CN112377208A - 一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法 - Google Patents
一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,涉及隧道施工技术领域。该用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,包括以下步骤:S1.施工前测量;S2.地表沉降观测预埋;S3.洞口施工;S4.洞口开挖;S5.洞口边、仰坡防护;S6.洞口段地基加固处理;S7.出口端左侧耳墙施工;S8.超前大管棚施工。本发明提供一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,通过一些必要的措施及施工方式,降低地质因素及施工过程对岩层的扰动,进而达到提升施工安全和效率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域,具体为一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法。
背景技术
隧道施工受到围岩的影响明显,如果围岩的稳定性和可靠性不足,就可能会导致隧道施工的安全性受到干扰甚至可能会导致隧道出现塌方的现象,严重威胁隧道的安全,浅埋、偏压是隧道工程中常见的围岩类型,如果不能采取合理的隧道施工技术,会导致隐患的增加。
浅埋、偏压是隧道施工中常见的地质因素,其中浅埋是由于隧道上的覆盖不能满足隧道开挖施工的需求,容易出现地表深陷,受到降水的影响,极其容易引起洞口滑坡的现象,不利于工程的安全,偏压是造成隧道支护承载能力下降,引起隧道拱体变形的关键因素,其中造成偏压的因素较多,可以分为施工因素、地质因素和地形因素,其中施工因素主要是由于施工方法选择问题,施工方法选择不够合理,引起开挖断面出现局部坍塌的现象,从而导致围岩整体的稳定性下降,进而引起围岩的受压紊乱,进而导致偏压产生,地质因素,如果围岩的形态软弱和自稳定性不佳的情况,再加上施工的扰动,就会引起偏压问题,地形因素,主要是由于隧道依托于山体建设,这也就使得地形存在倾斜度,使得围岩具有较大的侧压作用,再加上浅埋段的影响,也就会引起偏压,以上情况极容易导致隧道出现冒顶和洞室塌方的现象,严重影响隧道的施工安全和使用安全。
所以需要提供一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,通过一些必要的措施及施工方式,降低地质因素及施工过程对岩层的扰动,进而达到提升施工安全和效率的目的。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,解决了浅埋、偏压等隧道施工中常见的地质因素对隧道施工过程造成安全隐患,严重影响隧道施工安全和使用安全的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,包括以下步骤:
S1.施工前测量:洞口开挖工程开工之前,应做好如下测量方面的准备工作:
a).洞口地表复核;
b).洞口刷坡线放样;
S2.地表沉降观测预埋:在靠近截水沟顶选择一个断面通视条件较好、测量方便处预埋牢固的基准点,测点沿地面布置在隧道轴线及其两侧各4个点;
S3.洞口施工:包括隧道进口端洞口施工工序和隧道出口端洞口施工工序;
S3-1.进口端施工工序,采用洞顶截水沟→洞口边、仰坡分层开挖防护→2m套拱→Φ108mm超前大管棚的顺序进行施工;
S3-2.出口端施工工序,采用地基加固处理→耳墙→回填10%水泥土→洞口边坡分层开挖防护→2m套拱→Φ108mm超前大管棚的顺序进行施工;
S4.洞口开挖:洞口开挖施工时,先做好洞顶截水沟的开挖及M7.5浆砌片石工作,施工方法以挖掘机开挖为主,人工配合刷坡,装载机配合挖掘机进行装碴作业,自卸汽车运输弃碴,洞口工程采用明挖法施工,挖掘机按放样的设计坡率刷坡线开挖,人工修整,每次开挖高度为2米,测量复核坡度无误后,及时进行锚杆、挂网及喷射混凝土支护施工,并加强对山坡稳定情况的监测、检查,以保证边坡稳定;
