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  • 浅谈隧道的合理支护与有效检测技术

    • 作者:浅谈隧道的合理支护与有效检测技术 更新时间:2012-03-12 11:47:10 来源:浅谈隧道的合理支护与有效检测技术
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    文章概况:浅谈隧道的合理支护与有效检测技术

            1 工程概况
            某公路隧道净宽12.2m,净高8.68m,全长2424m,本隧道主要为Ⅱ围岩,各级围岩分布情况为:Ⅱ级围岩1770m,Ⅲ级围岩进口段
    40m、出口段170m,Ⅳ级围岩进口段30m、出口段230m,Ⅴ级围岩进口段124m、出口段60m。采用复合式衬砌。

            2 初期支护
            隧道出口段Ⅴ级围岩地段采用42 超前小导管注浆超前支护,初期支护采用120b 型钢架加强,间距0.6m。进口段Ⅴ级围岩地段设置一环30m 长,89 大管棚进行注浆超前支护,其他Ⅴ级围岩段采用42 超前小导管注浆Ⅴ超前支护,初期支护采用120b 型钢架加强,间距
    0.6m。
           1) 喷射混凝土。采用湿喷技术,混凝土集中拌和,输送车运输。本隧道设计为C25 素混凝土、C25 纤维混凝土。采用湿喷机喷混凝土。在作业时,微纤维混凝土在洞外由混凝土拌和站拌和,混凝土搅拌运输车向洞内送料,空压机供风。
           2) 锚杆施工。初期支护设计用的锚杆为22 砂浆锚杆。砂浆锚杆钻孔采用风枪钻孔,锚杆预先在洞外按设计要求加工制作,施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确,按设计要求钻凿锚杆孔眼,达到标准后,用高压风清除孔内岩屑,用注浆泵注浆,然后将加工好的杆体插入孔内,并将锚杆与钢筋网连为整体。
           3) 钢筋网安设。挂钢筋网在系统锚杆施作后安设,钢筋类型及网格间距按设计要求施作。施作前,初喷3- 5cm 厚混凝土,形成钢筋保护层。钢筋网制作前对钢筋进行校直、除锈及油污等,确保施工质量。
           4) 钢架施工。型钢钢架在洞外按设计加工成型,洞内安装在初喷混凝土之后进行,与定位系筋、锚杆连接。钢架间设纵向连接筋,钢架间用喷射混凝土填平。钢架拱角安放在牢固的基础上,架立时垂直于隧道中线,当钢架和围岩之间的间隙过大时要喷射混凝土填补。

           3 二次衬砌
           3.1 二次衬砌施工
           混凝土采用电脑控制的集中拌合站加工;混凝土输送车运输;12m 电动液压整体衬砌台车立模;混凝土输送泵泵送入模。本隧道每
    个洞口二次衬砌个配备12m 长全断面液压衬砌台车一台。根据量测数据分析结果确定二次衬砌施工时间,并合理安排各工序平行作业。衬砌台车定位经测量技术人员校准,并经质检工程师和监理工程师检验合格后方可进行模筑混凝土。
           3.2 仰拱及隧底填充
           由于隧道位移地质条件较差,施工中,仰拱先行,及早封闭,以利于衬砌结构的整体受力。仰拱浇注施工与掘进工作平行进行,采用仰拱栈桥进行混凝土浇注或出碴施工,以便对不到龄期的仰拱进行保护,施工工艺说明:清底。人工配合挖掘机清除底部虚碴,清底干净后抽出积水。断面检查。测量仰拱断面,检查是否欠挖,并进行处理。仰拱栈桥的支承和平台架设。用洞内的挖掘机吊、装、拼移动式工作平台。然后在工作平台上铺设钢板,以利行车。立模及浇注混凝土。架立侧向及端头模板,浇注混凝土。养护。混凝土浇注完成后,进行养护。隧道仰拱填充与仰拱所用混凝土不是同一强度等级,待仰拱混凝土强度达到设计强度等级的85%以后,一次浇筑填充混凝土到设计高程。

         4 隧道围岩监控量测
          4.1 监测断面和测点布置原则
           1) 地表下沉。地表下沉量测主要针对隧道洞口段和浅埋段,具体的测点布置情况可根据现场的地形条件进行适当调整。
           2) 周边水平位移量测。测点埋设。喷锚支护施作后,用电钻或钢钎打40、深200mm 的孔,先用1∶1 水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆,尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上,等砂浆凝固后,即可进行量测工作。量测方法。采用SWJ- Ⅳ隧道收敛计监测。
           3) 拱顶下沉量测。拱顶位移量测的测点在开挖后用风钻打眼埋设好固定杆,并在外露杆头设挂钩。测点的大小要适中,如过小,测量时不易找到;如过大,爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点,一旦发现测点被掩埋,要尽快重新设置,以保证数据不中断。采用书评仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉,精度可达1- 2mm。量测时用一把2- 4m 长的挂钩式钢尺挂上即可。
          4) 工作要求。Ⅴ级围岩段每10m 一个断面,每个断面5 个测点。其他围岩段每30m 一个断面,每个断面5 个测点。拱顶沉降点和收敛观测点应在同一断面上,待初期开挖完成后河初期支护之前,进行全断面测点埋设,水平基线布置两条:起拱线上2m 处布置一条,起拱线下1m 处布置一条。各测点一个安设在距开挖面1m 范围内,初期施作2h即埋设测点,并在工作面开挖后12h 内和下次开挖之前进行第一组量测数据采集。
          4.2 量测数据的应用和围岩稳定性判断
          4.2.1 量测数据的应用
          为了检验量测结果的可靠性,了解围岩应力状态、变形规律和稳定性程度,故应对量测数据进行回归分析,绘出位移———时间曲线,配合地质、施工各方面的信息,再与由经验和理论所建立的标准进行比较,对于设计所确定的几个形式、支护方式、支护衬砌参数、预留变形量、施工方法和施工工艺及各工序的施作时间等进行检验,如与原设计指标基本相符,则继续施工,若差别过大,应立即修改支护参数,改变施工方法,调整作业时间,以求安全可靠,经济合理。
           4.2.2 围岩稳定性的判断
            1) 位移值。隧道施工时,围岩和支护实测位移值若超过某一临界值,则表示围岩不稳定,需加强支护衬砌。由于影响围岩变形的因素很多,工程实践中可参照表1 选用。


            2) 位移速度。开挖通过量测断面位移最大,以后逐渐降低,一般情况下,初期位移速度约为总位移的1/10~1/4,位移速度作为判断围岩稳定的标志。当位移速度大于20mm /d 时,就需要特殊支护,否则可能使位移失稳。
           为发挥围岩自承作用,二次衬砌一般在围岩变形基本稳定后施作,通常规定隧道水平收敛速度小于0.1~0.2mm/d,即称围岩基本稳定,对于膨胀围岩,规定净空位移速度达到1mm/d 后,才能施作二次衬砌。
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