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    雁門關(guān)鐵路隧道軟弱圍巖段施工方法研究

    2014-05-30 23:48:19劉文俊
    中華民居·學(xué)術(shù)版 2014年9期
    關(guān)鍵詞:軟弱圍巖施工方法隧道

    劉文俊

    摘 要:本文以雁門關(guān)隧道為背景,根據(jù)其施工工期、地質(zhì)因素以及地貌特點來細(xì)致分析了Ⅴ級圍巖、Ⅳ級圍巖使用的臺階法、及CD法、三臺階法鐵路隧道軟弱圍巖段施工方法。

    關(guān)鍵詞:隧道;軟弱圍巖;施工方法

    1 工程概況

    雁門關(guān)隧道的地理位置在山西省代縣和山陰縣區(qū)域,DK110+855~DK124+940是它的起訖里程,長度達(dá)到了14085m。山西省山陰縣后所鄉(xiāng)廟家窯村東東邊山坡上是其進口處,此處地勢很平和,植被也不多,洞口下方可以利用簡易土路達(dá)到208國道,雁門關(guān)關(guān)口是山西省重點保護文物,它位于線路DK117+700左側(cè)大概900m附近,大概500m就是距隧道垂直高度。2座軍用坑道的位置在線路DK117+700~DK119+200段左側(cè)100m附近,大概400m是距隧道垂直高度。而雁門關(guān)隧道進口段就是我部分具體負(fù)責(zé)的地段,起訖和終止里程分別為DK110+855、DK119+000。8145m是它的長度,1103~1947m是海拔,大概820m的埋深,全程都處于直線位置。1816m是隧道Ⅳ級圍巖段長度,占22.3%;6315m是Ⅴ級圍巖段長度,占77.53%。14m是明洞長度。隧道洞身內(nèi)很繁雜,存在很多地址構(gòu)造。節(jié)理裂隙、斷裂發(fā)育存在很多變化的特質(zhì),很多不良地質(zhì)都有可能存在,例如巖爆、突水突泥、斷層破碎帶、黃土等。

    2 施工方法

    2.1 臺階法施工

    出口段Ⅳ圍巖巖石存在很大的風(fēng)化,較大的裂隙,容易碎裂,可是,圍巖穩(wěn)定性不差,所以可以應(yīng)用長臺階法開挖,30~40m是其臺階長度。

    2.1.1 測量放樣

    在進行鉆眼時,首先應(yīng)該具有斷面炮眼布置圖,開挖輪廓線、中線位置應(yīng)該利用測量儀器來定位,隨后,根據(jù)鉆爆設(shè)計圖來用油漆標(biāo)記炮眼的位置。斷面尺寸放大僅僅利用預(yù)留變形量是可以的。

    2.1.2 開挖方法

    Ⅳ級圍巖可以利用上、下臺階法來進行,首先開挖上半斷面,立格柵鋼架、進行噴錨支護,隨后開始開挖下半斷面、初期支護。具體的步驟如下:

    (1)利用上導(dǎo)坑開挖臺架來開挖上臺階。

    (2)達(dá)到Ⅳ級圍巖后,施作超前支護采用的是上一循環(huán)架立的鋼拱架,初噴4cm厚混凝土,立A、B兩個單元的格柵鋼架,鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿以及超前錨桿。

    (3)上臺階開挖達(dá)到30~40m后,弱爆破開挖下臺階部分,同樣先初噴4cm厚混凝土,立C單元的格柵鋼架,將鋼架腳鎖定。

    2.1.3 支 護

    Ⅳ級圍巖段拱墻的支護采用的20cm×20cm的格柵鋼架,相鄰兩榀鋼架之間有100cm(中對中)的距離。拱部超前錨桿預(yù)支護,超前錨桿使用的砂漿錨桿的型號為?準(zhǔn)22,縱向相鄰兩排錨桿的水平搭接大于等于100cm,每環(huán)39根。進行初噴4cm后來設(shè)置鋼架,完成后要立刻檢查垂直度、中線和高程。垂直度偏差、中線偏移、拱頂高程偏差、鋼架各單元之間連接誤差不大于±2cm、±5cm、±5cm、±3cm。復(fù)噴要確保覆蓋度達(dá)到不小于3cm,初噴混凝土面和鋼架務(wù)必要結(jié)合緊密,如果中間有縫隙,可以利用混凝土墊塊契緊。

    2.1.4 通風(fēng)、排險、出碴

    斷面爆破后可以采用通風(fēng)排煙,隨后得到爆破員核查后,施工人員才可以進行排險,排險時要結(jié)合利用挖掘機、排險桿將掌子面、邊墻、拱頂?shù)乃缮⑽J懦?。同時可以對分辨或許下落的大石進行處理,具體的方法有補炮和錨桿加固,關(guān)于那些巖層較差的,首先經(jīng)過素噴,而后進行下一部工作。