S5.洞口边、仰坡防护:边、仰坡开挖修整后,及时分层进行边、仰坡锚喷支护,边坡应进行植草绿化,以稳固洞口边坡,防止因雨水直接冲刷而造成边、仰坡坍塌或滑坡的现象;
S6.洞口段地基加固处理:地基注浆加固的预注浆浆液采用双液浆,1:1的水泥浆、水玻璃,注浆管采用ф60×5mmPVC打孔塑料管,埋入原地面不小于1.50m,管壁每隔15cm交错布眼,孔眼直径1cm,孔心间距为3.0m梅花状布置,注浆压力不得小于2.0MPa,注浆采用分段后退式注浆,每阶段为1.5~2m,注浆序次为先注边孔,形成止浆墙,然后横向每隔3个孔注一个孔,纵向每隔2个孔注一个孔,依次而注,最后注满所有孔;
S7.出口端左侧耳墙施工:先施工耳墙,待耳墙砼全部浇注完毕再进行回填,回填高度为设计洞顶回填线,待洞口回填压实完成之后,再施作Φ22砂浆锚杆,锚杆端部与衬砌外边缘的距离至少为30cm,锚杆长度根据现场实际情况确定,在施工中应根据锚杆打设的位置来选取锚杆的长度,间距150×150cm,按梅花型布置;
S8.超前大管棚施工:超前大管棚设置于V级围岩浅埋洞口段,采用直径Ф108mm厚度6mm无缝钢管,通过丝扣连接,钢管设置于衬砌拱部,平行路面中线布置,施工工序为:施工管棚操作平台→安装套拱拱架→安装管棚Ф133mm套管→C25套拱混凝土施工→管棚钻孔→制安Ф108mm钢管→管棚注浆。
优选的,所述地表沉降观测采用测量放线定位,用水准仪量测,隧道开挖时开始量测,隧道开挖超过测点30m并待沉降稳定以后停止量测。
优选的,所述洞口施工过程中,根据洞口的地形及地质条件,进口端洞门采用明洞式,由于洞顶覆盖较薄,采用30m长管棚超前支护,保证安全进洞,出口端洞口地段严重偏压,洞门采用端墙式,先施工耳墙,在耳墙与地表间隙处全部回填10%水泥土,再进行套拱施工,洞口40米大管棚超前支护,保证安全出洞。
优选的,所述洞口开挖施工时,自上而下开挖至仰坡坡底标高,在仰坡坡底标高(即变坡点)以下部分,预留核心土开挖,预留核心土作为下工序套拱及Φ108mm管棚施工平台,结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件,并考虑到施工开挖边坡的稳定性,需要本着“早进晚出”、“少开挖”的原则。
优选的,所述洞口边、仰坡防护时,采用边开挖边支护的方式,每次工作高度在2m左右,避免搭架作业,坡面修刷平顺,一次喷砼到设计厚度,对于设计有锚杆、钢筋网加固的坡面部分,应先作锚杆,将钢筋网焊接于锚杆外露段,然后再喷砼。
优选的,所述地基注浆加固时,应先清除50cm深度的表层,然后进行地表注浆,待注浆结束且岩体的强度达到设计强度后,回填粘土层至原地面并进行植草防护,最后进行暗洞施工。
优选的,所述耳墙施工过程中,在洞口进行回填前清除表面的植被、腐质土,并在山体表面开挖台阶,填料采用稳定性好的碎石土,水泥掺量10%可根据需要适当调整,施工时分层碾压,压实度应达到97%,并采用保湿养生,不使水泥土表层干燥,水泥土的7天浸水抗压强度应大于3.5MPa。
优选的,所述超前大管棚施工过程中,先做好施工地段的边坡防护工作,以便安全施工,采用在C25混凝土套拱内设置18工字钢架及Ф133mm套管,钢架与套管焊接成整体,套管位置应用经纬仪以坐标法标定,与钢架焊接时必须严格控制外插角在1°~3°之间。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法。具备以下有益效果:
本发明提供的施工方法,通过在洞口开挖施工前进行测量方面的准备工作,方便在后续施工时进行测量工作,节省人力物力,通过预埋地表沉降观测装置,方便对后续施工过程进行合理的控制,避免工程出现较大的误差。
本发明提供的施工方法,根据洞口的地形及地质条件进行进口端洞门和出口端洞门不同的施工方案,从而保证施工的安全进出洞,提高施工的安全性,及时分层进行边、仰坡锚喷支护,在边坡进行植草绿化,以稳固洞口边坡,防止因雨水直接冲刷而造成边、仰坡坍塌或滑坡的现象,对洞口段地基进行加固处理,并进行超前大管棚施工,有效地提高洞口的稳定支护能力。
本发明提供的施工方法,通过一些必要的措施及施工方式,降低地质因素及施工过程对岩层的扰动,进而达到提升施工安全和效率的目的。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:
本发明实施例提供一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,包括以下步骤:
S1.施工前测量:洞口开挖工程开工之前,应做好如下测量方面的准备工作:
a).洞口地表复核;
b).洞口刷坡线放样;
S2.地表沉降观测预埋:在靠近截水沟顶选择一个断面通视条件较好、测量方便处预埋牢固的基准点,测点沿地面布置在隧道轴线及其两侧各4个点;
S3.洞口施工:包括隧道进口端洞口施工工序和隧道出口端洞口施工工序;
S3-1.进口端施工工序,采用洞顶截水沟→洞口边、仰坡分层开挖防护→2m套拱→Φ108mm超前大管棚的顺序进行施工;
S3-2.出口端施工工序,采用地基加固处理→耳墙→回填10%水泥土→洞口边坡分层开挖防护→2m套拱→Φ108mm超前大管棚的顺序进行施工;
S4.洞口开挖:洞口开挖施工时,先做好洞顶截水沟的开挖及M7.5浆砌片石工作,施工方法以挖掘机开挖为主,人工配合刷坡,装载机配合挖掘机进行装碴作业,自卸汽车运输弃碴,洞口工程采用明挖法施工,挖掘机按放样的设计坡率刷坡线开挖,人工修整,每次开挖高度为2米,测量复核坡度无误后,及时进行锚杆、挂网及喷射混凝土支护施工,并加强对山坡稳定情况的监测、检查,以保证边坡稳定;
S5.洞口边、仰坡防护:边、仰坡开挖修整后,及时分层进行边、仰坡锚喷支护,边坡应进行植草绿化,以稳固洞口边坡,防止因雨水直接冲刷而造成边、仰坡坍塌或滑坡的现象;
S6.洞口段地基加固处理:地基注浆加固的预注浆浆液采用双液浆,1:1的水泥浆、水玻璃,注浆管采用ф60×5mmPVC打孔塑料管,埋入原地面不小于1.50m,管壁每隔15cm交错布眼,孔眼直径1cm,孔心间距为3.0m梅花状布置,注浆压力不得小于2.0MPa,注浆采用分段后退式注浆,每阶段为1.5~2m,注浆序次为先注边孔,形成止浆墙,然后横向每隔3个孔注一个孔,纵向每隔2个孔注一个孔,依次而注,最后注满所有孔;
S7.出口端左侧耳墙施工:先施工耳墙,待耳墙砼全部浇注完毕再进行回填,回填高度为设计洞顶回填线,待洞口回填压实完成之后,再施作Φ22砂浆锚杆,锚杆端部与衬砌外边缘的距离至少为30cm,锚杆长度根据现场实际情况确定,在施工中应根据锚杆打设的位置来选取锚杆的长度,间距150×150cm,按梅花型布置;
S8.超前大管棚施工:超前大管棚设置于V级围岩浅埋洞口段,采用直径Ф108mm厚度6mm无缝钢管,通过丝扣连接,钢管设置于衬砌拱部,平行路面中线布置,施工工序为:施工管棚操作平台→安装套拱拱架→安装管棚Ф133mm套管→C25套拱混凝土施工→管棚钻孔→制安Ф108mm钢管→管棚注浆。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1.施工前测量:洞口开挖工程开工之前,应做好如下测量方面的准备工作:
a).洞口地表复核;
b).洞口刷坡线放样;
S2.地表沉降观测预埋:在靠近截水沟顶选择一个断面通视条件较好、测量方便处预埋牢固的基准点,测点沿地面布置在隧道轴线及其两侧各4个点;
S3.洞口施工:包括隧道进口端洞口施工工序和隧道出口端洞口施工工序;
S3-1.进口端施工工序,采用洞顶截水沟→洞口边、仰坡分层开挖防护→2m套拱→Φ108mm超前大管棚的顺序进行施工;
S3-2.出口端施工工序,采用地基加固处理→耳墙→回填10%水泥土→洞口边坡分层开挖防护→2m套拱→Φ108mm超前大管棚的顺序进行施工;
S4.洞口开挖:洞口开挖施工时,先做好洞顶截水沟的开挖及M7.5浆砌片石工作,施工方法以挖掘机开挖为主,人工配合刷坡,装载机配合挖掘机进行装碴作业,自卸汽车运输弃碴,洞口工程采用明挖法施工,挖掘机按放样的设计坡率刷坡线开挖,人工修整,每次开挖高度为2米,测量复核坡度无误后,及时进行锚杆、挂网及喷射混凝土支护施工,并加强对山坡稳定情况的监测、检查,以保证边坡稳定;
S5.洞口边、仰坡防护:边、仰坡开挖修整后,及时分层进行边、仰坡锚喷支护,边坡应进行植草绿化,以稳固洞口边坡,防止因雨水直接冲刷而造成边、仰坡坍塌或滑坡的现象;
