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建筑技术:某双联拱隧道中导洞坍塌处理施工技术

来源:未知 2020-07-26 10:41

摘要:

  由于隧道地质勘测的局限性和施工的不规范性,使隧道塌方较为普遍,尤其是双联拱隧道施工工序复杂,难度大,在破碎围岩情况下极易造成塌方。本文就某双联拱隧道破碎地质中导洞

 建筑技术:某双联拱隧道中导洞坍塌处理施工技术

  摘要:由于隧道地质勘测的局限性和施工的不规范性,使隧道塌方较为普遍,尤其是双联拱隧道施工工序复杂,难度大,在破碎围岩情况下极易造成塌方。本文就某双联拱隧道破碎地质中导洞大塌方,结合该隧道地质情况和塌方情况,从塌方处理原则,塌方处理顺序,塌方处理关键施工技术及正洞施工工序安排等方面,提出有针对性的措施,保证了塌方处理安全、快速、优质,对类似塌方具有一定的借鉴作用。

  关键词:联拱隧道 中导洞 塌方 处理

  1.工程概况

  1.1施工概况

  某隧道是一座上、下行合建的四车道联拱高速公路隧道,隧道起讫桩号K23+108-K23+405,隧道长297m,隧道建筑限界净宽23.4m,净高5m,隧道最大埋深87m,本隧道平面线形为曲线。曲线半径为R=2500m(左偏),为不设超高的平曲线半径,纵面纵坡为i=0.3448%。隧道地质为强风化-全风化绢云母钠长石英片岩,整体呈褐黄色,围岩级别为V级。正洞施工采用三台阶法,中导洞采用两台阶法。隧道中导洞于4月28日贯通, 5月5日,隧道中导洞K23+256-K23+246段发生塌方, 塌方最大高度5.5m,最大宽度8m,体积约为280m3,塌方影响段K23+246-K23+210初期支护侧墙挤压变形、开裂。

  塌方时左洞掌子面开挖里程:LK23+270;右洞掌子面开挖里程:RK23+370;中隔墙施工里程:K23+110~K23+207,K23+268~K23+405。在前期中导洞施工中,设计K23+256-K23+268段支护采用

  间距1mI18工字钢锚网喷型式,其它均采用间距1mI16工字钢锚网喷型式。

  1.2塌方段地质岩性

  通过对塌方段塌落的岩性进行分析,主要为褐黄色强风化绢云母钠长石英片岩,局部夹灰色泥状物,塌体松散,呈碎块状,塌方位置顶部围岩面完整性差,胶结性极差,有多处裂隙水呈线状流出。

  2.坍塌原因分析

  一是该段地质岩体强度低,为强风化和全风化,围岩无胶结,完整性极差,且含有丰富裂隙水。二是支护参数较弱,采用间距1m I16工字钢架的锚网喷支护结构。三是施工中未对中导洞进行有效的施工监测,未对隧道变形提前预控。

  3.总体施工方案

  3.1总体思路

  先稳定变形段中导洞和左右线正洞开挖面,保证处理塌方段期间的稳定,然后再处理中导洞塌方段,施工顺序是由中导洞出口组织施工,先施工K23+268~K23+258段中隔墙,然后再施工K23+256~+246段塌方体和K23+246~K23+210段中导洞变形区。

  3.2主要施工技术措施

  针对坍塌特点,结合左右线隧道施工的位置,主要制定以下技术措施。

  3.2.1停止正洞施工,即对左右洞掌子面里程分别为LK23+270和RK3+370进行喷射混15CM厚凝土封闭。

  3.2.2对K23+258-K23+268段和K23+210-K23+246段进行临时加固处理,采取径向3M长间距1m×1mφ50小导管注浆加固。

  3.2.3在处理塌方段前,抓紧左洞仰拱、衬砌施工,仰拱跟进至ZK23+290,衬砌跟进至ZK23+320段,确保后方岩体稳定。

  3.2.4在ZK23+290的线路右侧施工临时通道到中导洞内,便于处理塌方的施工作业。

  3.2.5快速完成K23+258-268段中隔墙。

  3.2.6根据塌体及变形情况制定合理科学的施工方案,安全快速通过塌体及变形区。

  3.2.7塌方段通过并完成中隔墙后,对空腔进行泵送轻质泡沫混凝土回填。

  4.关键施工技术

  施工遵循“管注浆超前、短开挖、不爆破、强支护、早成环、中隔墙(仰拱、二次衬砌)紧跟、勤量测”的原则进行。

  4.1临时通道的施工

  左洞仰拱施工至K23+290处,在此处开始施工临时通道至中导洞内。通道临时支护采用18工字钢,间距1m布置,锚网喷支护。

  4.2 K23+258~268临时支护区中隔墙的施工

  K23+258-K23+268段前期施工的临时支护变形较小,但为了确保施工的安全,在K23+258处采取φ200钢管支撑,保证后方施工安全。由于本段基底围岩松软,为保证中隔墙及中导洞钢支撑基础稳定,施工中在中隔墙基底增加竖向小导管注浆(间距1m*1m梅花形布置,L=3m),在每榀钢拱架每侧增加4根锁脚锚杆(环向间距0.6m,Φ22砂浆锚杆,L=3.5m)。

