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摘要:结合中天山隧道吐鲁番端洞口防护的工程实例,对隧道洞口边坡怎样防护谈了自己的看法,同时简单描述了边坡防护的施工技术。
关键词:洞口;边坡防护;施工技术
中图分类号:R821.5+1
一、工程概况
中天山特长隧道位于托克逊、和硕间中天山东段的岭脊地区,穿越中天山北支博尔托乌山中山山地,平均海拔1100~2950m,最高海拔为2951.6m。山岭南北两侧地形切割剧烈,山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被稀疏,相对高差800~1200m。隧道起讫里程为DK141+593~DK164+042(左线)、DyK141+573~DK164+040(右线),左线全长22449m,右线全长22467m,全隧道为单面上坡,除出口308m,位于曲线上外,其余均位于直线上。左右线线间距36m。
二、洞口地质情况
中天山隧道进口平均坡度40°~50°,山坡破面出露志留系下统变质砂岩夹片岩。变质砂岩(SMSs):青灰色,中-细粒变余砂状结构,薄-厚层状构造。岩体受构造影响严重,节理、裂隙发育。片岩(SSc):呈薄层状分布于变质砂岩、板岩之间,灰绿色,变晶结构,片状构造,岩体受节理切割而比较破碎,局部有挤压、揉皱现象。根据现场情况,洞顶仰坡区域岩体受物理风化作用强烈,山体表层强风化,岩体节理发育,存在大量危石,在自然条件下坡面呈稳定状态。
三、工程处理措施
为保证施工安全及以后运营过程行车安全,对中天山隧道进口采取以下加固防护措施:
清除山体坡面节理、裂隙发育的大块危石,清除应自上而下进行,不留隐患,确保施工、运营安全,高空作业应注意施工安全。对于坡面上的小裂隙及空间,应采取混凝土嵌补回填。从路基至洞顶以上10m(高程1122)范围内,坡面应采用喷锚网进行加固,Φ22砂浆锚杆长2.5m(锚杆深度深入稳定基岩2.0m),间距1.5×1.5m;钢筋网Φ8间距25×25cm,喷射C20混凝土厚度10.0cm。从高程1122起至1133,横向以左线为基线左侧16m、右侧50m之间范围,其分布见平面图,坡面采用SNS-GPS2主动网进行防护,防护网锚杆长度不小于4.0m,锚杆采用Φ22螺纹钢筋。施工过程中加强对洞口坡面观测,如发现不稳定情况,及时采取措施进行防护。清理出的土石体应运至隧道指定弃碴场。
四、施工顺序、工法及注意事项
1.清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石,对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形(局部堆积体和凸起体等)进行适当修整。
2.放线量测确定锚杆孔位(根据地形条件,孔间距可能有0.3m的调整),在孔间距允许的调整量范围内,尽可能在低凹处选定锚杆孔位;对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔(一般连续悬空面积不得大于5m2,否则宜增设长度不小于0.5m的局部锚杆,该锚杆可采用直径不小于Φ12的带弯钩的钢筋锚杆或直径不小于Φ12的双股钢绳锚杆),应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑,一般孔径20cm,深20cm。
3.钻凿锚杆孔并清孔,孔深应大于锚杆长度5cm~10cm,孔径不小于Φ42mm;当受凿岩设备限制时,构成每根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于Φ35的锚杆孔内,形成人字形锚杆,两股钢绳间夹角15°~30°,以达到同样的锚固效果;当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时,可采用断面尺寸不小于40×40cm的C25砼基础置换不能成孔的岩土段。
4.注浆并插入锚杆,采用标号不低于M20的水泥砂浆,宜用灰砂比1:1~1:2、水灰比0.45~0.50的水泥砂浆或水灰比0.45~0.50的纯水泥浆液,水泥宜采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,优先选用粒径不大于3mm的中细砂,确保浆液饱满,在进行下一道工序前注浆体养护不小于三天。
5.安装横纵向支撑绳(横向支撑绳采用Φ16钢绳,纵向支撑绳采用Φ12钢绳),张拉紧后两端各用2~4个(支撑绳长度小于15m时为2个,大于30m为4个,其间为3个)绳卡与锚杆外露环套固定连接。
6.从上向下铺挂格栅网,格栅网间重叠宽度不下于5cm,两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用Φ1.5铁丝进行扎结,当坡度小于45°时,扎结点间距一般不得大于2.0m,当坡度大于45°时,扎结点间距一般不得大于1.0m。
7.从上向下铺设钢绳网并缝合,缝合绳为Φ8钢绳,每张钢绳网均用一根长约31m(或27m)的縫合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉,缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。
五、小结
主动防护主动防护系统是以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上,以限制坡面岩石土体的风化剥落或破坏以及危岩崩塌(加固作用),或将落石控制于一定范围内运动(围护作用)。系统能将工程队环境的影响降到最低点,其防护区域可以充分的保护土体、岩石的稳固,便于人工绿化,有利于环保。
