在山岭隧道中,隧道洞口覆盖层变薄,且地表水汇集,围岩稳定能力降低,成拱作用不足,施工较为困难。因此,隧道内洞口段施工,要结合洞外场地和相邻工程的情况,全面考虑、妥善安排、及早施工,为隧道洞身施工创造条件。一般情况下,应先做好洞口边坡、仰坡防护、防排水系统、洞口初期支护,保证进洞安全和洞身施工顺利,然后在适当的时候完成洞门施工。
洞口工程是隧道工程的一个重要分项工程,洞口工程主要包括边坡、仰坡土石方,边坡、仰坡防护,端墙、翼墙等洞门圬工,洞口排水系统,洞口检查设备安装,洞口段身衬砌等。
1.进洞施工方法
根据不同的底层情况,进洞施工方法可分为以下几种。
(1)洞口段围岩在Ⅲ级以上,地层条件良好时,一般可采用全断面直接开挖进洞,初始10~20 m区段的开挖,爆破进尺应控制在2~3 m。施工支护,于拱部可施作局部锚杆;墙、拱采用素喷混凝土支护。洞口3~5 m区段可以挂网喷混凝土及设钢拱架予以加强。
(2)洞口段围岩为Ⅲ、Ⅳ级,地层条件较好时,宜采用正台阶法进洞(不短于20 m区段)。爆破进尺控制在1.5~2.5 m,施工支护采用拱、墙系统锚杆和钢筋网喷混凝土,必要时设钢拱架加强施工支护。
(3)洞口段围岩为Ⅳ、Ⅴ级,地层条件较差时,宜采用上半断面长台阶法进洞施工。上半断面先进50 m左右后,拉中槽落底,在保证岩体稳定的条件下,再进行边墙扩大及底部开挖。上部开挖进尺一般控制在1.5 m以下,并严格控制爆破药量。施工支护采用超前锚杆与系统锚杆相结合,挂网喷混凝土。拱部安设间距为0.5~1.0 m的钢拱架支护,应及早施作混凝土衬砌,确保稳定和安全。
(4)洞口段围岩为V级以下,地层条件较差时,可采用分部开挖法和其他特殊方法进洞施工。具体方法有预留核心土环形开挖法;插板法或管棚法;侧壁导坑法;下导坑先进再上挑扩大,由里向外施工法;预切槽法等。
开挖进尺控制在1 m以下,宜采用人工开挖,必要时才采用弱爆破。开挖前,应对围岩进行预加固,如采用超前预注浆锚杆或采用管棚注浆法加固岩层后,用钢架贴紧洞口开挖面进行支护,再进行开挖作业。在洞身开挖中,支撑应紧跟开挖工序随挖随支。施工支护采用网喷混凝土、系统锚杆支护;架立钢拱架间距为0.5 m,必要时可在开挖底面施作临时仰拱。开挖完毕后,应及早施作混凝土内层衬砌。
施工前,在工艺设计中,应对施工的各程序进行必要的力学分析。在施工过程中,应建立健全量测体系,搜集量测数据,及时分析,用以指导施工。(www.daowen.com)
2.洞口施工注意事项
洞口施工的关键是在进洞前做好边坡、仰坡的防护和加固,做好排水系统,做好洞口初期支护,并注意以下事项。
(1)先护后挖是洞口施工的基本准则。
(2)在进行场地清理,做施工准备时,应先清理洞口上方及侧方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石等;平整洞顶地表,排除积水,整理隧道周围流水沟渠;之后施作洞口边坡及仰坡顶处的天沟。
(3)洞口施工应避开雨季和融雪期。洞口土石方开挖,应按设计要求进行边坡及仰坡放线,自上而下逐段开挖,不得掏底开挖或上下重叠开挖。若需爆破开挖,应进行爆破设计,严格控制装药量,严禁采用深眼大爆破或集中药包爆破,以免影响边坡及仰坡的稳定。
(4)洞口圬工基础必须置于稳固的地基上。须将虚渣杂物、泥化软层和积水清除干净。当地基强度不够时,可结合具体条件采取扩大基础、桩基,压浆加固地基等措施。
(5)洞门拱墙应与洞内相邻的拱墙衬砌同时施工连接成整体,确保拱墙连接良好。洞门端墙的砌筑与回填应两侧同时进行,防止对衬砌产生偏压。
(6)进行洞口段洞身施工时,应根据地质条件、地表沉陷控制以及保障施工安全等因素选择开挖方法和支护方式。洞口段洞身衬砌应根据工程地质、水文地质及地形条件,设置长度不小于5.0m的模筑混凝土加强段,以提高圬工的整体性。
(7)洞门完成后,对洞门以上仰坡脚受破坏处应及时处理。如仰坡地层松软破碎,宜用浆砌片石或铺种草皮防护。
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