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标题	软岩隧道浅埋偏压段盖挖施工
范文	钟达 [摘要]随着我国经济的飞速增长，国民交通建设也成为日益关注的焦点，其中隧道建设每年新增投资越来越多，新建隧道线路往往呈现地质条件多元化、复杂化。为保证隧道在浅埋偏压段的安全快速施工，本文以现场实际工程为依据，讨论盖挖法在软岩及硬岩地区浅埋偏压隧道的施工工艺。 [关键词]软岩隧道；浅埋偏压段；盖挖施工 文章编号：2095 - 4085（2018） 07 - 0100 - 04 由于地处于浅埋偏压段的隧道往往会阻碍隧道的正常开挖掘进，威胁隧道施工人员的安全，如若处理不好，会长期存在安全质量隐患。一般来说，浅埋段隧道的施工多设计为反压回填，具有处理周期长，自然影响因素多，会严重制约隧道洞内的正常施工。盖挖法在软岩及硬岩地区浅埋偏压隧道的施工工艺具有很多优点。 1 特点 在隧道未进入浅埋段施工前，该施做方法充分考虑了地表防排水、隧道施工安全性及后期环水保。 在浅埋段处理范围以外，设置截排水沟，并引流至山下，减少隧道开挖及运营时的水量。 浅埋段地区处理，在地势较低处（隧道开挖线之外）增加了钢管桩及大体积混凝土，运用钢管桩、钢拱架对地表浅埋段进行处理。浅埋段处打设砂浆锚杆，锚杆体与钢拱架焊接。钢拱架上部打设一组锁脚钢管。拱架上下各设置一层钢筋网片，立模浇筑混凝土。盖挖法能够将拱顶围岩与浇筑混凝土形成统一整体，使之在下部结构开挖时，能够有效的降低拱顶塌落的危险，施工安全系数高。 2 适用范围 本盖挖法适用于软岩浅埋偏压隧道的施工，也适用于硬岩浅埋偏压段隧道的施工处理。对于山势陡峻，修建便道过长的浅埋段处理，优先选择盖挖法以节约成本，提高施工的安全性。 3 工艺原理 3.1 判断隧道深浅埋 为确保施工安全，在讨论围岩压力时，当隧道拱顶以上覆盖值小于深埋隧道荷载计算高度的2.5倍时，《铁路隧道设计规范》中的规定如表1。 再根据计算判定深浅埋 h=0. 45×2s -1ω， hs =2.5h， ω=1+i（B-5）。 ω一一宽度影响系数；i——B每增减Im时，围岩压力增减率，当曰<5m时，i=0.2；B>5m时，i=0.1；h——围岩压力计算高度（m）；s——围岩级别，s=5；B——坑道宽度，m；时速350km/h的高铁隧道开挖宽度，V级围岩取14.96m。 则ω=l+i（B-5）=1+0.1（14.96-5） =1.996 h=0. 45×2s -1ω=0.45×25 - lω≈14. 37m hs=2. 5h= 35. 9m 则可以得出以下结论，时速350km/h高铁隧道，当其覆盖层h当隧道洞身地表倾斜，覆盖层厚度满足以上h（实）浅埋段（地表水平）荷载分部见图1；浅埋偏压段荷载分部见图2。 3.2施工工艺原理 本工法采用隧道浅埋段开挖限界之外的可靠地层，在隧道开挖之前，施工大体积钢筋混凝土基础，在基础之上施工覆盖在隧道拱顶浅埋段之外的大幅混凝土，浅埋段混凝土大幅施工时，向浅埋段打设锚杆，并与该混凝土中结构可靠连接。保证在开挖时，山体稳定，隧道拱顶不发生掉块，塌落等，确保施工任务的安全进行。 先用挖机等在地表浅埋偏压段上清理植被及表层覆土（保证上部刷坡坡度安全，喷锚防护）；再将山体偏压段上部及下部，清理至岩面，各打设两排纵向钢管桩，并注漿，钢管桩打设在隧道开挖边线以外，切勿伸入开挖限界之内。纵向打设钢管桩，并注浆；在隧道对应开挖范围内，安装环向钢拱架，拱架一头焊接在钢管桩上；施做大体积钢筋混凝土条形基础，将钢管桩外露部分嵌入基础中。拱架上部打设两层锁脚钢管，在上部已清理出的岩面处打设锚杆，并注浆，锚杆外露部分接长并焊接在拱架上。钢架上焊接纵向连接钢筋，铺设钢筋网片。 4 工艺流程及操作要点 4.1 工艺流程见图3 4.2操作要点 4.2.1测量放线 （1）清理地表植被，以便于测量； （2）测量隧道开挖区域地表横纵断面，明确地表浅埋段长度及宽度，确定浅埋段处理范围，并打桩做好标记。 4.2.2开挖截排水沟 在确定的地表浅埋段处理范围之外5m处开挖截排水沟，并浇筑混凝土。保证能将山上雨水引排至山下或自然沟；避免后期大量雨水渗入隧道内，给隧道施工期间排水增加困难。截水天沟大样图见图4。 1.本图尺寸除注明者及钢筋直径以mm计外，其余均以cm计。 