隧洞施工中幾種典型洞口成洞方式的探討

1、.隧洞施工中幾種典型洞口成洞方式的探討1 節(jié)理發(fā)育、裂隙較多的巖石情況下的成洞方式1.1  成洞原則    早進(jìn)洞、少開挖、保護(hù)植被；短進(jìn)尺、快支護(hù)、安全成洞。1.2  施工方法1.2.1  洞口邊坡開挖    根據(jù)洞口實(shí)際情況，采用機(jī)械施工和光面爆破相結(jié)合的方法開挖洞口邊坡。同時在洞口上方13m的邊坡上做好排水溝，截堵引排山水，防止山水倒灌進(jìn)洞。1.2.2  洞口邊坡防護(hù)    洞臉開挖完后，仰坡面洞臉輪廓開挖面外5m范圍鋪設(shè)8200×200m

2、m鋼筋網(wǎng)；環(huán)向布設(shè)三排L=3.5m22500mm砂漿錨桿，噴射15cm厚C25砼封閉，鋼筋網(wǎng)與錨桿進(jìn)行焊接。洞口開挖輪廓線外50cm拱部范圍布設(shè)長5.0m，42的鋼管管棚，環(huán)向間距為30cm，縱向搭結(jié)長度1.0m。具體如圖1所示。1.2.3  隧洞開挖及初期支護(hù)    洞口段及類圍巖段采用短臺階法施工，光面爆破，每循環(huán)進(jìn)尺控制在50100cm。洞口段錨噴掛網(wǎng)及工字鋼鋼拱架支護(hù)及時跟進(jìn)，類圍巖段采用格柵鋼架與錨桿聯(lián)合支護(hù)，鋼拱架底座下臥到基巖面，挖不到基巖面的部位采用擴(kuò)大基礎(chǔ)避免拱架下沉。鋼拱別樣的水平受力在施工中也進(jìn)行了充分考慮，在底板處對鋼拱架封閉成環(huán)

3、以免橫向收縮擠壓變形，襯砌及時跟進(jìn)并封閉成環(huán)。1.2.4  沿口段初期支護(hù)類型詳見下表    表1       洞口段初期支護(hù)類型表 支護(hù)類型參 數(shù)噴射砼C25；噴射厚度25cm鋼筋網(wǎng)8200×20022系統(tǒng)錨桿L=3.5m，環(huán)向間距1mI16鋼拱架縱向間距1m 1.2.5  明洞施工    為了及時地支頂邊坡和保護(hù)洞口，在洞口處施作了1.0m長的明洞做為護(hù)拱，具體型式詳見圖2。2  松散坡積物夾帶碎石情況下的成洞方式2.1&

4、#160; 成洞原則    短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、緊襯砌、勤量測。2.2  施工方法2.2.1  洞臉開挖及支護(hù)整平洞口施工場地，清除洞臉邊仰坡開挖所殘留的碎渣和危石，進(jìn)行洞臉土方明挖，之后對洞臉進(jìn)行了錨噴掛網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。    為使現(xiàn)場施工安全進(jìn)行，先搭腳手架，在洞口及其這仰坡范圍噴射厚25cm厚的C25砼，并掛安設(shè)L=1.5m22600×600錨桿，呈梅花形布置，及時封閉、預(yù)加固邊仰坡。    錨噴掛網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)封閉邊仰坡后，在洞口處開挖深1.5m到2.5m的基坑，以加固洞口處松散

5、坡積物。先用C25砼澆注，使其形成穩(wěn)固的基座，確保邊仰坡的穩(wěn)定。然后在靠近洞口兩側(cè)邊墻處用C25砼澆注，并配三層加密鋼筋籠（22 50×50×80cm）。邊坡基底部分1m寬度范圍的豎向鋼筋均留出50cm長的接頭，用做砼止?jié){墻的接茬鋼筋.2.2.2  鎖口段鋼筋砼施工    鎖口段砼襯砌總長5.31m，底板厚550mm，壁厚800mm，配比層鋼筋，其中明洞長2.0m。具體詳見圖3、圖4。  2.2.3  止?jié){墻施工    為了確保坡積物山體穩(wěn)定及后續(xù)灌漿順利進(jìn)行，在洞口設(shè)計(jì)范圍外沿洞臉這

6、仰坡澆筑C25砼止?jié){墻，具體尺寸詳見圖5。2.2.4  洞身開挖    支洞開挖采用微臺階法施工，微臺階法分步開挖見圖6所示。2.2.5  初期支護(hù)    由于斜坡段為松散的塊石坡積物，對于斜井支洞及時采用自進(jìn)中空邁式超前錨桿、邁式系統(tǒng)錨桿、116鋼拱架、8鋼筋網(wǎng)、噴射C25砼聯(lián)合支護(hù)。    對0+005.310+042段進(jìn)行了鋼筋混凝土襯砌，混凝土襯砌厚度500mm，襯砌斷面及配筋圖如圖2-5，襯砌具體分段如下：0+5000+010、0+0100+015、0+0150+020、0+

7、0200+028、0+0280+042。3  富含水且膠結(jié)松散的黏土層情況下的成洞方式3.1  成洞原則    先加固、后開挖、超前支護(hù)、做好排水、減少明挖、保護(hù)環(huán)境。3.2  施工方法3.2.1  邊坡支護(hù)    根據(jù)開挖邊線及坡度，利用反鏟修整開挖邊坡，人工配合削坡清坡，考慮到土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性及環(huán)境保護(hù)的因素，對這仰坡采用噴錨支護(hù)的形式。支護(hù)緊跟坡積物明挖施工，開挖一段后立即支護(hù)一段，在下一梯層開挖前完成上一層錨噴支護(hù)工作，確保邊坡穩(wěn)定。噴射混凝土強(qiáng)度等級為C25，厚度200mm。3.2.2

