鐵路單斷面大跨度段施工技術(shù)報告

單斷面大跨度段施工技術(shù)報告

主要負責人:xxx施工工藝和施工監(jiān)控1．工程概況云南省大理之至麗江鐵路工程三元隧道進口與麗江車站相接，地勢較為平坦，采用擋墻式洞門麗江南三線車站伸入隧道進口，DⅡK155＋262～＋425，長163m，該段隧道最大埋深60m，最淺埋深4.5m，其中洞門段40mⅤ級圍巖斷面最大，Ⅳ圍巖123m，共有7個斷面依次遞減至單線斷面（見圖1）。進口左側(cè)約30m設(shè)平行導(dǎo)坑，全長313.9m（含橫通道），主要功能為隧道排水，采用全斷面法進行快速施工，以確保在大跨段前方形成施工作業(yè)面，確保三元隧道施工進度。本隧道處于剝蝕、溶蝕地段，裂隙極其發(fā)育，隧道施工時出現(xiàn)大面積涌水，涌水量大。隧道斷面類型襯砌類型見圖三線段襯砌類型見圖雙線段2．主要技術(shù)難題和課題研究內(nèi)容根據(jù)三元隧道進口地質(zhì)情況和單斷面跨度較大、洞身開挖采用CRD法與CD法，施工順序轉(zhuǎn)換頻繁復(fù)雜，多次擾動結(jié)構(gòu)和圍巖，受力狀況復(fù)雜等技術(shù)難點確定了科研課題主要研究內(nèi)容為：1）．三線單斷面大跨段CRD法與CD法施工技術(shù)2）．三線大跨段施工監(jiān)控及隧道穩(wěn)定性判斷3．主要項目的研究和實施3.1CRD施工方法三元隧道進口DⅡK155+262～DⅡK158+302段，長40m，為麗江南車站三線、雙線大跨度Ⅴ、Ⅳ級圍巖段，采用CRD法開挖。YT-28鑿巖機鉆眼，楔形掏槽，光面爆破。CRD法開挖每循環(huán)進尺1.5m。開挖步驟詳見圖3－1、2、3。附圖3-1附圖3-2附圖3-3CRD施工步步驟說明見下下表代號代表部位工作內(nèi)容①左上臺階(1)利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道側(cè)壁超前支護及導(dǎo)坑側(cè)壁φ22水平錨桿超前支護；(2)弱爆破開挖①部；(3)噴8cm厚混凝土封閉掌子面；(4)施作①部導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護。即初噴4cm厚混凝土，架立Ι20鋼架和I18臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨桿，安設(shè)I18橫撐；(5)鉆設(shè)徑向錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。②左下臺階(1)滯后①3～5m弱爆破開挖②部；(2)噴8cm厚混凝土封閉掌子面；(3)導(dǎo)坑周邊部分初噴4cm厚混凝土；(4)接長Ι20鋼架和Ι18臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨桿，安設(shè)I18橫撐；(5)鉆設(shè)徑向錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。③右上臺階開挖③部并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同①。④右下臺階滯后③3～5m開挖④部并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同②。⑤左隧底(1)在滯后于②部一段距離后，弱爆破開挖⑤部；(2)導(dǎo)坑周邊及隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土；(3)接長Ι18鋼架和Ι18臨時鋼架，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。⑥右隧底(1)在滯后于④部一段距離后，弱爆破開挖⑥部；(2)導(dǎo)坑周邊及隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土；(3)接長Ι18鋼架，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。⑦仰拱施工根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果分析，待初期支護收斂后，拆除Ι18臨時鋼架，灌注⑦部邊墻基礎(chǔ)與部分仰拱及隧底填充(仰拱與隧底填充分次施作)。