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摘要:在隧道工程施工中,通过制定科学的进洞施工方案,可以保证洞口仰坡的稳定性及生态环境,同时降低洞口防护成本。本文以某隧道工程为研究对象,对高仰坡隧道进洞施工、防护技术要点进行详细探究。
关键词:高仰坡隧道;进洞施工;防护技术
一、工程概述
某隧道工程线路全长2 636.719 m,此隧道属于双线双向分离式,左右线长度各为七百六十四米和七百九十八米。隧道进口地形较陡,为采石区,基岩出露。分析进口地段发现,其构造属于无断裂构造,灰岩为其出露地层岩性,岩层和洞轴线相交,隧址区内主要的不良地形地质有许多,比如岩溶、洞口浅埋等。
二、高仰坡隧道进洞施工关键工艺和防护技术
2.1洞口陡坡危石处理
第一步先清理堑顶部分碎石,重点为A区域,然后施作A区域主动防护网;第二步在B区域平台上设置被动防护网;第三步对B区域危石进行人工清理和排查后对岩石裂隙进行喷浆加固,然后在B区域下部设置被动防护网;第四步在套拱上方搭设防护棚架。
2.2主动防护网施工
在危岩体加固施工中,通过应用主动防护网技术,能够避免危岩体崩落。在主动防护网系统施工中,可采用钢丝绳覆盖在岩石以及斜坡表面,通过发挥围护作用控制落石运动范围。通过对主动防护网进行分析能够发现,在应用原理方面,它和面层护坡防护技术差不多,然而它却有一个特殊之处,那就是存在柔性特点,所以它能够使得系统能够承受较大荷载,并且有效降低锚杆锚固力的要求。
根据施工技术条件,此防护网主要由格栅网以及钢丝绳等构成,它能够覆盖需要防护的岩石以及斜坡,由Ф16、Ф12两类横、纵向支撑绳以及锚杆交错而成,同时进行预张力施工,此处支撑绳形成的网格形状是边长为4.5米的正方形,各网格都有钢丝网,而格栅网则铺于其下。通过缝合绳将支撑绳以及钢丝网相连,同时将其拉紧。
2.3被动防护网施工
被动防护网是由多个构件所组成的,具体包括钢丝绳网、铁丝隔栅网、锚杆、拉锚绳、支撑绳、底座、钢柱以及消能环,通过应用钢柱以及钢绳网将整个系统构成为一个整体,即可达到良好的坡面防护效果,避免坡面危石下落。如果危石冲击防护网,则在被动防护网的柔性作用下,能够有效消散危石冲击力,同时还能够将剩余能量传递至锚固基础层以及稳定底层,中,进而保证防护网柔性以及强度能够达到良好的平衡状态。
本工程被动防护网施工工序如下: 第一步,对施工区域进行现场勘察,在对被动防护范围进行明确之后,将防护区域的浮石等清理干净;第二步,展开测量放样操作,确定钢柱以及锚杆的施工位置;第三步,在坡面勘测中,如果坡度在450以上,则应在施工现场搭设脚手架;第四步,基座锚固;第五步,装设上拉锚绳和钢柱;第六步,装设侧拉锚绳;第七步,装设上支撑绳和下支撑绳;第八步,装设格栅和钢绳网。
2.4防护棚架施工
为了保证套拱和明洞安全施工,需要将防护棚架装设于套拱之上,通过对此防护棚架进行分析能够发现,其基础为方形墩,其中装设了钢筋锚固,同时预埋了立柱I32工字钢。在第一层顶棚中,将钢板焊在了立柱8.5 米处,从而来对I22b工字钢进行支撑,而此类工字钢属于纵向工字钢,其上还有同类型的工字钢以及方木,此处方木长宽高分别为4米、0.1米和0.1米。到了第二层顶棚,将钢板焊在了立柱9.5 米处,从而来对I22b工字钢进行支撑,而此类工字钢属于纵向工字钢,其上还有同类型的工字钢,其面板选择的是五毫米钢板制成。在进口处以及出口处都设计一个防撞墩,防撞墩由混凝土制成,在其下垫上模板,如此在讲防护棚架拆除时,也就能够轻松将防撞墩拆除。同时还需要将限高标志放在棚架上,将反光条贴在防撞墩上。
2.5截水沟及边仰坡施工
