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公路淺埋土質隧道塌方后的技術處理措施

作者:徐學深 王俊強  
評論: 更新日期:2011年02月22日
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第一種情況的變形鋼架替換,鋼架主筋由原設計的Φ22變?yōu)棣?5,鋼架替換以3榀為一循環(huán)作業(yè),分三次完成。當出碴至有架立鋼架工作面后,截割已變形的鋼架鋼筋。量測出需替換鋼架的尺寸.分段制作、架立鋼架。鋼架主筋的有效焊接長度為30cm,鋼架截換后對新舊鋼架連接處用原設計的“蝴蝶結”填補空檔。按原設計每隔2m設置一道縱向拉筋,為加強兩榀鋼架之間的聯(lián)結,每隔2m增設一道45°的斜拉筋。
第二種情況的變形鋼架替換與第一種情況要求相同,但替換應從拱腳位置仲拱鋼板連接處開始。
(3)替換后鋼架的噴混凝土每一循環(huán)的鋼架架立后,應馬上噴混凝土。噴混凝土前應先加工好外側木模,木模按開挖輪廓線弧度加工,內側設置小的木墊塊,以保證外側主筋的混凝土保護層厚度。
(4)周邊小導管安設及注漿塌方處K3+871.8~K3+855段采用小導管注漿加固塌方體地層,整治后進行暗挖施工。小導管采用Φ40mm焊縫鋼管,長5.5m,開孔長4.9m,開孔間距30cm,孔徑為Φ10mm.尾部0.6m不開孔。環(huán)向間距60-75cm,縱向排距1.0m(每2榀鋼架),外插角40°。由于小導管鉆孔后孔易坍塌,所以在小導管的前端焊接了一個簡易一次性鉆頭,從而將鉆孔和頂管同時完成,縮短了導管安裝時間:小導管注漿采用分段后退式注漿,分別注入C-S漿液和水泥單液漿,先注入段長度0.6m,注入C-S雙漿液.加固范圍為加固圈最外層1m范圍。其目的是造設止?jié){殼體,限制后注單漿掖的流失。在注入C-S漿液時,將芯管、頂管、止?jié){塞配套后,裝入焊縫鋼管到指定位置(圖4),采用管鉗順時針旋轉頂桿螺母,經過力的傳遞,使止?jié){塞膨脹與焊縫鋼管內壁密貼,防卜漿掖流入后注入段;后注入段注入單液水泥漿,使固結體具有較高的強度和較好的耐久性。小導管補強注漿能進一步提高塌方體固結體強度,同時又起到超前支護及注漿錨管的雙層加固作用。小導管的布設見圖5。
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雙液注漿參數(shù):水泥漿w:c=0.8—1.5:1,水玻璃35Be’,C;S=1:1~1:0.3,注漿終壓1.5—2MPa,注漿速度30~60l/min,凝結時間l~3min,緩凝劑加入量1%—3%,擴散半徑0.8m。
單液水泥漿參數(shù):w:c=0.8:1~1.5:1,注漿終壓1.5MPa,注漿速度30-60l/min,凝結時間10~15h,速凝劑加入量3%-6%,擴散半徑0.8m。
(5)開挖與初期支護.開挖與小導管注漿交叉進行。在實際施工中,由于發(fā)現(xiàn)注漿后坍碴腔結情況良好,上半斷面采用丁全斷面人工開挖,每循環(huán)開挖進尺1m,支護2榀鋼架并掛網噴混凝土,然后進入下一循環(huán)。
(6)塌方區(qū)(K3+889~K3+871.8段)的回填和外側防水層.隨著初期支護的推進,塌方區(qū)初期支護的回填應緊跟作業(yè)。回填分兩部分:第一部分為拱背外側回填.回填響應先清除松土,采用漿砌片石回填至拱腳與拱頂高度的2/3處;第一部分為拱頂回填,采用粘土分層夯實,回填高度為拱頂3m。
回填前,在噴混凝土外側設置LDPE復合型防水卷材,以加強防水效果。
3.2.3皋泄口施工技術方案
