中交集团隧道局100102
摘要:在隧道施工中,大断面隧道变截面段的施工难度大,对施工技术的要求较高,需要采取特殊的施工工艺才能满足实际要求。为此,我们应根据大断面隧道变截面段的施工特点,总结施工经验,采取正确的施工技术,保证大断面隧道变截面段施工能够取得积极效果。
关键词:大断面隧道;截面段;施工技术
一、前言
大断面隧道变截面段施工中,首先要做好大跨段的开挖与支护,完成这一部分施工之后,即进行标准单线断面进入多线大断面施工,最后进行大跨、变截面衬砌。在实际施工中,考虑到大断面隧道变截面段的施工难度,需要保证每一个施工环节的质量都能达标,避免因其中某一个工序不达标而引发系统质量问题。所以,我们要对施工技术和施工工艺有较为深入的了解,做到根据施工需要强化工艺控制,保证施工技术应用能够达到预期目标,解决施工中存在的质量问题。
二、大断面隧道变截面段施工中,首先应做好大跨段开挖、支护
1.开挖
中壁法按“小分块、短台阶、早成环,环套环”施工原则,进行分部开挖,支护成环。
在隧道开挖中,中壁法是一种有效的方法。利用中壁法开挖,不但可以解决隧道开挖过程中的隧道壁容易坍塌的问题,同时也可以提高隧道开挖质量,形成分梯度开挖,合理控制开挖速度,避免开挖过程中出现质量问题。
2、掘进
先沿开挖轮廊线布置1排密炮眼即周边缓冲减震孔,其眼距为60cm,距开挖轮廊线5cm,爆破时均不装药;再于周边缓冲减震孔内侧30cm处布置1圈炮眼(即周边眼)。
在掘进过程中,需要布置好减震孔和炮眼,保证炮眼和减震孔的距离能够达到要求,避免距离过近影响爆破效果,同时也避免爆破过程中对已经开挖的部分造成损伤。所以,合理掘进合理布置减震孔和炮眼并操作好爆破操作十分重要。
3.初期支护
隧道系统锚杆按ф25中空注浆锚杆设计,锚杆每根长3.50m,按间距1.0×1.0m梅花形布置,锚杆尾部设有厚8mm钢板、尺寸为20×20cm作垫板。采用锚杆钻孔台架钻孔,钻孔后采用高压水冲洗。
在掘进到一定深度之后,为了避免隧道洞壁发生坍塌,需要对已经成型的隧道洞壁进行支护。在支护过程中,主要应采取锚杆支护的方式,设计好每一根锚杆的长度,并且按照间距布置好锚杆的形状,在锚杆尾部安装垫板。
4、围岩变形监控量测:
监控量测、实施信息反馈,是隧道施工的重要工作内容,对大跨度和软岩复杂地质隧道安全施工更具有特殊的保证作用。
在隧道施工中,掘进操作因发生爆破次数较为频繁,容易造成围岩变形。围岩一旦发生严重变形,会给隧道开挖带来安全隐患,同时也会影响隧道开挖质量。因此,在隧道掘进施工中,需要对围岩的变形量进行紧密监测,保证围岩变形在可控的范围之内。
三、大断面隧道变截面段施工中,应做好标准单线断面进入多线大断面施工
1.上台阶爬坡抬高施作2.5m宽纵导洞拱部抬高达到大断面拱部设计标高
后,再按平坡顺延施作长3m的纵导洞。
在进入多线大断面施工时,需要将导洞的尺寸进行扩展,进行初步扩展之后,剩下的导洞尺寸就按照扩展之后的尺寸进行。在衔接过程中,应做好导洞之间的平缓过渡,避免导洞变化过快影响施工质量,同时也避免因导洞问题给施工安全带来影响。
2.由纵导洞(2)分别向两侧施作2.5m宽横向弧形导洞与两侧大断面开挖轮廓线相吻合。
在进入大断面施工后,需要对纵向导洞进行扩充,其扩充的主要原则是向纵向导洞的两端开挖弧形侧洞,其开挖的尺寸需要与大断面开挖轮廓线符合。所以,做好纵向导洞的开挖以及纵向导洞的扩展是进入大断面施工的重要内容。
3.在横向弧形小导洞内安装工字型钢拱架,需要作大断面初期支护;
纵向导洞施工完毕之后,需要在横向的位置找准弧形导洞安装支护设备,对横向导洞进行有效的支护。由于横向导洞在开挖初期洞壁承载力小,容易发生坍塌事故,所以在做初期支护过程中应当提早进行支护,避免支护时间晚影响支护质量。
4.反向按中隔壁法完成大断面起点方向阔挖剩余断面。
在大断面最后的截面开挖施工中,需要采用反向中隔壁法进行开挖,主要目
的是将截面剩余的土开挖完毕,保证截面的开挖质量可控。采用反向中隔壁法开挖的好处在于可以解决截面的残土掉落问题,还能保证大断面变截面段施工质量达标。
四、大断面隧道变截面段施工中,应做好大跨、变截面衬砌
1.二衬施工作业时间的确定
大跨段采用复合式衬砌,在一般情况下,二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。变形基本稳定应符合隧道周边位移速度有明显减缓趋势。
在大断面隧道变截面段的施工中,需要控制施工速度,同时还要确定衬砌的时机,一旦时机选择不对,截面段的施工就会受到影响。在具体衬砌施工时机选择中,可以以隧道周边位移速度减缓为主要依据,保证二次衬砌施工质量达标。
图1大跨截面衬砌图
2.二衬施工方案
为保证复合衬砌质量,防水层采用无钉挂设,二次衬砌采用9m长模板台车施工,仰拱超前,拱墙全断面一次衬砌。
在二次衬砌施工中,要做好防水层的设置,还要采用台车施工,保证仰拱角度,通过拱墙的形式对全断面进行一次衬砌,保证衬砌质量达标。经过了解发现,在二次衬砌施工中,一次性衬砌的施工效果比较明显,可以达到一体成型的目的。
3.变截面二衬模架施工方法
4.衬砌方向随开挖、仰拱施工进度向前进行,减少围岩裸露时间,保证施工安全;
5.二衬主承力结构(含走行系统)要充分考虑各段断面变化尺寸要求,
承力部分结构一次性安装,成型模板可变动尺寸以满足整个大跨段二衬施工要求;
6.相邻段断面相同,仅中线位置有所变化的二衬,通过调整走行轨道,
台车前后移动就位
在大断面隧道变截面段的施工中,二次衬砌模架施工是一种重要方式,在施工中往往能够达到预期效果。那么在实际施工中,我们就要对这一施工方法进行有效利用,根据变截面的施工实际进行二次衬砌模架施工。
五、结论
通过本文的分析可知,大断面隧道变截面段施工中,首先要做好大跨段的开挖与支护,完成这一部分施工之后,即进行标准单线断面进入多线大断面施工,最后进行大跨、变截面衬砌。在实际施工中,考虑到大断面隧道变截面段的施工难度,需要保证每一个施工环节的质量都能达标,避免因其中某一个工序不达标而引发系统质量问题。
参考文献:
[1]姜长清;;高速铁路大断面隧道浅埋段多台阶开挖法施工技术优化研究[J];铁道建筑;2014年06期
[2]赵志强;贾后省;王志刚;樊龙;;大采高超大断面切眼长锚杆锚索组合支护技术[J];中国煤炭;2013年11期
[3]李飞;彭建川;;破碎围岩超大断面切眼支护[J];科技创新与应用;2014年25期