隧道施工中鋼格柵拱吊模支護(hù)應(yīng)用

1、.隧道施工中鋼格柵拱吊模支護(hù)應(yīng)用第25卷第5期遼寧交通科技隧道施工中鋼格柵拱吊模支護(hù)應(yīng)用李福貴趙東(遼寧省交通工程質(zhì)量監(jiān)督站,沈陽(yáng)110005)(撫順市公路管理處,撫順113006)摘要錦赤線青溝粱隧道施工中,因受地質(zhì)構(gòu)造影響裂隙發(fā)育,巖面破碎,斷層較多,巖體較軟,多呈泥砂礦石狀,因此,隧道開(kāi)挖后,初期支護(hù)極為關(guān)鍵,為保證工程安全經(jīng)濟(jì),加快進(jìn)度,采用了鋼格柵吊拱混凝土支護(hù),效果很好.關(guān)鍵詞隧道不穩(wěn)定圍巖鋼格柵拱吊?；炷?工程概況遼寧省錦赤線青溝粱隧道工程被列入遼寧省基本建設(shè)計(jì)劃,資金來(lái)源為貸款.隧道位于朝陽(yáng)和內(nèi)蒙古敖旗交界處.隧道全長(zhǎng)512m,其中暗洞長(zhǎng)500m,明洞長(zhǎng)12m,寬0.75+2

2、X4.5+0.75m,凈高5.0m,縱坡為單向1%,按山嶺重丘二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),荷載標(biāo)準(zhǔn)采用汽一20,掛一100,設(shè)計(jì)行車(chē)速度40km/h.該工程于1999年4月20日開(kāi)工,2000年9月29日竣工.該隧道施工主要采用的支護(hù)方法,一種是洞內(nèi)的地質(zhì)條件較好,主要是,V類(lèi)巖,洞長(zhǎng)231.5m,是斜長(zhǎng)角閃巖片麻巖,圍巖初期支護(hù)量小,以錨噴為主;第二種是洞內(nèi)地質(zhì)條件不好,主要是,類(lèi)巖,洞長(zhǎng)268.5m,圍巖風(fēng)化斜長(zhǎng)角閃巖及破碎帶,初期支護(hù)量大,支護(hù)條件復(fù)雜,對(duì)支護(hù)質(zhì)量要求較高,為孔施打角度,環(huán)向間距,錨頭固結(jié)的檢查.(5)合理控制鋼拱架的縱向間距通過(guò)專(zhuān)題討論并經(jīng)實(shí)地量測(cè).決定對(duì)類(lèi)圍巖全部架設(shè)拱架,在破

3、碎或有較弱結(jié)構(gòu)面的圍巖,架設(shè)間距嚴(yán)格按lm掌握,對(duì)完整度較好的類(lèi)圍巖可適當(dāng)加大架設(shè)密度,但最大間距不允許超過(guò)1,5m.在工程施工中,K1+549一K1+585段由于地質(zhì)情況復(fù)雜,變形劇烈,初期支護(hù)未能滿足支護(hù).經(jīng)與監(jiān)理及施工單位共同研究決定,選用工字鋼做拱架進(jìn)行支護(hù).工字鋼架密度為4榀,環(huán)向每50cm用2鋼筋縱向連接加固,以保證施工質(zhì)量.3加強(qiáng)防水層施工的質(zhì)量監(jiān)控大巴溝隧道洞身防排水采用在初期支護(hù)與二次襯砌之間鋪設(shè)IDPE復(fù)合式塑料防水卷材及軟式透水管,在邊墻底用縱向半花管集水,通過(guò)橫向排水管確保工程安全,并盡量節(jié)省投資,加快進(jìn)度,縮短工期,采用鋼格柵拱支護(hù)是經(jīng)濟(jì)合理的,技術(shù)上是可行的,實(shí)踐證

4、明效果較好.2鋼格柵拱支護(hù)段的圍巖特征按<公路隧道施工技術(shù)規(guī)范>(JYJ04294)m,I類(lèi)圍巖均為穩(wěn)定性差和不穩(wěn)定圍巖,應(yīng)加強(qiáng)支護(hù).2.1m類(lèi)圍巖以弱風(fēng)化巖為主,受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖面較破碎,結(jié)構(gòu)面組合不利于巖體穩(wěn)定者較多,地下水活動(dòng)明顯,沿節(jié)理裂隙及斷層破碎帶有滲滴水及少量呈淺膠流狀涌水,巖體為碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)或碎裂狀結(jié)構(gòu),較弱結(jié)構(gòu)面多,結(jié)構(gòu)面走向與洞線斜交者多,后部與洞線接近平行,洞成形差,有小規(guī)模塌方和局部失穩(wěn)問(wèn)題.2.2類(lèi)圍巖引至中心水溝排出洞外.施工中嚴(yán)格監(jiān)控,要求防水在初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定,二次襯砌澆注前完成,初期支護(hù)應(yīng)圓順,無(wú)外露錨桿和

