超小斷面隧道設(shè)計與施工技術(shù)

超小斷面隧道的設(shè)計與施工一、方案比選在DIK1587+800倒虹吸施工過程中發(fā)現(xiàn)倒虹吸豎井落在路塹邊坡的碎落臺上，該路塹深8m左右，此時才發(fā)現(xiàn)該倒虹吸存在嚴重的設(shè)計隱患：首先是矩形槽落在路塹邊坡上，邊坡高度8m左右，矩形槽根本無法施工；然后是安全防護問題，后期若需要對倒虹吸進行養(yǎng)護維修，由于離列車行車區(qū)太近，人員在矩形槽上方行走時極有可能被列車通行的風從8m高的高空吹下。鑒于上述情況，現(xiàn)場對該倒虹吸進行了優(yōu)化設(shè)計，當時考慮的方案有3個：方案一：邊坡大開挖，將倒虹吸豎井移到路塹開挖邊坡線外，接長倒虹吸管節(jié)，然后回填。方案二：類似沉井的結(jié)構(gòu)，設(shè)中隔墻，跳挖，逐節(jié)施工護壁，下挖到位后將倒虹吸接長，豎井放到路塹開挖邊坡線外，然后回填。方案三：在路塹開挖邊坡線外設(shè)豎井，然后采用小斷面隧道向線路方向開挖，接長倒虹吸。各方案的優(yōu)缺點：級方案偏優(yōu)點捧缺點損備注行方案一必施工速度快，封可利用機械。細經(jīng)濟。挪需放坡開挖，賓開挖面積大，篇對現(xiàn)場影響大窯。紋管節(jié)安裝好回墻填后極有可能蒜會造成邊坡沉末降。割方案二啟安全；來開挖面積小，鹽對現(xiàn)場影響小救耗工、耗時；沫管節(jié)安裝好回終填后極有可能釀邊坡局部沉降測。胸工程費用較高慢方案三境1男、開挖工程量糾最小，對現(xiàn)場叢影響最小艷施工及技術(shù)難棄度大；轎工程費用較高褲；優(yōu)危險，安全保酒證難度大。由于倒虹吸地處管段內(nèi)重點工程牛軛灣隧道施工的交通要道，該倒虹吸處的處理方案直接關(guān)系到隧道是否能正常出碴及二襯施工，因為工期壓力大，故經(jīng)過比選現(xiàn)場采用的施工方案為方案三。二、方案設(shè)計因倒虹吸在設(shè)計院是屬于橋梁專業(yè)的設(shè)計范圍，使用方案三將需要隧道專業(yè)設(shè)計。隧道雖小但需要有地質(zhì)專業(yè)（提供地質(zhì)資料）、橋梁專業(yè)（提供設(shè)計標高）、路基專業(yè)（提供路基設(shè)計斷面）的配合，而小隧道的埋深又淺，施工風險較大，設(shè)計院無人愿意接手此設(shè)計。在此情況下，現(xiàn)場對該倒虹吸的優(yōu)化方案三進行了設(shè)計，設(shè)計步驟如下：首先考慮的是現(xiàn)場水系，要求測量人員提供現(xiàn)場水系處實測路基斷面及既有水系標高，斷面及水系資料一定要搞準，要不然設(shè)計出來的東西還得改。豎井位置的確定，倒虹吸管節(jié)為廠制，管節(jié)長度為2.0m。故豎井位置放置在路基邊坡開挖線附近并應(yīng)保證后續(xù)加長管節(jié)為整管節(jié)。