隧道洞口下穿高速公路高填方路基施工技術(shù)論文
【摘要】介紹礦山法隧道施工在下穿高速公路高填方路基時(shí)，采取注漿加固路基、超前支護、合理的開(kāi)挖方式以及科學(xué)的監測手段等施工技術(shù)措施，控制高速公路路基沉降，保證隧道施工和高速公路運營(yíng)安全。
【關(guān)鍵詞l隧道;下穿;高填方;施工技術(shù)
黔江區正陽(yáng)至青杠公路復線(xiàn)工程青杠隧道全長(cháng)2437m，設計公路等級：城市主干道，設計行車(chē)速度：40km/h，隧道建筑限界：10.50m×5.Om。隧道全線(xiàn)主要穿越的不良地質(zhì)有巖溶、暗河、瓦斯、煤層采空區等。隧道出口段下穿渝湘高速公路高填方路基段，最大填高12m。路基填方主要由碎石、塊石、礫石和粉質(zhì)粘土組成。碎石粒徑2—10cm，含量約為50N60%，礫石粒徑0.3—2cm，含量20—30%，塊石含量約為10%，一般直徑為20—50cm，少量大塊石直徑達1—2m，碎、塊石母巖主要為頁(yè)巖，粉砂巖，風(fēng)化較強烈。堆填時(shí)間1—2年，厚O—10m。
1、地表注漿加固施工技術(shù)措施
(1)注漿參數選取
從高速公路路堤兩側同時(shí)進(jìn)行注漿加固，注漿加固范圍為隧道中線(xiàn)兩側各20米，最上一排孔距高速公路路面80cm，最下一排孔為隧道圓心75度處。注漿孔間距為l米×1米，梅花形布置�？咨顬閮蓚茸{孔相交不小于1米，根據現場(chǎng)實(shí)際測量確定。注漿管采用巾76鋼管，壁厚3.5mm。注漿漿液采用水泥單液漿，水灰比1：1，注漿壓力：0.5-2.OMPa。
(2)注漿方式選擇
由于本段高速公路路堤采用洞碴回填，鉆孔難以一次成孔，所以采用分段前進(jìn)式注漿，每段長(cháng)度9m。路堤空隙比較大，為了防止漿液大面積滲漏，加快漿液凝結時(shí)間，在外側3-5排孔的漿液中添加一定量的速凝劑。
注漿順序原則上遵循著(zhù)“由外到內”、“由下到上”、“由稀到濃”的原則。注漿施工由兩側向中間逐步靠攏的約束注漿，由最下一排向上逐步進(jìn)行注漿，防止漿液向下滲漏，開(kāi)始時(shí)注漿的漿液濃度要低一些，逐漸加濃至設計濃度。
這樣做法有利于注漿的漿液向中間方向擴散，而且促進(jìn)漿液的致密程度，利于防滲的要求。
(3)注漿效果評價(jià)
由于本工程為充填型注漿，既要保證高速公路路基充填密室，又要防止注漿壓力過(guò)大，造成路面隆起破壞。經(jīng)研究決定采取定量與定壓相結合的方式評價(jià)注漿效果。①單孔注漿結束標準：(a)注漿終壓達到設計終壓時(shí)注漿速度小于5L/min* (b)達到設計的單孔注漿量的1.2—1.5倍。②全段注漿結束標準：(a)所有注漿孔均符合單孔注漿結束標準，(b)注漿孔無(wú)漏注現象。③注漿效果評定：(a)內側注漿孔要求達到設計終壓，注漿速度小于5L/min,(b)抽樣鉆探檢驗注漿質(zhì)量，檢驗孔應根據現場(chǎng)情況隨機抽取，但必須重新成孔，檢驗孔抽查數量不少于20孔，(c)檢查孔取芯率達到70%以上，漿液填充率必須達到80%以上。
2.超前支護施工技術(shù)
(1)超前支護參數
�、俣纯诙�(20m)管棚參數。a.設置部位：拱部;b.鋼管規格：熱軋無(wú)縫鋼管，外徑159mm，壁厚10mm; c.管距：環(huán)向間距40cm,d.傾角：外插角1-2 6(不包括線(xiàn)路縱坡)，e.注漿材料：水泥單液漿和水泥一水玻璃雙液漿、M30水泥砂漿I f.長(cháng)度：20m* g.數量：共55根，采用管棚安裝完畢后一次性全孔注漿。②洞內管棚參數。a.設置部位：拱部Ib.鋼管規格：自進(jìn)式錨桿，外徑76mm*c.管距：環(huán)向間距40cm*d.傾角：外插角3-5。(不包括線(xiàn)路縱坡)，e.注漿材料;水泥單液漿和水泥一水玻璃雙液漿;f.長(cháng)度：56m，每次施做長(cháng)度9米，搭接2米l g.數量：共110根，采用管棚安裝完畢后一次性全孔洼漿。
(2)超前支護施工
由于高速公路路堤采用隧道洞渣填筑，加之管棚外徑較大，造成管棚鉆孔和成孔困難。為了保證管棚施工質(zhì)量，采取跟管鉆，管棚一次成型。①鉆孔方式。a.采用178mm單偏心跟管鉆頭和178mm同心式環(huán)狀鉆頭以及潛孔錘單偏心擴底鉆頭，管棚跟隨鉆桿一同鉆進(jìn)Ib.由于采用跟管成孔，對鉆機扭矩要求非常高，采用ZSDL-160多功能鉆機。②鉆孔問(wèn)題處置方法。a.排屑困難：嚴格控制進(jìn)尺，勤吹孔，必要時(shí)從鉆具內和鉆具與套管的環(huán)狀間隙送水洗孔提鉆。b.管靴脫落事故：當管靴被打掉時(shí)，在拔出套管后，用公錐取出管靴，再繼續跟管鉆進(jìn)。c.跟管鉆進(jìn)卡鉆事故：在跟管鉆進(jìn)過(guò)程中，遇到路堤填筑的大塊石巖或土石軟硬不均時(shí)，會(huì )發(fā)生嚴重卡鉆，鉆具無(wú)法正反轉，遇到此種情況需拔出套管，取芯鉆進(jìn)后再跟管鉆進(jìn)。
