CN104481552B - 特大溶洞洞顶落石防护施工方法 - Google Patents

特大溶洞洞顶落石防护施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属特大溶洞隧道施工的技术领域,具体为一种特大溶洞洞顶落石防护施工方法,解决现有防护方法用于特大溶洞不能保证安全的问题,步骤为:在隧道宽度范围内设柔性被动防护网,搭设满堂脚手架及贝雷架作工作平台对溶腔顶部进行锚网喷防护;溶腔顶部防护前,先对顶部不稳定岩块进行找顶排险,然后初喷一层丝纤维混凝土,最后进行锚网喷防护;隧道小里程侧拼装贝雷架,拼装完成后牵引至大里程形成简支梁结构,铺设桥面系后在桥面上搭设作业平台进行喷锚防护,贝雷架底部设柔性被动防护网;溶腔顶部线路左侧设主动柔性防护网。可对特大溶洞洞顶落石达到防护效果,在搭设贝雷架平台进行初喷后便未发生过掉块现象。保证贝雷架正常接收,节约时间。

Description

特大溶洞洞顶落石防护施工方法
技术领域
[0001] 本发明属于特大溶洞隧道施工的技术领域,具体涉及一种特大溶洞洞顶落石防护 施工方法。
背景技术
[0002] 隧道施工会遇溶洞,特大形溶洞,一般溶洞形状不规则。如某溶洞,上部洞壁围岩 线路左侧岩体较为松散,线路右侧岩体较为完整,从溶洞下部情况看,洞壁岩体破碎,极易 坍落,底部有部分坍落的碎块土堆积,部分地段呈倒悬状,稳定性差。
[0003] 通常采用的方式是:首先在隧道宽度范围内设置柔性被动防护网,在钢丝绳顶面 铺设钢筋网片,平铺于整个防护面。柔性防护网施工完成后,进行满堂脚手架搭设时,溶洞 大厅穹顶发生掉块将脚手架部分砸坏。所以采用锚网喷防护对洞壁进行加固时,由于暗河 段的围岩局部稳定性较差,搭设满堂脚手架进行喷锚防护的方案不能保证现场施工安全。
发明内容
[0004] 本发明为了解决现有防护方法用于特大溶洞不能保证安全的问题,提供了一种特 大溶洞洞顶落石防护施工方法。
[0005] 本发明采用如下的技术方案实现:一种特大溶洞洞顶落石防护施工方法,步骤如 下:
[0006] 1)先在隧道宽度范围内设置柔性被动防护网,然后搭设满堂脚手架以及贝雷架作 为工作平台对溶腔顶部进行锚网喷防护;
[0007] 2)溶腔顶部防护前,先对顶部不稳定岩块进行找顶排险,然后初喷一层丝纤维混 凝土,最后进行锚网喷防护;
[0008] 3)隧道小里程侧拼装贝雷架,拼装完成后牵引至大里程形成简支梁结构,铺设桥 面系后在桥面上搭设作业平台进行喷锚防护,贝雷架底部设置柔性被动防护网;
[0009] 4)溶腔顶部线路左侧设置主动柔性防护网。
[0010] 具体步骤为:
[0011] (1)第一次初喷砼施工:在贝雷架搭设之前进行初喷,小里程侧直接在上台阶施 工,大里程侧在搭设悬挑作业平台上采用机械手施工;贝雷架采用单层非加强型组合拼装, 分组拼装分组顶推,全部顶推到位后各组间每3m采用连板横向连接;
[0012] (2)贝雷架底部柔性防护网施工:设置柔性被动防护网,在防护网顶面铺设网格间 距为5 X 5cm的钢筋网片,防护网锚固基础为条形基础,分别设置在暗河小里程端D2K473+ 748位置与大里程D2K473+790位置;
[0013] (3)贝雷架拼装及过孔施工:隧道内建设悬臂贝雷梁工作平台,其中小里程侧按双 层三排贝雷梁+单层三排鼻架,贝雷梁中线与隧道中线保持一致;导梁选用普通型,主桁架 选用加强型,在贝雷架下设置滑梁基础;在小里程侧进行贝雷架拼装,然后在大里程侧设置 卷扬机进行牵引过孔,每相邻3组作为一个单元进行过孔,同时贝雷梁过孔时在后侧采用5t 卷扬机进行反牵引;各组贝雷架横向连接完成后,在贝雷梁上方设置三道安全绳并进行桥 面系、作业平台及防护栏杆的安装;防护栏杆桥面设置完成后及时对洞顶危石采用圆木或 钢管柱进行支顶;