⑧拱、邊墻二次襯砌利用襯砌模板臺車一次性灌注⑧部襯砌(拱墻襯砌一次施作)。3.2CD法開挖施施工三元隧道DⅡⅡK155+302～+390段段，長88m，為麗江南南車站三線大大跨度Ⅳ級圍圍巖段，采用用CD法開挖挖。施工中堅持““短進尺、弱弱爆破、強支支護、早封閉閉、勤量測””的原則，小小炮開挖或人人工開挖，嚴嚴格控制裝藥藥量，工序變變化處設(shè)鋼架架（或臨時支支架）設(shè)鎖腳腳錨桿，以確確保鋼架基礎(chǔ)礎(chǔ)穩(wěn)定。采用YT-28鑿巖機鉆鉆眼，垂直楔楔形掏槽，光光面爆破。CD法開挖每每循環(huán)進尺2.0m。鋼架之間縱向向連接鋼筋及及時施作并連連接牢固。施工過程中，，嚴格進行施施工監(jiān)控量測測，根據(jù)監(jiān)控控量測的結(jié)果果進行分析，，以確定臨時時支護拆除和和二次襯砌的的施作時機，，必要時進行行工序及支護護參數(shù)的調(diào)整整。Ⅳ級圍巖CD法開挖施工工步驟見圖4－1、2、、3。附圖4-1附圖4-2附圖4-3CD法開挖步步驟說明見下下表代號代表部位工作內(nèi)容①左上臺階(1)利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道側(cè)壁φ25水平錨桿及導(dǎo)坑側(cè)壁φ22水平錨桿超前支護；(2)弱爆破開挖①部；(3)施作①部導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護。即初噴4cm厚混凝土，架立格柵鋼架和Ι18臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨桿；(4)鉆設(shè)徑向錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。②左下臺階(1)滯后①3～5m弱爆破開挖②部；(2)導(dǎo)坑周邊部分初噴4cm厚混凝土；(3)接長格柵鋼架和Ι18臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨桿；(4)鉆設(shè)徑向錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。③左隧底(1)在滯后于②部一段距離后，弱爆破開挖③部；(2)接長格柵鋼架和Ι18臨時鋼架；(3)隧底周邊部分噴混凝土至設(shè)計厚度。④右上臺階開挖④部并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同①。⑤右下臺階滯后④3～5m開挖⑤部并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同②。⑥右隧底(1)在滯后于⑤部一段距離后，弱爆破開挖⑥部；(2)隧底周邊部分噴混凝土至設(shè)計厚度。⑦仰拱施工根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果分析，待初期支護收斂后，拆除Ι18臨時鋼架，灌注⑦部邊墻基礎(chǔ)與仰拱及隧底填充(仰拱與隧底填充分次施工)。⑧拱、邊墻二襯砌利用襯砌模板臺車一次性灌注⑧部襯砌(拱墻襯砌一次施作)。3.1.3、、初期支護、、超前支護體體系三元隧道進口口大跨段單斷斷面跨度大，，工程地質(zhì)條條件差，施工工中必須設(shè)置置超前支護，，進口DIIK154＋＋262～302段設(shè)置置全環(huán)I20工字鋼架，，其它采用鋼鋼筋格柵，縱縱向間距0.8m，3.5m超前ΦΦ25超前中中空錨桿，環(huán)環(huán)向間距0.4m，縱向向間距1.6m，噴射混混凝土采用XD-F型聚聚丙烯微纖維維噴射混凝土土，在施工中中嚴格按照上上述方法進行行超前支護，，是我們能順順利完成本隧隧道施工的關(guān)關(guān)鍵保證。3.1.4、、襯砌臺車采采用自制臺車車，每6m一一輪，混凝土土采用集中拌拌合，混凝土土車運輸，HBT60混混凝土輸送泵泵運送入模。。3.2、施工工全過程監(jiān)控控量測三元隧道跨度度大、進口段段埋置淺，監(jiān)監(jiān)控量測十分分關(guān)鍵，是隧隧道施工的一一個重要工序序。針對三元元拱隧道的特特點，施工過過程中對地質(zhì)質(zhì)及支護狀態(tài)態(tài)、凈空收斂斂、拱頂下沉沉、地表下沉沉等項目進行行了量測。地質(zhì)及支護狀狀態(tài)觀察分為為洞外觀察及及洞內(nèi)觀察。。