风积砂隧道进洞技术

PAGExx隧道进洞技术1前言随着铁路建设的发展需要，在风积粉细砂地层中修建隧道也会渐渐普遍，研究、探讨、总结风积粉细砂隧道的进洞技术具有十分重要的意义。我处在神朔复线新杏树峁隧道进洞施工中，通过大量的论证和实践，采用“小导管注浆加固边仰坡、围护结构及超前小导管注浆固结预支护、三台阶法预留核心土开挖”等项技术，在浅埋、砂体松散的不利地形、地质条件下，实现了安全进洞。现以新杏树峁隧道神木北端进洞施工为例，介绍xx隧道进洞的综合技术。2工程概况新杏树峁隧道是神朔铁路复线重点、难点工程，是全线唯一的一座xx隧道。全长241m，DYK46+105~+132段为明洞，DYK46+132~+346段为暗洞，与左侧既有隧道相隔约20~100m。既有线每天开出运煤专列32对，列车振动给隧道进洞施工带来了相当大的困难。隧道按新奥法原理设计，采用复合式衬砌，初期支护一般为喷锚支护，二次衬砌均为200号钢筋砼，初期支护和二次衬砌中间设PVC复合式防水层。神木北端洞口(即进口)位于中低山黄羊沟峡谷区，粉砂坡面，迎风，稳定性极差，植被稀少，砂体易流动，形成活动砂地。DYK46+105~+150段地形呈单向坡，隧道两侧地势高差较大，对隧道形成偏压。3进洞方案的确定该洞口的进洞特点：围岩结构松散，单侧偏压大。为了扩大方案的征集面，召开了局指挥部、公司领导、项目部相关人员三级参与的研讨会。最终形成两种进洞方案：一是将边、仰坡按设计坡度刷到位，先进行明洞开挖支护，再进行暗洞管棚注浆超前支护，预留核心土三台阶法开挖掘进。二是待边、仰坡开挖至暗洞上台阶底标高时，明、暗洞同时进行施工，明洞部分采用围护结构加设纵横支撑的明挖法进行施工；暗洞洞口安设模拟拱形洞口，小管棚注浆超前支护，预留核心土三台阶法开挖进入洞内施工。我们对这两种方案进行了分析，认为：如果按原设计将边、仰坡刷到位，洞口土方开挖数量将大大增加，且对山体的扰动较大，加之地势落差也大，这样施工既不安全也不经济；长管棚注浆超前支护，需施作砼套拱作管棚导向墙，施作工序繁杂，机械设备要外租或购置，施工成本高，时间来不及。综合各方面因素，最终选择第二种进洞方案。4实施过程4.1边、仰坡处理当边、仰坡刷坡到暗洞开挖拱顶标高时，将边坡和仰坡交接处预留三角状抗滑土体（见图片1），再将三角原状砂体按较缓的坡率向下刷。考虑施工作业的方便，选起拱线标高作为上、中台阶开挖分界面，在刷坡的过程中，我们采取边刷边打管、注浆、挂钢筋网、喷射砼，最后导管注浆加固。注浆钢管采用φ42*3.5mm无缝钢管，长度2.5m，间距0.5*0.5m梅花型布置；绑扎φ6钢筋网，网格20*20cm，钢筋网与注浆钢管焊接牢固；喷射C20砼，厚度15~20cm。在暗洞开挖轮廓线以外1~2m范围内，施做6m长φ42*3.5mm无缝钢管，三层，管间距30cm，梅花型布置，并注浆加固，见下图：新杏树峁隧道进口边仰坡防护示意图(图一)。4.2形成模拟拱形洞口为了控制因洞内施工引起的仰坡山体下滑，确保洞身开挖的稳定，我们在开挖轮廓线以外40cm处环向切槽，镶嵌两榀加大钢拱架，其与仰坡成一定角度，能有效地抑制仰坡坡面下滑。在其上、下分别施作长导管各一排，导管长为6m，见下图：6m注浆导管大样图（图二）。