(中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司,遼寧 遼陽 111000)
山嶺隧道施工的支護(hù)方案分析
徐世權(quán)
(中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司,遼寧 遼陽 111000)
隨著我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展,隧道工程越來越多。本文在隧道工程初支方案分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合隧道的開挖施工順序進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,為山嶺隧道的施工提供技術(shù)參考,具有重要的研究意義。
隧道;施工;支護(hù)方案;分析
1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)
過既有線初支結(jié)構(gòu)分為三個(gè)階段,四種斷面,一、二斷面為標(biāo)準(zhǔn)斷面向注漿小室斷面的過渡段,斷面三為注漿小室斷面,斷面四為下穿既有線斷面。過渡段和注漿小室段長(zhǎng)度10.5米,下穿段33.862米。
1.2 施工原則與方法
初期支護(hù)的施工嚴(yán)格按照 “管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”的十八字方針指導(dǎo)施工,在監(jiān)控量測(cè)中注意快速反饋。過既有線段采用CRD分四部開挖,首先開挖外側(cè)上導(dǎo)洞,依次開挖外側(cè)下導(dǎo)洞、內(nèi)側(cè)上導(dǎo)洞、內(nèi)側(cè)下導(dǎo)洞。
1.3 漸變段與過既有線底板鋼性連接施工
漸變段由標(biāo)準(zhǔn)馬蹄形斷面向擴(kuò)大的矩形斷面過渡,逐漸過渡到注漿工作室斷面,用擴(kuò)大格柵斷面尺寸方式處理。既有線車站底板為波浪形,為使區(qū)間隧道格柵與既有車站底板密貼,應(yīng)先加工好格柵小節(jié),用來調(diào)節(jié)隧道格柵高度,便于與車站底板密貼。
區(qū)間過既有線段開挖為直墻平頂,CRD方法四洞開挖,用臺(tái)階法開挖右線右側(cè)上導(dǎo)洞,施作初支及臨時(shí)中隔壁、中隔板,初支頂部需與既有車站結(jié)構(gòu)底板緊貼。按照千斤頂布置圖中千斤頂位置,在導(dǎo)洞內(nèi)安裝千斤頂。在上臺(tái)階腳部設(shè)置鎖腳錨管,右側(cè)上導(dǎo)洞進(jìn)深一倍洞深后用臺(tái)階法開挖右線右側(cè)下導(dǎo)洞,施作初支及臨時(shí)中隔壁,在上臺(tái)階腳部設(shè)置鎖腳錨管。右側(cè)初襯封閉后,根據(jù)地鐵結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)情況,調(diào)整千斤頂頂力。用臺(tái)階法開挖右線左側(cè)下導(dǎo)洞,施作初支結(jié)構(gòu)。在上臺(tái)階腳部設(shè)置鎖腳錨管。
2.1 開挖措施
①采用“三臺(tái)階施工”施工,開挖循環(huán)進(jìn)尺宜為每榀格柵間距。②嚴(yán)格控制隧道開挖的中線和水平,開挖輪廓要圓順,防止超挖,局部欠挖處人工修鑿,但要充分考慮施工誤差及預(yù)留變形。③隧道開挖時(shí)保留核心土,待拱部初支完成后再開挖核心部分土體。④當(dāng)隧道圍巖自穩(wěn)能力較差時(shí),應(yīng)盡可能縮短開挖臺(tái)階長(zhǎng)度,盡快使初期支護(hù)閉合。⑤在過建筑物段或管線段時(shí),為嚴(yán)格控制地表沉降,在上臺(tái)階架設(shè)臨時(shí)仰拱,待下半斷面初支封閉達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除。⑥鋼格柵接頭采用連接板和螺栓連接以方便安裝。格柵安裝位置要準(zhǔn)確,各節(jié)點(diǎn)要對(duì)齊,連接要牢固,確保格柵可靠受力。為防止格柵承載下沉。鋼格柵下端設(shè)在穩(wěn)固地層上,或設(shè)在擴(kuò)大鋼板、砼墊塊上。⑦為防止開挖下部引起格柵懸空下沉,控制好上臺(tái)階鋼格柵拱腳鎖腳錨管,下部開挖后及時(shí)拼接。
2.2 初支格柵施工
格柵鋼架采用洞外加工成榀,洞內(nèi)安裝的施工模式。加工順序?yàn)椋轰摷芗庸つ>呒庸ぁ餍吞?hào)鋼筋切割→各型號(hào)鋼筋彎折加工→主筋定位及連接板焊接→U型筋、之字筋焊接→箍筋焊接→試拼及標(biāo)序號(hào)→庫(kù)存并做好防腐防繡措施。