豎井平面尺寸的確定，由于倒虹吸接長管節(jié)后期需要通過豎井輸送到小隧道中安裝，故豎井除應(yīng)滿足倒虹吸管節(jié)長度外還應(yīng)保證管節(jié)安裝施工人員的操作空間，現(xiàn)場考慮除管節(jié)所需空間外，還考慮了兩人能下到位，并加入適當?shù)墓ぞ卟僮骺臻g和危險反應(yīng)空間，設(shè)計時豎井平面尺寸空間為250×225cm，鑒于其為永久性結(jié)構(gòu)，故豎井壁厚35cm，采用C20鋼筋混凝土。豎井基礎(chǔ)的確定，因豎井后期要流水，承受水壓力，故其應(yīng)選用擴大基礎(chǔ)，設(shè)計時沿用原設(shè)計基礎(chǔ)厚度，并將基礎(chǔ)平面尺寸加大，保證襟邊尺寸20cm。指豎井標高的確廢定，豎井底部銳應(yīng)保證比倒虹棟吸管內(nèi)壁底鄉(xiāng)低館50c盤m倍左右，以起到忌沉泥作用。璃地表加固方案任，由于隧道埋壞深極淺，地質(zhì)林情況較差。在唐此處借鑒公路古隧道進洞前的呼反壓護拱方案講，在地表邊坡究打薯設(shè)案Φ僵2丸2鍵砂漿錨桿，錨確桿長譽2.0奧m荒，間距承1.5×1.薄5m合，注漿密實。俗掛網(wǎng)惑格甚20×20c職m索φ祥8士鋼筋網(wǎng)，澆筑罵20cm虹厚冤C20魔地表混凝土，耐將地表先吊起慧來，形成整體袋。志隧道斷面的確鑄定，因懲倒虹吸管節(jié)為仁廠制，外礎(chǔ)徑航Φ辰140cm旺。倒虹吸安裝撤后需可能需要監(jiān)人員到達存在競問題的部位處完理，要考慮一汗個人能爬進去戚并爬出來，并析考慮到隧道施追工周期較長，膏必須考慮施工溉作業(yè)人員的作悟業(yè)空間，空間竿太小則無法支燥護丈并造成柴施工人員心情績壓仰。本來把姨斷面設(shè)計成橢吉圓形的受力會亭更好些，但做蹲成橢圓形后會漏增加后期管節(jié)至與隧道間的填始充工程數(shù)量。禍設(shè)計時隧道開脈挖按欣2.5m嚴直徑考慮，初倍支厚度按肉15cm朽考慮。退隧道初支設(shè)計森，因小隧道中敞所有施工材料蜜及器材均要通蝕過豎井上下，剃現(xiàn)場作業(yè)空間觸極小，故設(shè)計隨時采用了格柵校鋼架，可以很尋方便地分節(jié)分港塊運至洞中安奴裝，格柵設(shè)計孝尺寸為農(nóng)1洪0燦遞cm陣（豎向）右×待1敏5奮cm高（縱向）冒。每斷面重晌62.5kg脊，分朵成胡2諒塊后可很方便專地運至現(xiàn)場安睡裝，榮格柵鋼架間距瓦60cm京/政榀。傾系統(tǒng)錨桿、超肌前支護設(shè)計，灰系統(tǒng)錨桿間蘿距罩1.0筍m喊，鼓長排1.5宵m執(zhí)，采競用統(tǒng)Φ境2持2繡砂漿錨桿。超臭前支顆護爭3.0員m萍Φ疫2眾2謙砂漿錨桿，搭庭接考1.0親m億。進洞采紡用圾Φ化4浴2義小導(dǎo)管預(yù)支護呆。初支混凝土誰采用與正線隧思道相一致以的受C2艦5主噴射混凝土。插倒虹吸管節(jié)與兩隧道間空間采熱用與倒虹吸管鋸節(jié)標號一致蛇的術(shù)C2珠5亦泵送混凝土，沃填充密實。受倒虹吸繩具體睜設(shè)計管見尿圖仗1刪、煮圖懇2丸。躍善吳辟找柿圖趙1斧倒灑虹例吸排1/敢2仁橫斷面圖難榆晶慕緣造圖術(shù)2法灘灌隧道結(jié)構(gòu)圖三、方案實施一）豎井施工1、豎井開挖嶺豎井平面尺寸屈空間余為黃250×22少5c鋤m賊，開挖尺寸想為協(xié)320×29密5c膀m色，井壁萌厚貸35c斑m注，采遙用蕩C2臟0掌鋼筋混凝土。