5、鋼筋頭,保證防水卷材與初期支護(hù)應(yīng)圓順,無(wú)外露錨桿和鋼筋頭,保證防水卷材與初期支護(hù)基本密貼.4加強(qiáng)混凝土澆注質(zhì)量的檢查,保證二次襯砌質(zhì)量隧道混凝土襯砌是隧道施工的最后一道工序,它除了要滿足設(shè)計(jì)要求外,也是隧道外觀美的直接體現(xiàn).為此我們做了大量的細(xì)致工作嚴(yán)格檢查中線位置,斷面尺寸,凈空尺寸等滿足設(shè)計(jì)要求.仰拱不允許欠挖,開(kāi)挖后立即從中心向兩側(cè)澆注混凝土,保證與拱座銜接搗固密實(shí),重視拱頂封頂工作,在"二襯"模板內(nèi)垂直拱頂預(yù)埋注漿管,以保證縱向全長(zhǎng)范圍內(nèi)均勻回填飽滿,使二次襯砌和初期支護(hù)密貼形成整體.?40-遼寧交通科技2002.10巖面是強(qiáng)風(fēng)化巖,弱風(fēng)化巖較少,巖體軟弱結(jié)構(gòu)面多,

6、節(jié)理裂隙,斷裂構(gòu)造發(fā)育,巖面破碎不完整,有較多不利于巖體穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)面組合,地下水活動(dòng)顯著,沿節(jié)理裂隙及斷層帶有滲漏水或呈線膠流狀涌水,結(jié)構(gòu)面走向與洞線大部分為斜交,局部與洞線平行或接近平行,洞成形差,頂拱極易坍落,超挖,邊墻片幫坍塌也很突出,圍巖屬壓碎狀或碎裂狀結(jié)構(gòu),需加強(qiáng)及初期支護(hù).2.3I類(lèi)圍巖以強(qiáng)風(fēng)化巖為主,受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重,風(fēng)化劇烈,節(jié)理裂隙及斷層破碎帶極發(fā)育,大于2m寬大斷層多,結(jié)構(gòu)面零亂,地下水活動(dòng)強(qiáng)烈,有較大的滲漏水和涌水,巖面遇水軟化,泥化現(xiàn)象突出,為土砂狀散粒體,巖體不穩(wěn)定,洞成形不好,既或成形也會(huì)很快失穩(wěn),遭受破壞,超挖,坍方時(shí)有發(fā)生,需及時(shí)支護(hù)做好預(yù)防.3對(duì)不穩(wěn)定巖體的

7、支護(hù),類(lèi)圍巖穩(wěn)定性差,巖體不穩(wěn)定或極不穩(wěn)定,都應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)支護(hù),然而這二類(lèi)不穩(wěn)定巖體在穩(wěn)定程度上有差別,因此,在考慮初期支護(hù)方式和支護(hù)形式上就應(yīng)該密切結(jié)合圍巖穩(wěn)定性情況選擇穩(wěn)妥可靠,經(jīng)濟(jì)合理,技術(shù)可行的支護(hù)方案,使得已經(jīng)選定的初期支護(hù)方案確實(shí)能達(dá)到安全,快速,經(jīng)濟(jì)的效果.總結(jié)朝陽(yáng)市錦赤線青溝粱隧道工程的實(shí)踐,將初期鋼格柵拱吊?；炷林ёo(hù)的鋼格柵拱分,類(lèi)圍巖相應(yīng)的支護(hù)措施來(lái)解決問(wèn)題,對(duì)洞內(nèi)安全和提高施工進(jìn)度,順利貫通起到了積極作用.3,I11,III類(lèi)圍巖支護(hù)從,巖體穩(wěn)定性和采取的支護(hù)措旋來(lái)看,都應(yīng)比I類(lèi)圍巖要好,因此,在支護(hù)方法上應(yīng)盡量選擇最適合洞段實(shí)際情況,滿足圍巖穩(wěn)定性要求的以及施工簡(jiǎn)便,安

