新曲儿岔隧道施工技术总结

陈智坤

(中铁隧道集团一处一公司)

1、前言

宝兰复线新曲儿岔隧道,是在原曲儿岔隧道旁新增加的一座双线铁道隧道,是以黄土为主要地质特征的浅埋、大跨隧道。它的修建,即要保证安全、高效、经济地建成黄土隧道,又要确保既有线运输畅通无阻,是党中央、国务院开发大西北战略决策的一部分,是部党组重点主抓的建设项目,是青藏铁路全面开工前的一项重点工点工程。

2、新曲儿岔隧道概况

工程概况:新曲儿岔隧道全长4010米,为双线铁路隧道,线路坡度为5‰和

8.4‰,开挖最大跨度为13.7米,最小跨度为11.2米。全隧道均为黄土隧道。 工程地质:出露地层为第四系全新统冲积砂质黄土、粘质黄土,第四系上更新统砂质黄土、粘质黄土下伏为第三系泥岩,详述如下:

⑴、砂质黄土(Q):分布在隧道进出口处,厚约0~20米,浅黄色,土质均匀,具孔隙,半干硬至硬塑,属II类围岩,为II级自重湿陷性黄土,湿陷土层厚5米,σ0=120~150KPa。

⑵、粘质黄土(Q):分布在隧道进口处砂质黄 土下,厚约8~30米,棕黄色,土质均匀,硬塑,属II类围岩,无湿陷性黄土,σ0=130~150KPa。

⑶、砂质黄 土(

Q):分布在隧道进出口、洞身顶部及黄土梁峁区,厚约5~20米,浅黄色,土质均匀,具孔隙,半干硬至硬塑,属II类围岩,为IV级自重湿陷性黄土,湿陷土层厚9米,σ0=120~150KPa。

⑷、粘质黄土(Q):分布在隧道进口砂质黄 土下,厚约0~40米,褐黄色,土质均匀,半干硬至硬塑,属II类围岩,为IV级自重湿陷性黄土,湿陷土层厚9米,σ0=150~200KPa。

⑸、泥岩(Nms):分布在隧道洞身,棕红色,粘土质结构,泥质胶结,成岩作用差,遇水易软化崩解,易风化,层理不明显,属II~III类围岩,自由膨胀率5%~20%,具有膨胀性,属弱膨胀岩土,σ0=400KPa。

⑹、水文地质:洞身地下水不发育,有少量黄土与泥岩接触面上的层间滞水。

3、黄土特性

黄土层理间结合力差,本身的粘滞系数又大,开挖时易在层理处错开,成块状剥离,造成大的超欠挖:尤其是在起拱线位置,在自重力和膨胀力及围岩集中应力的作用下,易出现三角形的剥离,而拱顶土块在挤压中产生较大摩擦力,情况稍好。

黄土遇水易软化崩解,在墙部则产生较大的侧压力,在拱脚则产生沉陷。 黄土土质均匀,层理不明显时,稳定性大大好于层理明显的区段。

4、新曲儿岔隧道施工开挖、支护方案

根据一年多在不同地质条件下的黄土隧道施工经验看:

在II、I类围岩的黄土区及III类围岩的干硬、硬塑,层理明显的黄土区,宜采用台阶法,上台阶留核心土稳定掌子面。每循环进尺0.5~1.0m,上下断面间距保持在40m左右,以利大型机械施工。开挖后,及时施作初期支护。台阶法可降低断面高度,留核心可减小开挖跨度,有利于开挖面的稳定,保证施工安全。

在粘性层理不明显的III类围岩黄土区施工,可采用全断面,也可采用台阶法,人工持风镐修整至设计轮廓线。

在初期支护中的喷砼,可一次性喷砼20~25cm厚度,采用4台喷浆机同时作业,尽快封闭围岩。

锁脚锚杆、系统锚杆在机械开挖时很重要。反铲操作,有时要碰钢架,若无锚杆易造成喷砼与钢架的分离,甚至掉拱。

5、新曲儿岔隧道运输、通风、除尘 方案

新曲儿岔隧道由铁四局和隧道局共同承建,各20xx米,出碴运输采用无轨运输,轮胎式ZL50装载机装碴。从出碴效率上讲,无轨运输高于有轨运输,从

成本方面讲,因有轨运输洞碴不能直接到达弃碴场,需在洞口改用汽车二次倒运,运输成本增大,从安全方面讲,因铺底超前,距开挖工作面30米左右,二次衬砌距铺底面25米左右,有轨运输的轨道铺设及设备相互干扰,易出现安全问题,而采用无轨运输,一是出碴方便,二是道路状况良好,故采用无轨运输。 无轨运输车辆陈旧排烟大,洞内污染严重,尤其在掘进至1200~1300米以远时,污染已相当严重,一台2x55KW风机已满足不了要求,为解决通风,与隧道局科研所合作,采用变速大风机2x110KW和1.5m直径的风管。从临时的两台2x55KW通风机同时开启的情况看,开、衬工作面可保证良好的工作环境,如换用2x110KW的变速风机加上一台110KW的风机联合通风,可解决全隧通风问题。对于隧长20xxm左右的隧道采用上述通风方案均可解决。在这里,通风将成为隧道施工的一个亮点。