奇豎井施工采用俗人工開挖，井使口高出地烘面件20c恐m徹以防止地表水喝及塊石落入井仁內(nèi)。雷開挖尺寸每側(cè)瞎放濫大撲10c壩m第作為護壁混凝檢土厚度切，香35c歸m淋厚結(jié)構(gòu)混凝土愈采用后期澆筑葉的方法進行。慶因圍巖裂隙水逗極為豐富，嫂地表富水地段攜開挖每循環(huán)定現(xiàn)為蘆0.教3m侍，巖石地段每摟循環(huán)定為僻1.關(guān)1逆m蘋。夢豎井蓋采用人工開挖艘，井口配置卷籌揚機出碴，蘋石方地段采用辟淺眼爆破。炮川眼深度不超燦過咸0.8對m烤，裝藥深度不豬超過炮眼深度李的陽1/踏3玉。護壁混凝土做強度未達植到題2.5M似p叮a頂時不宜爆破。憑放炮谷后目30mi手n矛后施工人員先看測定孔內(nèi)無毒擠氣后方可進入役井內(nèi)。球2貢、豎井混凝土婦施工趨因豎井為矩形令結(jié)構(gòu)，護壁未從采用內(nèi)齒式搭飲接，模板采用橫建筑鋼模支立鍵，護壁上下層脆間準設(shè)陳10c異m距砼澆筑空間，壞采嘩用價Φ鎖12@200芳m填m畜長怪60c德m倦的連接鋼筋進羽行連接，上節(jié)史施工時先彎體成慕L裂形，下節(jié)施工傍時掰直，埋入淘下一節(jié)護壁砼窗。甚豎井混凝土采笑用瓣串桶下放依，配節(jié)間砼空訴隙息采取紅磚砌實章。二）地表處理喘地層主要為粉厲質(zhì)黏土，層較覆厚。其下為強投風化板巖，巖鴉體破碎，節(jié)理笛發(fā)育，且基巖飲裂隙水防極為召發(fā)育還，番容易垂坍塌。憲在地表邊坡打夜設(shè)衰Φ墳2低2梢砂漿錨桿，錨代桿長瞞2.0m涂，間距潔1.5×色1.5m塵，注漿密實。釘掛網(wǎng)奏格燥20×拒20cm疼φ寒8熔鋼筋網(wǎng)，澆筑糾20cm紀厚吐C20詢地表混凝土，沈?qū)⒌乇硐鹊跗鹱詠?，形成整體禮，另一方面，匠通過邊坡砼的焦荷膽載反壓邊坡，蠻從而對邊坡以捆壓逼密作用，從而餡提高圍巖的自幼穩(wěn)能力綿。三）測量放樣蒙因賢該工程舍較小，灑施工中未黨采用先進的測節(jié)量儀器進行方為向定位夢，豎井開挖控櫻制僅在豎井護涌壁頂部設(shè)四個伸中心點護樁，逢施工過程中以狀吊線法控制豎惱井的開挖尺寸革與垂直度。標質(zhì)高控制以井口印設(shè)水準點，然滿后通過鋼尺吊跡放來控制。窩因隧道為直線投隧道，施工隧職道時喚沿扎豎井壁上前后浮方向的護樁下撕引，然后通過疏延線法確定隧政道施工的中線象。標高控制通姻過將豎井壁上旬的水準點用鋼仇尺下引至豎井造壁上，然后用逗塑料管中灌水酬將標高前引控披制每一循環(huán)隧筐道的標高。四）隧道施工1、隧道開挖占隧道地質(zhì)情況膛為強風化砂質(zhì)畝板巖，圍巖裂豆隙水極為發(fā)育劇，施工過程中都采用兩臺污水巡泵抽排積水膚。蘭鉆孔鑿巖配齡備養(yǎng)YT2鳥8汗風鉆偽（磁Φ菌42m往m采），炸藥選繭用談2訴號硝銨甜乳化怪炸藥，電雷管軍起爆。屋由于隧道斷面藏較小，施工時凍僅設(shè)置了掏槽杯眼與周邊眼，貼掏槽眼間綱距浴0.85走m株，采取斜眼掏期槽，周邊眼間碌距錦0.5伙m適，辭鉆爆每方用藥曉量憤1.1卻5kg貼左右蹲，雷黑管鏟4.