1、黄土隧道进出口施工技术摘要:兰新铁路 XXX隧道出口,根据设计图纸进行施工测量,出口里程为 DK122+364,明暗交界线里程为 DK122+347,明洞长度为 17米,测量放线结果(顺线路方向) ,线路左侧宽度满足设计要求,线路右侧宽度为 7.8米。再向外拓宽则落于冲沟内,出现右侧结构露空,明洞基础放生偏位地基受力不均匀,暗洞线路右侧导向墙无法施工,施工中采取了有效的方案及施工技术,并取得明显的效果。 关键词:浅埋偏压大断面黄土隧道施工 中图分类号:TU71 文献标识码: A 文章编号: 1 概述 1.1 工程位置及简况 兰新铁路客运专线张家庄隧道全长 3769m,位于青海省乐都县境内,隧道
2、进出口两端低而洞身部位高,地势起伏较大,为大断面单洞室双线结构;地层主要为第四系上更新统风积黄土、冲击砂质黄土、粗圆砾土、卵石及上第三系中新统泥岩、泥岩夹砂岩;其中级围岩 3255米,级浅埋段围岩 260米,级深埋段围岩 207米。 1.2 现场状况 兰新高铁张家庄隧道(DK118+595DK122+364)出口,根据设计图纸进行施工测量,出口里程为 DK122+364,明暗交界线里程为 DK122+347,明洞长度为 17米,测量放线结果(顺线路方向) ,线路左侧宽度满足设计要求,线路右侧宽度为 7.8米。再向外拓宽则落于冲沟内,出现右侧结构露空,明洞基础放生偏位地基受力不均匀,暗洞线路右侧
3、导向墙无法施工。 2 形成偏压原因分析 2.1 原因综述 (1)隧道开挖后山体向洞内变形,两侧都表现为主动土压力,内侧土压力数值及破裂面形成速度均高于外侧土体,顶板土体开始有下滑趋势。(2)内部破裂面形成,粘聚力消失,侧压力剧增,其值远大于外侧土压力。 外挤趋势产生,使外侧土体转入被动状态,顶板土柱下滑趋势进一步增强。 (3)若支护不及时,且外侧土体的刚度又不足抑值内土侧体变形的发展,则内侧土体将继续向里变形、发展和形成新的破裂面,外侧土体将不断向外偏移,最终失稳。 3 处理方案 在线路右侧从 DK122+364DK122+347间竖向砌筑挡墙,挡墙方向与洪沟方向垂直。挡墙内侧反压回填,回填高
4、度至隧道拱顶高程以上两米。用来增加洞口导向墙作业面、保证管棚的正常施工,减少入洞时洞口线路左侧山体对隧道造成的偏压。 3.1 解决偏压的施工方案 3.1.1 清除边坡虚土 (1)清除边坡虚土时保持边坡有足够的坡度(小于 1:1) ,禁止随意切割坡脚。 (2)清除边坡虚土采用挖机配合人工方法,从上至下清除直至虚土清除完毕且外露土承载力能达到设计 200Kpa要求为止。 3.1.2 开挖挡墙基槽和砌筑挡土墙 图 3-1挡墙基槽和砌筑挡土墙 (1)基槽施工 基槽开挖前,根据实际地形标高,确定分段基底标高。 基础必须挖至原状土,同时又要达到上图中的埋置深度和槽宽尺寸。 (2)基础片石混凝土的浇筑 基础
5、采用 C15片石混凝土。 施工时严格控制模板变形,控制外形尺寸,并派专人在四周观摩,防止跑浆,暴模,以保持线形顺适。基础浇筑采用 C15片石混凝土,采用的片石质量符合要求。浇筑时采用分层浇筑,每层厚度不超过 50cm,大致水平,分层振捣,边振捣边往里加片石,片石数量不超过混凝土体积的 25%,加片石时应注意,片石与模板之间的距离不得小于 10cm,片石与片石之间的距离不得小于 20cm。在浇筑前每一石块用干净水洗静使其彻底饱和,底层亦应干净并湿润。 混凝土浇筑工作连续进行,一次浇完,并应在前层所浇的混凝土尚未初凝以前,即将此层混凝土浇筑捣实完毕。 (3)墙身砌筑 外墙按设计坡度 1:0.15
