高速公路隧道洞口浅埋段的施工分析

高速公路隧道洞口浅埋段的施工分析

摘要:近些年来,城市化进程加快。在此种情况下,建筑工程项目取得显著成就。为满足人们日益增长的出行需求,不少地区都开始重视对高速公路隧道洞口的施工。而隧道洞口中浅埋段区域的地质条件相对较差,若未重视该路段的施工工艺,可能会引发塌陷事故,造成不可挽回的后果。基于此,文章以某高速公路隧道段工程项目为主,首先介绍工程项目及工艺流程。其次分析浅埋段施工测量的工艺。再次分析浅埋段施工加固工艺。最后分析浅埋段施工开挖工艺。

关键词:高速公路;隧道;施工工艺

高速公路施工,是重要的道路施工项目。在此路段施工过程中,隧道洞口浅埋段比较常见。该路段的施工区域地质条件偏差,需要恰当地开挖与加固,避免发生塌陷。在此种情况下,高速公路隧道洞口浅埋段施工中,就要求从比较全面的角度上掌握施工路段实际情况,结合了解的路段信息,合理选择施工技术,对工艺操作要点进行严格的把可控,保障隧道洞口的施工安全性。由此来看,本次研究有一定的现实价值。

1工程概况及工艺流程

1.1工程概况

在本次研究中,为明确高速公路隧道洞口浅埋段的施工工艺,以云南省某高速公路隧道段施工为例。该隧道的结构,为双洞分离式结构,隧道的总间距为20.7m,左线长6522m,右线长6752m。隧道开挖中,开挖断面区域相对较大。通过对隧道施工区域的地质监测,发现隧道洞口部位的土层为薄层、残坡类的黏性土层,岩体为强风化且比较厚的花岗闪长岩体。隧道洞口段埋深最短2m,最长25m。隧道区域内以被侵蚀的高丘陵、中低山区为主,地质构造有诸多岩性接触带,裂隙带、断层带各有2条。除此之外,隧道洞口是全风化、强风化类型的表层,围岩属于花岗闪长岩体,特征表现为全风化性。此种岩体,破碎的可能性比较大,且结构形式表现为镶嵌碎裂。

1.2工艺流程

在掌握工程基本概况后,明确施工工艺流程。对明洞段的拱部、墙部,分别采用明挖与暗挖的方式,有效防护两侧排水、边坡与仰坡。对洞口段要设置钢支撑,利用超前大管棚注浆。在进入洞口后,替换成超前小导管,继续实施注浆。开挖洞身时,要重视封闭处理,使其形成环形的支护形态,明确间距。在边墙位置,设置系统锚杆,对钢筋实施混凝土喷射,实现支护,明确混凝土的喷射厚度。从整体上来看,洞口段的施工工艺是最为关键的,具体包括监控与测量、科学的处理地表层排水、重视加固处理、开挖与超前支护、挂网与混凝土喷射、钢架安装与支护复喷、开挖核心土等。

2高速公路隧道洞口浅埋段施工测量工艺

2.1做好工程施工的监控测量准备工作

在高速公路隧道洞口浅埋段施工前,结合施工现场实际情况,做好工程施工监控测量准备工作。在测量过程中,要从多个角度了解施工区域内的地质条件,对高速公路隧道洞口支护段设计的科学性情况进行科学判断。同时,要关注隧道洞口浅埋段的排水施工情况。在测量准备工作中,要依据施工现场具体情况,设计浅埋段两侧区域的排水沟,确保排水沟抹灰面的施工质量符合相应标准要求。在施工前,定期对浅埋段两侧排水沟进行监测后,若发现问题及时修复。通过工程施工监控测量准备工作的开展,为后期高速公路隧道洞口浅埋段施工质量、效率的提升奠定坚实的基础。

2.2动态化开展施工监控测量工作

高速公路隧洞浅埋段施工监控测量准备工作下,要具体问题具体分析地开展动态化施工监控测量。从某种角度来说,隧道洞口浅埋段施工段的施工质量,与动态施工监控测量工作有密切的关系。在具体施工过程中,相关技术人员要通过实地考察的方式,掌握施工区域内的地质条件,从比较全面的角度上判断工程施工质量,对支护结构的受力情况进行全方位的监测。若受力变形量偏大,则需要根据现场情况进行二次支护施工。而且要有针对性的调整工程施工计划,纠正工程施工参数。除此之外,要加强对先进设备的应用,对施工现场环境进行实时监控,在了解相关施工数据的前提下,掌握施工现场环境。由此,从根本上保障隧道洞口浅埋段施工稳定性。