格柵加工的注意事項(xiàng)如下:
①格柵鋼架加工前嚴(yán)格按照格柵鋼架設(shè)計(jì)圖進(jìn)行模具放樣,模具放樣加工完成經(jīng)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行格柵鋼架加工。②加工焊接嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程執(zhí)行。③格柵鋼架應(yīng)成榀加工,首榀加工試拼驗(yàn)收合格后方可成批加工。④加工好的格柵鋼架應(yīng)分節(jié)、分批存放并及時(shí)使用,做好防腐防繡措施。
格柵鋼架架立及相關(guān)配套施工完成后及時(shí)進(jìn)行噴砼支護(hù)。為降低粉塵,減少回彈量,提高噴射砼的質(zhì)量,噴射砼采用潮噴法。拌合料由洞外攪拌站拌合,通過豎井提升機(jī),出碴車運(yùn)至工作面,人工抱噴嘴噴射。噴砼作業(yè)前,檢查開挖斷面尺寸,做好上一循環(huán)噴砼施工縫處理,剔除松動(dòng)噴砼。施工完一環(huán)后進(jìn)行下一噴射混凝土前,清理上一環(huán)虛渣,虛土,再進(jìn)行噴射混凝土施工。每次噴混凝土完后及時(shí)檢查厚度,若厚度不夠需補(bǔ)噴達(dá)到設(shè)計(jì)厚度,禁止將回彈料做為噴射料使用。
3.1 初支背后回填注漿
結(jié)束噴射混凝土施工后,初支與既有間可能存在空隙,為保證隧道與既有線剛性接觸避免既有車站沉降,對(duì)初期支護(hù)背后及時(shí)進(jìn)行回填注漿。注漿采用注漿量與注漿壓力雙控制方法控制注漿效果,防止壓力過大造成既有線抬高,注漿壓力控制在1.0mpa以內(nèi)。
3.2 千斤頂布置方案
區(qū)間隧道下穿地鐵5號(hào)線施工段采用CRD法和千斤頂施工,與既有5號(hào)線結(jié)構(gòu)保證剛性接觸。目的:確保開挖初支結(jié)構(gòu)與地鐵5號(hào)線下穿位置為剛性接觸,控制既有5號(hào)線在此段的沉降。為補(bǔ)償區(qū)間初支結(jié)構(gòu)本身沉降變形造成初支頂部出現(xiàn)空隙,采用在初支結(jié)
3.3 千斤頂安裝
安裝固定千斤頂。架設(shè)側(cè)墻豎向型鋼鋼架,焊接連接筋;頂部型鋼鋼架放入相應(yīng)位置,將千斤頂安裝到鋼板圍槽內(nèi)并調(diào)好位置,使其對(duì)頂部型鋼鋼架形成初步固定;
3.4 千斤頂施工要點(diǎn)
①設(shè)置千斤頂斷面內(nèi)型鋼均為H220×440雙軸對(duì)稱焊接工字鋼;千斤頂位置不噴射混凝土,其余部位均需噴射混凝土,噴射過程中注意對(duì)千斤頂?shù)谋Wo(hù)。②千斤頂限位鋼板尺寸根據(jù)選定的千斤頂具體尺寸調(diào)整。③除頂部型鋼外,其它部位型鋼內(nèi)外側(cè)均設(shè)置縱向連接筋Φ22@1000,與相鄰格柵主筋可靠焊接,在型鋼內(nèi)外側(cè)均鋪設(shè)φ8@150x150鋼筋網(wǎng)。④型鋼端部與鋼板連接須銑平、頂緊,周邊圍焊。⑤初襯上下洞室封閉成環(huán)后,即按5t分級(jí)加載的方式對(duì)千斤頂施加初頂力30t,根據(jù)地鐵結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)情況,調(diào)整千斤頂頂力。頂部型鋼與立柱型鋼出現(xiàn)縫隙時(shí),適時(shí)用鋼板墊片楔緊。待監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示既有地鐵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時(shí),方可進(jìn)行下一步施工。⑥按要求布置千斤頂?shù)臄嗝嬖陂_挖后要及時(shí)架設(shè)型鋼及千斤頂,按要求施加頂力,并嚴(yán)密監(jiān)測(cè)既有地鐵結(jié)構(gòu)的變形。⑦施作二襯施工時(shí),初期支護(hù)中隔壁的千斤頂拆除,兩側(cè)側(cè)墻千斤頂鎖死、拆除油管后留在初支結(jié)構(gòu)內(nèi),確保千斤頂在二次襯砌達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前始終發(fā)揮作用。
近年來,掘進(jìn)機(jī)施工工藝已取得較大進(jìn)步,隧道工程的施工更要求施工技術(shù)的先進(jìn),能夠?qū)崿F(xiàn)全斷面掘進(jìn),使得施工效率更高,適用范圍較廣,對(duì)于巖石較硬和軟土等復(fù)雜的地質(zhì)條件均能使用,彌補(bǔ)了其他方法的不足。
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