6、竖立样板墙,并架拉通线砌筑。 砌体采用铺浆法砌筑,砌基础的第一皮石块,底面要座浆,并将大面向下。 砌体分皮卧砌,各皮石块间利用自然形状,经敲打修整使能与先砌石块基本吻合,搭砌紧密,上下错缝,内外搭砌,不得采用外面侧立石块,中间填心的砌筑方法,中间不得有铲口石(尖石倾斜向外的石块) ,斧刃石(下尖上宽的三角形石块)和过桥石(仅在两端搭砌石块) 。 必须设置拉结石,拉结石应均匀分布,相互错开,一般每 0.7?墙面至少设置一块,且同皮内的中距不大于 2.0M。拉结石内外搭接,搭接长度不小于 150mm,且其中一块长度不小于墙厚的 2/3。 砌体砂浆必须饱满,石块间较大的空隙应先填砂浆后用碎石嵌实,不
7、准用干填碎石块的方法。 挡土墙背填土,应地砌体砂浆强度达到 70以上时,方可进行填土。填土要每隔 0.3米分层夯实,勿使墙受较大的冲击影响,挡土墙背500mm范围内填级配砂卵石滤水层。 挡土墙沿长度方向每 10M或高度变化处设变形缝一道,缝宽30mm,内填沥青木板,挡土墙每 2M上下交叉设置 100PVC 排水孔,排水孔向外 i=5%排水坡,入口处 500mm范围内填碎石滤层。 3.1.3 分层反压回填 (1)填土采用同类土填筑,该土为砂质黄土必须控制土的含水率在8%12%范围内。 (2)填土应从最低处开始,由下向上整个宽度分层铺填打夯。 (3)在地形起伏之处,应做好接搓,修筑 1:2 阶梯形
8、边坡,每台阶高为 50cm、宽 100cm。分段填筑时每层接缝处应作成 1:1 的斜坡,碾迹重叠 0.51.0m,上下层错缝距离为 1m。接缝部位不得在挡土墙基础和墙角部位。 (4)填土要预留一定的下沉高度,以备在行车、堆重或干湿交替等自然因素作用下,土体逐渐沉落密实。本地段预留下沉高度为填方高度的1.5% (5)填土层应在四周设置排水沟。 (6)已填好的土如遭水浸,应把稀泥铲除后,方能进行下一道工序。 (7)填土区应保持一定横坡,或中间稍高两边稍低,以利排水。当天填土,当天压实。 (8)用柴油打夯机打夯时严格控制填土厚度不得超过 25cm,打夯之前对填土要初步平整,打夯机依次夯打,均匀分布,
9、不留间隙。 3.1.4 施做隔水层 每填筑 2米设置一道喷射混凝土隔水层,隔水层中设置 8 40cm40cm钢筋网,钢筋保护层厚度为 4cm。C25 喷射混凝土厚度为10cm.隔水层要嵌入山体原状土 50cm。隔水层沿线路方向设置 1.5%纵坡,在隔水层上方水平通长排布置 10mmPVC 管间距 2米,PVC 排水管要埋出挡土墙。 3.2 施工处理结果 采取上述施工方案后,保证管棚的正常施工,减少入洞时洞口线路左侧山体对隧道造成的偏压。 4 总结 隧道洞口处偏压由于受力不均匀、不对称,结构内产生应力状态复杂,结构发生不均匀变形,易产生破坏,黄土隧道进出口浅埋、偏压进洞处理总结如下: (1)隧道
10、设计选线时尽量避开陡峭岩体软弱,地质条件复杂的位置,隧道尽量靠山体内侧设置,尽量避免设计在软岩靠沟、河侧,避免侧向穿越陡坡古滑体等易引发滑坡的地带。 (2)分析调查产生身体偏压的原因,针对性的调整施工方案,避免偏压伤害。 (3)严格遵循“先预报、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。 参考文献 1 中华人民共和国铁道部。TZ214-2005 客运专线铁路隧道工程施工技术指南s.北京铁道部出版社,2005. 2 段峰,浅埋偏压隧道施工技术J.中国建设信息,2006,07:55-58. 3 李锐,浅埋偏压隧道病害原因分析及治理J.铁道勘测与设计,2002,124(4):34-36. 4 关宝树.隧道工程施工要点集M.北京:人民交通出版社,2003.