皋泄口還有39m尚未開挖施工,應嚴格按淺埋暗挖法18字方針,即“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、緊封閉、勤量測”進行施工。
(1)開挖與支擴根據(jù)粘性土夾碎石、塊石的土層性質,采用人工風犒開挖打法。施工方法采用正臺階法,環(huán)向開挖留核心土,核心土長度大于4m,上臺階高度控制在2.5—3m之間,以利于工作面的穩(wěn)定和開展。超前支護采用Φ40mm的超前注漿小導管,單根長度45m,環(huán)距為50cm,外插角25°,每隔榀鋼架(50cm榀)打一排小導管,設計注漿量為6.4m3,注漿剌料和要求與東灣口目同。初期支擴為24.4cm的噴混凝土,由外側向內側依次為:4cm的鋼纖維噴混凝土→鋼筋網→16cm的格柵式鈉架,噴混凝土。系統(tǒng)錨桿為Φ22mm的藥包錨桿。初期支護仰拱封閉。由于下半斷面圍巖為強、弱風化凝灰?guī)r,開挖進尺1m,分三次進行爆破,在邊墻線和底板線位置應加密炮眼,眼距嚴格控制在45cm以內。適當時應增設空炮眼,增強爆破效果,減少對圍巖和已施作初期文擴的擾動。
(2)東灣口掌子面封閉,山皋泄口實現(xiàn)貫通.由于在塌方區(qū)整治措施上采取盡快通過的原則,所以施上上增加了拄術人員和施工人員,增添/施工設備,以滿足作業(yè)需要。根據(jù)工期安排快速通過塌方區(qū)約需35天.為避免皋泄口施工焊破對塌方區(qū)的影響,皋泄口在施工到K3+845、離塌方K3+860還有15m時,掌子面噴混凝土封閉停止施工。等東灣口施到K3+855時,掌子團噴混凝土封閉停止施工,由皋泄口掘進實現(xiàn)最后10m(K3+845~K3+855)的貫通。
3.2.4防水層與一次襯砌的施作
通過現(xiàn)場量測,初期支護變形基本穩(wěn)定后,應及時組織人員、設備,材料鋪設方水層和施作一次襯砌。根據(jù)設汁文什,防水層由無紡布和LDPE防水卷材組成,兩者分離。二次襯砌為50cm厚C30的模筑鋼筋混凝土,仰拱封閉。
3.2.5塌方段的回填和地表恢復
根據(jù)專家的建議,當塌方區(qū)段的二次初砌混凝上施工完畢后,在拱頂原3m回填土的基礎上,鋪設Φ8鋼筋網,打設Φ25豎直錨桿,間距2mx2m,長度2.5m,并將錨桿和鋼筋網焊接,形成土體承載拱,以減輕土體對隧迫結構的壓力,回填應分層夯實,每向上回填高度為3m厚土層時,都按照以上方法施作。當回填至離原地表高度2m時,表層1m用種植土回填恢復地表,其下一層采用1m厚的粘土回填夯實,作為防水隔離層、恢復地去層時,與原地貌形成一定的自然坡度,以利于地表水的及時排出。
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4結束語
(1)在對波及地表的土質淺埋隧道塌方處理中,應針對且體情況采用綜合處理的原則:囚考慮刊水、邊坡穩(wěn)定、加固措施、開挖與支護、拱頂回填等因素及其相互關系,采用全面系統(tǒng)的整治方案。
(2)在南方多雨地區(qū),隧道塌方施工中處理水是一項重要環(huán)節(jié),應通過“截、排、引”等多種手段將地表水和圍巖水引排至施工區(qū)以外,為掌于面和塌方邊垃的穩(wěn)定創(chuàng)造有利條件。
(3)考慮時空效應,應及時組織人員,配備足夠的設備和材料.快速通過聞方地段。
(4)在隧道施工中利用注漿加固松散塌方體,為開挖和支護的施工創(chuàng)造安全作業(yè)環(huán)境,是治理隧道坍方的一種安全有效的手段。
(5)在回塌土體內設骨豎直錨桿,以形成十體承載拱,從而減輕土體對隧道結構的壓力,在高回填處理中是一種可借鑒的方法。
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