大跨度小净距浅埋隧道工法转换的探索与研究

大跨度小净距浅埋隧道工法转换的探索与研究

中建新疆建工(集团)有限公司新疆乌鲁木齐830000

摘要:本文以乌鲁木齐市华光街东延观岭街隧道的施工为工程背景,系统阐述了在隧道洞身开挖过程中根据围岩状况依据新奥法原理进行开挖工法转换,分析比较双侧壁导坑法、单侧壁导坑法优缺点,总结由双侧壁导坑法转换成单侧壁导坑法的成功经验。

关键词:大跨度隧道;浅埋隧道;小净距;施工工法;转换

Abstract:TakingUrumqiHuaguanandDongyanGuanlingstreettunnelconstructionasengineeringbackground,thetransformationofexcavationmethodintunnelexcavationisexpoundedsystematicallyinthispaperaccordingtothesurroundingrockconditionandNATMprinciple.Thepaperalsocomparestheadvantagesanddisadvantagesoftwoside-wallpilottunnelmethodandsinglewallpilottunnelmethod,andsummarizesthesuccessfulexperienceofchangingthetwoside-wallpilottunnelmethodtosinglewallpilottunnelmethod.

一、工程概况

观岭街隧道位于雪莲山,为分离式中隧道,双向六车道设计,单洞跨度为16.24m,采用复合式衬砌,分为Va、Vb、Vc三种衬砌类型。左线起止桩号ZK3+663.6~ZK4+494.70,设计长度为831.1m;右线起止桩号YK3+640.00~YK4+486.20,设计长度为846.20m。

二、工程地质条件

隧道穿越雅玛里克、白杨南沟等断层和八道湾褶皱、乌鲁木齐7号向斜带,地质构造复杂、节理裂隙发育,围岩钙质泥质粉砂岩、含有机质粉砂岩泥灰岩、钙质粉砂岩、长石岩屑砂岩、炭质泥质粉砂岩和第四系上覆层组成,隧道围岩级别为V级。隧道洞身最大埋深40米,局部浅埋地段埋深不足5米。

三、洞身开挖方案

Vc开挖设计采用双侧壁导坑法施工,开挖共分七部,初期支护采用φ42超前双层小导管,环向间距35cm,纵向间距120cm;I25b工字钢,间距60cm;φ42锁脚锚杆,长4米;仰拱拱架I22b;钢筋网片采用φ8钢筋,间距20×20cm,双层设置;喷射混凝土采用C25早强喷射混凝土P8。临时支护采用Φ42超前注浆小导管(双层)L=3.5m,纵距120cm,环距35cm;φ6.5钢筋网片,间距15×15cm,单层设置;I22b工字钢(纵距60cm);C25早强喷射混凝土。

四、工法转换依据及原因

(1)隧道洞身开挖和超前地质预报揭示,掌子面围岩为V级,开挖过后围岩基本稳定;围岩量测数据显示:水平收敛位移速度为0.1-0.2mm/d,拱顶位移速度小于0.1mm/d,初期支护体系在初期支护封闭成环前基本稳定。

(2)依据新奥法施工原理,洞身开挖过程中依据围岩特性进行动态调整,坚持软岩“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的施工理念。

(3)依据工程类比方法和借鉴国内同类工程成熟施工经验。

(4)经过对隧道内、隧道周边爆破振动测试,测试结果符合安全规范要求。

(5)隧道开挖施工时,开挖工作面狭小,开挖与支护不能平行作业,循环进尺频繁,初期支护与临时支护干扰较大,严重制约施工进度。综合多种因素,从技术角度考虑,在确保安全、质量的前提下,对四个洞口的施工方法进行转换。

五、开挖工法的转换

在隧道开挖先行导坑掌子面围岩状况显示,虽然掌子面为V级围岩,但围岩风化强度随进深减弱,地下水不发育。围岩监控量测显示沉降量小,围岩稳定性较好,决定将双侧壁导坑法转换为单侧壁导坑法施工。同时加强单侧壁导坑法支护:超前注浆小导管由Φ42超前注浆小导管,纵距180cm,环距40cm调整为φ50(28°)/φ42超前双层小导管,纵距120cm,环距35cm;临时支护钢拱架由I20b工字钢调整为I22b工字钢,永久支护钢拱架由I22b工字钢调整为I25b工字钢,同时锁脚锚杆由4根调整为6根。

采取的技术措施:加强隧道的监控量测,通过监测数据进行分析来确定临时支护的拆除时间和拆除数量;坚持导洞成环后再拆除,同时为了确保施工安全,采用每榀拱架间隔拆除的方法。

六、总结

双侧壁导坑法的优点:各个分块导坑都是开挖后立即闭合,各自成环,在施工中间变形几乎不发展,施工安全;缺点:开挖断面分块多、初次支护全断面闭合时间久、速度慢、施工成本高。

单侧壁导坑法的优点:与双侧壁导坑法比较,工序复杂较为简单,施工速度快,全断面闭合快;缺点:导坑断面较大,需要加强施工过程中监控量测。

经专家论证并结合现场实施情况结果来看,由双侧壁导坑法转单侧壁导坑法是可行的,在后续的施工中还要始终坚持“管超前、严注浆、强支护、短开挖、早封闭、勤量测”的方针,利用新奥法施工原理,加强隧道监控量测、超前地质预报和掌子面围岩地质评价分析等工作,达到充分利用和有效控制围岩变形,确保隧道施工安全,提高施工效率,为隧道的贯通施工做好充分的准备。

参考文献:

[1]JTGF60-2009公路隧道施工技术规范.

[2]JTG/TF60-2009公路隧道施工技术细则.

[3]赵瑞文,张翼,刘湘林,等.浅谈大跨隧道双侧壁导坑法施工方案优化[J].四川建筑,2017(6):114-116.

[4]王梦恕,地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社,2009.

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