8、全,經(jīng)濟(jì)快速的支護(hù)方案,應(yīng)以?xún)?yōu)先選用錨噴,后采用鋼格柵拱原則.對(duì)圍巖自穩(wěn)時(shí)間很短的特壞巖體,由于淺埋,偏壓和早期圍巖壓力增長(zhǎng)快,當(dāng)初期錨噴支護(hù)強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度滿足不了洞體穩(wěn)定要求時(shí),可能會(huì)使洞體失穩(wěn),應(yīng)采用超前錨桿或噴混凝土與鋼格柵拱等支承構(gòu)件聯(lián)合使用.由于洞圍巖變化較大.,類(lèi)圍巖根據(jù)不同圍巖都選用一種合理支護(hù)形式與規(guī)格,使支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)范化,類(lèi)圍巖選用鋼格柵拱架總重649kg,格柵拱架為奶2螺紋筋,箍筋及配筋選用1412鋼筋.一般情況不用全封閉鋼架,洞底選用馬蹄形不封閉格柵架支護(hù).(見(jiàn)圖1)圖1青溝粱隧道工程地質(zhì)條件差,埋較淺,風(fēng)化深,洞內(nèi)圍巖多處于不穩(wěn)定或極不穩(wěn)定狀態(tài),施工過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)坍方

9、,冒頂?shù)仁鹿?因此在,類(lèi)圍巖中單純用噴錨解決不了本工程的初期支護(hù)問(wèn)題,必須用超前支護(hù)和噴混凝土與格柵架等聯(lián)合支護(hù).為防止和保護(hù)鄰近掌子面的格柵拱架免遭爆破破壞,要及時(shí)做好支護(hù).在格柵拱架中進(jìn)行吊模混凝土澆筑,在頂拱范圍盡量施噴混凝土,這樣對(duì)隧道的減災(zāi)防患和順利提前貫通起到了積極作用,也沒(méi)增大后期回填注漿的作業(yè)量,所以,格柵吊?；炷恋臐仓c噴筑,對(duì)于本工程,類(lèi)圍巖是一個(gè)很適用的優(yōu)化方案,效果較好.3.2支護(hù)方法具有如下特點(diǎn)(1)鋼格柵與混凝土結(jié)合好,格柵與混凝土能共同起承載作用.鋼格柵施工簡(jiǎn)便,操作靈活,節(jié)省材料,可縮短工期,加快進(jìn)度,吊?；炷聊芊乐购蜏p小爆破后對(duì)鄰近掌子面前幾段洞內(nèi)鋼格柵的

10、破壞程度.(2)鋼格柵與吊?；炷良庸ぜ笆┕び玫臋C(jī)具設(shè)備可與鋼筋混凝土施工設(shè)備共用,不需另增加機(jī)具設(shè)備,投入少,旋工方便.(3)鋼格柵吊模混凝土為洞內(nèi)施工作業(yè)人員提供一個(gè)安全的施工環(huán)境,這對(duì)加快進(jìn)度和提高生產(chǎn)效率非常有利.(4)鋼格柵與格柵架間的縱向連接筋及徑向固定格柵架的短錨桿長(zhǎng)11.5rn,與混凝土結(jié)合類(lèi)似鋼筋混凝土,這對(duì)提高初期支護(hù)強(qiáng)度非常有利.(5)需注意的問(wèn)題,如果初期支護(hù)頂拱不是噴射混凝土,而是吊?；炷?則圍巖與初期支護(hù)混凝土,初期支護(hù)與二次襯砌混凝土必然要形成麻頂,所以提倡在極壞圍巖中,既或是沒(méi)有辦法減少格柵吊模支護(hù),但在頂拱部位要盡量采用(下轉(zhuǎn)第44頁(yè))遼寧交通科技種技術(shù)參數(shù)

11、分析,使用SBS改性瀝青鋪筑的路面,使用壽命可延長(zhǎng)3年以上,就我省而言,全省現(xiàn)有的公路4萬(wàn)多公里,黑色路面2萬(wàn)多公里,按810年一個(gè)大修期,一年需6億元左右工程費(fèi).如將一次大修工程費(fèi)按8年使用期平均,則一年的工程費(fèi)為8000萬(wàn)元左右,也就是說(shuō)路面使用年限延長(zhǎng)一年,就可節(jié)約大修工程費(fèi)8000萬(wàn)元左右,延長(zhǎng)3年節(jié)約2個(gè)多億.(3)使用SBS改性瀝青鋪筑路面可大大降低路面的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,用普通瀝青鋪筑的路面一般3年左右就要進(jìn)行中修,一般采用罩面的方法進(jìn)行,其造價(jià)在2025元/m2,路面寬度按9m考慮.每公里需求20-23萬(wàn)元.全省公路黑色路面近20000km,按10年一個(gè)大修周期,每年至少有2000km