在还未开挖仰坡时,需要先做好两项工作,一个是测量放样;一个是对边缘线进行明确。同时还需要在距离开挖线五米到十米左右的地方挖一条截水沟,令其尽量保持顺直,可有效避免降雨季节雨水汇集,对坡面造成冲刷破坏。
在截水沟开挖施工中,可选择用人工来对进行开挖,同时将M10浆砌片石用于其中,保证截水沟排水通畅性,避免地表水渗透至开挖面,进而影响边坡结构稳定性。
2.6洞口边仰坡土、石方施工
当展开仰坡施工之时,最好不要将施工时间定于雨季,同时,对于刷坡,应注意保持原地形坡度,避免出现超挖、欠挖等现象。具体的施工工序如下:①清除施工区域地表草木植被;②按照图纸规定来展开测量放样操作,确定边坡、仰坡开挖轮廓线;③组织挖掘机进入施工现场;④对腐殖土及黄土段直接用挖掘机开挖,通过炮头机来开挖岩石,如此洞口围岩稳定性就不会受到太大影响,同时运走开挖的土石;⑤将坡面危石等清除掉,对其不平之处进行修整。
2.7套拱施工
套拱施工工艺流程如下:
①开挖施工:对施工现场进行测量放样,开挖至套拱基底,同时让相关人员完成基底浮土的清理工作,然后将基底压实。
②安装定位型钢:在套拱开挖施工完成后,在施工现场加设定位型钢,对于定位型钢,可在钢材加工场加工完成,然后运输至施工现场进行拼装。
③埋设导向管。其材质为对Ф133无缝钢,长度达到两米,在放线定位后,即可将导向管固定在型钢上,对于导向管两端位置,将其用纺布包裹,便能够防止导向管出现砂浆、水泥。
④立模施工:在套拱底部安装4榀 120a型钢,其纵向间距达到0.6米,通过Ф22钢筋相连;将标准钢模铺设于上就拥有了底模。然后铜鼓标准钢模在底模之外安装端模,端模外侧斜撑为脚手架,而内侧可采用Ф12钢筋作为支撑结构进行加固处理,在顶模施工中,可采用厚度为20mm的竹胶板。
⑤混凝土浇筑施工:在本工程施工中,需要在搅拌站搅拌混凝土,接着将其运到施工场地,完成浇筑工作后,通过插入式振捣棒展开振捣操作,在这一步骤中,振动棒不可和导向管接触,同时也不可和模板接触。
⑥养护拆模:完成浇筑操作后,并且达到设计强度要求后,持续7d进行洒水养护。
2.8大管棚施工
在大管棚施工中,要求沿开挖轮廓线插入钢管,进而形成棚架,达到超前支护施工效果。在管棚纵向支撑体系施工中,通常会使用到钢筋抑或是钢管材料,因为此处发挥环向支撑作用的是钢拱架,因此支护结构刚度较大。在本工程施工中,大管棚施工工艺如下:
(1)采用丝扣将钢管接头进行连接,对于丝扣长度,应控制在15cm以上。在专用管床上对钢管安装丝扣,对于钢管头可焊接为圆锥形。
(2)钢花管钻孔施工。采用卡萨格蓝迪C6钻机对导向孔内间隔钻孔,注意采用测斜仪,对钻孔偏斜度进行测量,严格控制钻机轴线方向。每钻完一孔后,立即安装一根钢花管。在钻孔达到工程设计要求后,即可清孔,顶入钢花管。对于钢花管,可采用丝扣进行连接,同时在钢管四周设置注浆孔。
(3)钢花管注浆:采用2TGZ-60/120全液压双液注浆泵,采用水泥浆材料,将注浆终压力控制在1.0-2.0 MPa之间,注浆持续时间在5-10 min之间。在注浆施工前,首先在施工现场进行注浆试验,并根据试验结果以及施工要求进行调整。
(4)在注浆施工中,如实做好钻孔地质记录和注浆记录。
三、结语
通过对某隧道进洞关键工艺及洞口高仰坡防护技术分析,采取危石的清理、主动防护网、被动防护网、防护棚架、截水沟合理的设置、进洞关键工艺等措施,对隧道洞口仰坡进行有效的防护,保证坡体的稳定性。同时也令土方开挖量以及预算成本大大降低,令周边环境得到了充分保护,为隧道工程顺利进洞施工提供了有效的安全保证。
参考文献
[1]姚裴.高仰坡隧道进洞施工技术及防护要点探讨[J].低碳世界,2019,9(12):241-243.
[2]宋建军.高速公路隧道零仰坡破碎岩体洞口开挖进洞施工技术研究[J].甘肃科技,2013,29(20):124-129.