某高速公路隧道动态支护和塌方的处理措施探讨

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huawei_2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:在高速公路隧道施工過程中,由于隧道地质情况的千变万化,施工中经常发生塌方事故,可谓“十洞九塌”。隧道塌方原因众多,地质构造、岩层产状、地下水情况是引起塌方的外在因素,开挖、支护方法是导致塌方的直接原因。本文论述了在隧道施工中应掌握围岩动态的变化,及时科学地修正支护设计参数,及时进行支护;并对该隧道拱顶局部塌方的原因进行了分析,总结了隧道拱顶塌方溜空的处理措施,对类似施工条件提供借鉴经验。
   关键词:隧道;拱顶塌方;施工;支护;动态;
   中图分类号:U455 文献标识码:A 文章编号:
  
  Abstract: in the highway tunnel construction process, because of the tunnel geologic conditions of protean, construction occur frequently in landslides, is "ten hole nine fall". Many reasons tunnel collapse, geological structure, strata, groundwater situation is form in the external factors caused by landslides, excavation and supporting method is led to the direct reason of landslides. This paper discusses the tunnel construction should be mastered in the dynamics of the surrounding rock, timely science to revise the supporting design parameters and to support; And of the tunnel vault of partial landslides were analyzed, and summarizes the tunnel collapse vault measures of treatment slip empty for similar construction conditions to provide reference for the experience.
  Keywords: tunnel; Vault landslide; The construction; Support; Dynamic;
  
