地质条件不良区南门口隧道施工技术

2017-02-18 17:52樊昌翼
科技创新与应用 2017年3期

摘 要:南门口隧道围岩等级为Ⅱ-Ⅴ级,构造带易发生涌泥、透水等灾害,地下水丰富,地质条件相对不良,隧道开挖安全施工难度较大。结合该工程实际情况和技术经验,制定了南门口隧道施工方案与工艺。经工程实践证明,采用该方案施工,有效保证了隧道洞口施工的工程安全质量与进度。

关键词:南门口隧道;洞口施工;工程方案;效果明显

1 工程概况

南门口隧道位于福建省龙岩市境内,进口里程为DK231+898,出口里程为DK242+199。隧道全长10301m,隧道洞身最大埋深390m,隧道洞身段为剥蚀低山区,主要为变质岩、沉积岩和侵入岩;其中侵入岩及硅质岩为硬岩,其它一般为软岩及极软岩,围岩等级为Ⅱ-Ⅴ级,构造带易发生涌泥、透水等灾害,沿线的风化层及土层深厚,处于汛期,易形成泥石流灾害。

为保证隧道洞口施工安全顺利进行,根据工程实际具体情况,制定相应的工程方案迫在眉睫。本文结合工程实际和专家技术经验,探讨该工程隧道洞口施工方案。

2 明洞施工方案

南门口隧道进口DK231+898-DK231+910,洞口明挖段12米,出口DK242+176-DK242+199,明挖段长度23米。明挖段采用机械法开挖,由上至下分台阶进行,人工整修边坡,按设计要求,一次到位。明挖段临时边坡采用锚喷网临时支护,明洞开挖,开挖一级支护一级,上台阶支护完成后再开挖下台阶。洞口段边坡整修到位后,按设计进行加固、防护,进暗洞前洞口采用超前支护,首先沿开挖轮廓线施做导向墙,导向墙内安装超前导向管,在距明暗洞分界里程8米处留管棚工作平台,待套拱和管棚施做完成后再落低形成洞进洞。

3 超前大管棚施工

在南门口隧道DK231+910-DK231+960段隧道拱部分别设一环50M长φ108管棚,环向间距0.4M,每环47根。南门口隧道出口DK242+143-DK242+176段隧道拱部分别设一环33M长φ108管棚,环向间距0.4M,每环47根。

为保证管棚方向、角度的施工精度,设置管棚导向墙,导向墙尺寸1m*1m,导向墙设2榀I20a工字钢。导向墙采用C25砼,导向墙设置范围为拱顶180°范围内。导向墙内设置2榀I20a的工字钢架,工字钢架按照图纸进行加工,分3單元,各单元之间采用M24*65螺栓连接。钢架外缘设1M长φ140mm壁厚5mm导向钢管,根据线路纵坡设置钢管外插角2°,平行于线路方向。当混凝土达到70%的设计强度后,进行管棚施工。

4 管棚施工

管棚采用水平地质钻机钻孔,钻孔前搭设作业平台,钻机安装要牢固,防止不均匀下沉、位移、倾斜等影响钻孔质量现象发生,钻机掌子面不超过2m。钻进时发生坍孔、卡钻,需补注浆后在钻进。认真做好钻进过程中的原始记录,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报,作为指导洞身开挖的依据。钢管分节顶入,钢管接头在同一断面的接头数应不超过50%,相邻钢管接头至少错开1米。管棚钢管分节长度4-6M,安装前应在地面预先排好并进行编号再依次安装,保证接头分布符合要求。采用水平地质钻机低速顶进钢管。接长钢管应满足手里要求,钢管接头采用丝扣连接,丝扣长20cm,相邻钢管接头应前后错开,同一横断面内的接头数不大于50%。注浆前应进行现场注浆实验,并根据实际情况确定注浆参数、浆液配合比、注浆压力。注浆时在孔口设止浆塞,注浆管外露长度为10cm。以便连接孔口阀门和管路。注浆从拱脚开始向拱顶逐孔注浆,如遇窜浆或跑浆,则间隔一孔或几孔进行注浆。注浆压力根据埋深及裂隙张开程度确定,一般压力越高,浆液充填饱满,结体强度高、不透水性好,并能减少注浆孔数。但压力过高,会使裂隙增大,浆液流失过远及工作面冒浆等,注浆压力应逐步升高,达到设计终压并继续注浆15分钟以上。若注浆量超限,未达到压力要求,应调整浆液浓度继续注浆,直至符合注浆质量要求,确保钻孔周围岩体与钢管周围空隙均为浆液充填,方可终止注浆。注浆结束后及时清除管内浆液,并用20号水泥砂浆充填,增强管棚刚度和强度。

5 结束语

通过对该隧道洞口采取上述方法进行施工,有效保证了隧道施工的质量与安全,具有较好的实际工程效益。

参考文献

[1]李术才,刘斌,孙怀凤,等.隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势[J].岩石力学与工程学报,2014,33(6):1090-1113.

[2]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].北京:科学出版社,2002.

[3]赵欢,田伟平,李家春,等.公路泥石流灾害危险性分区研究[J].灾害学,2016,31(2):24-29.

作者简介:樊昌翼(1991-),男,四川成都人,硕士研究生,从事公路灾害防治方面研究。