[0014] (4)喷锚防护施工:对洞壁进行喷锚防护前先进行地质素描并留取断面情况,找顶 清除危石后及时进行混凝土初喷,采用厚度为5cm的C25丝纤维混凝土;锚网喷防护参数为: Φ 25中空注浆锚杆,L-4m,间距环X纵I. OmX I. Om,交错布置,Φ 8钢筋网片20cm X 20cm,C25 喷微纤维混凝土 25cm;喷锚防护范围为线路中线左右各9m;
[0015] (5)主动防护网施工:利用贝雷架作为施工平台,在贝雷架以上溶腔顶部左侧岩壁 设置主动防护网;主动防护网采用Φ 18钢丝绳,间距0.5m,钢丝绳上满铺布鲁克网与钢丝绳 连接;
[0016] (6)洞顶危石支顶作业:对溶腔洞壁易坍塌危险区域采用Φ IOcm圆木利用贝雷架 平台进行支顶。
[0017] 第一次初喷砼施工中所述贝雷梁主梁纵向9片,长27m,横向5组,每组3排,共15排, 最大悬臂距离为12m。
[0018] 贝雷架底部柔性防护网施工中:条形基础混凝土采用C35现浇混凝土,基础浇筑完 成后,两端对拉纵向间距0.3m的Φ 32钢丝绳,钢丝绳安装固定在Φ 32预埋件上,钢丝绳搭接 长度为Im时,钢丝绳搭接端头采用0.2m—个间距布置的绳扣固定,基础预埋件横向间距 30cm,同时向拉力方向倾斜65°埋入混凝土基础内,埋入深度80cm,露出长度为20cm。
[0019] 步骤(3)中,大里程侧混凝土基础内埋设摇滚作为接受装置,贝雷架搭设完成后在 支点处调整标高;小里程侧每组贝雷梁下方设置2组摇滚或平滚,每组三排贝雷架的外排及 中排下安放在一组摇滚或平滚上;内排占用里侧摇滚或平滚靠外侧一个;摇滚条形基础11 X I X 0.4m,采用C30混凝土安放在桥座之上,摇滚顶面标高595.5,其后侧平滚顶面与摇滚 顶面保持平顺;位于上台阶的平滚采用枕木调节高度,位于弃渣上的摇滚放置IOmX 1.5m钢 板之上,挖掘机压实;摇滚与条形基础采用膨胀螺栓连接;小里程侧前支点基础上贝雷架对 应纵向位置处预埋两根限位的118型钢,埋入长度30cm,露出长度50cm;大里程侧采用衬砌 台车对锁定定滑轮组,牵引施工时滑轮组中轴线与过孔的贝雷架中轴线对齐。
[0020] 钻孔采用无水螺旋钻,锚杆体的屈服力彡128KN,最大力彡193KN,断后伸长率彡 21%;锚杆设置钢垫板,垫板尺寸为150mm X 150mm X 6mm,锚杆孔灌浆密实;布孔时根据留取 影像资料及现场记录对围岩较差的部位加密,布置间距加密到〇. 8mX 0.8m;注浆压力为 I .OMpa〜1.5Mpa,按单管达到设计图标示注浆量作为结束标准;当注浆压力达到终压不少 于IOmin,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆;注浆结束后,将管口封堵,锚杆垫板 与孔口混凝土密贴,并随时检查锚杆头的变形情况,紧固垫板螺帽。
[0021] 本发明有益效果:施工前在隧道宽度范围内设置柔性防护网,对特大溶洞洞顶自 由下落高度15m体积在0.8m3以下掉块可以达到防护效果;在搭设贝雷架平台进行初喷后便 未发生过掉块现象,采用被动防护网+贝雷架+主动防护网的方式对溶洞大厅穹顶附近易掉 块范围进行防护是可行的;在贝雷架牵引过孔施工中进行挠度计算时未考虑牵引力对挠度 的影响,保证了大里程侧接受平台标高负误差,保证了贝雷架正常接收。贝雷梁桁架方案节 约桁架加工等施工时间。
附图说明
[0022] 图1为具体实施方式中所述隧道暗河段溶洞与线路关系平面图;图2为具体实施方 式中所述隧道暗河段溶洞与线路关系断面图;图3为回填示意图;图4为钢筋网施工工艺流 程图。