  
   引言:隧道设计与施工始终贯穿着整个施工过程,因为不可预见的情况很多,设计始终围绕着地质围岩和水文的变化而不断修改相应的支护参数,对可能预见的不良地质情况要有支护预案,一旦出现塌方或险情,能及时有效地应对是保证安全和施工顺利进行的保证。同时,做好地质超前预报和注意各工序的及时衔接,制度化地进行围岩变化观测和信息整理,做到全面掌控施工中的一切动态,是保证隧道施工有序进行的重要保证。
  1 工程概况
   湖南高速公路某隧道为分离式隧道,两洞路中心线间距为45m,上行线桩号为ZK166+790~ZK167+725,长935m,下行线桩号为YK166+830~YK167+785,长955m。洞口建筑限界:宽10.75m,高5.0m。洞身段最大埋深为160m。
  1.1 地质围岩
  围岩情况:上行线进暗洞口ZK166+810~ZK166+825,长15米为加强Ⅴ级,出洞口ZK167+680~ZK167+705,长25米为加强Ⅴ级。进洞后其余围岩分段为Ⅴ~Ⅲ级。
   下行线进暗洞口YK166+845~YK166+860,长15米为加强Ⅴ级,出洞口YK167+748~YK167+763,长15米为加强Ⅴ级。进洞后其余围岩分段为Ⅴ~Ⅲ级。
  1.2 设计支护
   1)Ⅴ级加强围岩:初期支护为I22a工字钢钢拱架,纵向30~50cm一榀;超前小导管环向间距30cm,单根长350cm,每次搭接掌子面长100cm;Φ8双层钢筋网,网格间距20cm×20cm;中空注浆锚杆长300cm,梅花形间距50cm;C25喷射砼28cm厚;每次挖掘进尺30~50cm就进行初期支护一个循环。
   2)Ⅴ级围岩:初期支护为I22a工字钢钢拱架,纵向距离75cm一榀;超前小导管环向距离50cm,单根长350cm,每次搭接掌子面长100cm;Φ8双层钢筋网,网格间距20cm×20cm;中空注浆锚杆长300cm,梅花形间距75cm;C25喷射砼28cm厚;每次挖掘进尺100cm就进行初期支护一个循环。
   3)Ⅳ级加强围岩:初期支护为I20b工字钢钢拱架,纵向距离120cm一榀;超前小导管环向距离50cm,单根长350cm,每次搭接掌子面长100cm;Φ8单层钢筋网,网格间距20cm×20cm;中空注浆锚杆长300cm,梅花形间距100cm;C25喷射砼26cm厚;每次挖掘进尺200cm就进行初期支护一个循环。
   4)Ⅳ级围岩:初期支护为I18工字钢钢拱架,纵向距离150cm一榀;超前小导管环向距离50cm,单根长350cm,每次搭接掌子面长100cm;Φ8单层钢筋网,网格间距20cm×20cm;中空注浆锚杆长300cm,梅花形间距100cm;C25喷射砼24cm厚;每次挖掘进尺200cm就进行初期支护一个循环。
   5)Ⅲ级围岩:初期支护为Φ8单层钢筋网,网格间距20cm×20cm;Φ22钢筋砂浆锚杆长360cm,梅花形间距100cm;喷射砼C25厚20cm;每次挖掘进尺300cm就进行初期支护一个循环。
  2 实际施工与支护
   下行线进洞口和出洞口设计都是只有15长的Ⅴ级加强围岩,但施工时进洞口实际有35米Ⅴ级加强围岩,出洞口有150米Ⅴ级加强围岩,实际与设计相差较远,尤其Ⅲ级围岩设计为450米长,但开挖后基本没有Ⅲ级围岩的强度和整体性,都在Ⅳ围岩以下,围岩裂隙很发育,围岩破碎,自稳性很差,空洞临空面炸开后,较破碎的围岩不能自稳就崩塌下来。有些拱顶虽然设置有50cm间距超前小导管,但是压浆渗透效果并不好,也难起到固结的作用,有的破碎岩从两导管之间崩塌,造成小塌方。所以,根据围岩实际情况,围岩裂隙发育,整体性差,较破碎时,要将超前小导管尤其拱顶部分导管加密到30cm间距以内,以保证开挖面稳定不塌方。
   地表水对围岩的变化影响也很突出。某隧道围岩基本是裂隙发育的砂岩,大部分洞埋深都在70~160米之间,有一个星期时间不下雨,隧道内就很少有滴、漏水现象,洞内较干爽,开挖出的围岩整体性就较好。但哪怕是下一场中雨,洞内就很快渗水、漏水,开挖面围岩中夹有泥的就会坍下、溜出,部分围岩经过泡水饱和后强度降低,围岩“遇水降一级”,甚至有的围岩遇水后变软膨胀。所以,初期支护参数要根据围岩开挖现场的鉴定级别采取相应的支护参数进行初期支护,以确保隧道施工安全进行。隧道施工时的围岩初期支护参数,业主、设计、监理和承包人都是现场根据围岩实际情况而确定初期支护参数的,设计时的围岩初期支护参数只作参考之用。开挖和支护方案都是动态的。
  3 拱顶塌方(溜空)的处理方法
   该隧道拱顶塌方发生好几次,以两次为例。
   3.1围岩裂隙发育、破碎的塌方
   1)一次是在进洞356米处,设计时地质描述为Ⅲ级围岩,但实际围岩裂隙很发育、破碎,空洞面炸开后,局部自稳性很差,随之发生塌方,此次塌方有150立方。
   这种塌方情况有两种:一种是空洞炸出来后,由于围岩节理发育,围岩破碎整体性差,从两根超前小导管(50cm)之间失稳崩塌下来。另一种是空洞炸出来后,掌子面的围岩也是很破碎、整体性差,从掌子面崩塌下来,连打进掌子面100cm的超前小导管一起崩塌下来。
   2)处理方法:①塌方后不先将塌方面稳定。破碎岩石的塌方可以喷浆固结稳定,顶面的塌方要注水泥浆固结稳定,防止塌方面扩大。②探明塌方空洞的准确位置和大小。(重新确定支护方案)③确定支护方案并实施:在上一次循环支护的终点钢拱架后旁边(不要太靠掌子面,以免扰动围岩)挖出一环槽,设立一钢拱架,钢拱架顶低于原来拱架底面约15cm,以便于有足够空间能插穿过φ42cm钢管。将钢拱架与原支护好的拱架焊接牢固固定,用φ42cm×3mm钢管,端嘴做成锥尖形,前段端做成花孔,以便压浆外扩;在塌方口下钢拱架顶上以20cm间距排列钻孔打进钢管,钢管内插入一根Φ25钢筋,在钢管内压水泥砂浆。在钢管排下挂上钢筋网并焊牢固。
   钢管排封住塌方口后,可以进行第二榀拱架挖槽设立,视纵向塌方堆积厚度和塌方固结情况,难度大的就纵向30cm设立一环,固结好的可以纵向50cm一环,直到钢拱架顶到开挖的掌子面,把塌方口全部定住封口。(见处理示意图1)。第二榀钢拱架立起支护,直至逐榀把钢拱架支护到掌子面,把塌方口全部封住,挂上钢筋网,喷射10~20cm砼。
   钢筋网挂好后,在塌方空洞内装置一个压浆孔口管和出气管,待掘进正常后压注砼灌满空洞。
   把塌方口封住后,可以继续进行正常施工,再一个循环掘进后,可以将加固突出太多初衬面的第一榀钢架拆除和钢管尾端突出的部分割掉,以保证二衬层施工的厚度。如不会影响到二衬砼厚度2/3时可以不割,二衬施工后可以覆盖。
  