3.開(kāi)挖支護施工技術(shù)措施
青杠隧道下穿渝湘高速公路段全部采用雙側壁導坑法施工。青杠隧道雙側甓導坑立面布置示意.傳統雙側壁導坑立面布置示意圖工法與傳統雙側壁導坑法有一定的區別。 (1)側導洞的大小設置不同。青杠隧道雙側壁法側導坑設置的較小，中間導坑5號洞室較大。這樣設置的目的是使先行施做的兩側魯坑盡可能地減小到圍巖的擾動(dòng)。(2)側導的初支仰拱封閉時(shí)間不同，傳統的雙側壁法是在最后才進(jìn)行仰拱的封閉，而青杠隧道雙側壁法是在開(kāi)挖中間導坑之前先封閉側導初支仰拱，而后再行施作中間洞室，以此來(lái)控制沉降量。(3)臨時(shí)支撐的彎制弧度不同，青杠隧道臨時(shí)支撐彎制的弧度更為圓順，更有利于控制圍巖變形。
4.監控量測控制技術(shù)措施
(1)洞內監測
洞內監測斷面布置，①、②、③、④、⑦導坑每5米布置水平收斂監測斷面，⑤導坑每5米布置拱頂下沉和水平收斂監測斷面。初支監測斷面變形量的管理值如下：
開(kāi)挖階段
設計值(mm)
警戒值(mm)
日變形速率
( mm)／日側導坑開(kāi)挖4020<6中間上半斷面
開(kāi)挖40
20
<6
仰拱閉合20lO<6
(2)地表監測
地表監控量測點(diǎn)位的布設情況：縱向每隔Sm布設一量測斷面，橫向間隔5m布設一個(gè)監控點(diǎn)位，每個(gè)里程斷面共布設9個(gè)監控點(diǎn)位。
地表沉降觀(guān)測的監測管理值如下：
序號離隧道中線(xiàn)距離m設計值(mm)警戒值(mm)允許值(mm)1-204252-102010253-536184540402050553618456lO2010257204258沉降坡度1：6791：3501：280
(3)下穿段變形控制措施
�、倏刂崎_(kāi)挖進(jìn)尺及步長(cháng)間距a.開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺均為一榀鋼架間距即0.5mib.仰拱開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺嚴禁超過(guò)3榀鋼架間距.c.仰拱距前方掌子面的距離小于5ml d.控制二襯距最前方掌子面的距離在45m以?xún)�。②控制工序施工質(zhì)量a.開(kāi)挖：嚴禁采用鉆爆施工，必須采用人工開(kāi)挖。各洞室核心土面積大干50%。b.鋼架安裝：拱墻腳下墊槽鋼縱向應連成一個(gè)整體，鋼架接頭墊板應密貼，連接螺栓應上緊、數量上足。c.鎖腳錨管：嚴控下插角度、長(cháng)度和數量、注漿飽滿(mǎn)度以及與鋼架的連接必須焊接牢固。d.噴射砼：嚴控噴砼的密實(shí)度，臨時(shí)鋼架與主拱架的接點(diǎn)部位應加噴砼。③初支背后注漿。為了使地層與支護結構密貼，減小地層沉降變形，改善結構受力情況，在初期支護拱部背后進(jìn)行壓漿回填。初支背后回填灌漿應分期進(jìn)行，第1期在開(kāi)挖1#、2#洞室以后I第2期在3#、4#洞室完成后.第3期在5#～7#洞室完成后，第4期仰拱封閉成環(huán)完成以后，施作二次襯砌以前。④高速公路路面防護。路面防護主要是盡可能的減少車(chē)輛對初支結構的作用力。具體采取的措施一是對車(chē)輛進(jìn)行限速30km/h;二是對隧道穿越區段實(shí)行間斷封閉半車(chē)道的方式通過(guò)車(chē)輛。
結束語(yǔ)
下穿高速公路段施工質(zhì)量直接關(guān)系到隧道施工的成敗，通過(guò)增設地表注漿，改變超前支護施工方法，選定合理的開(kāi)挖工藝以及嚴格的監測程序，青杠隧道下穿渝湘高速公路高填方路基段施工主要實(shí)現以下幾個(gè)目的：(1)下穿高速公路全過(guò)程施工安全可控，質(zhì)量滿(mǎn)足設計及規范要求;(2)比預定工期縮短了30天，減少了高速公路占道費用I (3)高速公路路面工后最大沉降小于10mm，避免重新鋪設高速公路路面，減少工程造價(jià)。
參考文獻
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作者簡(jiǎn)介:尤偉軍，19 81，男，陜西榆林人，本科學(xué)歷，工程師，研究方向地下交通。
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