8、  洞身開挖    由于進(jìn)洞施工難度較大，采取了超前支護(hù)與洞內(nèi)支護(hù)配合，并加強(qiáng)短期超前預(yù)報和監(jiān)控量測。    超前支護(hù)及洞內(nèi)支護(hù)方式為：施工時洞口外設(shè)置2m長的混凝土套拱，套拱內(nèi)設(shè)置兩榀H180鋼支撐，并在套拱周邊設(shè)置孔口管，通過孔口管打設(shè)108500長管棚并進(jìn)行注漿，進(jìn)洞時插設(shè)鋼板進(jìn)行支護(hù)。洞內(nèi)初期支護(hù)采用H180500鋼支撐配合251000系統(tǒng)錨桿進(jìn)行支護(hù)。3.2.3  超前支護(hù)    超前支護(hù)方式為管棚。施工過程為：套拱施工鉆機(jī)就位與安裝鉆孔安裝管棚注漿。3.2.3.1 

9、; 套拱施工    套拱起始點(diǎn)距進(jìn)洞點(diǎn)為4m，首先準(zhǔn)確定出套拱工字鋼底座位置，調(diào)整每榀拱架使弧度正確，在工字鋼拱架周這焊接127×4孔口管，長度隨坡面距離進(jìn)行調(diào)整，并嚴(yán)格控制好環(huán)向間距，在鋼拱架內(nèi)側(cè)將背負(fù)式模板固定在拱架上，進(jìn)行混凝土澆注?；炷翉?qiáng)度C25，厚度為500mm。    養(yǎng)護(hù)混凝土至設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后拆模進(jìn)行管棚鉆孔作業(yè)。3.2.3.2  鉆機(jī)平臺的搭建及鉆機(jī)安裝    鉆機(jī)平臺由上向下，由兩邊向中間，根據(jù)孔位依次搭建，要求鉆機(jī)平臺搭建牢固，利于安裝固定鉆機(jī)，防止施工時鉆機(jī)

10、下沉、擺動、移位、傾斜而影響鉆孔質(zhì)量，鉆孔距工作面的距離不小于1.0m。    鉆機(jī)定位  架立鉆機(jī)時，用羅盤測量鉆桿角度，確保鉆桿軸線與開孔角度一致。    鉆孔  鉆孔方式為空壓機(jī)帶動MK-5型水平鉆機(jī)于式成孔。鉆機(jī)角度水平，鉆孔深度由現(xiàn)場確定，終孔標(biāo)準(zhǔn)為進(jìn)入新鮮巖石1.0m。鉆機(jī)開孔時，要低速低壓，等成孔幾m后，再快速加壓。終孔后，用108巖芯管高壓風(fēng)掃孔，其目的是順孔及清孔，巖芯管長度為2.5m。3.2.3.3  安裝管棚鋼管    鋼管以絲扣連接，絲扣全長5cm，加

11、工成方絲。為使鋼管接頭錯開，編號為奇數(shù)孔位的第一節(jié)管采用L=3m鋼管，偶數(shù)孔位為L=6m鋼管，后續(xù)鋼管全部為6m。    鋼管頂進(jìn)時鉆機(jī)低速推進(jìn)，在鉆機(jī)上必須安裝與管棚鋼管直徑相應(yīng)的頂進(jìn)連接套管，控制好沖擊力、推進(jìn)壓力。    接管    當(dāng)前一根鋼管推進(jìn)孔內(nèi)，孔外剩余2030cm時進(jìn)行接管工作。3.2.3.4  注漿    注漿采用打一注一的方法，砂漿強(qiáng)度等級為M20。注漿時為了及時排出管內(nèi)空氣，達(dá)到注漿密實(shí)的目的，在管內(nèi)通長放置一根20的塑料排氣管。完成長管棚注

12、漿施工后，在管棚支護(hù)環(huán)的保護(hù)下，按施工步驟進(jìn)行掘進(jìn)施工。4.2.4  洞內(nèi)支護(hù)4.2.4.1  鋼插板  采用分部分臺階開挖措施，在掘進(jìn)過程中適時沿鋼支撐周邊插設(shè)鋼插板封閉巖面、防止坍塌。鋼插板厚度為3mm，尺寸根據(jù)現(xiàn)場情況確定。4.2.4.2  初期支護(hù)  每掘進(jìn)0.5m立即進(jìn)行初期支護(hù)，支護(hù)采用H180500鋼支撐、221000系統(tǒng)錨桿，掛8150×150鋼筋網(wǎng)，噴C25混凝土厚150mm。4  結(jié)語    從上述三種不同地質(zhì)條件下的洞口成洞方式可以看出：這幾種情況都采用了短開挖，強(qiáng)支護(hù)，爭取提前進(jìn)洞的原則。其自然地質(zhì)狀況和進(jìn)洞方案基本包含了工程施工中所能遇到的絕大部分情況，具有典型意義，幾種方式的實(shí)施都達(dá)到了預(yù)期目的。    成洞方式比較：相同之處是都采用強(qiáng)行進(jìn)洞方式，都采用了超前支護(hù)，加強(qiáng)了邊坡防護(hù)。不同之處主要是超前支護(hù)的方式不同，分別以普通錨桿、邁式錨桿、管棚為主。    施工用時比較：巖石情況下成洞用時15d；松散坡積物情況下成洞用時21d；富含水且膠結(jié)松散和黏土層情況下的進(jìn)洞