2.3合理开展超前地质预报工作

在相对复杂的高速公路隧道洞口浅埋段施工中,合理开展超前地质预报工作是比较关键的。若施工区域有比较复杂的地质条件,可能会在施工中引发地质条件突变问题,影响原施工设计方案。所以,要结合实际情况做好施工区域的超前地质预报工作。全面勘察施工区域内地质条件,并对地质情况进行分析,对特殊施工区域内的岩层结构加以记录,利用专业软件,灵活调整施工方案,确保工程有序开展。

3高速公路隧道洞口浅埋段施工加固工艺

3.1预注浆工艺

通常来说,隧道洞口围岩稳定性均较差。在具体施工时,要加固处理,确保围岩结构稳定性,保障施工安全。预注浆工艺,在加固稳定性方面可发挥重要作用。其工艺如下:

3.1.1开挖顶部

开挖隧道洞口顶部,使顶部成为公路隧道洞口的拱壳,施工时要注意结构完整性。

3.1.2地表注浆

在向洞口地表内注浆时,以全孔注浆为主,避免地表塌陷。采用分段式施工保证注浆的质量,因注浆有一定施工难度,所以可融入帷幕注浆法,于地面挖出2m,以浆墙浇筑洞口,封闭注浆孔。随后,用混凝土加固,使其呈现环形向外形态。

3.1.3布置孔

注浆地表后,设置工作面孔,以梅花形设置,且控制长度不超过2.5m。钻孔时,要保护开挖面稳定,岩土深度、注浆面高度要有一致性,采用支护处理边坡和仰坡泛压的情况,进一步加固边坡的稳定性。

3.2洞口土方与锚网喷射施工工艺

高速公路隧道洞口浅埋段施工加固过程中,要重视洞口土方与锚网喷射的施工工艺。具体工艺流程为:

3.2.1洞口刷坡

在边坡放线、仰坡放线施工完成后,于坡顶位置设截水沟,减少水对洞口坡面的冲刷,避免出现坍塌事故。同时,依据施工要求,明确开挖坡度。在施工期间,要做好防护措施以保证工程安全性。土方真正开挖期间,要利用机械设备开展操作。软石打眼作业开展过程中,要正确使用风钻机,结合土石稳定性,确定坡度的大小。除此之外,可借助锚网喷体系,以封闭处理的方式减少围岩暴露现象,确保施工质量。

3.2.2密闭锚网喷

在施工期间,为提高作业的标准化水平,可采用风钻机设备,钻孔完毕后,于孔中插入PVC花管。一般来说,花管的直径在6cm左右,锚管施工后于无缝钢管钻溢孔浆,于尾端位设置垫板,浆孔间距离为2.5m×2.5m。注浆作业时,重视钢筋网的制作,控制网格大小在30cm×30cm左右,保障施工的整体质量。

3.3预支护工艺

在项目施工中,预支护工艺具有加固性能的作用。高速公路隧道洞口浅埋段加固工艺中,要重视预支护工艺的应用。完成洞口边坡与仰坡的封闭施工后,于洞面安装拱。具体施工时,要尽可能使钢拱架贴近洞面,小导管要直接从钢拱架的中心穿过。在此种情况下,对钢拱架、小导管以焊接方式固定,保障洞口施工中支护体系的稳定性。与此同时,在小导管中缓慢开展注浆作业,注浆时并不需要于地表孔隙注浆。此项注浆施工内容,可通过管壁溢出的浆液完成。对比小导管、大管棚来看,后者能够发挥支撑土体开挖的作用。其作用发挥的前提是施工前从比较全面的角度上做好测量,结合测量结果和纵向测量结果,科学设置护拱开挖轮廓线。因大管棚注浆加固施工的开展,洞口本身稳定性不足。此时,需要借助洞口大管棚,将其与地面紧贴后,能够形成三榀型钢拱架,能够起到稳定作用。而钢拱架形成的间距,要在60cm左右。

