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1工程概況
五指山隧道左線進口樁號ZK60+630,施工長度為3160m,明暗分界設在ZK60+637,ZK63+775;右線進口樁號K60+595,施工長度為3230m,明暗分界設在K60+600,K63+810。道路等級為雙向四車道,高速公路設計車速為80km/h。隧道進、出口端左、右線洞門均采用削竹式,進口端左線明洞為7m,右線明洞為5m,出口端左、右線明洞均為15m。洞口淺埋段超前支護采用20m長管棚加小導管施工。洞口位于山體斜坡,碎石土層覆蓋,邊坡穩定性較好。根據地質測繪資料,在洞口附近無斷層,也無滑坡,但開挖時易發生崩塌等不良地質現象。
2洞口開挖施工
2.1施工方法洞口工程施工前,先在洞頂做好截水溝,截水溝使用M7.5漿砌片石砌筑。洞口整體施工設備以挖掘機開挖為主,人工輔助刷坡,再使用裝載機和自卸車配合挖掘機清運渣土。在開挖的過程中要按照自上而下的順序,開挖到仰坡坡底標高,然后在變坡點以下,使用長管棚套根據拱厚度弧線在中間預留核心土進行開挖,預留土可以作為下道工序長管棚和套拱的施工平臺。在開挖過程中要依據隧道洞口的地貌、地質構造、水文特征、地形等條件,并結合施工開挖邊坡的穩定性,本著“少開挖、多清理”的作業方法采取明挖法進行施工。刷坡率必須根據測量放樣確定的標線進行開挖。事先將加工好的坡度架進行坡度調整,并同時輔助人工修整。每次開挖高度不得超過2m。在坡度復核檢測無誤后才可進行襯砌、支護等下一道工序,并在施工中隨時對坡體的穩定性進行監測,以保證坡體穩定。
2.2施工控制要點
1)在洞頂截水溝完工后,要根據仰坡的開挖高度和挖掘機的有效工作高度來確定斷面臺階的數量。一般情況下臺階高度為2m,開挖順序必須保證自上至下;
2)在開挖過程中遇到較硬巖層,無法使用挖掘機進行開挖時,則采用松動爆破法,按照設計坡面,順坡打眼,同時進行光面爆破。對于需要爆破開挖的土方,坡面預留30cm的厚度,爆破結束后進行人工清除;
3)對坡率和邊坡點要嚴格控制;
4)對強度較低土層應邊防護邊開挖;
5)對較硬巖層進行松動爆破時,須保證一次爆破成型;
6)減少對坡面植被的破壞。
2.3洞口邊坡防護在邊、仰坡開挖進行修整后,需立即對邊、仰坡進行臨時防護,并且對明暗溝交界處所形成的坡面進行臨時防護,同時采用掛網、噴錨聯合支護,仰坡必須進行噴錨支護,邊坡可視情況采用素噴混凝土,以保證洞口邊坡的穩定,防止因雨水滲透形成的滑坡或邊、仰坡坍塌。
2.4防護控制
1)邊開挖,邊支護,每次工作高度2m左右,避免搭架作業;
2)坡面修刷平順,一次噴混凝土達到設計厚度;
3)設計有錨桿、鋼筋網加固的坡面部分,應先作錨桿,將鋼筋網焊接于錨桿外露段,然后再噴混凝土;
4)錨桿規格、間距、數量、空位、角度滿足設計要求;
5)采用水泥砂漿作錨固材料,砂子過篩,粒徑小于3mm,嚴格控制配合比,確保砂漿標號不低于30;注漿飽滿度須滿足設計要求。
3明洞施工
1)明洞澆筑
在洞口土石方開挖完成后,隧道洞身開挖正常施工并完成一環二次襯砌后施作洞門,將二襯臺車退至明洞位置,施作明洞。洞門完成后及時砌筑端墻背后排水溝,保證洞口排水順暢。
2)施工方法
a.本工程為削竹式洞門,洞口明洞地段土石方開挖完成后,進行仰拱(其橫斷面分兩塊)、邊墻基礎開挖,對巖面進行清理,必須符合規范及設計要求。b.測量放樣,立邊墻基礎模板、仰拱模板進行混凝土澆筑,脫模后進行施工縫鑿毛處理。由于明洞段較長,一臺臺車長度不足,超出部分擬采用自行加工的異型剛架接長就位,外模采用組合鋼模,嚴格按設計尺寸進行外模放樣安裝,模板支撐加固后,綁扎鋼筋,安裝堵頭板、止水帶,經監理工程師檢查合格后,進行拱墻襯砌混凝土澆筑。混凝土灌注時兩側對稱灌注。混凝土由拌和樓集中拌和,混凝土運輸車運輸,泵送入模,插入式振動器振搗密實,拱墻混凝土一次澆筑完成。
3)明洞防水層
在洞頂拱圈混凝土達到設計強度的80%后,拆除外模,然后在拱背涂抹熱熔瀝青,自下而上進行防水板敷設;敷設過程中要保證止水板粘貼緊密,必須進行錯縫搭接,搭接長度要大于10cm,并根據設計要求預留沉降縫,防水板材鋪至端墻處時要做好向上彎起和收口,然后涂抹2cm厚水泥砂漿保護層。
4)明洞回填
防水層完成后就要安裝排水盲溝管。首先砌筑兩排M7.5漿砌片石排水溝,然后按照設計的回填坡度回填到設計標高。這里需要注意的是,采用人工回填時拱圈的混凝土強度必須大于設計強度的75%以上方可回填。而在采用機械回填時,拱圈的混凝土強度必須達到設計強度的100%,并且在拱圈外要先回填1m厚的人工夯填層。明洞段的頂部回填土方必須進行分層夯實,每層的回填厚度不得大于30cm,而且回填土面的高差不得大于50cm,回填到拱頂后要實行分層滿鋪填筑,頂層回填材料必須使用積水性土質,以達到有效隔水,在施工完成后要建設永久性防護,可采用砌筑六棱框加植草進行防護。
4結語
通過對洞口實際情況進行復測,選用合理的施工方案有效的避免了在洞口開挖過程中出現塌方和山體滑坡問題,確保本次工程的安全、可靠。通過本隧道施工得到證明,對于斜交、偏壓、淺埋隧道,在進行洞口邊坡以及仰坡開挖時,使用長管棚和長護拱形成半明洞是十分有效的施工方法。如果在地質條件允許的情況下,完全可以使用零開挖進洞。所以說在以后的工作中可以結合現場實際情況對施工方案進行優化,以保證隧道洞口工程的施工質量。
作者:高志兵單位:和榆高速公路建設管理處