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甘肃铁路客运专线隧道进口浅埋段施工方案
首阳山隧道进口浅埋段施工方案
一、编制依据
1、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)
2、《首阳山隧道设计图》(兰渝施隧I-15)
3、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003)
4、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号
5、《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收标准暂行标准》(铁建设【2004】8号)
二、工程概况
首阳山隧道位于渭源县莲峰镇境内黄土高原区,穿越中低山区,地表高程一般2260~2420m。首阳山隧道进口冲沟浅埋段里程范围为DK137+750~DK137+820段70m范围,该段工程地质及水文地质情况描述如下:
1、工程地质特征
根据现场调查及各类勘探揭示,隧道通过范围内地层按新老顺序主要为第四系全新统洪积砂质黄土、细圆砾土、粗圆砾土,坡积细圆砾土、粗圆砾土;第四系上更新统风积砂质黄土;下伏下第三系砾岩夹砂岩;DK137+750~DK137+820浅埋段设计勘探覆盖层厚度为23.11m,现场实测覆盖层厚度为28.1m,设计为Ⅴ级围岩,衬砌支护采用“兰渝施隧I-100-28~33”图施工。
2、水文地质特征
首阳山隧道进口DK137+750~+820段地表为一条有流水冲沟。隧道区为基岩裂隙水弱富水段,岩体的风化、构造裂隙、节理及层理等较发育,连通性较好,为地下水的储存和运移提供了条件,地下水补给来源主要为大气降水,局部地段为地表水入渗补给为主,地下水水化学类型为HCO3—Ca型HCO3·SO4 2---Ca型水,矿化度为0.372~0.382g/l,无侵蚀性CO[2],Cl(-)及SO42-对混泥土无腐蚀性,隧道正常涌水量2352.01m m3/d。,可能最大涌水量5880.03m3/d。
二、超前地质预报
为提前弄清地层岩性、地质构造、不良地质、地下水等情况,浅埋段范围内必须合理的安排超前地质预报工作,为隧道施工安全提供可靠的技术参数,保证隧道施工安全,针对DK137+750~+820浅埋段现场实际情况,具体要做好以下超前地质预报工作。
1、地质调查
地质调查主要包括隧道地表地质调查和洞内地质素描工作,特别是地质素描工作必须随隧道开挖及时进行,地层岩性变化处、构造发育部位等地段每开挖一循环进行一次,一般围岩地段每10~20m进行一次。
2、钻探法
该浅埋段设计资料显示围岩为砾岩夹砂岩,基岩裂隙水弱富水段,岩体风化,隧道可能穿过山脚堆积物,围岩软弱,此段选择超前水平钻孔的方式进行地质预报,超前水平钻孔每循环钻探长度为30~50m,必要时候也可钻100m,连续预报时前后两循环钻孔要重叠5~8m。
三、超前支护
根据设计要求首阳山隧道DK137+750~+820段隧道覆盖层厚度只有23m,围岩较差,为控制围岩变形、坍塌、掉块等现象,隧道开挖前要施作Φ42小导管超前支护,小导管环向间距0.4m,纵向间距2.4m,小导管单根长度为4m,并注1:1水泥浆加固岩层。该段隧道超前小导管拱部设置,小导管设置情况见“小导管设置正面示意图” 和“小导管设置剖面图”
小导管设置正面示意图
小导管设置剖面图
1、小导管制作加工
小导管采用Φ42无缝钢管加工制作而成,小导管前端做成尖锥形,尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔15cm梅花型钻眼,眼孔直径为6~8mm,尾部长度100cm作为不钻孔的止浆段。小导管构造见“小导管加工示意图”
小导管加工示意图
2、小导管安装
1)测量放样,在设计孔位上做好标记,用凿岩机钻孔,孔径较设计导管管径大20mm以上。
2)成孔后,将小导管按设计要求插入孔中,或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入,外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上,与钢架共同组成预支护体系。
3、注浆
采用注浆泵压注1:1水泥浆,注浆前先喷射混凝土5~10cm厚封闭掌子面,形成止浆盘。
注浆前先冲洗管内沉积物,由下至上、注浆量先大后小的顺序进行。单孔注浆压力达到设计值(1~2Mpa)和或者达到设计注浆量时可结束注浆。
注浆施工中认真填写注浆记录,随时分析和改进作业,并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆参数可参照以下数据进行选择:
注浆压力:一般为1~2Mpa
水泥:P.O52.5普通硅酸盐水泥
速凝剂掺量:2~2.5%
4、注浆异常现象处理
1)串浆时及时堵塞串浆孔。
2)泵压突然升高时,可能发生堵管,应停机检查。
3)进浆量很大,压力长时间不升高,应重新调整砂浓度及配合比,缩短胶凝时间。
四、开挖方法
隧道浅埋段开挖要严格按照“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则组织施工,应特别注意地表冲沟隧道的影响,要加强调查和处理。
DK137+750~DK1
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