沈大高速改扩建工程金州隧道施工技术

关于围岩及隧道施工及钻孔方面的免费优秀学术论文范文，围岩类有关修改论文,关于沈大高速改扩建工程金州隧道施工技术相关论文范文资料，对写作围岩论文范文课题研究的大学硕士、本科毕业论文开题报告范文和文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。

1工程概况

沈（阳）大（连）高速公路改扩建工程中金州隧道是全国第一座大跨度的公路隧道,最大开挖跨度为22.482 m,最大的开挖高度为16.104 m.隧道位于大连市金州区北部约6.5 km处,原沈大高速公路右侧,是沈大高速公路改扩建工程中的一个关键工程、控制工程.隧道采用单洞四车道隧道形式,起讫桩号为K344+670～K345+156.5,全长486.5 m,纵坡为1.6%,隧道位于R等于5 ,500 m的圆曲线上.隧道轴线方向进口218°、出口210°,横穿金州山体,对应段上行线为原沈大高速公路.

2工程地质、地貌、水文情况

隧道区地层属于古生界寒武系下统（∈1）页岩与灰岩或泥灰岩与灰岩互层.第四系坡积层分布于地表,厚度不大.该区地形较为复杂,冲沟发育,以强烈风化剥蚀作用为主,绝对高程为105 m-189 m,相对高程为84 m,属丘陵地貌类型.隧道测区内无地下水溢出,地下水位于隧道底板高程以下,降雨将在冲沟内形成洪流,对进出口边坡及基坑的安全影响较大,洞内围岩节理、裂隙发育,岩层倾角较陡,大气降水会渗入到隧道段形成渗水或滴水现象,对围岩的稳定性有不利影响.

3施工方案

隧道共分为三种围岩类别,Ⅱ类围岩63 m,Ⅲ类围岩100 m,Ⅳ类围岩257 m.原设计采用双侧壁导洞法施工,但此方案速度较慢、成本高、很难保证工期要求,所以我们根据地质勘察资料及地质超前预报情况,经过多方论证,决定采用上、中、阶法施工.这样,既能保证工期又能降低工程成本.

3.1洞口段

洞口段属于QM2类围岩,根据我们的施工经验和现场实际,确定采用长管棚注浆超前支护加固围岩,然后进行弱爆破、短进尺长台阶法开挖.锚、喷、钢拱架联合支护,并加强地表和洞内监控量测.

3.2洞身段

在QM3类围岩中,我们采用小导管注浆超前支护预加固围岩长台阶法开挖,锚、喷、钢拱架联合支护并加强地表和洞内监控量测.

在3类围岩中,采用超前锚杆加固围岩长台阶法开挖,锚、喷、钢拱架联合支护并加强地表和洞内监控量测.

在4类围岩中,局部采用超前锚杆加固围岩长台阶法开挖,锚、喷、钢拱架联合支护并加强地表和洞内监控量测.

4围岩超前支护施工技术

4.1长管棚注浆超前支护

洞口段属于QM2类围岩,强风化,节理发育,稳定性极差,故使用长管棚注浆进行超前支护.长管棚采用φ108×6 mm热扎无缝钢管加工,进口段每根长18 m,出口段每根长33 m,在拱部L等于25.4 m范围内设计开挖轮廓外侧25 cm布置,环向间距40 cm,钢管轴线与隧道轴线空间夹角为4°.

1）导向墙施工.在施作长管棚之前,在开挖线外侧布设长管棚范围内浇注一座径向1.0 m、纵向1.0 m的混凝土导向墙,在导向墙中按照长管棚的位置预埋φ127×5 mm钢管作为长管棚的导向管.在这里导向墙既可起导向作用又可起止浆墙作用.

2）钻孔.用潜孔钻机钻孔,钻孔按a等于4°外插角钻进.

3）清孔、检孔.钻孔达到设计深度后钻机退出,用高压水冲洗钻孔,并对孔深进行检测,保证施工中没有出现坍孔、堵孔现象.

4）长管棚安装.将预先加工制作并经检验全格的长管棚打入.

5）注浆材料.普通水泥―水玻璃浆液.水泥：水玻璃等于1：0.5,水灰比0.7～0.9（根据实际情况调整）,水玻璃模数m等于3,玻美度Be等于35.

6）注浆.将长管棚装入后,用早强高强砂浆堵塞,长度≥30 cm,与已完导向墙（导向管）形成整体.待全部长管棚安装完成,砂浆强度达到设计强度后,开始向孔内注浆.注浆压力0.5 Mpa,终压2.0 Mpa,待压15 min后停止注浆.注浆结束后用30号水泥砂浆充填,以增加钢管的强度和刚度.

4.2小导管注浆超前支护

1）小导管孔眼定位.在QM3类围岩范围内,使用小导管注浆超前支护技术.小导管采用φ50×5 mm热扎无缝钢管加工,每根长度5 m,在拱部L等于24.66 m范围内,沿设计开挖轮廓外侧19 cm布置,环向间距

40 cm,每循环65根.想念两循环小导管纵向撒拉长度不小于1.9 m.在第一循环开挖处喷10 cm厚混凝土作为止浆墙,以后每循环开挖预留1 m作止浆墙.

