坡的情况,属于大跨度公路隧道的情况。其中,工程勘测隧道围岩等级主要为IV级,部分为III级围岩,如果没有支护的作用下,存在着坍塌风险。
2洞身开挖施工方案
2.1洞身开挖方法
        这里结合工程实际情况,利用台阶分步法方式开展施工工作,其中,选择5-8m的台阶长度,相应的各个部分的开挖方式如下:(1)开挖上台阶弧形导抗的过程中,则应以要求通过YT28高速风钻以及简易开挖台架钻孔相互结合的方式,能有效保障孔深控制在0.5-1.0范围中,2台风钻能有效实现锚杆孔钻眼的要求,另外3台风钻则是进行掌子面钻眼。针对存在着弧形导坑内围岩较软弱的时候,可以选择风镐直接开挖方法;(2)针对上台阶核心土及下部中槽来说,通过手持风钻钻孔的方式以保障满足孔深在1.5-2.0m的范围要求;(3)对于马口的施工来说,则是利用跳槽开挖的方式进行施工,并要求能够控制在0.8-1.5m范围内。
2.2开挖支护施工顺序
        针对洞身开挖支护施工进行分析,主要涉及到以下几个步骤:(1)在洞口的加强段的位置,通过超前支护φ42注浆小导管的施工工作;(2)对φ22注浆锚杆1'来说,进行上弧形导坑的开挖处理;(3)开展拱部锚喷支护工作,并结合实际需求进行起格栅拱的架立;(4)挖中核;(5)和下部中槽;(6)马口开挖操作;(7)格栅拱,锚喷支护操作,进行边墙架立;(8)进行相应的环向育沟及防水板的铺设工作,有效实现整体管柱要求。
2.3  IV级围岩开挖
        从IV级围岩地质特点出发,这里选择微台阶法开展相应的施工工作,选择台阶长度为2.0-2.5m,其中,孔眼则是为微差网络爆破方式。其中,利用人工手持风钻配合简易开挖台架钻孔来处理上台阶,能有效实现孔深在1.5-2.0m范围,周边眼间距控制在0.5m上下。如果存在着围岩稳定性较差情况,则应结合实际来来进行喷射厚度的加厚处理,在能够实现围岩基本稳定情况下开展相应的钢支撑施工和锚杆工程。
         结合具体施工情况来看,则应重视监控相应的地质情况、拱顶沉降以及周边收敛等方面的问题,同时,加强超前地质预报方面的工作,从而保障能够了解到动态化的支护以及围岩变形的情况,有效落实好数据的及时性、准确性,保障工程的安全要求。
2.4 III级围岩开挖
在进行III级围岩的开挖过程中,则应利用全断面法进行施工。在实际过程中,利用人工手持风钻和自制简易开挖台架钻孔两种方式相互结合,有效满足孔深控制在3.0-.3.5m范围中。其中,爆破则是通过非电毫秒微差网络起爆方式进行,可以通过直眼掏槽方式开展。

3超前支护与初期支护
3.1超前注浆小导管
        这里采用超前小导管则是能够实现隧道超前支护的作用,其中,超前注浆小导管结合实际选择应用φ42中空注浆小导管,水泥则是选择普标425#水泥,控制水灰比满足1:1-1:1.2的范围;对于存在着水的地带来说,可以进行水玻璃掺入其中,并按照一定的水量进行合理化配置,并能有效控制相应的30秒-60秒的胶凝时间范围。对于超前注浆工艺来说,可以选择φ80钻头,通过5台风钻从两拱脚和拱顶开始钻孔,在进行导管的安设基础上,进行向两端的拱顶注浆。在此过程中,有效控制注浆压力在0.5-1.5MPa的范围。
3.2 初期支护施工
(1)喷射砼
        对于隧道开挖之后,则应进行岩面喷射砼,避免出现岩体的松弛问题。首先,为了控制喷射混凝土的厚度,则应通过埋设标志或利用锚杆外露长度的方式进行。然后,进行混凝土的喷射,喷射过程中可以结合结合来进行分段处理,并满足从下到上的顺序施工,对于岩面的较大凹洼情况,可以进行相应的喷凹处找平处理。在前一层混凝土终凝的基础上,方能开展后一层的喷射。在此过程中,应注意控制好喷嘴应与受喷面垂直且距离为1-1.5m。
(2)锚杆
        结合实际情况选择φ25普通砂浆锚杆。在进行锚杆安装之前,落实具体的相应锚杆的基本参数要求,以便满足设计规范的要求,严控锚杆孔的钻孔深度误差。为了便于进行安装,还应保障锚杆的外露端长度为100mm。为实现注浆饱满的要求,则应进行要求止浆塞密贴孔口。落实好具体的支护效果,则应将φ6.5钢筋网设置在锚杆外端。
3.3洞身衬砌
        洞身衬砌则是通过自行式全断面液压衬砌台车方式,能够有效控制每节为12米,将自动计量拌合站拌制砼设置在洞外。其中,通过HBT60B型砼输送泵灌注工作,在附着式振动器插入捣固器捣固帮助下来实现一次灌注要求。为了保障隧道的良好整体承载能力要求,在具体的施工环节应该注意:一是,对于有仰拱地段来说,保障仰拱开挖操作能够在衬砌施工前;二是,针对无仰拱地段来说,先应该进行施工调平层,具体可以分别为施工一股车道,满足强度要求后再开展另一股车道施工。
4 预防隧道塌方的措施
        为了全方位保障工程的安全性要求,应做好隧道开挖中预防塌方的措施。一是,完成爆破开完则应开展开挖轮廓面的初喷;二是,结合地质实际情况,开展围岩中的节理密集带、小断层带的支护工作;三是,爆破震动的控制环节,则应重点分析震动对围岩中局部节理密集带和软弱带所造成的影响;四是,重视先行洞的地质编录,以便后续选择相应合理方式的并给予必要的指导。
5 结束语
        综上所述,台阶分部开挖方法具有较强的稳定性以及安全性,但所涉及到的相关的施工难度也比较大。这里结合大跨度公路隧道洞身开挖施工进行探讨,从实际的情况来看,隧道建成后围岩支护体稳定性比较高,能够保障围岩变形量控制在安全范围内,能满足优异效果。



参考文献:
[1] 刘蔚.  公路隧道洞身开挖施工中的超欠挖原因分析[J]. 交通世界(下旬刊), 2018年9期.
[2] 王鑫.  高速公路隧道洞身开挖施工工艺分析[J]. 交通世界(上旬刊), 2018年1期.
[3] 黄江华.  浅谈成渝复线高速公路巴岳山隧道洞身开挖施工技术[J]. 建材与装饰, 2017年1期.
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