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1、浅议土钉支护在黄土隧道明洞边坡中应用技术 摘要:土钉支护技术在黄土隧道明洞边坡中的应用及技术要点。关键词:土钉支护;黄土隧道;抗拔力中图分类号:U213.1+3文献标识码:A1前言土钉支护结构是70年代发展起来的用于土体开挖和稳定边坡的一种新型的挡土结构。它是由被加固土体、放置在土中的土钉体及附着于坡面的混凝土面板所组成。通过在土体内设置一定长度和密度的土钉,使土钉与土共同作用,土钉依靠与土界面的粘结力、摩阻力和周围土体形成复合土体,土钉在土体发生变形的条件下被动受力,通过其受拉作用对土体进行加固,而土钉间土体的变形则由混凝土面板约束。这样不仅有效提高了
2、土体的整体刚度,又弥补了土体抗剪、抗拉强度低的弱点,形成一种主动制约机制的支护结构,显著地提高了整体稳定性,改善了土体的塑性变形和破坏性状。土钉支护具有施工方便、性能可靠和突出的经济特性,同时,在土钉支护的施工过程中,对周围环境的影响很小,因此,土钉支护被广泛应用于基坑开挖工程中。2工程概况4隧道位于潼关Ⅰ基黄土台塬区,塬面地形平坦,高程545~555米;出口端位于黄土塬边,地形起伏,冲沟发育,相对高差15-50米。塬顶为农田,多有村庄,道路分布。潼洛川隧道出口DK345+120-DK344+870为V级围岩,土体为砂质黄土,含大量的蜗牛壳,具虫孔。浅黄色
3、、淡黄色,土质教均匀,结构疏松,具空隙,垂直节理发育,坚硬,级普通土,σ0=150kPa。具Ⅲ级自重湿陷性。3围护方案明洞段边坡采用土钉墙和锚喷网防护,边坡坡度53~63度,土钉向下倾角10度、15度,长度10~18m,土钉布置为1500×1500mm梅花型,Φ25钢筋,坡面为φ8钢筋网的锚喷结构,钢筋网间距为200×200mm,C20混凝土厚150mm,土钉采用C15水泥砂浆,低压注浆,压力应小于0.5MPa,并配备止浆塞和排气管。围护结构的典型剖面如图1所示。4围护方案的实施(1)施工工艺。按照方案要求,土钉墙围护分两层进行,按以下流程施工:挖土→修坡
4、→土钉孔定位→成孔→制安土钉→配制、灌注砂浆→绑扎钢筋网片→焊接加强筋及井字钢筋→配制混凝土→喷射混凝土→下层挖土。(2)主要技术及质量保证措施。为确保施工质量,保证边坡稳定,有效控制基坑变形,在施工过程中,采取以下有效措施4:a.严格控制挖土高度及范围,保证放坡,不超挖,不提前开挖,避免边坡暴露时间太长,开挖后及时修坡,以便进行下道工序。b.及时完成坡面的混凝土喷射工作。为保证能及时形成喷锚网支护,混凝土中掺速凝剂,使混凝土快速凝固。c.支护期间密切监视基坑壁的变形情况。d.在边坡开挖,逐步支护过程中,局部遇到自身强度及稳定性低时,及时挂网喷射混凝土,保
5、证边坡稳定。5总结(1)土钉墙的适用性问题。一般来说,土钉墙适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土的基坑支护或边坡加固。土钉墙宜用于高度不大于20m的临时边坡维护,当土钉墙与有限放坡、预应力锚杆联合使用时,高度可增加。土钉墙不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层和淤泥质土,不宜用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。(2)工程勘察问题。对于土钉支护而言,前期勘察和降水是确保边坡工程安全可靠的重要工作。4(3)设计和监测问题。正确合理的设计是保证施工质量的前提,直接影响着工程安全、工期和投资的经济性。故设计时应根据地质勘察报告,分析场地
6、土的性质,根据理论分析和类似工程的经验,尽量使边坡设计结果既安全又经济。在施工过程中,应根据发现的问题随时调整设计参数,以保证围护结构的稳定性,这也就同时要求在施工过程中做好监测工作,及时发现问题。监测工作主要包括水平位移、沉降、土钉应力、土压力等内容,可根据实际情况有选择地进行。该明洞边坡开挖过程及暗洞主体施工阶段,通过对边坡的监控量测,边坡位移及地面沉降等各项数据都在控制范围值以内,同时,边坡围护又经历了降雨等恶劣天气及时间的考验,效果良好。土钉支护具有施工方便、性能可靠和突出的经济特性,同时,在土钉支护的施工过程中,对周围环境的影响很小。4