2）钻孔.用YT728钻机钻孔,钻孔按a等于10°外插角钻进,钻孔直径为55 mm.

3）清孔、检孔.钻孔达到设计深度后钻机退出,用高压水冲洗钻孔,并对孔深、处插角等成孔质量进行检验,保证施工中没有出现坍孔、堵孔现象.

4）小导管安装.将预先加工制作并经检验合格的小导管打入.

5）注浆材料.普通水泥―水玻璃浆液,水泥:水玻璃等于1：0.5,水灰比0.7～0.9（根据实际情况调整）,水玻璃模数m等于3,玻美度Be等于35.

6）注浆.将小导管装入后用早强高强砂浆堵塞,长度≥30 cm,与已喷混凝土止浆墙形成整体,待全部小导管安装完成,砂浆强度达到设计强度后,开始向孔内注浆,初压达0.5 Mpa,终压2.0 Mpa,待压15 min后停止压浆,注浆结束后用水泥砂浆充填封口.

4.3超前锚杆支护

在3类围岩、4类围岩范围内,使用超前锚杆超前支护技术.超前锚杆使用φ22螺纹钢加工,单根长5 m,环向间距40 cm,纵向搭接长度不小于1.7 m,使用YT728钻机钻孔,钻孔按α等于20.外插角钻进,钻孔直径为30 mm,钻孔至设计深度后钻机退出,检查是否有坍孔、堵孔现象,若无,将加工完并经检验合格的锚杆安装,若有,处理后安装锚杆,之后注水泥砂浆.

各类超前支护示意图如图1所示.

5长台阶法开挖施工

各部位开挖顺序如图2所示.

1）进行长管棚注浆、小导管注浆、超前锚杆等超前支护.

2）开挖A部.由于围岩软弱,稳定性差,只能采用弱爆破、短进尺,每进尺0.8 m后支护一次.先初喷4 cm厚25号钢纤维混凝土,然后架设两榀18号工字钢钢拱架,并用ф25钢筋拉杆连接,环距1米,之后再于周边打入径向中空注浆锚杆,钢拱架应与锚杆焊接.复喷一层25 cm厚的钢纤维混凝土,覆盖钢拱架,然后进行下一步的开挖施工,如此循环进行.

3）开挖中台阶B部.在上台阶超前50 m时,中台阶开始施工拉中槽B部,按上口15.38 m、下口11 m、高H2等于4.386 m的倒梯形断面开挖,开挖采取弱爆破、短进尺的形式,每一循环进尺1 m.

4）开挖中台阶C部.采取跳槽单面马口方法开挖.马口长度0.8 m,边墙开挖后,初喷钢纤维混凝土3 m厚,然后架设钢拱架,用螺栓将下部钢拱架与上部钢拱架连接牢固并焊接加劲钢板.再按照规定施作中空注浆锚杆,将钢拱架与锚杆焊接,复喷钢纤维混凝土至25 cm厚,覆盖钢拱架.如此循环进行边墙施工.

5）开挖阶D部拉中槽.在台阶进尺50 m时,阶开始施工,拉中槽D部,按上口15.38 m、下口10.54 m、高H3等于4.839 m的倒梯形断面开挖,开挖采取弱爆破、短进尺形式,每一循环进尺1 m.

6）开挖阶E部.采取跳槽单面马口方法开挖,马口长度0.8 m,边墙及仰拱开挖后,初喷3 m厚钢纤维混凝土（边墙部分）及素混凝土（仰拱部分）,然后架设钢拱架,用螺栓将下部钢拱架与上部钢拱架连接牢固,并焊接加劲钢板.之后按按要求施作中空注浆锚杆,将钢拱架与锚杆焊接,再后,边墙部分复喷钢纤维混凝土至25 cm厚覆盖钢拱架；仰拱部分复喷素混凝土至25 cm厚覆盖钢拱架.如此循环进行边墙及仰拱的施工.

7）安装环向塑料盲沟,纵向排水管,挂设EVA防水板.

8）采用全液衬砌台车,泵送混凝土整体浇注墙拱进行二次衬砌.

6监控量测

隧道监控量测是隧道施工的重要组成部分,尤其对于这样一座大跨度隧道来讲,进行监控量测有两个目的.第一、掌握岩和支护系统的力学动态,便于日常施工管理.第二、对量测数据进行分析处理,进行信息反馈,对已开挖支护段的力学状态进行评价,对有险情段采取必要的补救措施,对下步施工参数进行必要的高速,确保隧道采用信息化手段施工.

具体现场监控量测按图3所示程序进行.

7浅谈几点体会

通过本工程施工：

1）进一步推广了长管棚注浆、小导管注浆、超前支护的技术在各类围岩超前支护的应用.

2）体会到了台阶法施工给我们带来的经济效益.

3）认识到现场监控量测是隧道施工最重要组成部分,可以使施工做到心中有数,及时防范将安全隐患消除在萌芽状态之中.

4）为大跨度隧道的施工积累了宝贵的经验.