隧道工程浅埋暗挖法施工要点分析

2018-03-24 02:00
城市建设理论研究(电子版) 2018年26期
关键词:凉棚导坑覆盖层

台州市黄岩公路工程有限公司 浙江 台州 318020

正文:

1 浅埋暗挖施工方式概述

该施工方法在实际的施工中不仅会受到隧道工程浅埋区的影响,而且同时还会受到周边地形因素的影响,浅埋暗挖法本身包括了很多形式和方式,因此其能够有效的对浅埋区域内的土体进行有效的加固,从而更好的提高周边土体的承载力。严格来说,浅埋暗挖法是一种概括的说法,它分为多种施工工法,主要有双侧壁导坑法、CRD法、三台阶多步法、预留核心土环形法等等。如何运用一种或多种工法综合运用,这取决于隧道实际情况,如隧道断面大小、隧道围岩条件、埋深等等;但无论运用哪一种方法,其遵循的原则和所要达到的目的是相同的,那就是保证施工安全、达到设计要求。

本文将通过笔者亲自参与管理的凉棚岭隧道为例,介绍浅埋暗挖法的具体实施和效果分析,以及施工中的注意事项,为同类别隧道施工提供一些经验。

2.工程实例介绍

工程概况:凉棚岭隧道是104国道黄岩头陀至院桥段公路工程澄江支线的一座分离式隧道,净空5.0m,净宽15.75m,Ⅲ级围岩330m,Ⅳ级围岩155m,Ⅴ级围岩80m,明洞50m。

本隧道为三车道+非机动车道布置,是台州地区甚至是浙江省三车道隧道中断面、开挖宽度最大、矢跨比最小的隧道。本文仅以左洞为例,也是本隧道施工中难度最大的一部分。

凉棚岭左洞进口地质情况:凉棚岭隧道左洞进洞口表部为残坡积含碎石粉质土、土砾砂、土碎石层,厚度不均,进洞口上部覆盖层厚约3.6m,覆盖层较薄,隧道左洞顶部有一天然冲沟。根据现场已揭露的隧道断面,断面左侧距起拱线约40cm、右侧距起拱线约200cm以上为含碎石粉质土,自稳能力极差,易坍塌变形;断面下半部分为基岩。

3 浅埋暗挖法隧道施工技术特点

3.1 浅埋暗挖工法选择

本隧道有以下几个显著特点:

①超大断面,开挖面积达185平方米,矢跨比为0.48;

②围岩地层超差,隧道围岩为年冲积碎石土层,粉砂质,无自稳能力,透水性好;

③超浅埋,洞顶覆盖层3.6m,进洞50m范围内覆盖层最厚处为7m左右,过50m后,覆盖层逐渐增加;

④水的影响,本隧道位于一处天然冲泡下部,当地雨水充足,地表水下渗,对隧道施工造成很大影响。

基于以上几点,本隧道前35m采用双侧壁导坑法开挖,在采用双侧壁导坑法开挖过程中,做到以下几点:首先,严格控制开挖进尺,由于隧道上部为土层,全部采用机械开挖,开挖进尺为一榀拱架距离,即0.5m;其次,尽快支护,所有支护均在较短时间内完成,减少土层暴露时间。第三,各导坑之间保持合适的距离,严禁两侧导坑齐头并进。第四,尽快开挖施工仰拱,尽早形成闭合圈,确保稳定。同时,还对洞顶地表水进行引排,减少下渗于隧道内的水量,对原地表、拱顶沉降和两侧收敛进行观测,确保隧道断面净空满足设计要求。

双侧壁导坑开挖完成后,隧道拱部依然为土层,为确保安全,将施工工法变更为预留核心土环形开挖,采用这种工法施工时,同样必须遵循短进尺、弱爆破、强支护的原则。超前支护采用双层小导管,钢拱架间距为50cm,重中之重依然是开挖进尺的控制,严格按照0.5cm的进尺寸控制。

4.浅埋暗挖法隧道施工技术要点分析

4.1 选择开挖方法

隧道施工的特殊在于它是一项隐蔽性极强的工程,在地质情况没有完全揭露前,无法完全掌握围岩情况。正如前文提到,如何选择开挖方法,完全取决于隧道地质条件、断面大小、影响范围等综合情况。通常情况下,完成复杂情况下的隧道开挖,往往是多种方法综合运用,才能完全解决现实难题。比如说,在围岩极差时,想尽一切办法利用机械开挖,甚至人工开挖,目的是减少对围岩的扰动。隧道施工的关键,在于要及时调整施工方法和参数,尤其是围岩发生变化时,要立即做出调整,确保支护及时和正确,这也是新奥法的精髓所在。

4.2 爆破法开挖的运用

在爆破法施工中,为了确保爆破工作的安全顺利进行,施工人员必须要依据依据不同等级的围岩和断面来选择不同的施工方法,而且还要依据围岩的变化来对施工方法进行不断的调整,对爆破技术参数进行有效的设计和调整,从而达到减震以及光面爆破的效果。凉棚岭隧道在双侧壁法完成后,也采用了爆破法进行开挖施工,为了使隧道达到光面爆破的标准,并且降低围岩松弛圈的影响范围,在进行开挖时采用合适的爆破参数,确保了开挖的质量。

4.3 支护方式

一般情况下,隧道支护分为三种形式,并且通常都是合并综合利用。一是超前支护。超前支护也是一种辅助支护形式,即将小导管或锚杆沿隧道前进方向,以一定的外插角沿隧道拱部轮廓线打入。二是初期支护,初期支护往往是钢拱架、钢筋网、锚杆、钢纤维、喷射混凝土等的一种或多种综合支护,相互作用,形成综合支护系统。三是二次衬砌,二次衬砌是通过钢筋混凝土或素混凝土,对隧道进行永久性的支护。该支护根据初期支护稳定性来确定二次衬砌的浇筑时间,确保隧道结构稳定。

4.4 现场监测测量

在测量过程中,一般会有两种选择,比如要对隧道施工的地质条件以及支撑情况进行仔细的观测,同时还要充分考虑位移和拱顶下沉的情况,在此基础之上来选择更加合理的施工方法和支护参数,此外对于选定的项目,为了保持使用科学合理的方法和测量工具,必须要实现对地表沉降问题和围岩的位移和压力情况进程充分考虑。

结语:

在隧道施工中,浅埋暗挖法是非常普遍的,它的诸多工法也是在现实中一步步优化总结而来的,该方法在确保安全施工上发挥了极大作用,在以后的施工中,还应当继续挖掘和拓展这方面的潜能,确保隧道施工能够向更安全、更便捷、更透明、更长久的方向发展。

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