12、黑色路面進(jìn)行中修費(fèi)用就需45億元.若用改性鋪筑路面可推遲路面的中修周期,也就是說(shuō)推遲一年就可節(jié)省資金45億元,如推遲2年,3年,5年其經(jīng)濟(jì)效益十分可觀.另方面由于改性瀝青具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性,高溫不變形,低溫不開(kāi)裂,抗水損害能力強(qiáng),可長(zhǎng)久保持良好的路面使用性能,這就大大減輕了養(yǎng)護(hù)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省小修保養(yǎng)費(fèi)用等等.(4)SBS改性瀝青對(duì)石料具有較寬的適用范圍,有利于就地取材,降低工程造價(jià).普通瀝青主要適用于堿性或中性石料,與酸性石料的粘附力很難滿足工程要求,SBS改性瀝青則完全克服了這一點(diǎn).本次我們選用了酸性的花崗巖,其粘附性沒(méi)有受到任何影響,說(shuō)明完全可以適應(yīng)酸性石料.這對(duì)路面工程選用石料提

13、供了更寬的領(lǐng)域.可以因地制宜,就地取材,降低成本.就我省而言,花崗巖等酸性石料分布較廣,加工,采集容易,造價(jià)較低,與目前使用的玄武巖相比,造價(jià)可降低30%多(玄武巖采購(gòu)價(jià)為130元/m0左右,花崗巖采購(gòu)價(jià)為90元/m0),路面上面層僅石料每公里可節(jié)省1.5萬(wàn)元以上(普通公路,高速公路每公里可節(jié)省3萬(wàn)多元)按目前每年黑色路面工程量,普通公路有200km(或高速公路100km)僅石料一項(xiàng)就可節(jié)省投資300多萬(wàn)元.由此可見(jiàn)使用SBS改性瀝青的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀的,雖然一次性投入有所增加(平均增加600萬(wàn)元左右),但從延長(zhǎng)路面使用壽命,降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,對(duì)石料的廣泛適用性等方面去看,總體經(jīng)濟(jì)效益是非?？捎^的

14、,如能大批量生產(chǎn)使用成本還會(huì)降低.由于改性瀝青優(yōu)越的技術(shù)性能可以鋪筑多種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的路面,并起到防滑,安全,降低噪音,提高行車(chē)速度和舒適性等,社會(huì)效益也很好的.困此,應(yīng)大規(guī)模推廣使用SBS改性瀝青.6結(jié)束語(yǔ)通過(guò)遼開(kāi)線SBS改性瀝青的施工初步地掌握了一些關(guān)于改性瀝青路面施工工藝和控制要點(diǎn),在材料方面,除了相對(duì)于SBS改性瀝青需做一些特殊工作外,SBS改性瀝青混合料對(duì)材料的要求與普通瀝青混合料相比并無(wú)顯著區(qū)別.大體上是通過(guò)每天檢測(cè)針入度和軟化點(diǎn)的指標(biāo)來(lái)檢查改性瀝青質(zhì)量,拌和時(shí)重點(diǎn)控制拌和溫度,抓好施工期材料質(zhì)量檢驗(yàn),解決好攤鋪機(jī)與供料問(wèn)題,碾壓?jiǎn)栴}.溫度控制是重點(diǎn),碾壓和接縫處理是關(guān)鍵.并應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)SBS改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,低溫抗裂性的改性效果的檢測(cè).由于改性瀝青技術(shù)在我國(guó)還處于剛剛起步的階段,尤其在我省也是剛剛大規(guī)模使用,經(jīng)驗(yàn)還很缺乏,對(duì)一些問(wèn)題的認(rèn)識(shí)也很粗淺,本中的觀點(diǎn)和做法有一定的局限性.一定要結(jié)合本地的交通,氣候,材料,施工水平,管理水平,經(jīng)濟(jì)條件和實(shí)力等具體情況,進(jìn)行研究,驗(yàn)證,選用,決不能照搬照抄.改性瀝青已經(jīng)形成了不可阻擋的世界潮流,同時(shí)也為我國(guó)發(fā)展改性瀝青事業(yè)提供了一個(gè)機(jī)遇.我們要抓住機(jī)遇,進(jìn)