  4.3 塌方段中导洞及中隔墙施工方案比选

  中隔墙完成后待混凝土达到70%强度后,视塌方现场具体情况开始处理K23+246~+256段塌方体,处理范围K23+258~K23+246,根据现场情况,拟定以下两个方案:

  方案一

  塌方段中导洞拱部范围施作φ50双层小导管(L=5m,环向间距0.4m,纵向间距1.5m),预注浆固结周边围岩并形成棚架,初期支护中钢拱架采用I18,间距0.5m,锚杆采用Φ22砂浆锚杆,L=3.5m,环向间距0.8m,纵向间距0.5m,喷射混凝土厚度为26cm,初期支护完成后,中隔墙紧跟,形成循环作业,中隔墙距开挖掌子面的距离不得大于5m。小导管采用φ50钢管,间距40cm布置。

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  方案二

  对碴体全部予以清理,在围岩保持基本稳定的前提下及时对坍空洞顶进行喷混凝土封闭,采用40cmC30挂板混凝土代替原设计的喷射混凝土。同时将初期支护中钢拱架变更为I18,间距0.5m,锚杆采用Φ22砂浆锚杆,L=3.5m,环向间距0.8m,纵向间距0.5m,初期支护完成后,中隔墙紧跟,形成循环作业,中隔墙距开挖掌子面的距离不得大于5m。

  根据现场的完整性差、基本无胶结的围岩状况,若采取第二方案,在清除碴体过程中,围岩将持续坍落,将扩大坍塌范围,甚至坍塌将无法遏止,为此,为确保施工安全,现场施工采取第一方案。

  4.4变形段中导洞及中隔墙施工

  当坍方段中隔墙施工完成后开始处理变形段中导洞,开挖前首先施作超前注浆小导管(L=3.5m,环向间距0.4m,纵向间距1.5m,每环施作20根),然后逐榀更换变形段钢拱架,采用I18工字钢架,间距0.5m,拆除钢架采用风镐凿除。初期支护完成5m后,中隔墙及时施工,中隔墙至掘进工作面距离4m。

  4.5 塌方区、变形区段主洞的施工

  塌方变形区中隔墙施工完毕,左右洞仰拱、二衬紧跟,左洞距塌方段仰供20m,二衬50m,右洞仰拱40m,二衬70m位置时,进行塌方区、变形区段主洞的施工。先施工左洞,待左洞施工至K23+250后再施工右洞,施工时同时保证两洞掌子面间距在20m以上。在塌方区主洞施工开挖上半断面时,靠坍塌体一侧用长度6mΦ50小导管、环向间距0.5m,每环15根的小导管注浆加固。当开挖后发现有空洞时,用挂板泵送混凝土回填,形成护拱。

  塌方区、变形区段主洞的初期支护采用加强支护,20b工字钢架锚网喷支护,,每循环间距0.5m,单循环进尺,开挖时预留核心土施工。

  5.结束语

  该隧道的塌方处理共计用3个月的时间,施工过程中严格按照既定的施工方案,未发生次生坍塌,安全、质量、工期受控。通过本座隧道的塌方处理,在隧道施工中应注意以下几个方面:

  5.1由于隧道地质勘测深度不足,围岩判定很难准确,施工中重视对围岩级别的判定。

  5.2隧道施工中要严格进行围岩变形监测,以便及时掌握围岩变形情况,采取相应措施。

  5.3处理塌方变形为避免发生次生灾害,塌方发生后首先应快速加固塌方段附近影响区的围岩,但应在塌方段基本稳定,确保施工安全的情况下方可进行加固处理。

  5.4塌方处理一定要快速,围岩坍塌后裸露临空面较大,受风化、裂隙水影响,一段时间后将持续坍塌,因此施工组织一定得力。

  5.5塌方处理时不可盲目冒进,一定做好现场观察,观测,确保施工安全的前提下方可进行。

  【参考文献】

  [1]冯卫星.隧道坍方处理方案例分析.西安交通大学出版社,2002,1.

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