沟身采用C25现浇混凝土，设置Φ8钢筋网，间距20cm*20cm，截水沟中线距离刷坡线距离不小于5m，流水坡度不小于3‰，并根据现场实际地形设置。每延米沟身用C25混凝土0.9㎡，钢筋13. 23kg。 4.2.3施做大体积混凝土基础 在刷坡上部及下部设置大体积混凝土基础，在施做基础之前，先用潜孔钻打设Φ89钢管桩，地下打设4. 5m，地上预留部分长度为50cm；Φ89钢管桩布置纵向间距0.5m，每处两根。钢管桩长度5m，钢管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔与孔之间间距为15cm，梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段150cm。注浆采用1：1水泥浆（重量比），注浆压力为0.5～2.OMPa，采用P.0 42.5型号水泥。目前国内注浆工程中，搅拌器容积为300L，主轴转速40～60r/min，电机功率为1.5kW，重量为145kg，搅拌能力为10～15㎡/h。注浆时，密切关注注浆压力表读数，注浆采用逐渐加压式注浆，注浆结束后应将注浆管封堵密实；二次加压，第一次注浆2h后，将每个注浆孔按照0.lMPa的压力保持lOmin注浆。当达到下列情况之一时，即可结束注浆。①当注浆压力达到终压且稳定10min时；②孔口管出现冒浆时。具体设置见图5。 钢管桩施做及注浆完成后，开始施做基础钢筋，主筋为Φ25螺纹钢，环向间距为20cm；纵向筋和箍筋分别为Φ16，Φ8，间距为25cm，Φ25螺纹钢主筋在基础外预留80cm及160cm，前后左右错开布置。基础厚度为80cm，宽度为200cm，大体积混凝土基础见图6。 钢管桩注浆完成后，按照所刷坡面的形状，加工122b钢拱架，钢拱架纵向间距Im，拱架两端与钢管桩进行有效连接。榀与榀钢拱架之间采用Φ22纵向连接钢筋焊接，为增强钢拱架的整体稳定性，焊接形式采用“八”字型，可靠焊接在钢架外侧翼缘。完成后在基础部位浇筑C35混凝土见图7。 4.2.4浅埋段地表处理 （1）清理浅埋段危石及杂物。 （2）在钢拱架上下表面绑扎两层钢筋网，钢筋网主筋与大体积混凝土基础预留钢筋焊接连接，单面焊缝长度为25cm。钢筋网层间距为30cm，上下层钢筋网保护层为7cm；环向主筋采用诬5螺纹钢，环向间距为20cm；纵向筋和箍筋分别为Φ16、Φ8，间距均为25cm。 （3）钢筋绑扎完成后，开始模板安装作业，模板安装安全牢固，从下而上每2m高度留有混凝土浇筑窗口及振捣窗口，模板有接缝的位置用泡沫剂堵缝，防止浇筑混凝土过程中漏浆，造成混凝土蜂窝麻面，混凝土强度不达标，渗水等。 浇筑混凝土应自下而上逐层浇筑，浇筑自由落差不宜大于2m，要求一次性连续浇筑到位，以提高混凝土的整体性及质量可靠性。浇筑过程中注意观察模板及加固钢筋有无变形，试验员随时把控混凝土性能，做好坍落度试验。 4.2.5地表回填处理 混凝土施工完成后，在坡下修建一堵C20片石混凝土挡墙，用于浅埋段回填收坡，施作挡墙时，应做好地基处理，基底承载力不小于250kPa；当基底为土层时，应采用C20片石混凝土换填至强风化岩面一下0.5m。 挡墙高度根据回填后隧道开挖线范围内3%0的流水面确定。先分层回填水泥土（掺l0%），并及时夯实，人工夯实每层厚度不得大于0.2m，机械夯实每层厚度不得大于0.3m。表层客土回填，并撒草籽见图8。 5 效益分析 （1）隧道浅埋段设计一般采用反压回填或减少开挖临空面的施工工法通过，如4步CD法、交叉中隔壁法等，类似施工方法有施工速度慢，周期长，工艺复杂，施工风险不可控的缺点。而采用盖挖法能够大幅提高洞内施工的安全性，降低开挖过程中产生塌方掉块的风险，减少地表渗水量，该方法操作性强，风险可控性高。大体积混凝土基础能够有效承载上部压力，中间拱形大幅混凝土施工结合砂浆锚杆能对隧道开挖掌子面上方的岩层起到悬挂作用，增强其整体性，避免施工中坍塌冒顶。其开挖工法简单，施工快捷高效，采用此法能有效加快施工进度，缩短施工工期。 （2）盖挖法大体积混凝土施工完成后，混凝土强度达到设计强度后，隧道内快速开挖上台阶，并及时施作上台阶临时仰拱，中下台阶开挖支护及时跟进，尽早进入二次衬砌施工阶段。当二次衬砌施作完成且达到设计强度后，地表及時进行回填施工。此工法洞内外施工相互影响较小，施工主动性强，节约工期。
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