用内燃风枪或风镐沿模拟钢拱架推入砂体，上层导管仰角10~15度，环向间距5cm；下层导管仰角10~15度，环向间距5cm，与上层导管相错布置。小导管尾部与模拟拱架牢固地焊接在一起，喷射C20砼形成镶嵌式的拱形，然后将两排长导管注浆，使其整体受力。在此基础上即可进行暗洞上台阶预留核心土的开挖。暗洞内上台阶的第一榀钢拱架紧贴掌子面，安装在模拟拱的下面一排导管之下。4.3明洞段施工当边、仰坡刷到上台阶底部标高时，停止刷方。因为砂体流动性大，上台阶坡角设一缓和平台，能保证列车通过时，限制边、仰坡的砂体流动发展；即使刷至山坡坡角，列车的振动会使大量的砂体下滑再次形成新的坡形。砂体失水后是流动无粘结力的，不同于黄粘土、岩石等。从预留平台顶面至明洞仰拱底深度为7.07m，两侧砂体自稳能力差，侧压力较大，我们采用围护结构中的加设纵横支撑法、三台阶开挖法和喷锚支护综合施工方法通过此段。4.3.1三台阶法开挖：门明洞段的开挖色分上、中、下丸三台阶，每台匠阶先挖两侧砂屿体再挖核心土确，详细的开挖检尺寸见三台阶蚕法开挖示意图泄（图三）。蜡阳征围护结构有水班平支撑的优点坛水平支撑的优凉点：墙体水平竭位移小；安全登可靠，开挖深赴度不受限制；虽围护结构的平剩面形状以矩形般为最佳。奸羞默施工过程昌4感.3.3陵.1痛支立竖软直搏Ⅰ粪1誉6愿工型钢芒采用挖槽法先粉开挖竖毛直絮I1冻6上工型钢设计位苍置处砂体（保得留其两侧砂体留），挖填1m头深左右的方洞矛，用大锤将其遍打入约饶1m廉深，喷池射就C2延0妨砼或灌足注雹C2俩0蜡砼形成砼钢板细桩。其外露部维分长短相互间秒隔，纵向工型妹钢间距宇50cm疲，相邻的竖直裂型钢按设计位批置支立完成后倾，焊接连接拉肌杆副Φ厉2灌2熔钢筋，上下间凯距凯1m貌。竖直工型钢俯分三次接长到售仰拱底以下，嫂型钢的焊接采嘱用双面绑钢板亲电弧焊，焊接销牢固。兴4骄.3.3效.坏2减纵、横支撑的护安装灌竖直型钢每层余支立完成后，音紧贴竖直型钢令焊接纵向通长弯的工型钢，然兼后安装水平支秆撑言Φ饱12蔑7坝无缝钢管，上建下共三层，与稼纵向型钢焊接酷牢固，形成封传闭的整体。水岸平支撑纵向间蚀距斗为摊50~结100cm它，上下层间距惧为津2级.3m射。纵、横支撑侦安装时，采用摄局部挖槽的方些法进行，比较内安全，不能大仗面积开挖，会斤导致砂体塌坍酬和支护变形封。炭石膨.轧3泻开挖序纵、横支撑形堡成封闭的整体尸后即可开挖。副明洞段预留的机缓和平台分三烛台阶进行开挖也，每台阶预留差核心土、先开龟挖两侧砂体，炎支护完成后开亩挖核心土。上戚台阶开挖超前绣中台阶，中台制阶开挖超前下捞台阶，台阶间觉距怀3~驳5m厉为宜，下台阶念开挖到位立即搬灌注仰拱砼封龄闭暴露面。炭台阶上用手推桶车运输，洞内惨外运输采用东肠风自卸车。中授、下台阶砂土逆可以直接装到幕车上，上台阶约设一滑槽直接壁滑到车里，非绩常方便。俭懒.4罩支护峰每台阶两侧土劣体开挖完成即见可打管、挂网讨、喷射砼封闭乏，避免长期暴跪露砂体失水塌袄滑。幅商.4.1汁挂网喷射砼蒜挂耀φ袖6灵钢筋网，网认格拣20*撕20cm择，喷引射鼠C2象0楼砼，厚县度底20~愉30cm这。钢只.谦4恼.2长施工两侧墙导胁管、注浆协导管采丰用舞φ产42*元3.5mm顾钢花管，长美3m剑，梅花形布置澡间衬距扭50*总50cm痒，按边仰坡注奸浆导管加工，梳注浆。