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所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2010-08-26 17:08 熱度:
摘要:針對三關隧道施工中遇到的地下水、破碎帶、滑坡體等復雜地質情況,提出并實施了相應的應對措施,取得了良好的效果。
關鍵詞:隧道施工,復雜地質,應對措施
1工程概況:三關隧道為單孔雙向四車道隧道,全長1500米,主體長743米。該隧道施工需要解決以下三個問題:
1.1防水排水:本地區雨量充沛。隧道位于兩山相夾的低洼處,具有地表水匯集功能。隧道圍巖主要為石灰巖,比較松散破碎,裂隙發育,地下水比較豐富,且可能有溶洞隱藏于其中。
1.2穿越破碎帶:隧道進出口位置均處于Ⅵ級破碎巖石帶上,共80多米,厚度0~11米不等。
1.3處理滑坡體:根據地質勘查報告所提供的情況,隧道出口右側有一半徑約35米的扇形滑坡體。
2防排水措施:
2.1洞外排水:隧道進洞前,首先根據地形確定洞外截水天溝和排水溝的位置,將地表水引至路線外的河流中。截水天溝和排水溝的位置由隧道所經過的線路處的仰坡及隧道滲水地層的位置確定,盡量減少地表滲水、植被破壞和對地表的沖刷。截水天溝和排水溝的尺寸根據匯水量的大小確定。截水天溝和排水溝采用矩形,凈寬80cm,深100cm。溝底采用C20混凝土,厚度30cm以防滲漏;溝壁厚度≥30cm,采用漿砌片石,用M10水泥砂漿砌筑。
洞口明洞和破碎帶部分的防水排水,采用反濾層,將水引到邊溝排出線外。反濾層底部鋪設土工布和防水板,土工布和防水板必須滿足設計要求的刺破強度、厚度和防水要求。反濾層集料含泥量≤3%,填筑前必須進行篩分分級,然后按照粒徑從大到小、粒徑比例約4:1,最大粒徑為50mm,由下向上填筑,每層厚度15cm,總厚度不小于60cm。反濾層上面用粘土覆蓋,厚度不小于40cm。
2.2洞內防水排水:
2.2.1溶洞:采取超前地質預報措施,將地質分析法和超前鉆孔法相結合。每掘進班組先打四個超前鉆孔,鉆孔分別位于左側、右側、正前方和斜上方,側面和斜上方的鉆孔與工作面的夾角為約20度,鉆孔深度不小于計劃進尺的2倍,且不小于5米。鉆孔直徑為30cm。
在打超前鉆孔的同時,根據圍巖的走向、傾角、構造帶、圍巖破碎程度等地質參數,結合對地下水和超前鉆孔的動態觀測,對下一循環進尺的水文地質情況做出綜合判斷。
2.2.2小量滲水:采用在兩層襯砌之間鋪設防水層的方法解決小量滲水,直到了良好的效果。根據量測,初期支護穩定后即可鋪設防水層。緊貼初期支護先鋪設一層無紡土工布,以防初期支護混凝土刺破防水板,然后再鋪設厚度1mm的聚乙烯防水板。防水層鋪設完成后即可進行二次模筑襯砌混凝土施工,混凝土采用S8抗滲混凝土。
2.2.3承壓水及大量涌水:針對這種情況,采用了注漿止水、引排水、堵水相結合的措施,有效地解決了這個問題。通過測壓,水壓力為0.3Mpa,壓力較小。先在富水區每間隔1米呈方形埋設PVC引水管,管徑50mm,并將水流引至隧道中間排水溝排出隧道外,然后施工注漿孔進行注漿。確定的單孔注漿終壓力為3.3Mpa,注漿孔間距為1米,鉆孔深度不少于5米,鉆孔與孔壁夾角不小于60度,注漿結束時的進漿量小于20L/min。注漿采用水泥漿,水泥采用P.O32.5,水灰比0.8~1.0,內加5%紅星牌速凝劑。
對于破碎地帶和富水區采用超前注漿和開挖后注漿相結合原則。注漿止水后的施工與小水量防水的工藝要求相同。
3穿越破碎帶措施:
破碎帶分布于兩端洞口和隧道進洞155米的斷層帶上,進洞口50米,出口30米,斷層寬度5米。根據地質勘察資料進行分析,采取以下措施進行施工:進口打30米管棚,出口打20米管棚,斷層和其余部分采用注漿法施工。
注漿穿越破碎帶參數與注漿止水相同。
本工程項目管棚施工過程如下:
3.1確定管棚參數:
⑴布設位置:沿開挖線外5cm、外插角1度,上半部180度圓弧形內布置。
⑵鋼管:采用Ф89mm熱軋無縫鋼管,節長3米,壁厚5mm,用絲扣聯結,同一斷面內的接頭數量不能超過50%。
⑶間距:鋼管環向間距中到中50mm,分為有孔和無孔鋼花管,有孔無孔間隔布置。
⑷管棚單根入巖深度:進口30米,孔深30.5米;出口20米,孔深20.5米。
⑸管棚施工誤差:徑向不大于10cm。
⑹注漿參數:水泥P.O32.5,水灰比0.8—1.0,注漿壓力2—2.5Mpa。
3.2工藝流程:
檢查機械→加工制作鋼花管→施作導向墻→鉆孔→清孔→頂進管棚→連接注漿孔→制作排氣孔→注漿管路檢查→壓水試驗→漿液制作→注漿→堵口→進入下一工序
3.3施工中應注意的事項:
3.3.1卡鉆
鉆孔采用潛孔鉆機,由于圍巖破碎、鉆孔較深,鉆進過程中容易出現卡鉆現象。鉆孔導向墻應用C20混凝土施工,導向管、扶正器應固定牢固并經常檢查,防止松動。鉆進過程中應每鉆進2米就及時用氣壓吹洗清孔。
3.3.2下管
下管時用鉆機頂進,剩余約40cm時停止,與下一節鋼管進行絲扣連接,同一斷面內的接頭數不能超過50%。鋼管下完后應預留排氣孔。
3.3.3注漿
注漿之前應清孔、進行壓水試驗、檢查設備和原材料。壓水試驗可以確定注漿時間、注漿量、注漿壓力等參數。注漿時應根據注漿時間的長短決定是否摻加緩凝劑,當注漿時間超過4個小時時摻加3%的緩凝劑。
4滑坡體處理措施:
滑坡體共有約5萬方土石方,挖除滑坡體不但會對生態環境造成嚴重的破壞,不利于邊坡的穩定,而且從經濟上核算也是不合理的。滑坡體的處理采用樁板墻施工方案。
4.1樁板墻的設計參數
⑴樁長:樁長25m—35m,其中隧道路面標高以下嵌入微風化基巖1m,高出滑坡體地面不小于50cm。
⑵樁徑1.2m,樁距2.5m。地面以上樁背采用斜向肋板加勁支撐。
⑶混凝土強度:采用C25混凝土,P.O32.5水泥。
⑷鋼筋籠:主筋采用Ф25螺紋鋼筋,箍筋采用Ф8熱軋圓盤條。
⑸錨孔、錨索:錨孔直徑50mm,錨孔深入基巖不小于5m;錨索采用Ф15.2×7鋼鉸線;注漿后抗拔力不小于100KN。
⑹水泥漿:錨索注漿用采用M40水泥漿。
⑺板:板厚20cm。長×寬為2.45m×0.5m。內加一層Ф10圓鋼綁扎的鋼筋網片。鋼筋間距為5cm×5cm。樁板預制加工。
4.2樁板墻的施工:
⑴本工程基巖埋深淺,樁基施工采用人工挖孔。經清孔驗收后下入鋼筋籠,然后灌注混凝土。
⑵樁基完工、地表以上開挖后,首先進行錨索施工,即可進行肋板施工和板的安裝。
⑶樁板墻施工后周圍種植植物進行防護。
5結語:
本工程項目管棚施工后進行隧道人工開挖和風鎬開挖,順利地通過了破碎帶;隧道防排水效果也可以,通車以來沒有發生路面滲水、隧道漏水現象;樁板墻方案對處置滑坡體也起到了良好的效果。
參考文獻:
1、安容民歌樂山隧道巖溶富水區鉆孔突發涌水施工技術《公路》2005年第5期
2、《南寧外環公路施工圖設計》廣西壯族自治區交通規范勘察設計研究院2009.8
文章標題:三關隧道施工中復雜地質情況的應對措施
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