4高速公路隧道洞口浅埋段施工开挖工艺

4.1双侧壁导坑工艺

高速公路隧道洞口浅埋段施工开挖工艺中,要应用双侧壁导坑工艺。该工艺在学术领域中,称之为双侧壁导洞法。应用于隧洞浅埋段开挖作业中,能够极大程度上减少扰动围岩的现象。同时,可通过对围岩承载能力的利用,控制围岩变形,确保浅埋段施工的安全性性。双侧壁导坑的具体施工工艺流程如下:

4.1.1超前支护

在初步判断浅埋段前端围岩情况时,可采用超前钻孔、地质雷达等方法,结合判断结果,为后期施工开挖提供指导。开挖导坑前,要做好超前支护,加强对无缝小导管的利用,将外插角控制在10°内,向其中灌注水泥浆,浓度比例为1∶1。

4.1.2壁导坑开挖

结合施工区域侧壁导坑情况,开挖时以微台阶法为主,装碴时采用小型挖掘机,上台阶开挖高度控制在1.5~2m。钻眼后弱爆破,依据设计钢架间距控制循环尺寸。开挖后行侧壁导坑时,可将导坑中部厚度控制在10~20m,以避免发生用力叠加现象。

4.1.3中央开挖

做好拱部前支护后,方可开挖上台阶,灌注的水泥浆比例为1∶1,预留核心土。结合区域施工地质状况,钻研作业以气腿式凿岩机为主,钻研后弱爆破。开挖工作完毕,初喷混凝土,安装钢支撑,连接脚板、两侧钢架,复喷混凝土,及封闭成环。下台阶开挖方法,与上台阶开挖方法相同。开挖完毕,安装仰拱钢及钢筋网片。操作过程中,要从纵向角度焊接钢筋,确保连接的稳固性。

4.1.4拆除壁墙

结合施工需要,按照规范设计和要求拆除临时支护。

4.2预留核心土台阶工艺

将预留核心土台阶工艺应用于高速公路隧道洞口浅埋段,具有施工空间比较大时,且初期支护比较便捷的优势。通过对该方法的分析,其工艺流程如下:

4.2.1开挖上部弧形导坑

在完成拱部超前支护后,方可对上部弧形导坑进行开挖。在环向开挖上部弧形导坑过程中,要预留核心土。明确长度、宽度,其中长度保持在3~5m,宽度是隧道开挖的1/3。在施工初期,涉及到的支护钢架最大间距,要低于1m。在开挖完成后,要即刻喷射混凝土,混凝土喷射的厚度在3~5cm。

4.2.2开挖左侧、右侧中台阶

根据初期支护时的钢架距离,明确开挖的进尺。确保最大进尺距离低于1m,开挖高度在3~3.5m。开挖完成后,即刻喷射混凝土,喷射的厚度为在3~5cm。同时,做好喷、锚和网等的系统支护工作,将拱脚锚杆、钢架巩固焊接后,复喷混凝土,使混凝土的厚度与设计厚度相符。

4.2.3开挖左侧、右侧下台阶

开挖时,控制进尺,使其不超过1m,左侧、右侧的台阶要错开至少2m。开挖作业完毕,即刻喷射混凝土。有必要的情况下,将锁脚锚杆紧贴于钢架两侧,提高稳定性。

4.2.4开挖隧底

控制循环开挖的进尺长度,具体长度控制在2~3m,开挖后要及时作支护,开挖两个隧底、支护循环工作后,开展仰拱作业。在此期间,控制分段的长度,确保其在4~6m。

5结语

在现代隧道工程施工中,洞口浅埋段是稳定性偏差的施工环节。在对该段施工时,需要结合施工现场实际情况有效加固,确保隧道结构的稳定性,避免隧道施工发生坍塌事故。该研究中,分别做好监测准备工作、动态开展监测准备工作、超前地质预报工作等方面,分析浅埋段施工的测量工艺。从预注浆、土方与锚网喷射、预支护等方面,分析浅埋段施工的加固工艺。从双侧壁导坑、预留核心土台阶等方面,分析浅埋段施工的开挖工艺。期望在本次相关内容探究下,为日后提高高速公路隧道洞口浅埋段施工工艺质量和水平,提供建议。

作者:张浩 单位:四川路桥盛通建筑工程有限公司