    2.2 三臺階法及CD法施工

    Ⅴ級圍巖可以利用CD法、三臺階法。三臺階法將隧道分成三部分開挖,施工時先開挖上臺階,待開挖到一定長度后再同時開挖中臺階及下臺階,形成上、中、下三臺階同時并進的施工方法。單側(cè)壁導(dǎo)坑法(CD法)通過隧道斷面中部的臨時支撐隔墻,把斷面跨度分為兩半,繼續(xù)使用臺階法開挖,上臺階采用分步進行,開挖一側(cè)后就開始支護,另一側(cè)開挖要繼續(xù)留住中間的格柵鋼架等支護措施,開挖完上臺階在進行下臺階,從而可以使得開挖斷面跨度得以減少,斷面受力變得很均勻,保證了隧道開挖的可靠性和安全性。

    2.2.1 施工參數(shù)

    (1)超前支護:拱部采用雙排小導(dǎo)管超前預(yù)支護,并注水泥漿。

    (2)開挖進尺:各分部開挖進尺為1榀鋼架間距即0.5m。

    (3)臺階高度:上臺階、中臺階開挖高度4.0~5.5m。

    (4)開挖工作面間距:各級臺階開挖間距控制在3~5m。

    (5)施工支護措施:中隔壁臨時支護采用I20b,初期支護由原設(shè)計I20b變更為H175型鋼。

    (6)拱部按原設(shè)計數(shù)量施做?準(zhǔn)22中空錨桿、邊墻砂漿錨桿,施工程序為在初期支護結(jié)束后在施做。

    2.2.2 開挖方法

    隧道可以劃分左、右導(dǎo)坑開挖,每側(cè)導(dǎo)坑又分為兩步臺階。為了確保圍巖的穩(wěn)定,機械輔人工開挖是比較理想的方式,每循環(huán)進尺可以采用每榀鋼架間距0.5m,如果圍巖存在很差的穩(wěn)定性,可以采用中部預(yù)留核心土法施工。

    2.2.3 施工步驟

    ①施作左洞室拱部?準(zhǔn)42超前注漿小導(dǎo)管,開挖左洞室上臺階并做好支護。②開挖左洞室下臺階同時要實時施作下臺階初期支護,還有接長中隔壁臨時鋼支撐。③施作右洞室拱部?準(zhǔn)42超前注漿小導(dǎo)管,開挖右洞室上臺階并做好支護。④開挖右洞室下臺階,施作下臺階及仰拱初期支護,及早形成封閉受力環(huán)。⑤分段拆除臨時中隔壁,每次拆除長度6m,做好仰拱及矮邊墻初期支護基面處理,及時鋪設(shè)仰拱及矮邊墻防水板,灌筑仰拱填充及矮邊墻。⑥邊墻、拱部初期支護基面處理;施作邊墻、拱部復(fù)合式防水板;立模灌筑邊墻、拱部二襯鋼筋混凝土

    2.2.4 中壁拆除

    在CD法中,其中的重點環(huán)節(jié)就是拆除中壁,根據(jù)經(jīng)驗所得,只有在全斷面成環(huán)后才可以拆除中隔壁,拆除前務(wù)必要保證各部位位移充分穩(wěn)定。

    2.2.5 監(jiān)控量測

    施工管理要進行全過程管理,監(jiān)控量測應(yīng)當(dāng)是重要的依據(jù),只有用監(jiān)控量測數(shù)據(jù)實時的指導(dǎo)設(shè)計和施工,才能發(fā)揮應(yīng)有的作用。

    3 結(jié) 語

    此隧道淺埋軟弱圍巖段工程進度可以按照計劃順利進行,避免了由于軟弱圍巖的存在而出現(xiàn)的倒塌事故。通過斷面檢測,開挖端面都在規(guī)范規(guī)定的要求之內(nèi)說明了只要施工管理人員和技術(shù)人員仔細(xì)進行分析、勘查,并使用最貼合實際的可以實施的施工方案,軟弱圍巖地段施工能夠順利進行。只要進行規(guī)范化施工管理、采用程序化的操作過程,安排好機具和勞動力,做好工序銜接工作,在軟弱圍巖施工中一樣可以讓進度提前。在軟弱圍巖施工中,特別是在大跨淺埋地段,施工支護的作用不可忽視。采用高效的施工支護手段能夠減弱和阻撓圍巖變形。同時,施工現(xiàn)場的管理一樣很關(guān)鍵,具有很強責(zé)任心的施工生產(chǎn)管理者,同時還有很好的管理力度,將對工程質(zhì)量的提升帶來很大幫助,一定程度上也影響了施工安全。在軟弱圍巖段,可以利用全斷面開挖,是加快進度的良好方法。其中重要的還是要工程技術(shù)人員多多進行地質(zhì)勘查,知曉其中的地質(zhì)狀況和變化瑰麗,做好分析研究工作,實時的調(diào)整工程方案,做好其中的各類工序。

    參考文獻

    [1]李偉.長大鐵路隧道軟弱圍巖段中隔壁法施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(02).

    [2]鐘友江.論軟弱圍巖隧道施工的對策措施[J].路基工程,2014(02).

    [3]肖毅.復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)研究[J].低碳世界,2014(01).

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