[0023] 图中:1-溶洞;2- D2K473+748隧道进口;3-新浇筑混凝土基础;4-临时施工通道; 5-D2K473+700隧道进口仰拱端头;6-卷扬机;7-定滑轮;8-实际混凝土面;9-锚网喷防护; 10- C25砼护拱;11-中空注浆锚杆;12-左线线路中线;13-隧道中线;14-右线线路中线。
具体实施方式
[0024] 某隧道原计划采用单口掘进施工,后受溶腔限制采用双口掘进。上台阶开挖至里 程D2K473+530(进洞施工约78m),上台阶开挖揭示1#溶腔,经测量发现溶腔底部以下40m发 育暗河,暗河与隧道正洞在D2K473+780处相交,水流量约为21600m3/h。揭穿溶洞施工受阻 后,在线路左侧40m处增设一条长度268m的迂回平导并新增隧道出口掘进面,对跨暗河段溶 洞进行提前揭示,后在正洞(小里程侧)D2K473+748位置掌子面右侧施工揭示出暗河溶洞大 厅,然后又在隧道出口端正洞D2K473+790处再次对暗河溶洞进行揭示。
[0025] 溶洞大厅形状不规则,溶腔顺线路方向最宽约80m (溶洞中部),隧道仰拱平面顺线 路方向溶腔宽约42m,横线路方向最宽约120m (溶洞底部),溶腔最大深度9 Im (溶洞大里程侧 右下角),线路方向最大深度79.3m,溶洞横线路方向成三角型、上窄下宽,顺线路方向呈“啤 酒肚”型,溶洞埋深约40m,隧道二衬拱顶标高与溶洞顶标高基本持平,溶洞大厅容积约32万 方,暗河沿溶洞大厅底部大里程侧由左向右、再向小里程方向流过,溶洞上部洞壁围岩线路 左侧岩体较为松散,线路右侧岩体较为完整,从溶洞下部情况看,洞壁岩体破碎,极易坍落, 底部有部分坍落的碎块土堆积,部分地段呈倒悬状,稳定性差。
[0026] 确定处理方案为:一种特大溶洞洞顶落石防护施工方法,步骤如下:
[0027] 1)先在隧道宽度范围内设置柔性被动防护网,然后搭设满堂脚手架以及贝雷架作 为工作平台对溶腔顶部进行锚网喷防护;
[0028] 2)溶腔顶部防护前,先对顶部不稳定岩块进行找顶排险,然后初喷一层丝纤维混 凝土,最后进行锚网喷防护;
[0029] 3)隧道小里程侧拼装贝雷架,拼装完成后牵引至大里程形成简支梁结构,铺设桥 面系后在桥面上搭设作业平台进行喷锚防护,贝雷架底部设置柔性被动防护网;
[0030] 4)溶腔顶部线路左侧设置主动柔性防护网。
[0031] 方案概况:在隧道内建设贝雷架作为喷锚作业工作平台,其中小里程侧按双层三 排贝雷梁+单层三排鼻架,贝雷梁主梁纵向81m(27片)横向18排,鼻架长24m (8片)横向18排, 最大悬臂距离为51m(实际为49m),贝雷梁跨度51m。
[0032] 检算依据:《钢结构设计规范》(GB50017-2003);《溶洞实测断面图》;《路桥施工计 算手册》(人民交通出版社);《材料力学第三版》(西南交通大学出版社);《装配式公路钢桥 多用途使作手册》(广州军区工程科研设计所);《钢结构设计规范》(GB50017-2003);《溶洞 实测断面图》;《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》(TB10110-2011)。
[0033] 贝雷架力学性质:双排双层不加强W=I4817.9cm3, 1 = 2148588.8cm4, [M] = 3265 · 4KN · m,[Q] =490 · 5KN。双排双层加强W=30641 · 7cm3,1=4596255 · 2cm4,[Μ] =6750KN · m, [Q] =490 · 5KN。三排单层不加强W=10735 · 6cm3,1=751491 · 6cm4,[M] =2246 · 4KN.m,[Q]= 698 · 9KN。三排双层加强W=45962 · 6cm3,I=6894390cm4, [M] =9618 · 8KN.m,[Q] =698 · 9KN。