娛1守個左右磚。會開挖每循環(huán)進鮮尺攪0.6獲m積，仰出碴采用人工萌運至豎井內(nèi)，摔再由豎井卷揚芒機味吊出嘉，最后用自卸少車將棄碴倒運脅到設(shè)計指定的赴永久的棄碴場罩。加2皇、系統(tǒng)、超前吸支護戚系統(tǒng)錨桿采囑用完Φ侄2士2鏈砂漿錨桿，間老距創(chuàng)1.0孤m氣，每根枯長苦1.5憂m誓。超前支漆護倆3.0吧m輝Φ析2點2輪砂漿錨桿，搭幻接蒼1.0誠m座，薦每蔽2環(huán)m玩一循環(huán)。進洞匙采權(quán)用主Φ麥4棉2菌小導(dǎo)管預(yù)支護炭。初支采翅用睜C2僻5哄噴射混凝土。釘1晨）系統(tǒng)砂漿錨吹桿施工工藝許砂漿錨桿鉆孔劣采畝用們YT2拳8蛾型風槍鉆眼。重孔眼落沿法線說方向斥并盡量茫垂直于巖肌面列,瓶鉆孔直徑大于肉錨桿直另徑寨15m貿(mào)m達。再砂漿錨桿采用襲錨固劑錨固，編桿體依外露端安裝墊扶板嚷及螺母。挪2議）超前小導(dǎo)管寨超前小導(dǎo)管外雨徑擠為蒙Φ鮮42mm棗，厚傾3.5mm政的熱軋無縫鋼犁管掃。因豎井尺寸演空間的限制，蹦進洞小導(dǎo)管采雀取掏長杯L=盞2欄.嘴2波m迫Φ憶42錯鋼管火，前端成尖錐假狀，誼管身膚未設(shè)暗注漿孔，環(huán)向堆間距夏40cm悟，沿隧道開挖極輪廓線單排布腐置，外插角嫁8氧°裝左右彈。鉆孔采磁用沸YT2收8嗽型風槍鉆孔，曾鉆孔深度調(diào)2.0虹m刃，鉆孔直或徑比鋼管直徑鳥大慧3設(shè)～伐5m拒m失。小導(dǎo)管用錘扛擊入，并用高仆壓風將管內(nèi)砂量石吹出電，搭1:處1販水泥砂漿注漿肚密實，使之成芒為一個鋼管砼位體。3）超前錨桿虜錨桿采飄用把Φ獨22m胡m秩砂漿錨桿黨，熟YT2倘8線型風槍鉆孔。絨錨桿按坦8貴°射外插角練鉆進催，訊錨桿躲采用錨固劑錨顯固。4）掛鋼筋網(wǎng)偽鋼筋網(wǎng)在闊地面圣加工，延網(wǎng)眼尺抽寸絕15×15c尖m圖，分三片運入幕洞內(nèi)人工拼裝撒，網(wǎng)片間搭接尤長度叨為忌1拜個網(wǎng)孔。桂鋼筋網(wǎng)按受噴察面起伏鋪設(shè)，銅安裝時用電焊飯點焊固定在鋼剩架及錨桿外露柄頭上，以防噴洞射混凝土時晃擊動。帆鋼筋網(wǎng)在噴射慧一層初支砼后訊鋪掛，蹲混凝土保護層模2纏cm貞左右錄。5）格柵鋼架蠟格柵夾鋼架在地面的進加工場內(nèi)進行熟加工，設(shè)巨立悔1財∶碼1倍胎模加工工作半臺，廈分潑2眨塊加工，鐘分次葡通過豎井運至發(fā)現(xiàn)場。安裝時嘴各單元采用鋼素板－螺栓連接跑。顆鋼架安裝完成叢后，和與之相璃接觸的錨桿頭懸焊接，使之成港為整體結(jié)構(gòu)。耕6油）噴射混凝土頂采善用蔬ZSP-6娘D賢型濕噴機進行堪噴射混凝土施惹工。奸噴射順序，從踐下向上對稱進查行，先噴射鋼疊架與圍巖之間衡空隙，后噴射嫩鋼架之間混凝仁土。鋼架全部蓮被噴射混凝土按所覆蓋。眨由于隧道出水突量較大，紗噴射作業(yè)時采湯取下列措施：哀噴射時，先從衛(wèi)遠離出水點處師開始，再逐漸紫向涌水點逼近充，將散水集中溜，安設(shè)導(dǎo)管，慣將水引出，再虛向?qū)Ч鼙平鼑娏簧洹Ｋ?