  图1塌方口加拱架、钢管处理示意圖
  
   3.2围岩裂隙压力水涌出,夹有泥的泥石流坍塌溜出
   1)一次是出洞口186米处塌方。由于下雨,山体地表水渗入围岩,形成裂隙水渗透压力。该段是Ⅳ加强级围岩,裂隙水渗透软岩后形成了泥石流从掌子面顶和侧面坍溜下来,连打进的超前小导管一并坍塌下来,形成拱顶纵向长3.5m,横向5m宽,拱顶塌空深约有7.6m的空洞。
   2)处理方法:①塌方面固结。用水泥浆加速凝剂注进塌方面,防止塌方进一步扩大。②探明塌方口准确位置和大小,以便确定加固方案。③根据塌方口的跨度较大,决定采用I16工字钢拱架加I18工字钢梁的“抬洞法”过渡的办法。由于坍方口不断有水流出,固结围岩、只许水出不许土流是加固工作进行的前提。④先在原初期支护整体性完好的钢拱架旁后端,开挖一钢拱架槽,架立I16钢拱架,架顶与原来的支护面架底低25cm左右,以便于纵向I18工字钢插进架承。将立架与初期支护钢架用Φ22钢筋连接焊牢固。⑤将根据塌方口的纵向悬空长度和已探明的纵向深度,制作工字钢梁,其长度要打进到悬空纵深硬壁100cm左右,如达不到100cm长度,标准是用大型挖掘机顶压进,顶到不能再顶进为止,以保证钢梁两端有足够的扛抬能力。⑥用大型挖掘机将钢梁顶进,钢梁顶进仰角是10度左右,以便后循环掘进初支护钢架有足够的设计初衬高度。钢梁顶进尖制作为向上斜口,以便于向上角度顶进,挖掘机顶钢梁至极限顶力为止,钢梁环向间距为10~15cm,钢梁之间用钢筋连接焊牢固。⑦逐环30cm间距清理钢架槽支立钢拱架,直至清理到掌子面,梁顶挂钢筋网焊牢,喷射砼封底。在封底前,在塌方空洞内洞顶设置一个压浆孔管和出气孔,以便施工正常后塌方空洞压注砼,以保证围岩和隧道紧密压力均匀,杜绝质量隐患。处理示意图如图2:
  
  图2软岩泥石流坍塌处理示意图
  
   突破塌方施工后,突出太多初衬面的第一环钢架和工字钢尾端突出的部分拆除或割掉,以保证二衬层施工的厚度。如不会影响到二衬砼厚度2/3时可以不割,二衬施工后可以覆盖。
   突破塌方施工后,对拱顶空洞进行压注砼填充,填充砼可采用轻骨料轻质砼。某隧道压注砼采用C10砼泵送压注,直至压注到砼从排气管排出为止,保证拱背空洞被填充满,确保隧道受力均匀。
   该隧道施工中遇到多次地质塌方,但由于业主、设计、施工、监理各方通力合作,处理及时,方案得当,保证了施工安全和工程质量,使工程施工顺利进行。
  4结束语
   隧道开挖施工前必须对围岩的等级、支护措施、开挖顺序、步骤有明确的方案,破碎围岩和软弱岩开挖的超前支护导管长度、间距和掘进循环进尺都应该有措施和规定,但隧道施工都是动态的,勘察地质资料只是作为参考,支护参数是在现场施工根据围岩实际情况而定的。实际施工经验总结得出:“围岩凡遇水降一级,支护加一级”。地质围岩资料是在一定的时间条件下所勘察的结果,但施工时的条件变化了,或旱季,或雨季,围岩的裂隙水的变化,围岩的干湿,都对其强度、整体性有着很大的影响,所以,隧道施工掌握围岩动态的变化,及时科学地修正支护参数,并能及时进行支护,是隧道安全施工的最基本保证。
  