S6.洞口段地基加固处理:地基注浆加固的预注浆浆液采用双液浆,1:1的水泥浆、水玻璃,注浆管采用ф60×5mmPVC打孔塑料管,埋入原地面不小于1.50m,管壁每隔15cm交错布眼,孔眼直径1cm,孔心间距为3.0m梅花状布置,注浆压力不得小于2.0MPa,注浆采用分段后退式注浆,每阶段为1.5~2m,注浆序次为先注边孔,形成止浆墙,然后横向每隔3个孔注一个孔,纵向每隔2个孔注一个孔,依次而注,最后注满所有孔;
S7.出口端左侧耳墙施工:先施工耳墙,待耳墙砼全部浇注完毕再进行回填,回填高度为设计洞顶回填线,待洞口回填压实完成之后,再施作Φ22砂浆锚杆,锚杆端部与衬砌外边缘的距离至少为30cm,锚杆长度根据现场实际情况确定,在施工中应根据锚杆打设的位置来选取锚杆的长度,间距150×150cm,按梅花型布置;
S8.超前大管棚施工:超前大管棚设置于V级围岩浅埋洞口段,采用直径Ф108mm厚度6mm无缝钢管,通过丝扣连接,钢管设置于衬砌拱部,平行路面中线布置,施工工序为:施工管棚操作平台→安装套拱拱架→安装管棚Ф133mm套管→C25套拱混凝土施工→管棚钻孔→制安Ф108mm钢管→管棚注浆。
2.根据权利要求1所述的一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,其特征在于:所述地表沉降观测采用测量放线定位,用水准仪量测,隧道开挖时开始量测,隧道开挖超过测点30m并待沉降稳定以后停止量测。
3.根据权利要求1所述的一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,其特征在于:所述洞口施工过程中,根据洞口的地形及地质条件,进口端洞门采用明洞式,由于洞顶覆盖较薄,采用30m长管棚超前支护,保证安全进洞,出口端洞口地段严重偏压,洞门采用端墙式,先施工耳墙,在耳墙与地表间隙处全部回填10%水泥土,再进行套拱施工,洞口40米大管棚超前支护,保证安全出洞。
4.根据权利要求1所述的一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,其特征在于:所述洞口开挖施工时,自上而下开挖至仰坡坡底标高,在仰坡坡底标高(即变坡点)以下部分,预留核心土开挖,预留核心土作为下工序套拱及Φ108mm管棚施工平台,结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件,并考虑到施工开挖边坡的稳定性,需要本着“早进晚出”、“少开挖”的原则。
5.根据权利要求1所述的一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,其特征在于:所述洞口边、仰坡防护时,采用边开挖边支护的方式,每次工作高度在2m左右,避免搭架作业,坡面修刷平顺,一次喷砼到设计厚度,对于设计有锚杆、钢筋网加固的坡面部分,应先作锚杆,将钢筋网焊接于锚杆外露段,然后再喷砼。
6.根据权利要求1所述的一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,其特征在于:所述地基注浆加固时,应先清除50cm深度的表层,然后进行地表注浆,待注浆结束且岩体的强度达到设计强度后,回填粘土层至原地面并进行植草防护,最后进行暗洞施工。
7.根据权利要求1所述的一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,其特征在于:所述耳墙施工过程中,在洞口进行回填前清除表面的植被、腐质土,并在山体表面开挖台阶,填料采用稳定性好的碎石土,水泥掺量10%可根据需要适当调整,施工时分层碾压,压实度应达到97%,并采用保湿养生,不使水泥土表层干燥,水泥土的7天浸水抗压强度应大于3.5MPa。
8.根据权利要求1所述的一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法,其特征在于:所述超前大管棚施工过程中,先做好施工地段的边坡防护工作,以便安全施工,采用在C25混凝土套拱内设置18工字钢架及Ф133mm套管,钢架与套管焊接成整体,套管位置应用经纬仪以坐标法标定,与钢架焊接时必须严格控制外插角在1°~3°之间。
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