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浅埋大断面黄土隧道下穿公路安全施工技术分析

2020-07-17董晓明

建筑与装饰 2020年15期
关键词:安全施工技术措施

董晓明

摘 要 本文把某黄土隧道作为案例,着重分析和探讨浅埋大断面黄土隧道下穿公路安全施工技术等相关情况,在具体的施工过程中,要从根本上有效控制好地表沉降变形等相关问题,以此使施工工作安全推进。在这个过程中有效采取中管棚配合小导管超前支护措施,同时进一步充分落实各项施工技术,希望通过本文的简要分析,能够为与之相对应的工程施工提供一定的参考和借鉴。

关键词 浅埋大断面;黄土隧道;下穿公路;安全施工;技术措施

1工程概况

本文中所列举的隧道工程里程为DK998+670~DK1000+220,

全场一共为1550m,是一种比较典型的双线黄土隧道。隧道都是在直线上面,洞身纵坡为5.05‰单面下坡。隧道下穿G312国道,立交段隧道覆盖层厚17m,是浅埋隧道。隧道下穿G312国道段设置φ89mm中管棚及φ42mm小导管进行超前支护,初期支护全环采用I25a型钢钢架支护,并网喷C25混凝土,采用CRD工法开挖。隧道洞身下穿的地层主要是第四系上更新统风积砂质黄土,第四系中更新统洪积砂质黄土。该工程中隧道施工区域的不良地质情况主要包括黄土陷穴及黄土冲沟,特殊岩土包括湿陷性黄土、松软土及弃填土[1]。

2所列举工程的主要施工难点

首先,在本工程中所涉及的隧道施工路段,其具体的开挖宽度是14.72m,开挖高度是12.58m,所涉及的开挖断面的面积为151.59m2,根据相应的数据能够充分看出,这是一种比较典型的大断面、大跨度的黄土隧道,它的自稳定能力相对来说比较差,对于施工来讲,面临着很大的不确定性。其次,该工程隧道的顶部,所涉及的覆盖层厚度只有17m,是一种十分典型的浅埋黄土隧道,在施工的过程中特别容易产生某种程度上的冒顶坍塌。第三,下穿的国道有着特别大的车流量,所涉及的重载车辆特别多,全天候交通都特别繁忙,所以在具体施工环节,要充分确保整体行车安全,也面临严峻挑战,第四,下穿段落一共有46m,在隧道洞的内部必须要做五环12mφ89mm中管棚通过,在具体施工环节面临特别高的风险系数。第五,CRD工法所涉及的施工工序相对来说比较烦琐复杂,对于工艺有着特别严格的要求,各工序之间互相影响和制约,所呈现出的机器作业率相对来说比较低,劳动力比较密集,施工效率不能得到显著提升,这也是整体工程的难点问题。

3该浅埋大断面黄土隧道下穿公路安全施工的相关技术

(1)有针对性地结合具体情况,针对地表进行科学处理。该施工区域是黄土地区,有着比较多的冲沟、溶洞、陷穴等相关情况,因此在实际施工之前,要着重针对地表进行详细深入的勘察,做好切实有效的处理,从根本上有效降低地表水对隧道土体的侵蚀程度,从根本上避免对于隧道施工的安全性,稳定性造成负面影响。在实际的操作过程中,要针对地表的排水系统进行不断的优化,对于浅埋段地表,要有效采用防渗透的封闭措施,针对地表水进行集中处理和排放,与此同时,也要着重针对隧道上部的冲沟沟底开展封堵硬化,避免流水下渗的问题,要针对洞口进行密封处理,同时要做好密实回填工作,针对隧道上的居民蓄水窖、水井等相关位置可以进行切实可行的改建。除此之外,要把影响施工安全的隐患建筑物进行拆除或者对其进行切实的监控保护。对地表的开裂、沉陷等相关情况,要进行严格细致的观测,着重做好检查,并结合监测结果,进行科学合理的处理。

(2)CRD施工工法。首先,要注重做好超前支护。DK998+767~DK998+813段46米拱部采用Ф89×5管棚+超前小导管进行超前支护,管棚长12m,纵向9m一环,环向间距60cm,外插角0°~3°每環施做31根,纵向两环搭接3m;Ф42×3.5小导管长4m,纵向3m一环,环向间距60cm,外插角10°,每环施做31根,与管棚间隔设置。其次,把握好CRD施工工序。CRD工法在应用的过程中要贯彻落实“小分块、短台阶、多循环、快封闭”的基本原则,在施工的过程中,要从上到下逐步推进,分块成环,随挖随撑,初期支护工作要严格落实。

针对具体的施工步骤而言,要在大管棚施工作业之后,以其为保护措施开展相对应的施工,要针对断面进行有效分割,细化成为8步,以此进行开挖,逐步推进,所有步骤完成之后再进行仰拱及填充,进而施工二衬。

需要注意的是,在整体施工过程中要关注以下几方面内容:①对于先行开挖步位的中线和高程等相关情况进行有效的控制,进一步保证断面开挖的过程中能够保持圆顺的状态,同时针对钢孔架也要进行科学合理的安装。②及时有效地进行监控和测量,并进行切实有效的信息反馈,针对施工方法进行有效调整。加强监控量测,作好信息反馈,及时调整施工方法。临时支护构件在洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后方可拆除。每次拆除临时钢架的长度不宜超过4m,在拆除临时支护时先拆横撑,收敛值、下沉值及其累积值都要在设计允许的范围之内,然后再做好中隔墙的拆除。③第1、4步范围之内在进行施工的过程中,要在左右两侧分别交替的进行开挖,其长度要控制在3~5m,竖向支撑接长尽可能不要大于一榀拱架。④第1、3开挖完工的过程中,针对施工段的水平支撑,要有针对性的抬高一些,注意抬高不能超过50厘米,通过这种方法进一步有效降低下步开挖对横撑所产生的负面影响,该操作完成之后,开挖1、3步的时候,竖向支撑向下延长50cm。⑤隧道在实际的施工环节要贯彻落实“短开挖、强支护、早封闭、勤测量、及时衬砌”的施工原则,要使开挖台阶和相关开挖分部的施工间隔尽可能缩短,同时要在第一时间闭合好初期的支护,通过这种方法,使围岩变形的问题得到有效避免。⑥CRD法涉及比较多的工序,因此会导致整体结构受力相对来说比较复杂,结合这样的情况,要确保临时钢拱架得到有效拆除,同时要确保各步拱架间连接质量得到显著增强。

(3)从根本上有效控制好安全步距。要针对安全步距进行科学合理的控制,使施工安全得到充分保障,在具体的施工环节,在仰拱开挖支护每次3榀拱架,初期支护结束之后,再进一步开挖支护3榀拱架,每3米做好仰拱及填充砼浇筑。

4结束语

通过上文的分析,本文中所列举的黄土隧道在实际的工程施工过程中,要针对各项施工技术进行充分掌握,并且在具体的隧道施工过程中充分落实,以此保证整体工程的施工安全,从而充分确保整个隧道工程取得应有的效益。

参考文献

[1] 傅思亮.六部台阶开挖法在浅埋暗挖隧道施工中的应用[J].上海铁道科技,2011(1):99-101.

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