黄土隧道无轨运输时,道路上尘土较石质隧道大的多,且灰尘长时间悬浮空中,污染洞内空气,为解决这一问题,我们采用日洒水两次除尘的办法,收到了意想不到的效果。

6、新曲儿岔隧道施工原则:短进尺,强支护,早封闭,非爆破,严防水,勤量测

黄土具有膨胀性。开挖后,暴露时间愈长,自稳能力越差,一般在开挖后2~3小时即出现较大的裂缝,3~4小时即出现大块掉落。早封闭可使支护结构形成整体受力结构。

进尺短,(0.5~1.0m)。可保证最大限度的加快封闭时间,起到支护与围岩的联合支承作用,进尺短,围岩暴露面积小,自稳能力相对较好。

支护满不满足要求,通过量测及时反馈,可及时加强支护,避免出现坍方事故。

黄土遇水时易软化,崩解。如果拱脚被水浸泡,易出现拱脚下沉,同时因黄土的膨胀造成初期支护的开裂,如有一次衬砌后面的水自水沟流至铺底前的DK1669+630~+635左侧,浸泡拱脚达8个小时,发现后立即清水,但在4小时后发现明显的初支开裂,花拱架明显变形。

强支护指设置较密的型钢钢架或格栅钢架的同时,打设系统锚杆并喷20~25cm厚砼。

非爆破:在Ⅰ、Ⅱ类围岩中,采用上、下半断面微台阶法,留核心土,打超前锚杆和小导管注浆,或打超前管棚,配合喷锚、网喷及格栅钢架或型钢支撑联合支护,步步紧跟强支护施工。新曲儿岔隧道在Ⅲ类围岩的开挖上,均采用了爆破和反铲开挖及两种组合的方式,事实证明,在软弱围岩区采用反铲预留开挖法,与弱爆破法开挖成型效果及效率不相上下,而在Ⅲ类围岩中差距较大,有两种情况,一是干硬性层理明显的地段,弱爆破易产生较大的坍塌,如留光爆层修整,修整时采用风镐易产生坍塌,采用手镐人工修整既慢又不安全,而

机械开挖可较好的控制超欠挖,基本上一次成型,二是在层理不明显的粘性泥岩中,反铲开挖可一次挖2米以上,且成型较好,如果采用弱爆破这是不可实现的,综上所述,我们主张在黄土隧道开挖上采用PC--400反铲,配PC--200反铲辅助即可完成开挖施工任务。

7、新曲儿岔隧道每月完成成洞数量

20xx年x月95米;12月112米;20xx年x月86米;2月114米;3月106米;4月129米;5月158米;6月183米

新曲儿岔隧道每月完成成洞数量比神延线的40~50米成洞数量大的多,这里边有地质因素的影响,更多的是施工方案要及时正确,以及严密的组织管理。 结束语:本文针对新曲儿岔隧道地质情况,就开挖方法和支护原则作了简单的论述,运输、通风、除尘方案较适用于其它隧道,尤其是通风对20xx米左右的隧道来说,在考虑隧道的整体施工方案上选择有轨、无轨运输将是一个重要因素。

 