关键词:洞口;边坡防护;施工技术
中图分类号:R821.5+1
一、工程概况
中天山特长隧道位于托克逊、和硕间中天山东段的岭脊地区,穿越中天山北支博尔托乌山中山山地,平均海拔1100~2950m,最高海拔为2951.6m。山岭南北两侧地形切割剧烈,山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被稀疏,相对高差800~1200m。隧道起讫里程为DK141+593~DK164+042(左线)、DyK141+573~DK164+040(右线),左线全长22449m,右线全长22467m,全隧道为单面上坡,除出口308m,位于曲线上外,其余均位于直线上。左右线线间距36m。
二、洞口地质情况
中天山隧道进口平均坡度40°~50°,山坡破面出露志留系下统变质砂岩夹片岩。变质砂岩(SMSs):青灰色,中-细粒变余砂状结构,薄-厚层状构造。岩体受构造影响严重,节理、裂隙发育。片岩(SSc):呈薄层状分布于变质砂岩、板岩之间,灰绿色,变晶结构,片状构造,岩体受节理切割而比较破碎,局部有挤压、揉皱现象。根据现场情况,洞顶仰坡区域岩体受物理风化作用强烈,山体表层强风化,岩体节理发育,存在大量危石,在自然条件下坡面呈稳定状态。
三、工程处理措施
为保证施工安全及以后运营过程行车安全,对中天山隧道进口采取以下加固防护措施:
清除山体坡面节理、裂隙发育的大块危石,清除应自上而下进行,不留隐患,确保施工、运营安全,高空作业应注意施工安全。对于坡面上的小裂隙及空间,应采取混凝土嵌补回填。从路基至洞顶以上10m(高程1122)范围内,坡面应采用喷锚网进行加固,Φ22砂浆锚杆长2.5m(锚杆深度深入稳定基岩2.0m),间距1.5×1.5m;钢筋网Φ8间距25×25cm,喷射C20混凝土厚度10.0cm。从高程1122起至1133,横向以左线为基线左侧16m、右侧50m之间范围,其分布见平面图,坡面采用SNS-GPS2主动网进行防护,防护网锚杆长度不小于4.0m,锚杆采用Φ22螺纹钢筋。施工过程中加强对洞口坡面观测,如发现不稳定情况,及时采取措施进行防护。清理出的土石体应运至隧道指定弃碴场。
四、施工顺序、工法及注意事项
1.清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石,对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形(局部堆积体和凸起体等)进行适当修整。
2.放线量测确定锚杆孔位(根据地形条件,孔间距可能有0.3m的调整),在孔间距允许的调整量范围内,尽可能在低凹处选定锚杆孔位;对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔(一般连续悬空面积不得大于5m2,否则宜增设长度不小于0.5m的局部锚杆,该锚杆可采用直径不小于Φ12的带弯钩的钢筋锚杆或直径不小于Φ12的双股钢绳锚杆),应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑,一般孔径20cm,深20cm。
3.钻凿锚杆孔并清孔,孔深应大于锚杆长度5cm~10cm,孔径不小于Φ42mm;当受凿岩设备限制时,构成每根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于Φ35的锚杆孔内,形成人字形锚杆,两股钢绳间夹角15°~30°,以达到同样的锚固效果;当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时,可采用断面尺寸不小于40×40cm的C25砼基础置换不能成孔的岩土段。
4.注浆并插入锚杆,采用标号不低于M20的水泥砂浆,宜用灰砂比1:1~1:2、水灰比0.45~0.50的水泥砂浆或水灰比0.45~0.50的纯水泥浆液,水泥宜采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,优先选用粒径不大于3mm的中细砂,确保浆液饱满,在进行下一道工序前注浆体养护不小于三天。
5.安装横纵向支撑绳(横向支撑绳采用Φ16钢绳,纵向支撑绳采用Φ12钢绳),张拉紧后两端各用2~4个(支撑绳长度小于15m时为2个,大于30m为4个,其间为3个)绳卡与锚杆外露环套固定连接。
6.从上向下铺挂格栅网,格栅网间重叠宽度不下于5cm,两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用Φ1.5铁丝进行扎结,当坡度小于45°时,扎结点间距一般不得大于2.0m,当坡度大于45°时,扎结点间距一般不得大于1.0m。
7.从上向下铺设钢绳网并缝合,缝合绳为Φ8钢绳,每张钢绳网均用一根长约31m(或27m)的縫合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉,缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。
五、小结
主动防护主动防护系统是以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上,以限制坡面岩石土体的风化剥落或破坏以及危岩崩塌(加固作用),或将落石控制于一定范围内运动(围护作用)。系统能将工程队环境的影响降到最低点,其防护区域可以充分的保护土体、岩石的稳固,便于人工绿化,有利于环保。