风积砂隧道进洞技术

xx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：明洞段的开挖分上、中、下三台阶，每台阶先挖两侧砂体再挖核心土，详细的开挖尺寸见三台阶法开挖示意图（图三）。4.3.2围护结构有水平支撑的优点倒水平支撑锹的优点：屡墙体水平住位移小；翅安全可靠牛，开挖深电度不受限旧制；围护壤结构的平桨面形状以军矩形为最吵佳。早4.3.爪3仓施工过程考4缩支立竖社直滴Ⅰ讲1看6城工型钢址采用挖槽俩法先开挖辣竖核直先I1锈6升工型钢设苗计位置处升砂体（保滥留其两侧俊砂体），刮挖匠1没m覆深左右的但方洞，用桌大锤将其反打入瓶约缺1亦m熄深，喷夫射浑C2唤0嫌砼或灌心注僵C2希0认砼形成砼芒钢板桩。爸其外露部彩分长短相预互间隔，械纵向工型渠钢间幼距嫂50c王m找，相邻的翻竖直型钢贝按设计位甩置支立完坑成后，焊挠接连接拉箩杆赌Φ粱2保2决钢筋，上诱下间露距炒1亿m淡。竖直工缠型钢分三坚次接长到文仰拱底以绍下，型钢多的焊接采丰用双面绑切钢板电弧垂焊，焊接而牢固。聚4矩.3.3睬.丰2闲纵、横支古撑的安装枝竖直型钢冰每层支立来完成后，流紧贴竖直冒型钢焊接错纵向通长辅的工型钢眠，然后安今装水平支还撑挡Φ栋12态7讨无缝钢管朵，上下共舱三层，与幸纵向型钢必焊接牢固衔，形成封姜闭的整体哭。水平支也撑纵向间宿距听为蜘50~1端00c也m芽，上下层嗓间距畅为室2泄.3m惯。纵、横鹊支撑安装呜时，采用赞局部挖槽匪的方法进乳行，比较摊安全，不伍能大面积奸开挖，会誉导致砂体抵塌坍和支煎护变形屡。洽总4.3.锋3.渐3东开挖雕纵、横支显撑形成封粉闭的整体此后即可开算挖。辜明洞段预迷留的缓和捷平台分三换台阶进行久开挖，每含台阶预留要核心土、灰先开挖两叛侧砂体，应支护完成纵后开挖核际心土。上躺台阶开挖补超前中台贸阶，中台吐阶开挖超铺前下台阶翠，台阶间尺距惜3~5春m陪为宜，下局台阶开挖妖到位立即劣灌注仰拱顿砼封闭暴造露面。欲台阶上用指手推车运厅输，洞内君外运输采粗用东风自甩卸车。中隔、下台阶强砂土可以知直接装到留车上，上姜台阶设一咳滑槽直接闸滑到车里莫，非常方蔽便。支护献每台阶两笔侧土体开报挖完成即谣可打管、革挂网、喷绞射砼封闭安，避免长供期暴露砂诉体失水塌监滑。松挂网喷射吉砼糕挂赶φ形6矛钢筋网，甚网虫格狠20*2应0c柱m烫，喷企射亲C2痰0握砼，厚息度顽20~3格0c雨m度。选4.3.纤3.银4剥.2庸施工两侧菌墙导管、促注浆仔导管采慌用赛φ贺42*蜘3.5m有m差钢花管，矛长逆3佣m盾，梅花形缎布置间初距炉50*5健0c棉m具，按边仰本坡注浆导茂管加工，躺注浆。撒明洞段上诉、中、下攻台阶开挖照、支护溉以睡0筒.5m带为一循环绝，仰拱浇稍筑砼施工压以罗6睡m剧为一循环森（视具体瓶情况进行臭调整），罩再进行明父洞二次衬女砌的施工脸。见进口于进洞支护诚侧面图（绣图四）。相4.4荣理明暗洞相携接的施工私从模拟洞居口可进入破暗洞上台构阶的施工睡。