翻新时间:2023-01-18
厦深铁路莲花山隧道施工技术浅析
摘要:结合工程实例,介绍厦深铁路莲花山隧道施工技术,供同行 参考 借鉴。
关键词:隧道 断层 破碎带 支护施工
1 工程概况 本隧道DK181+618-DK181+718段通过V级围岩断层破碎带,岩体局部破碎,多为强风化碎块状,可见绿泥石化,为断层破碎带,致使围岩自稳能力极差,成型困难。根据围岩情况,结合施工生产要素及施工生产能力,按照“早预报、勤量测、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”的施工原则,在拱部超前小管棚注浆预固结围岩的保护下,采用三部台阶法进行施工。拱部预留核心土,周边采用风镐开挖,核心土及中槽运用PC200挖掘机开挖。
2 施工方法
2.1 超前小管棚施工
2.1.1 工艺原理 在破碎松散岩体中超前钻孔,打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液,浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中,并将其中的空气、水分排出,使松散破碎体胶结、胶化,形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体,从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性;使超前小管棚与固结体形成一个具有一定强度的壳体,在壳体的保护下进行开挖支护施工。 2.1.3 施工要点 2.1.3.2 小导管安设 如岩体松软,采用YT-28型风动凿岩机直接推送,如遇夹有坚硬岩石处,先用YT-28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。
在施作小导管前应注意:第一,喷3~5cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙,为注浆作好准备工作;第二,准确测量隧道中心线和高程,并按设计标出小导管的位置,误差±15mm;第三,用线绳定出隧道中心面,随时用钢尺检查钻孔或推进小导管的方向,以控制外插角达到设计的标准;第四,施工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行,为提前注浆留好作业空间。 2.2 开挖 为控制超欠挖及减少对围岩的扰动,拱部弧形及边墙周边均采用风镐分台阶开挖,核心土及中槽均采用挖掘机开挖,开挖进尺根据围岩稳定性确定为0.6~1.2m,边墙按钢拱架的两个单元分两个台阶施工,上下台阶相距2m,左右边墙错开2m。
2.3 初期支护 2.3.2 喷射混凝土材料 2.3.2.2 水泥及细骨科 采用P.O425普通硅酸盐水泥;细骨料选用潮洲韩江砂,砂率控制在50%,含泥量≤3%。
2.3.2.3 粗骨科 采用规格为5~10mm的碎石,经试验检测指标均达到规范要求。
2.3.2.4 粘稠剂 选用STC型粘稠剂,经现场试验,最佳掺量为水泥用量的10%,3min初凝,6min终凝,而且可大量减少回弹量。
2.3.2.5 水灰比 水灰比过大、过小都会使混凝土回弹量增加,浪费大量的材料;经现场多次试验确定,水灰比为0.47的混凝土喷射效果最佳。 喷射作业分段、分片由下向上依次分层进行,每段长度为3m。喷头喷射方向与岩面偏角小于10°,夹角为45°;喷头至受喷面距离在0.6~1.0m之间,喷头呈螺旋形均匀缓慢移动,一般绕圈直径在0.4m为宜。 2.3.5 安装钢拱架 型钢除锈后按设计要求分节加工成型,钢拱架分节间通过钢板用螺栓联接。
2.3.5.1 钢拱架严格按设计间距架立。
2.3.5.2 为充分发挥钢拱架的承载能力,首先要求钢拱架必须垂直且与线路方向垂直;其次,架立拱部钢拱架时,严格控制左、右拱脚标高,以防拱架偏斜,影响与边墙钢拱架的圆顺连接或侵入衬砌厚度。
2.3.5.3 为方便拱部钢拱架与边墙钢拱架的连接,在拱脚连接处铺不小于20cm厚的粗砂或石屑。边墙钢拱架底部必须置于基岩上,以防下沉变形。
3 监控量测 4 结束语
通过对断层破碎带采用超前小导管棚预支护、人工环形及周边开挖技术和锚喷初期支护措施,且通过现场监控量测得出以下结论:
4.1 周边人工开挖可减小对围岩的扰动,有效控制超欠挖。
4.2 超前小管棚注浆预支护,可以大量减少拱部围岩的掉块,保证了施工安全、质量和进度。
4.3 通过现场监控量测,将预留变形量由设计的15cm调至8cm。
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