洞外觀察包包括對洞口地地表情況、地地表沉陷、邊邊坡及仰坡的的穩(wěn)定、地表表水滲透的觀觀察；洞內(nèi)觀觀察在每次爆爆破及支護后后進行，地質(zhì)質(zhì)工程師負責責觀測圍巖變變化、地下水水狀態(tài)、檢查查支護結(jié)構(gòu)外外觀是否發(fā)生生變化等。對對已施工區(qū)段段的噴射混凝凝土、錨桿、、鋼架的狀態(tài)態(tài)每天進行一一次觀察。凈空收斂、拱拱頂下沉和地地表下沉應(yīng)盡盡可能布置在在同一斷面，，測量點應(yīng)盡盡可能選擇具具有代表性的的地方，以便便對量測數(shù)據(jù)據(jù)的分析及為為以后的工作作提供經(jīng)驗。。量測洞內(nèi)布點點見附圖5（（以DIIK155＋291為例））附圖5通過觀測成果果分析及位移移變化規(guī)律研研究,有以下下結(jié)論：（1）從拱拱頂下沉量測測時態(tài)曲線圖圖分析表明：：每個部位開開挖對隧道變變形都有影響響。隧道變形形最大值最有有可能發(fā)生在在主洞的拱頂頂部分，從拱拱頂往兩邊矢矢量值漸小。。因此，我們們認為大跨隧隧道施工應(yīng)對對拱頂下沉給給予足夠重視視，同時拱腳腳以下及邊墻墻底部的襯砌砌厚度及質(zhì)量量保證也十分分重要。（2）隧道道周邊收斂斂量測時態(tài)態(tài)變化曲線線表明：①邊墻襯砌砌及封閉仰仰拱閉合成成環(huán)后，結(jié)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)穩(wěn)定，初期期支護早封封閉對圍巖巖的穩(wěn)定性性起到重要要作用；②隧道圍巖巖的穩(wěn)定性性與洞室開開挖方法、、支護形式式有密切關(guān)關(guān)系，開挖挖施工過程程也是圍巖巖應(yīng)力、應(yīng)應(yīng)變調(diào)整的的過程；臨臨時支撐的的拆除影響響著圍巖的的穩(wěn)定性。。③由于二次次襯砌完工工時間有一一段間隔，，圍巖應(yīng)力力釋放至初初期支護已已基本完成成，二次襯襯砌基本無無沉降及變變形。詳細分析見見附表3－－1、2、、3、44、本課題題取得的成成果4.1、在在隧道大跨跨度施工中中依據(jù)CRD、CD法施工，，施工方案案安全、可可靠，保證證了工程質(zhì)質(zhì)量，隧道道得以順利利竣工，取取得了較好好的社會和和經(jīng)濟效益益，積累了了單斷面大大跨度隧道道成套施工工技術(shù)，可可為相近條條件下大跨跨度隧道的的設(shè)計與施施工提供借借鑒，施工工技術(shù)有推推廣價值。。4.2、現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控量量測是現(xiàn)代代化施工管管理的重要要組成部分分，它不僅僅能指導(dǎo)施施工，預(yù)報報險情，確確保安全，，而且還能能獲得圍巖巖動態(tài)和支支護工作狀狀態(tài)的數(shù)據(jù)據(jù)，為修正正和確定初初期支護參參數(shù)、混凝凝土襯砌提提拱依據(jù)。。在施工中中進行了全全過程監(jiān)控控量測，綜綜合量測結(jié)結(jié)果，進口口大跨段量量測數(shù)據(jù)表表明支護無無明顯變形形及沉降，，依據(jù)此結(jié)結(jié)果，對臨臨時支護進進行了局部部調(diào)整，確確定了開挖挖與襯砌的的滯后時間間，保證了了施工安全全。同時為為隧道設(shè)計計和施工積積累了資料料，為今后后的設(shè)計和和施工提供供了類比依依據(jù)。5經(jīng)驗與體體會①大跨段隧隧道施工前前，對其地地表要重點點進行整治治：地表雜雜物要清理理干凈，便便于洞內(nèi)施施工時，對對地表動態(tài)態(tài)進行觀測測，發(fā)現(xiàn)異異常情況及及時采取措措施處理；；地表要密密實、平順順、以防地地表水滲漏漏及匯聚；；淺埋層為為松軟圍巖巖時，根據(jù)據(jù)具體情況況采取措施施對地表進進行預(yù)加固固；建立地地表完善的的排水系統(tǒng)統(tǒng)。②注意超前前支護的角角度，加強強超前注漿漿，保證開開挖范圍內(nèi)內(nèi)及周邊一一定范圍內(nèi)內(nèi)土體固結(jié)結(jié)質(zhì)量，以以防開挖巖巖面坍塌而而引起拱部部坍塌。③圍巖自穩(wěn)穩(wěn)狀態(tài)較差差，開挖后后，初期支支護要迅捷捷，縮短開開挖面裸露露時間；初初期支護頂頂部必須回回填密實