第二篇:隧道施工技术总结

隧道施工技术的心得体会

从20xx年x月份开始在XXX项目部见习工作,主要参加过测量和隧道施工工

作,主要负责隧道施工开挖和初支技术工作,现在对隧道工程做一个简要的介绍。

本项目是国高网厦成线龙长线高速公路与长深线永武高速公路之间的便捷联

络路线。全线总长约36.132公里,全线设下道湖枢纽互通连接龙长高速,经白砂

互通,共分四个标段。所在的A1标段总长9公里,其中隧道一座,采用分离式双

洞布置,合计平均长度1087.5米,左线长1075米,最大埋深117米,右线长1100

米,最大埋深117米。隧址区属构造-侵蚀剥蚀低山地貌,表层多为第四系残坡土,

下伏燕山晚期花岗岩及其风化层,围岩级别为V级,洞顶及侧壁稳定性差,地下

水主要为风化基岩中的孔隙-裂隙水及构造-裂隙水,对混凝土不具腐蚀性。隧址

区有6条断裂层(F6、F6A、F8、F9、F10、F11)横穿隧道轴线,对隧道的稳定性

和围岩级别有一定的影响。

参加过测量和隧道施工,总体来说对隧道施工有一些比较深的了解,所以在此对

隧道施工做一个总体的评价。

1、施工方案:(1)、隧道结构按新奥法原理进行设计,采用普通钻爆法施工,洞

口段地质条件较差的V级围岩地段,采用CD法开挖,施工支护采用复合支护,以

锚杆、钢拱架、湿喷混凝土、钢筋网、钢架和锚杆联合支护,并辅以大管棚或小

导管等超前支护。洞口浅埋段钢筋砼衬砌应及时施作。施工辅助措施须在开挖之

前施工。

(2)、施工中左、右导坑掌子面之间在纵向须拉开不小于2D(D为开挖跨度),导

坑上下台阶在纵向距离应小于5米,并须根据量测结果及时调整纵向距离,以确

保隧道安全顺利施工。

(3)、临时侧壁拆除应在临时支护内力及围岩变形基本稳定后进行,每次拆除长度

(纵向)不大于2倍的钢支撑间距,拆除过程中密切监控洞内变形等量测数据,

如有突变立即停止拆除,必要时可采取措施对初期支护进行局部加强。

(4)、在施工过程中加强相关监测和通风。

2、洞室开挖:(1)、隧道进出口成洞地质较差,隧道洞口宜选择在旱季施工。成

洞时须选择合理的施工方法,要严格控制进洞顺序,严禁洞口大开挖大刷坡,应

在完成套拱和超前大管棚后,立即进行明洞主体模筑衬砌施工,成洞面须及时防

护,进出口结合相关的施工辅助措施成洞。

(2)、 V级围岩宜采用机械挖掘或控制爆破开挖,掌子面应及时必要的支护。实

行钻爆作业时,钻爆前应定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓,标出炮眼位置,

钻眼后进行检查记录,确保钻爆安全。实行掘进机开挖作业时,应根据围岩强度

选择合适的机种,掘进机开挖时,要平整好场地,清除积水,创造良好的运转环

境,开挖时,应密切注意开挖面的稳定,并尽量减少超挖。隧道施工放样应保证

精度,施工时应根据各主要控制点的坐标计算隧道的长度和方向,并根据此实地

放线。为保证隧道底部按设计图纸所示的纵坡开挖并满足衬砌的正确放样,洞内

每隔50米应设置一个水准点。

(3)、每一个开挖循环长度不应大于钢支撑或锚杆间距的1.5倍。

(4)、隧道开挖必须严格控制欠挖,尽量减少超挖,必须采用机械开挖,针对采

用光面爆破、微震爆破、预裂爆破等控制爆破技术。爆破时必须严格控制开挖进

尺及装药量,并控制爆破波速,避免爆破震动对隧址区周围居民区房屋的不利影

响。

3、初期支护施作:(1)、各级围岩爆破开挖后应及时施作初喷砼,封闭围岩外露

面。

(2)、初喷的厚度不得小于4厘米,初喷后应立即安装钢拱架、钢筋网、锚杆等,

紧接着砼喷至设计的初支厚度;仰拱应及时施作,尽快形成闭合环。

(3)、所有喷射混凝土均应采用湿喷技术,不得采用干喷,以确保喷射混凝土的

质量。

(4)、在喷射混凝土前,应用水或高压风管将岩壁面的我粉尘和杂物冲洗干净。

(5)、喷射作业应以适当厚度分层进行,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进

行。若终凝间隔1小时以上且表面已蒙有灰尘时,应清除干净。岩面有较大凹洼

时,应结合初喷以找平。

(6)、喷射混凝土终凝2小时后,应喷水养护,养护时间一般不小于7天。

(7)、在开挖临时拱脚处应喷射饱满。

(8)、应根据中线、水平、坑道断面和预留沉落量等将件钢拱架设在中线方向的

垂直面上,并力求整齐,与岩面应尽量密贴。钢架与围岩间的间隙必须用喷射混

凝土充填密实,当间隙过大时应及时用契形块顶紧(契形块环向间距不大于0.8

米);