由于施忆工使边、吉仰坡处于歪不稳定状攻态，为了于保证隧道去安全进洞剪施工，有眨效地控制起拱顶沉降银，在洞鞠口血1周0焰米正（递DYK4棋6+13剪2~+1盖4板2矿）范围加若强支护。神见洞口段策加强支护奶示意图（照图五），猎暗洞三台齐阶法开挖趋示意图（购图六）。呜4.耀4.1蜜啊上台阶加遣强支护社利用模拟宅拱棚预留玉核心土开效挖进洞，扎按设计要色求随挖随末支钢架，茅并在每榀洽工型钢架柄两侧拱脚搁以额上彩15c负m膊处加枯设补I1喂6晌工字钢横右向支撑，扭长度根据趋现场实际赏确定，两捞端焊接在散工型钢架擦上，起支思撑作用，座保证环向踏支护钢架愉两拱脚不熟回收。横果向支撑间扣采应用舟Φ桂2研2继纵向连接巩筋连接，禽间泄距察1腰m粮，并喷射执砼使之形群成板式结旗构，以此伴来加大受贩力面积，述有效地控某制初支的被收敛与沉聚降。在每饱榀拱架两遥侧拱脚处砖增裁设姜φ担4吃2魔锁脚小导省管，每饭侧孤4虎根，粮共暗8宾根，每根玻长评4.5暑m渠，偏斜工战型钢饼架牵10~2皮0克度斜向下素打入，尾乎部与钢架甩焊接牢固在，并进行虹注浆加固训，以增加材锁脚锚管皂的刚度和拔锚固力。雪4.4.绑2免中台阶加特强支护喝上台阶纵秧向支护距尝离啊有须5达米时，中稻台阶开始阿施工。开捉挖时，预臭留梯形核阿心土，先勉由两侧拱真架处掏槽则开挖，每娃开镰挖浩50c上m受支一榀工者型钢架，抖并网喷砼茄至设计厚敏度，中台执阶也按上闪台阶要求姨加设横向朴支横撑及锁脚棍锚管，参脱数相同命；特平4.4.掏3饥下台阶加仇强支护罩中台阶挖私支非3~窗4上米后，下腹台阶开挖迁进洞。开帜挖时，预纷留矩形核董心土，唤每茧50c裹m副支一榀钢抗架，网喷次砼支护。浊两拱脚处头打浙φ修4勿2鞭锁脚小导燥管，品共迁8婚根，每根妨长军4篮.动5户m际，偏斜工洋型钢心架秀10~2常0震度打入，猛尾部与钢债架焊接牢泽固，并进具行注浆加孝固。侧壁窜支护完成期，开挖核周心土至仰戏拱底。兆4.4.扔4挥仰拱误仰拱底加咱设工字钢艰支撑，与晕下台阶工出型钢架焊麻接牢固，再支撑间采玩用窑Φ怪2内2秧纵向连接短筋连接，亩间爽距央1场m垒，并喷射咱砼使之形搅成板式结阴构，再进贸行仰拱砼续施工，砼搞施工要紧企跟下台阶缎（仰拱施棉工一般缠为今2~3青m爬），先形静成封闭的击环，控制掩住拱脚处盈的位移。担4.纸5发围岩监控瑞量测匪施工过程族中要进行乌地表下沉葛监控、洞凑内拱顶下络沉、净空德收敛及隧愚底隆起等茧量测工作睬。库x览x避隧道的围顶岩量测工顶作量大，斯通过对各挽种数据进部行分析、香汇总，形臣成围岩监灵控量测基寻础资料，歪如有异常警时及时采梢取措施，法保证施工债顺利。库5降实施效果蝴新杏树峁姨隧道进口恳的进洞技作术在隧道判出口的应商用也是成诞功，快捷轰、有效地判控制了山下体的变形验，保证了脉施工安全来，实现了伞进洞，同悔时也提高顷了经济效膛益。么6挤疗经验、体殖会罢6榨.1补洞口边仰首坡喷锚加魂固配合小睬导管超前途支护，使盒松散的砂谱体固结形榨成整体，陷减缓了松斗散砂体对具隧道的压挂力，为安宰全开挖创膨造了良好谷的条件。捧6夺.2互叛开挖时应颤做到边开牵