痰明洞段上、中珠、下台阶开挖班、支护以祸0衣.5m永为一循环，仰爸拱浇筑砼施工壶以卸6m充为一循环（视牛具体情况进行眉调整），再进限行明洞二次衬程砌的施工。见无进口进洞支护泊侧面图（图四挠）。尖4.4晴明暗洞相接的悠施工鸡从模拟洞口可裕进入暗洞上台橡阶的施工。由呆于施工使边、飞仰坡处于不稳悔定状态，为了熔保证隧道安全悄进洞施工，有止效地控制拱顶奖沉降，在洞口逢1鞋0领米赞（剪DYK46+丝132止~悉+14该2腊）范围加强支占护。见洞口段点加强支护示意很图（图五），杯暗洞三台阶法狡开挖示意图（收图六）。再4.历4.1靠寇上台阶加强支喂护涌利用模拟拱棚厉预留核产心土开挖进洞摊，按设计要求基随挖随支钢架诸，并在每榀工谜型钢架两侧拱变脚以上岛15cm炒处加免设糖I1木6趣工字钢横向支垄撑，长度根据旨现场实际确定好，两端焊接在秒工型钢架上，暂起支撑作用，骆保证环向支护什钢架两拱脚不进回收。横向支纱撑间采菊用嚼Φ绕2刃2敞纵向连接筋连犯接，间距牺1m浸，并喷射砼使塞之形成板式结梳构，以此来加威大受力面积，可有效地控制初冻支的收敛与沉价降。在每榀拱案架两侧拱脚处贫增余设交φ峡4勤2以锁脚小导管，蓄每氏侧竭4锅根，药共而8剖根，每根长柿4.5m药，偏斜工型钢相架倾10猜~到2枣0疯度斜向下打入厉，尾部与钢架馒焊接牢固，并竭进行注浆加固嗓，以增加锁脚西锚管的刚度和厘锚固力。黑除绳中台阶加强支乒护柜上台阶纵向支财护距离有逢5第米春时，中台阶开共始施工。开挖敲时，预留梯形赢核心土，厘先由两侧拱架痰处掏槽开挖，贵每开挖倒50cm拾支一榀工型钢烛架，并网喷砼寄至设计厚度，会中台阶也按上勾台阶要求加设侧横向支雁撑及锁脚锚管请，参数相同见；屯睬味午下台阶加强支眯护奖中台阶挖涨支誓3~追4驻米途后，下台阶开直挖进洞。开挖桶时，预留矩形费核心土，每弊50cm父支一榀钢架，衔网喷砼支护。洪两拱脚处师打农φ变4晶2池锁脚小导管，达共横8途根，每根长浙4汇.貌5m涉，偏斜工型钢乓架推10达~兆2著0否度打入，尾部喝与钢架焊接牢愁固，并进行注孩浆加固。侧壁两支护完成，开狠挖核心土至仰至拱底。傍4.4.绘4犯仰拱尺仰拱底加设工铸字钢支撑，与眨下台阶工型钢夹架焊接牢固，拣支撑间采逮用份Φ丰2令2押纵向连接筋连渗接，间距卡1m杀，并喷射砼使滚之形成板式结祸构，再进行唯仰拱砼施工，恩砼施工要紧跟炼下台阶（仰拱殖施工一般棍为慰2~困3m摸），先形成启封闭的环，控纤制住拱脚处的歼位移。挪4.已5屿悉围岩监控量测近施工过程中要彩进行地表下沉耽监控、洞内拱穗顶下沉、净空增收敛及隧底隆备起等量测工作私。演xx骆隧道的围岩量韵测工作量大，事通过对各种数务据进行分析、原汇总，形成围聪岩监控量测基押础资料，如有昏异常时及时采总取措施，保证页施工顺利。5实施效果公新杏树峁隧道禽进口的进洞技打术在隧道出口颗的应用也是成幻功，快捷、有盲效地控制了山业体的变形，保录证了施工安全枪，实现了进洞自，同时也提高限了经济效益。衰6园安经验、体会栏6好.1辨洞口边仰坡喷烘锚加固配合小罚导管超前支护坟，使松散的砂框体固结形成整购体，减缓了松闭散砂体对隧道背的压力，为安叶全开挖创造了搂良好的条件。直6劫.2贴军开