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交通运输:浅析高速公路桥隧连接工程中的隧道洞门施工技术
浅析高速公路桥隧连接工程中的隧道洞门施工技术
| 文章出自:论文网 | 编辑:职称论文格式 | 点击: | 2013-03-31 16:34:56 |

  隧道洞门作为桥隧连接工程中隧道与桥梁直接相连或相交的重要部分,在连接隧道与桥梁或隧道与路面路基传递受力、保持边坡稳定性、保证公路通行顺畅无阻等方面都起着重要的作用。
  因此隧道洞门施工质量的好坏直接影响着整个隧道的施工质量,间接影响着桥台或路面路基的位移和沉降大小,并最终影响高速公路的运营状况。桥隧连接工程中的隧道施工多是在复杂的地质条件下进行的,因此对复杂地质下隧道施工技术进行总结探讨对桥隧连接工程的施工大有裨益。
  桥隧连接工程;隧道洞门;施工技术1、浅埋隧道洞口段的施工技术在浅埋隧道施工中应尽量少或不刷坡,超前支护后进洞,尽量采用人工开挖,施工支护采用格栅钢架、锚杆、钢筋网、喷射混凝土组合的支护形式,并采用先墙后拱的衬砌方法。
  由于浅埋隧道覆盖层很薄,隧道上方的岩土很难形成自承体系,而且围岩早期压力大,变形快,如果对隧道变形控制不当,围岩会很快松弛,产生开裂破坏,将导致直达地表面的塌陷。
  所以,浅埋隧道开挖时应强调围岩变形的控制而不应强调围岩变形的释放,必须采用强度较高和刚度较大的初期支护,限制土体变形,以免破坏土体结构。对需要控制地表下沉的隧道,为有效地减少围岩变形,应及时浇筑二次衬砌,不应等到围岩变形速率<0.2mm/d或变形量达到允许变形量的80%以后。而对于采用正台阶法开挖、自下而上施作衬砌的隧道,可以通过施作套拱即略为加大开挖断面的方法施作二次衬砌。
  初期支护后在设计衬砌断面施作厚度25cm的混凝土支护,这样既保证了支护的刚度和及时性,控制了土体变形,又不必采用先拱后墙影响衬砌结构的施工方法。下面以某浅埋隧道洞口段施工为例说明。
  施工方案和措施:除去地表的杂草后进行喷锚支护,然后在拱部衬砌轮廓外水平打入两排42小导管,间距40cm,长度4m,环向间距30cm,纵向3m一环,钢管上钻孔以进行注浆固结围岩,完成喷锚支护后再开挖进洞;隧道开挖采用台阶法,分拱部、中层、下层三部分,采用小导管超前支护和格栅钢架支撑。
  径向采用WTD25锚杆和普通砂浆锚杆,锚杆长3m,环向间距1m,纵向间距0.5m,并挂网喷厚20cm的混凝土;每完成6个循环后施作套拱,即刚度较大的混凝土支护。开挖断面已预加大25cm,因此混凝土支护不致侵入衬砌断面;下部开挖时为避免围岩暴露面过大,造成坍塌,分上下两层台阶开挖。开挖后仍然设格栅钢架、锚喷支护及混凝土支护,支护参数同拱部,各层间格栅钢架必须焊接牢固;衬砌紧跟掌子面,直到安全通过后再施作仰拱。形成衬砌环后,再进行拱部开挖。
  某浅埋隧道洞门段施工工艺流程如图1。
  岩堆洞口段的施工技术岩堆是掩体风化后由重力搬运到坡脚的,其内部多为较大碎石、块石乱叠而成,细颗粒的泥砂较少,碎屑物间无胶结,结构松散,处于"一触即溃"的极不稳定状态,而且坡度一般与堆积物的休止角大致接近,易坍塌。
  岩堆大多分布在近期构造运动强烈上升、物理风化盛行地区,西南地区正处于这种地带,而且对眼大都处于发展增长阶段。
  隧道洞口段通过岩堆时,施工中除了要加强支护以外,还要特别注意拦截地表水,排除岩堆体内地下水,并采用混凝土支护来抵抗巨大的侧压力。下面以我国西南地区某岩堆隧道洞口段施工为例说明。
  该隧道的施工方案为:做好天沟排水系统后对边仰坡刷方,施作钢筋网喷混凝土支护,网格尺寸20cm×20cm,喷混凝土5cm厚;在隧道靠山侧衬砌外缘lm采用3排76钢花管进行地表注浆加固,注浆深度至基岩下lm。钢管长13m,间距1m,梅花型布置;洞口段40m开挖前采用42小导管注浆超前支护,小导管长5m,环向间距0.3m,纵向间距4m,外插角分别为3°和10°,两种不同外插角的小导管间隔设置;洞口40m一90m范围,拱部采用42小导管注浆超前支护,小导管长5m,环向间距0.4m,纵向间距4m,外插角2°;隧道开挖分拱部、中层、下部三层台阶开挖,拱部开挖进尺0.8m,设格栅、锚网喷,并加设25cm厚的混凝提支护,下部开挖后要把中部格栅以焊接方式与拱部格栅钢架连接成环;(5)及时施作仰拱,形成全环封闭结构。某岩堆隧道洞口段施工工艺流程如图2。
  偏压隧道洞口段施工技术偏压隧道是指承受显著不对称荷载的隧道,形成原因又地形、地质和塌方等原因。洞口段的偏压一般由地形原因造成,到洞顶覆盖层较薄、地面横坡较陡、围岩类别较低,隧道将承受偏压,多见于傍山隧道。
  也就是说,到隧道拱肩外侧围岩覆盖厚度小于不同围岩等级的特定值时,将引起洞顶上方岩体下沉,在岩体内形成两个非堆成滑动面,使隧道承受显著不对称荷载,开挖时易坍塌,衬砌后易开裂。
  所以偏压隧道洞口段施工,要注意尽早支护和衬砌形成环以抵抗靠山侧较大的围岩压力,可能的情况下应在靠河侧加设辅助措施增强其抗压能力,如增设钢筋混凝土或锚杆挡墙护坡设施等。
  某偏压隧道洞门段处理措施如图3所示。在实际工程中,可根据隧道类型的不同选择不同的但合理的洞门施工方法和顺序。
  对于桥隧连接条件下的隧道洞门施工,则需要格外注意。当桥台在隧道洞门外时,需要在隧道洞门开挖时注意洞门周边围岩的稳定性,因隧道开挖有可能发生滑动、坡面崩塌时,应在隧道开挖之前,对坡面进行处理;当桥台在隧道洞门内时,由于桥台在洞门开挖后施工,桥台的开挖会对隧道围岩造成二次扰动,因此在洞门开挖的时候应该实施较正常开挖时更强一等级的支护,以使围岩在经受二次扰动时有更强的稳定性。
  另外,桥隧连接条件下的隧道洞门开挖应尽量以人工开挖为主,弱爆破为辅,禁止使用强爆破。

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