(9)、应根据地质条件采取防止支护下沉的措施,支护拱脚下虚渣必须清除,地

层松软时应加设垫板或垫托梁,并施作锁脚锚杆。在开挖拱脚处应喷射饱满。

(10)、钢架之间应纵向连接牢固,构成整体。锚杆与垫板应保持垂直,并与喷射

砼充分接触,螺母务必拧紧。

4、施工排水和结构防排水:(1)、隧道施工前应先按设计要求及时做好洞顶、洞

口的地面排水系统,防止地表水的下渗和冲刷。

(2)、隧道施工前应清理洞口段地面,开沟疏导封闭积水洼地,不得积水。勘探

用的坑洼、探坑等应回填粘土,并分层压实。

(3)、洞外路堑向隧道内为下坡时,路基边沟应做成反坡,向路堑外排水,并宜

在洞口5米位置设置横向截水设施,来截地表水流入洞内。洞内反坡排水时必须

采取机械排水。

(4)、结构防排水采用EVA防水板施工时,喷射混凝土表面应平整,凹凸不平的

跨深比不大于1/6,对钢筋等尖锐的突出物要割除磨平,以免扎破防水层。EVA防

水卷材之间搭接宽度为10厘米,并采用自动行走式热合机进行双缝焊接。每道焊

缝均应进行气密性检查,充气压为0.15Mpa,并保持恒压时间不少于2分钟。焊缝

强度不低于母体强度。

(5)、防排水结构物的断面形状、尺寸、位置和埋设深度、坡度应符合设计要求。

排水管接头应密封牢固,不得出现松动。

(6)、施工时应保证侧式及纵横向排水管不被压碎和堵塞;浇筑侧沟顶混凝土时

应采取隔离措施,防止水泥浆下渗造成排水沟堵塞,确保排水系统畅通。

(7)、纵向施工缝采用遇水膨胀止水胶,应严格按产品说明和施工工艺要求进行

施工。施工前应用钢丝刷除掉施工面的砂粒及混凝土渣,施工后确认混凝土和止

水胶间有无缝隙,存在缝隙时用抹子抹平。止水胶止水材施工后至表面硬化需要

约24小时,在止水胶表面硬化完全达到指触干燥后,才可以进行后期的混凝土续

浇。施工要保护止水胶不要浸水。

5、二次衬砌

二次衬砌混凝土浇筑时应加强施工组织管理,选择干缩小的混凝土配合比,采用

刚度足够的模板台车,以尽量减小二衬与初支间的间隙;当二次衬砌强度达到设

计强度的90%时,方可拆模。

(1)混凝土浇注采用泵送浇注工艺,机械振捣密实。泵送前应采用按设计配合比

拌制的水泥浆或按骨料减半配制的混凝土润滑管道。砼由下至上分层、左右交替、

对称灌注。每层灌筑高度、次序、方向应根据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、

洞内气温和振捣等因素确定。为防止浇注时两侧侧压力偏差过大造成台车移位,

两侧砼灌注面高差宜控制在50cm以内,同时应合理控制砼浇注速度。

(2)砼输送管端部应设接软管控制管口与浇筑面的垂距,砼不得直冲防水板板面

流至浇筑位置,垂距应控制在1.5m以内,以防砼离析。

(3)施工过程中,输送泵应连续运转,泵送连续灌筑,宜避免停歇造成“冷缝”,

间歇时间超过规范要求时,按施工缝处理。

(4)当砼浇至作业窗下50cm,作业窗关闭前,应将窗口附近的砼浆液残渣及其它

赃物清理干净,涂刷脱模剂,将其关紧,防止窗口部位砼表面出现凹凸不平的补

丁甚至漏浆现象。

(5)隧道衬砌起拱线以下的反弧部位是砼浇注作业的难点部位,应对砼性能、坍

落度及捣固方法进行有效控制,以减少反弧段气泡,有效改善衬砌砼表面质量。

(6)封顶采用顶模中心封顶器接输送管,逐渐压注砼封顶。当挡头板上观察孔有

浆溢出,即标志封顶完成。

(7)拆模

按施工规范采用最后一盘封顶砼试件达到的强度来控制。当不承受外荷载时,砼

强度应达到5MPa或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重时拆模;当

衬砌施作时间提前,承受有围岩压力时,按规范要求进行。

(8)养生

拆模前用水冲洗模板外表面,拆模后用高压水喷淋混凝土表面,以降低水化热,

养护期不少于14天。

本次隧道施工采用了新技术、新结构、新材料、新设备,V级围岩系统锚杆采

用正反循环组合注浆工艺的中空锚杆,能很好的适应上仰和下倾杆体注浆;纵向

施工缝采用遇水膨胀止水胶,为水膨胀单液型密封剂,,硬化后变成复原性良好的

橡胶弹性体,遇水体积膨胀,充填空隙,止水效果好,克服了现行止水带易老化、

施工不便等缺陷。

以上是通过现场工作经验和理论相结合,对隧道施工技术简单阐述和总结,

更加提倡对新技术、新工艺、新材料的应用,废除陈旧落后的施工技术,对施工

进度和施工质量都有很大的提高。

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