[0034] 贝雷架自重为270kg/片,考虑销子、支撑架、加强弦杆、横向联接构件等附属构件 后,单层三排非加强型每m自重重量为300kg,即3KN/m;双层三排加强型每m自重重量为 800kg,S卩8KN/m。桥面按照满铺Icm钢板计算,自重为34t,即1.33KN/m。
[0035] 施工时,荷载考虑人员机械活载,横向贝雷梁作业平台2个自重9.6t,混凝土喷射 机两台重1600kg,作业人员12人(重960kg),喷衆料按6000kg计算,6台钻机每台90 kg,锚杆 按40根计算(8kg/根)为320 kg,钢筋网ImX Im间距0. Im直径6mm钢筋的重量为97.68 kg (考 虑20片)。考虑动荷载系数1.4后,总荷载为:262.3KN。
[0036] 水平牵引力计算:贝雷梁分组进行顶推,每组贝雷梁总重=720KN,每次过孔时三组 同时进行。并采用8滑车组起吊以减小牵引力。在贝雷梁下侧设置摇滚及平滚,摩擦系数为 0.1。考虑两组贝雷梁重为(648+72) X 3=2160KN。重量分力为2160 X 0.02=43.2KN;则理论水 平牵引力为43 · 2+216=259 · 2KN,每组需要水平牵引力86 · 4KN。
[0037] 推出稳定校核:
[0038] 主梁强度计算(最大悬臂状态时):
Figure CN104481552BD00071
主梁挠度考虑弹性形变及非弹性形变,计算如下:
Figure CN104481552BD00072
根据计算结果设置下弦接头保证贝雷架正常过孔到位。
[0039] 鼻架强度的检算:鼻架自重ql=3KN/m,主梁自重q2=8KN/m;鼻架计算式未考虑牵引 力分力的影响。鼻架悬臂状态稳定性:
Figure CN104481552BD00073
鼻架稳定性满足要求。鼻架最不利状态弯矩计算:贝雷梁最不利情况为刚刚搭上大里 程侧支撑形成简支梁结构时,采用叠加法计算B点弯矩。B点处弯矩为:
Figure CN104481552BD00074
[0040] 牵引力计算:在D2K473+830处衬砌台车横梁上设动滑轮组,牵引至D2K473+819动 滑轮与定滑轮高差〇.5m,里程差11m,水平牵引力259.2KN,竖向牵引力竖向分力为259.2 + 11 X 0.5=11.78KN。则理论牵引力为259.46KN。拟采取8滑车组起吊,滑车装在青铜套轴承 上,绕出绳头由定滑车绕出,并经过一个导向滑车。则绳的拉力:
Figure CN104481552BD00081
根据规范选用3.5倍安全系数则需直径16.5mm以上钢丝绳。
[0041] 施工荷载计算:当集中荷载作用在跨中时,贝雷梁受到的弯矩最大。恒载分项系数 选Kl = I. 2,活载分项系数选K2 = l. 4;参考《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》 (ΤΒ10110-2011)。均布荷载:自重均布荷载+1.2人员及机械设备均布荷载(按照2.5KN/m计 算);三排双层加强型荷载分析:q=8+l. 2 X 2.5=1 lKN/m;集中荷载:Fl=262.3/5=52.5KN;支 顶力:F2=100KN。双排双层加强型荷载分析:q=5 · 33+1 · 2 X 2 · 5=8 · 33KN/m;集中荷载:Fl = 262 · 3/5=52 · 5KN;支顶力:F2=100KN。主梁强度检算:
Figure CN104481552BD00082
挠度计算:按照叠加原理计算扰度,贝雷梁采用三排双层加强型。简支梁跨中挠度最 大,双层三排加强型贝雷架截面惯性矩:I=6894390cm4,EI=14478219KN · m2。由荷载产生的 挠度值:
Figure CN104481552BD00083
