高海拔碎削流堆积体岩层隧洞进洞开挖施工技术.pdf
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1、本栏目审稿人:张正富土石方与导截流工程高海拔碎削流堆积体岩层隧洞进洞开挖施工技术任王贵/中国水利水电第十二工程局有限公司【摘要】目前国内碎削流堆积体岩层进洞开挖仍为行业内需进一步攻克的难点课题,没有成熟的施工工艺及方法,该隧洞洞口明挖采用分期开挖,支护采用大管棚十小导管十型钢拱架组合支撑结构,隧洞开挖采用预留核心土方式,圆满解决了碎削流堆积体进洞难题,隧洞成型质量好,可在后续类似工程施工中推广。【关键词】碎削流堆积体大管棚十小导管幼组合支撑结构为隧洞洞口开挖1柜概述昌都市芒康县52 4如美镇段交通工程地处西藏自治区昌都市芒康县如美镇,工程区海拔2 6 8 0 m,属高海拔极寒地区。隧洞总长2
2、2 91m。隧洞洞口地质为:上部山体多年冲刷形成的碎削流堆积体,堆积体高度约10 0 m,堆积体在洞口覆盖层在K0十990 K1十0 3 3 桩号范围内,其余洞段为三叠系中统竹卡组(Tzz)英安岩,地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系孔隙水。按照设计图纸,该段覆盖层范围内采用“先明挖,后掩埋”方式,在K1+012K 1+0 3 3 段明挖后设置明洞,在K1十0 3 3 桩号处与暗洞衔接。工程进场后,受工程外部因素的影响,隧洞洞口无法按照设计图纸先完成明洞段开挖再进行隧洞开挖,加上工程工期异常紧张,如果待外部影响问题解决后再行施工隧洞洞口开挖,将无法满足节点工期的要求;若按照原设计图纸,将洞口开挖
3、至K1十0 3 3 桩号处,势必会破坏隧洞上部堆积体的自身稳定,造成高堆积体垮塌,处理成本将大幅增加。2进洞方案选择针对碎削流堆积体岩体进洞的难题,参照类似工程处理经验,拟定了三种进洞处理措施方案,具体如下。2.1方案一:单排管棚十固结灌浆方案洞口明挖采用分期开挖,一期开挖至管棚以下1.5m高程,并完成洞口边坡系统自进式中空锚杆十喷锚支护施工,确保洞口边坡稳定;同时对洞口覆盖层段顶部进行固结灌浆,固结灌浆深人开挖结构面0.5m,排间距1.0 m,使得洞口上部覆盖层结板;灌浆结束7 d后开始对原固结灌浆孔扫孔,布置3 g25mm锚筋桩,L=9m3m3m,提高整体稳定性;最后沿洞口设置超前大管棚,
4、108mm6mm,环向间距0.4m,孔距管棚深度进人岩体5m,管棚范围顶拱12 0。待所有支护完成后,开始隧洞洞口二期开挖,开挖采用预留核心土法人工开挖,每次开挖进尺0.8 m,及时完成隧洞内型钢拱架安装,型钢拱架采用工16 工字钢,纵向间距0.8m,纵向连接筋环向间距1.0 m,安装完成后先进行喷混凝土施工,再进行下循环施工。2.2方案二:单排管棚十悬吊中空锚杆方案洞口明挖采用分期开挖,一期开挖至管棚以下1.5m高程,并完成洞口边坡系统自进式中空锚杆十喷锚支护施工,确保洞口边坡稳定;同时对洞口覆盖层段顶部进行中空锚杆施工,中空锚杆深入开挖结构面0.5m,排间距1.0 m,使得洞口上部覆盖层通
5、过中空锚杆悬吊,提高整体稳定性;最后沿洞口设置超前大管棚,$10 8 mm6mm,环向间距0.4m,管棚深度进人土石方与导截流工程岩体5m,管棚范围顶拱12 0。待所有支护完成后,开始隧洞洞口二期开挖,开挖采用预留核心土法人工开挖,每次开挖进尺0.8 m,及时完成隧洞内型钢拱架安装,型钢拱架采用工16 工字钢,纵向间距0.8 m,纵向连接筋环向间距1.0 m,安装完成后先进行喷混凝土施工,再进行下循环施工。2.3方案三:双排管棚十超前小导管方案洞口明挖采用分期开挖,一期开挖至管棚以下1.5m高程,并完成洞口边坡系统自进式中空锚杆十喷锚支护施工,确保洞口边坡稳定;同时沿洞口设置双排超前大管棚,排
6、距0.7 m,花管规格$10 8 mm6mm,环向间距0.4m,管棚深度进人岩体5m,管棚范围顶拱120;考虑到管棚结板效果的不确定性,在洞室开挖过程中,在管棚之间设置超前小导管,小导管采用$42mm、L=3.5m,管棚间搭接不小于1.0 m,待所有支护完成后,开始隧洞开挖,采用预留核心土法人工开挖,每次开挖进尺0.8 m后及时完成隧洞内型钢拱架安装,型钢拱架采用I16工字钢,纵向间距0.8 m,纵向连接筋环向间距1.0 m,安装完成后先进行喷混凝土施工,再进行下循环施工。2.4各方案优缺点对比对原方案和3 个方案从技术可行性、安全风险分析、成本控制及工期等方面进行综合分析,分析结果见表1。表
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