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1、隧道浅埋段明挖暗做施工技术[摘要]隧道地质情况复杂,因隧道洞身浅埋段洞顶有一水塘,设计明挖法施工难度大,施工危险性大,不利于保证施工进度和安全,采取施做套拱形式明洞暗做施工方案。简要总结明洞段施作套拱,明洞暗做的施工技术。[关键字]浅埋明挖套拱1、前言隧道的开挖方法主要分为明挖、半明挖和暗挖3类,具体采用何种方法开挖主要从经济、安全、建造技术、外部环境等角度分析。针对合山隧道洞顶水塘浅埋段复杂的地质条件及外部环境的影响,通过对设计明挖法和现场施工套拱暗挖法两种施工方案进行技术经济比较,得出最佳方案。2、工程概况2.1地质及设计情况***
2、隧道隧址区主要为剥蚀低山丘陵区,地形起伏较大,丘坡表层为粉质黏土,下伏砂岩、砂砾岩,局部夹泥岩、泥质粉砂岩。地表水主要为季节性溪沟,靠大气降水补给,调绘时水量不大;地下水主要主要靠大气降雨入渗补给,经下渗或侧渗进行排泄。*****浅埋段为山间谷地,洞身上部为一水塘,勘探时测水深约1~3m,水塘长约50m,宽约156m。设计资料显示,DK304+270~DK304+325段水塘丰水汛期的最大蓄水面积约达6400m2,蓄水量约计达到22400m3。洞身主要穿越全强风化层,浅埋段洞顶分布有水塘,围岩易坍塌,地表易发生变形下陷。设计施工工法采用
3、明挖法。2.2隧道主要技术标准*****隧道为单洞双线隧道,设计时速350km/h,隧道净宽13.3m,净高9.86m,最大开挖面积154.61m3,围岩分类以Ⅳ~Ⅴ类为主,地质情况复杂多变。2.3施工勘探情况7通过现场地质钻机勘探,******段洞顶覆盖层最小厚度2.52m。根据现场地质钻探剖面图显示,浅埋段洞顶覆盖地层为淤泥层和砾砂岩层,其中淤泥层层厚1~2m,砾砂岩层厚约1m。隧道边墙拱腰以下为整体性较好的砂岩层,强~弱风化。洞顶地表有流量不明显的明水流。此段地质情况较差,成拱能力差,极易坍塌、下陷,暗挖法围岩难以围护。钻探横断面
4、:3、施工方案比选明挖法和暗挖法两种施工方案在浅埋隧道施工中各有优势,为了决定最佳方案,可通过从外部环境、建筑技术、经济、安全、工期方面分析比较两方案的优越性。3.1明挖法的主要不利因素3.1.1明洞开挖的目的,主要是避免暗洞施工时出现的坍塌冒顶、边墙失稳等灾害。由于隧道位于沟谷间凹地,隧道洞顶有一水塘,汇水量大,明挖法施工通过该水塘,进行隧道明挖施工前需将塘内水全部泄清,并且设计没有详细考虑施工时的排水问题,开挖后水的灾害依然存在,特别是雨水季节,排水成为主要问题。3.1.2根据设计资料,水塘段地质情况复杂,DK304+280~7DK
5、304+305段采用明挖法最大开挖深度达17.3m,明洞开挖,对周边山体的扰动较大,如果处理不当,极易引起边仰坡及山体失稳,发生边仰坡、山体滑坡、坍塌,对施工安全和进度影响较大。3.1.3从施工现场情况看,该段开挖对周边的环境影响很大,植被大量破坏;为倒运明挖的土石方,需要征用大量耕地修建便道。3.1.4作业场地狭窄,明洞开挖深度达17.3m,土石方开挖量约计2.4万方,施工难以开展,大量的土石方开挖倒运困难。3.1.5明洞开挖衬砌需在暗洞开挖至明挖段方可施工,对工期影响较大。3.2施做套拱明洞暗做(暗挖法)优点根据现场施工调查资料及工
6、期进度安排情况,通过*****浅埋段水塘时为旱季,水塘枯水期,有利快速泄清水塘内水。3.2.1隧道暗洞开挖至明洞段前,可以提前施工明挖段洞身套拱,易于施工操作,并有利施工安全和保证施工进度。3.2.2对周边环境影响较小,减少征地和植被破坏,对原地形地貌破坏较小,对山体的扰动也较小,有利于山体的稳定。3.2.3套拱完成前,可以按照设计要求先期做好地面截排水沟,减少地表水对套拱施工和隧道暗挖造成的影响。3.2.4可节约投资约20万元。通过对两种施工方案的比较,施做套拱明洞暗做(暗挖法)比明挖法具有明显的优势,减少了对山体的扰动及对环境的破坏
7、影响,缩短了工期,减少了投资等,所以确定通过变更手续采用施做套拱明洞暗做(暗挖法)进行浅埋段的施工。4、施工技术方案及控制措施4.2.1施工截水天沟及边坡防护正式施工之前,放干水塘水、清表清淤7,划定施工范围,并做好地表水的防排措施,根据现场情况,在开挖线之外不小于5米范围内设置一定数量的平台,每级平台上设置截水沟,顺边坡流下的雨水可随截水沟排走,防止阴雨天气时雨水对边坡范围内冲刷及隧道主体浸泡,对岩体等基础承载力造成影响。本段施工尽量选择避开雨季施工。对施工划定范围内边坡进行锚杆加固,网喷C25砼防护。采用Φ22砂浆锚杆,L=4m,间
8、距1.5×1.5m梅花形布置,C25砼网喷10cm厚,钢筋网Φ6网格间距20×20cm。4.2.2超前预支护由于进出套拱的过度段处为围岩薄弱段,所以施工套拱前在套拱两端结合套拱钢架采用双层超前小导管并注浆进