贝雷梁的非弹性形变:/=〇.〇5X (n2-l) =0.05X (172-l)=14.4cm,总挠度=12.2+14.4= 26.6cm〇
[0042] 具体步骤为:
[0043] I、第一次初喷砼施工:第一次初喷在贝雷架搭设之前进行,小里程侧直接在上台 阶施工,大里程侧采用机械手在搭设悬挑作业平台上施工。
[0044] 贝雷梁支架采用5组三排单层非加强型组合拼装,贝雷梁主梁纵向长27m (9片)横 向5组(每组3排,共计15排),最大悬臂距离为12m。分组拼装分组顶推,全部顶推到位后各组 间每3m采用联板进行横向连接。
[0045] 2、贝雷架底部柔性防护网施工:首先,在D2K473+748〜+790设置柔性被动防护网, 主要是对贝雷架过孔过程中进行安全防护。采用条形基础作为钢丝绳锚固基础,锚固基础 分别设置在暗河小里程端D2K473+748位置与大里程D2K473+790位置。基础混凝土采用C35 现浇混凝土,钢丝绳固定预埋件采用U型的Φ 32圆钢。基础浇筑完成待达到设计强度后,两 端对拉Φ 32钢丝绳(纵向间距0.3m)将钢丝绳安装固定在Φ 32预埋件上,钢丝绳搭接长度按 照Im考虑,钢丝绳搭接(Im)端头采用5个绳扣固定。在钢丝绳顶面铺设Φ8钢筋网片,网格间 距5 X 5cm,平铺于整个防护面。
[0046] 2.1条形基础锚固施工:在D2K473+748及D2K473+791处设计条形锚固基础。基础尺 寸为1.5*2*llm。钢筋之间连接均采用双面搭接焊接牢固。提前将加工好的Φ32预埋件与钢 筋连接固定,保证预埋件的位置准确,基础预埋件横向间距30cm,同时向拉力方向倾斜65° 埋入混凝土基础内,埋入深度80cm,露出长度为20cm〇
[0047] 2.2绳索锚固施工:防护面纵向防护长度为42m,横向宽度12m。钢丝绳布置宽度为 11m,钢丝绳横向间距0.3m。待条形基础混凝土达到设计强度后进行钢丝绳安装作业,将进 场的钢丝绳放置在小里程条形基础位置,将成卷的钢丝绳支架牢固。大里程端通过小型卷 扬机拉拽Φ32钢丝绳,卷扬机绳索使用人工拖拽至小里程端,卷扬机绳索端同时固定一根 长度不小于IOOm的尼龙绳,为拉拽卷扬机绳索使用。钢丝绳安装完毕后,利用紧线器逐根进 行拉紧固定,端头位置固定搭接长度为lm,利用绳扣固定,每端安装5个绳扣,按照0.2m—个 间距布置。
[0048] 2.3防护面钢筋网片施工:钢丝绳索安装完成后,在钢丝绳面上人工铺设Φ 12钢筋 网片,网格间距10 X l〇cm,网格节点采用10#绑丝与钢丝绳连接牢固,形成临时防护平面。
[0049] 3、贝雷架拼装及过孔施工:在隧道内建设悬臂贝雷梁工作平台,其中小里程侧按 双层三排贝雷梁+单层三排鼻架,贝雷梁主梁纵向81m(27片)横向18排,鼻架长24m (8片)横 向18排,最大悬臂距离为48.5m,贝雷梁跨度51m。贝雷梁中线与隧道中线保持一致。
[0050] 3.1贝雷架拼装平台施工:在暗河小里程侧设置贝雷架组装作业平台,设置里程为 D2K473+745〜+675长70m。目前小路程施工情况为:小里程侧仰拱端头里程为D2K473+700, 下台阶开挖里程为位于D2K473+724.5;溶洞壁与隧道上台阶开挖齐平,位于D2K473+748,上 台阶开挖长度23.5m。不能够满足悬臂梁拼装长度的场地需求,需要在隧道小里程处回填弃 碴。考虑到小里程侧上台阶下部存在悬臂空洞和临时施工导洞,对临时施工导洞采用C20混 凝土回填。首先回填至设计仰拱底面,回填完成后按设计施作仰拱。仰拱完成后在其上部进 行弃渣回填作为贝雷架拼装平台,回填纵向长度50m,横向宽度回填至隧道两端侧壁。回填 高度至上台阶开挖高度齐平后采用压路机对弃渣进行压实,尽量减少沉降。
[0051] 3.2贝雷架支撑基础施工:
[0052] 1)大里程侧支撑基础施工:大里程侧支撑基础尺寸12m X 3.5 X 2m,设置里程范围 D2K473+792.5〜+796。在混凝土基础上D2K473+792.5〜+794设计混凝土基础,在基础内埋 设摇滚作为接受装置。贝雷架搭设完成后在D2K473+795支点处调整标高,保证整体简支贝 雷架处于水平状态。
[0053] 2)小里程侧支撑基础及贝雷架滑梁基础施工:贝雷架底部设置每6m设置摇滚或平 滚。摇滚条形基础11 X I X〇.4m,采用C30混凝土。摇滚安放在桥座之上,摇滚顶面标高 595.5,其后侧平滚顶面与摇滚顶面保持平顺(采用于隧道相同的坡度)。各组平滚间距均为 6m,位于上台阶的平滚采用枕木调节高度,位于弃渣上的摇滚放置IOm X 1.5m钢板之上(采 用挖掘机进行压实)。摇滚与条形基础采用膨胀螺栓连接。
[0054] 每组贝雷梁下方设置2组摇滚或平滚,每组三排贝雷架的外排及中排下安放在一 组摇滚或平滚上。内排占用里侧摇滚或平滚靠外侧一个。
[0055] 3)导向基础及卷扬机基础施工:
[0056] 在小里程侧前支点基础上贝雷架对应位置纵向位置处预埋两根限位的118型钢, 埋入长度30cm,露出长度50cm。确保贝雷架的行走过程中的平稳性。
[0057] 在大里程侧利用衬砌台车对锁定定滑轮组,牵引施工时滑轮组中轴线与过孔的贝 雷架中轴线对齐。在D2K473+825仰拱填充面上钻孔安装锚杆将卷扬机锚固。
[0058] 3.3贝雷架拼装:所选用的贝雷架为国产321型装配式公路钢桥的主桁架,桁架高 度为150cm,导梁选用普通型,主桁架选用加强型,并在贝雷架下设置滑梁基础,以满足走行 要求。
[0059] 在小里程侧进行贝雷架拼装,贝雷架横向18组,横向6个单元(每3组作为一个单 元),纵向35片;每个单元纵向最前端24m(8片)采用单层普通型贝雷片拼装,后部81m采用双 层加强型贝雷片。小里程侧条形基础施工完成后即可进行贝雷架的拼装。
[0060] 1)导梁拼装:导梁共计拼装8节。导梁不设加强弦杆,在各节上装斜撑、支撑架和联 板。导梁拼装时在第三、四节桁架间设置一个下弦接头,在导梁下弦杆两桁架接头处拼装下 弦接头,并用销子连接。
[0061] 2)双层主梁拼装:完成4格三排双层的底层桁架后,上层桁架即可于底层第一格开 始拼装。底层桁架的拼装继续进行,保持与在上层桁架后3格的距离。为装拆方便起见,上层 桁架之销子均由里往外插。主梁拼装完成后将从线左到线右的第1、2、3组及4、5、6组之间设 置横向连接,横向连接每3m—道,采用联板将相邻两组贝雷架连接牢固。
[0062] 3.4贝雷架过孔:采用在大里程侧设置卷扬机进行牵引过孔,每相邻3组作为一个 单元进行过孔。在大里程侧仰拱填充面D2K473+825设置卷扬机将贝雷架牵引过孔。同时贝 雷梁过孔时在后侧采用5t卷扬机进行反牵引,确保施工安全。
[0063] 牵引到位后在D2K473+795.5处将贝雷梁采用型钢进行锁定,将前后2次过孔的各 组贝雷架间采用联板进行横向连接。横向连接间距除跨中大小里程两个各6m范围内间距为 3m以外,其余单元横向连接间距均为6m,使整个贝雷架形成整体。
[0064] 各组贝雷架横向连接完成后,在贝雷梁上方设置三道安全绳并进行桥面系、作业 平台及防护栏杆的安装。防护栏杆桥面设置完成后及时对洞顶危石采用圆木或钢管柱进行 支顶,确保施工安全。
[0065] 4、喷锚防护施工:对洞壁进行喷锚防护前先进行地质素描并留取断面情况,找顶 清除危石后及时进行混凝土初喷(初喷采用C25丝纤维混凝土,厚度5cm)。锚网喷防护参数 为:Φ 25中空注浆锚杆,L-4m,间距环X纵I. Om X I. Om,交错布置,Φ 8钢筋网片,20cm X 20cm,C25喷微纤维混凝土 25cm。喷锚防护范围为线路中线左右各9m。
