风积砂隧道进洞技术.doc

PAGE xx 隧 道 进 洞 技 术 1 前言 随着铁路建设的发展需要，在风积粉细砂地层中修建隧道也会渐渐普遍，研究、探讨、总结风积粉细砂隧道的进洞技术具有十分重要的意义。我处在神朔复线新杏树峁隧道进洞施工中，通过大量的论证和实践，采用“小导管注浆加固边仰坡、围护结构及超前小导管注浆固结预支护、三台阶法预留核心土开挖”等项技术，在浅埋、砂体松散的不利地形、地质条件下，实现了安全进洞。现以新杏树峁隧道神木北端进洞施工为例，介绍xx隧道进洞的综合技术。 2 工程概况 新杏树峁隧道是神朔铁路复线重点、难点工程，是全线唯一的一座xx隧道。全长241m，DYK46+105~+132段为明洞，DYK46+132~+346段为暗洞，与左侧既有隧道相隔约20~100m。既有线每天开出运煤专列32对，列车振动给隧道进洞施工带来了相当大的困难。 隧道按新奥法原理设计，采用复合式衬砌，初期支护一般为喷锚支护，二次衬砌均为200号钢筋砼，初期支护和二次衬砌中间设PVC复合式防水层。神木北端洞口(即进口)位于中低山黄羊沟峡谷区，粉砂坡面，迎风，稳定性极差，植被稀少，砂体易流动，形成活动砂地。DYK46+105~+150段地形呈单向坡，隧道两侧地势高差较大，对隧道形成偏压。 3 进洞方案的确定 该洞口的进洞特点：围岩结构松散，单侧偏压大。为了扩大方案的征集面，召开了局指挥部、公司领导、项目部相关人员三级参与的研讨会。最终形成两种进洞方案：一是将边、仰坡按设计坡度刷到位，先进行明洞开挖支护，再进行暗洞管棚注浆超前支护，预留核心土三台阶法开挖掘进。二是待边、仰坡开挖至暗洞上台阶底标高时，明、暗洞同时进行施工，明洞部分采用围护结构加设纵横支撑的明挖法进行施工；暗洞洞口安设模拟拱形洞口，小管棚注浆超前支护，预留核心土三台阶法开挖进入洞内施工。我们对这两种方案进行了分析，认为：如果按原设计将边、仰坡刷到位，洞口土方开挖数量将大大增加，且对山体的扰动较大，加之地势落差也大，这样施工既不安全也不经济；长管棚注浆超前支护，需施作砼套拱作管棚导向墙，施作工序繁杂，机械设备要外租或购置，施工成本高，时间来不及。综合各方面因素，最终选择第二种进洞方案。 4 实施过程 4.1 边、仰坡处理 当边、仰坡刷坡到暗洞开挖拱顶标高时，将边坡和仰坡交接处预留三角状抗滑土体（见图片1），再将三角原状砂体按较缓的坡率向下刷。考虑施工作业的方便，选起拱线标高作为上、中台阶开挖分界面，在刷坡的过程中，我们采取边刷边打管、注浆、挂钢筋网、喷射砼，最后导管注浆加固。注浆钢管采用φ42*3.5mm无缝钢管，长度2.5m，间距0.5*0.5m梅花型布置；绑扎φ6钢筋网，网格20*20cm，钢筋网与注浆钢管焊接牢固；喷射C20砼，厚度15~20cm。在暗洞开挖轮廓线以外1~2m范围内，施做6m长φ42*3.5mm无缝钢管，三层，管间距30cm，梅花型布置，并注浆加固，见下图：新杏树峁隧道进口边仰坡防护示意图(图一)。 4.2 形成模拟拱形洞口 为了控制因洞内施工引起的仰坡山体下滑，确保洞身开挖的稳定，我们在开挖轮廓线以外40cm处环向切槽，镶嵌两榀加大钢拱架，其与仰坡成一定角度，能有效地抑制仰坡坡面下滑。在其上、下分别施作长导管各一排，导管长为6m，见下图：6m注浆导管大样图（图二）。用内燃风枪或风镐沿模拟钢拱架推入砂体，上层导管仰角10~15度，环向间距5cm；下层导管仰角10~15度，环向间距5cm，与上层导管相错布置。小导管尾部与模拟拱架牢固地焊接在一起，喷射C20砼形成镶嵌式的拱形，然后将两排长导管注浆，使其整体受力。在此基础上即可进行暗洞上台阶预留核心土的开挖。暗洞内上台阶的第一榀钢拱架紧贴掌子面，安装在模拟拱的下面一排导管之下。 4.3 明洞段施工 当边、仰坡刷到上台阶底部标高时，停止刷方。因为砂体流动性大，上台阶坡角设一缓和平台，能保证列车通过时，限制边、仰坡的砂体流动发展；即使刷至山坡坡角，列车的振动会使大量的砂体下滑再次形成新的坡形。砂体失水后是流动无粘结力的，不同于黄粘土、岩石等。从预留平台顶面至明洞仰拱底深度为7.07m 4.3.1 三台阶法开挖： 明洞段的开挖分上、中、下三台阶，每台阶先挖两侧砂体再挖核心土，详细的开挖尺寸见三台阶法开挖示意图（图三）。 4.3.2 围护结构有水平支撑的优点 水平支撑的优点：墙体水平位移小；安全可靠，开挖深度不受限制；围护结构的平面形状以矩形为最佳。 4.3.3 4.3.3.1支立竖直Ⅰ 采用挖槽法先开挖竖直I16工型钢设计位置处砂体（保留其两侧砂体），挖1m深左右的方洞，用大锤将其打入约1m深，喷射C20砼或灌注C20砼形成砼钢板桩。其外露部分长短相互间隔，纵向工型钢间距50cm，相邻的竖直型钢按设计位置支立完成后，焊接连接拉杆Φ22钢筋，