  参考文献:
   [1]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京:人民交通出版社,2010.
   [2]赵月明.浅谈隧道塌方的预防及处理[J].建筑与工程,2008.
   [3]冷文彬.浅谈隧道塌方原因分析及有效处理措施[J].施工技术,2009.
   [4]任文胜.隧道塌方原因分析及处理方案研究[J].山西建筑,2008,(3).
   [5]龚尊才.公路隧道施工工艺研究[J].科技资讯,2010,28(21):16-21.
  注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
其他文献
摘要:学生是人,不是机器。上课时瞌睡,老师上前轻轻抚摸他的头发远远胜于大声的呵斥。作业没有上交,耐心地询问可以达到更好的效果。老师合理安排时间,学生学习方法得当,在课堂上能够完成的教学内容,尽量不要拖到课外,适当减少家庭作业,一样提高学习效率。如果做到了课堂教学人性化,师生关系人性化,学习也就变成一件十分快乐的事情了。  关键词: 人性化教育 , 师生关系, 课堂教学 , 人文关怀  中图分类号:
期刊
摘要:文章主要从施工特点、构造、工艺及控制措施等几个方面对悬臂施工做了较详细的介绍和探讨,对指导大跨径预应力混凝土桥梁施工有一定的指导意义。  关键词:悬臂法,挂蓝,合拢段  中图分类号:U445 文献标识码:A文章编号:    Abstract: the article mainly from the construction characteristics, structure, proces
期刊
摘要:本文主要研究园林施工放线过程中存在的问题,而这些问题就是引起园林绿化施工结果与园林设计之间存在偏差的主要原因,因此在园林施工过程中把传统放线与利用全站仪结合计算机辅助设计结合起来就具有重要意义。  关键词:放线方法;施工放线;电子全站仪;园林施工   中图分类号: TU986.3文献标识码: A文章编号:    Abstract: this paper mainly studies the
期刊
【摘要】文章结合实践经验对园林施工企业在园林工程施工过程中的成本管理问题进行了阐述。分析了施工阶段影响工程造价的因素,提出了园林施工过程成本管理的措施和方法,为以后园林施工过程的成本管理提供一些借鉴。  【关键词】园林工程 工程造价, 成本管理  中图分类号:TU986.3文献标识码:A 文章编号:  【 abstract 】 combining with the practical experi
期刊
摘要:混凝土裂缝是工程建筑中普遍存在的问题。为保证结构的耐久性,当产生裂缝的时候,需要进行修补,而且要有效的协调修补材料的材性和基性,这样才能避免是结构产生二次裂缝。因此施工中预防混凝土产生裂缝也变得十分的重要。文章分析了混凝土裂缝的原因,并且对此提出了有效的预防措施和处理方法。  关键词:混凝土; 裂缝; 处理方法  中图分类号:TU761文献标识码:A 文章编号:    Abstract: t
期刊
关键词:施工项目; 成本控制; 控制原则  摘要:在企业经营过程中,工程施工中的成本控制是不容忽视又非常重要的一个环节。本文试从项目成本控制的目的和作用、原则、成本控制途径等几个方面浅述施工项目的成本控制。  中图分类号:F406.72文献标识码:A 文章编号:  Keywords: construction projects; Cost control; Control principle  A
期刊
中图分类号: D412.6文献标识码:A文章编号:    工会作为职工自愿结合起来的工人阶级的群众组织,在社会主义现代化建设中,一直发挥着积极而重要的作用。尤其在当前“十二五”时期,企业正步入深化内部机制改革、加快自身现代化转型的攻坚阶段,如何更好地深入了解广大职工心声,积极维护职工的合法权益,在紧密联系企业发展实际的基础上创造性的开展工作,是企业工会面临的重要课题。在此,笔者面对因经济社会发展而
期刊
摘要:企业的竞争说到底是人才的竞争,如何引进人才、培养人才和使用人才,充分发挥人才的积极作用,是摆在每一个企业面前的重要课题。企业的发展需要年轻大学生的不断实践与创新来推动。因此,大学生的培养与管理对企业发展有着至关重要的作用。  关键词:矿建; 大学生; 培养; 管理  中图分类号:C29 文献标识码:A 文章编号:    Abstract: the enterprise the competi
期刊
关键词:建筑施工;质量控制;管理; 责任意识  摘要:施工质量是建筑工程的生命,也是社会关注的热点。为保证工程质量,在施工过程中必须对工程进行严格的质量管理,这对统筹建筑施工全过程、推动企业的技术进步和优化建筑施工管理都将起到重要作用。  中图分类号: TU7 文献标识码:A文章编号:     Keywords: building construction; Quality control; Ma
期刊
摘要:本文现以施工方电气工程师的工作角度,谈谈在电气工程各个阶段的管理工作。 关键词:电气工程;管理;设计审图;质量控制   中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:Abstract: this article is to the construction of the electrical engineer work Angle, talk about in electrical en
期刊