頑、底板施工、徒水平管安裝昂1據(jù)）混凝土墊層王洞身開挖完成甚后，經(jīng)檢查合義格后先在基底亭澆研筑華C1停5虎混凝土墊層，叫砼由豎井獅倒運回入洞身，人工害攤平，砼采用普插入式城振動器搗固，俯人工抹平，喂初凝后覆蓋灑夫水養(yǎng)生。澤在澆筑完的墊彩層上測收入對水平管軸線、精高程，并用墨徑線彈出管安裝尊位置。幣2戚）水平管安裝然水平呈管節(jié)為廠制，寄外鉆徑族Φ恩140c驚m棵，每節(jié)譜長墊2筋m坊?；蛩淼揽臻g小秋，且水平管重漂量拆達稠3.8雖t梁，安裝難度大慈。根據(jù)現(xiàn)場情攻況，決定扛用吊車將管節(jié)駝吊入豎井內(nèi)，重然后蔽設(shè)計平板滑車米運輸舊，匙滑車采用四個姜走行輪佳。貼管過節(jié)梯運到現(xiàn)場后，致采用營汽車丈吊將管節(jié)基吊至入到豎井底部初，論事先添將平板車放置努好挪，昨管節(jié)吊入后人震工配合清放平艱到滑車上監(jiān)。愁滑行采用小型安電動卷揚機，見在澆筑瞇底齊板墊層時預(yù)埋秩鋼件用作卷揚貸機的固定點。叔自制平板滑車卵將管節(jié)運到安險裝位置跌后底，區(qū)采用手拉葫蘆調(diào)將管節(jié)吊起，銹將滑車退出至全豎井，千人工銳配合葫蘆拿調(diào)整安裝到墊沒層上廈，淋三角墊塊塞死戒，以防管節(jié)移軋位。五）管節(jié)防水測水平管接縫設(shè)搞沉落縫?？p簽寬墓2c宅m幕?？p內(nèi)鑲嵌遇飛水膨脹止水條氣。縫表面涂刷吉聚氯乙烯油膏幻，外再用瀝青邪浸制麻筋包裹尼，寬度不小脹于其50c陰m霞。扁該工誠序團在每節(jié)管節(jié)安學裝完成之后重音復(fù)?；柿┨畛漤攀┕ば购缥芄?jié)與待隧道間空間采曲用剝C2閃5名混凝土填充密機實。采用砼輸啊送泵泵入。線導(dǎo)路左側(cè)隧道長勸14m團，右側(cè)長禍12m彈，由于隧道空毀間較小，填充產(chǎn)砼分三次澆筑旋，隧道內(nèi)每散4m哀管節(jié)立一次端孝模，端模伸入勿管節(jié)節(jié)頭遭10cm濱，根據(jù)砼澆筑涌進度支立，鄰填充酬砼采用插入式涌振動器進行振市搗慌，確保密實籮。幅四、瞞施工過程中的迎一些經(jīng)驗及教筐訓(xùn)擋1晃、亭由于楚考慮運送倒虹移吸管節(jié)，徹隧道豎井斷面欺尺寸較大，原穴設(shè)計為豎井偽平面朱開挖尺寸鞏為迅320×29怒5c鼻m蛇，采用擁35c妙m悔厚腫C2主0朽鋼筋混凝土嘴永久支護億?？紝嶋H施工時由吳于護壁無法整閥體澆筑，只能慎分節(jié)開挖，分門節(jié)支護。護壁抖施工完之后為運保證豎井在使貓用過程中不漏辦水，又重新立茅模澆筑了一擇次括35c獲m抗厚鋼筋砼豎井暮。臺實際施工豎井從時平面開挖尺熱寸只需漂要邪280×25握5c哀m愚，源按特15當㎝盞厚施作護壁。負該問題的出現(xiàn)授是由于對設(shè)計款原則未認真復(fù)把握，扎設(shè)計過程中也姐未認真考慮此莫問題，猶而圣施工命過程蹈中英未進行有效溝嘆通，從而造成建圬工方量加大始。