[0066] 4.1锚杆施工:锚杆采用Φ 25中空注浆锚杆,锚杆长度4m。为了避免水软化岩体,钻 孔采用无水螺旋钻。锚杆体的屈服力彡128KN,最大力彡193KN,断后伸长率彡21%。锚杆设置 钢垫板,垫板尺寸为150mm X 150mm X 6mm,锚杆孔灌浆应密实。
[0067] 1)布孔:布孔时根据留取影像资料及现场记录对围岩较差的部位加密,布置间距 加密到0.8m X 0.8m。其余位置按照设计进行钻孔。
[0068] 2)钻孔和安设锚杆:初喷后,必须尽快利用人工手持风钻在作业平台上进行钻孔。 钻孔时为防止水软化围岩采用干钻。当钻孔结束后,开始安装锚杆。杆体插入锚杆孔时,保 持位置居中,锚杆杆体露出混凝土面不大于喷层厚度,然后复喷至设计图标示厚度。
[0069] 3)注浆:注浆压力为I.OMpa〜1.5Mpa,一般按单管达到设计图标示注浆量作为结 束标准。当注浆压力达到终压不少于lOmin,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆。注 浆结束后,将管口封堵,以防浆液倒流管外。锚杆垫板与孔口混凝土密贴,并随时检查锚杆 头的变形情况,紧固垫板螺帽。
[0070] 4.2钢筋网施工:钢筋须经试验合格,使用前进行除锈,在洞外加工厂按设计要求 分片制作,安装时搭接长度不小于1个网格。
[0071] 人工铺设钢筋网,贴近岩面铺设并与锚杆和钢架焊接牢固。钢筋网焊接在钢架靠 近岩面一侧,以确保整体结构受力。
[0072] 喷混凝土时,减小喷头至受喷面距离和控制风压,以减少钢筋网振动,降低回弹。 钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于2cm。钢筋网加工允许偏差:间距± 10mm,搭接长度土 15mm;表面保护层厚度不小于20mm,不允许将锚杆、钢筋头外露。钢筋网施工工艺流程图3。
[0073] 4.3复喷混凝土:钢筋网挂设完成后复喷混凝土至设计厚度。
[0074] 5、主动防护网施工:利用贝雷架作为施工平台,在贝雷架以上溶腔顶部左侧岩壁 设置主动防护网防止岩石掉落影响贝雷架安全。主动防护网采用Φ 18钢丝绳。钢丝绳沿溶 洞左侧洞壁铺设,间距〇.5m。钢丝绳上满铺布鲁克网与钢丝绳进行连接。
[0075] 通长Φ 18钢丝绳两端锚固在溶洞纵向大小里程初期支护钢架上,采用紧线器张拉 钢丝绳。中间岩壁突出位置采用锚杆进行锚固。完成全部钢丝绳锚固后满铺布鲁克网,形成 主动防护。
[0076] 6、洞顶危石支顶作业:对D2K473+750〜+760段溶腔洞壁易坍塌危险区域采用Φ IOcm圆木利用贝雷架平台进行支顶,防止后期在暗河溶洞处理过程中,洞壁坍塌危及贝雷 架及底部作业人员安全。

Claims (5)

1. 一种特大溶洞洞顶落石防护施工方法,其特征在于:步骤如下: 1) 先在隧道宽度范围内设置柔性被动防护网,然后搭设满堂脚手架以及贝雷架作为工 作平台对溶腔顶部进行锚网喷防护; 2) 溶腔顶部防护前,先对顶部不稳定岩块进行找顶排险,然后初喷一层丝纤维混凝土, 最后进行锚网喷防护; 3) 隧道小里程侧拼装贝雷架,拼装完成后牵引至大里程形成简支梁结构,铺设桥面系 后在桥面上搭设作业平台进行喷锚防护,贝雷架底部设置柔性被动防护网; 4) 溶腔顶部线路左侧设置主动柔性防护网; 具体步骤为: (1) 第一次初喷砼施工:在贝雷架搭设之前进行初喷,小里程侧直接在上台阶施工,大 里程侧在搭设悬挑作业平台上采用机械手施工;贝雷架采用单层非加强型组合拼装,分组 拼装分组顶推,全部顶推到位后各组间每3m采用连板横向连接; (2) 贝雷架底部柔性防护网施工:设置柔性被动防护网,在防护网顶面铺设网格间距为 5 X 5cm的钢筋网片,防护网锚固基础为条形基础,分别设置在暗河小里程端D2K473+748位 置与大里程D2K473+790位置; (3) 贝雷架拼装及过孔施工:隧道内建设悬臂贝雷梁工作平台,其中小里程侧按双层三 排贝雷梁+单层三排鼻架,贝雷梁中线与隧道中线保持一致;导梁选用普通型,主桁架选用 加强型,在贝雷架下设置滑梁基础;在小里程侧进行贝雷架拼装,然后在大里程侧设置卷扬 机进行牵引过孔,每相邻3组作为一个单元进行过孔,同时贝雷梁过孔时在后侧采用5t卷扬 机进行反牵引;各组贝雷架横向连接完成后,在贝雷梁上方设置三道安全绳并进行桥面系、 作业平台及防护栏杆的安装;防护栏杆桥面设置完成后及时对洞顶危石采用圆木或钢管柱 进行支顶; (4) 喷锚防护施工:对洞壁进行喷锚防护前先进行地质素描并留取断面情况,找顶清除 危石后及时进行混凝土初喷,采用厚度为5cm的C25丝纤维混凝土;锚网喷防护参数为:Φ 25 中空注浆锚杆,L-4m,间距环X纵I. Om X I. Om,交错布置,Φ 8钢筋网片20cmX 20cm,C25喷微 纤维混凝土 25cm;喷锚防护范围为线路中线左右各9m; (5) 主动防护网施工:利用贝雷架作为施工平台,在贝雷架以上溶腔顶部左侧岩壁设置 主动防护网;主动防护网采用Φ 18钢丝绳,间距0.5m,钢丝绳上满铺布鲁克网与钢丝绳连 接; (6) 洞顶危石支顶作业:对溶腔洞壁易坍塌危险区域采用Φ IOcm圆木利用贝雷架平台 进行支顶。
2. 根据权利要求1所述的一种特大溶洞洞顶落石防护施工方法,其特征在于:第一次初 喷砼施工中所述贝雷梁主梁纵向9片,长27m,横向5组,每组3排,共15排,最大悬臂距离为 12m〇
3. 根据权利要求1所述的一种特大溶洞洞顶落石防护施工方法,其特征在于:贝雷架底 部柔性防护网施工中:条形基础混凝土采用C35现浇混凝土,基础浇筑完成后,两端对拉纵 向间距0.3m的Φ 32钢丝绳,钢丝绳安装固定在Φ 32预埋件上,钢丝绳搭接长度为Im时,钢丝 绳搭接端头采用〇.2m—个间距布置的绳扣固定,基础预埋件横向间距30cm,同时向拉力方 向倾斜65°埋入混凝土基础内,埋入深度80cm,露出长度为20cm。
4. 根据权利要求1所述的一种特大溶洞洞顶落石防护施工方法,其特征在于:具体步骤 (3)中,大里程侧混凝土基础内埋设摇滚作为接受装置,贝雷架搭设完成后在支点处调整标 高;小里程侧每组贝雷梁下方设置2组摇滚或平滚,每组三排贝雷架的外排及中排下安放在 一组摇滚或平滚上;内排占用里侧摇滚或平滚靠外侧一个;摇滚条形基础11 X I X 0.4m,采 用C30混凝土安放在桥座之上,摇滚顶面标高595.5,其后侧平滚顶面与摇滚顶面保持平顺; 位于上台阶的平滚采用枕木调节高度,位于弃渣上的摇滚放置IOmX 1.5m钢板之上,挖掘机 压实;摇滚与条形基础采用膨胀螺栓连接;小里程侧前支点基础上贝雷架对应纵向位置处 预埋两根限位的118型钢,埋入长度30cm,露出长度50cm;大里程侧采用衬砌台车对锁定定 滑轮组,牵引施工时滑轮组中轴线与过孔的贝雷架中轴线对齐。
5. 根据权利要求1所述的一种特大溶洞洞顶落石防护施工方法,其特征在于:钻孔采用 无水螺旋钻,锚杆体的屈服力彡128KN,最大力彡193KN,断后伸长率彡21 %;锚杆设置钢垫 板,垫板尺寸为150mmX150_X6mm,锚杆孔灌浆密实;布孔时根据留取影像资料及现场记 录对围岩较差的部位加密,布置间距加密到〇. 8mX 0.8m;注浆压力为I. OMpa〜1.5Mpa,按单 管达到设计图标示注浆量作为结束标准;当注浆压力达到终压不少于lOmin,进浆量仍达不 到注浆终量时,亦可结束注浆;注浆结束后,将管口封堵,锚杆垫板与孔口混凝土密贴,并随 时检查锚杆头的变形情况,紧固垫板螺帽。
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