隧道施工方法
3.2.1 洞口及边、仰坡施工
隧道进、出口均采用斜切式洞门,洞口工程施工应避开雨季和融雪期。
(1)洞口附近的地质调查与复勘
洞口工程施工前,首先对洞口附近的地形、地貌及地质条件进行复勘与调查,排除陷穴、滑坡及人为坑洞对洞口工程的危害后,再进行施工。
潼洛川隧道进口端分布有五个小窑洞(DK341+294左侧3个,右侧2个,垂直线路一字排开),窑洞高2.5~3m,深2~4m,宽2~3m。
(2)洞口及洞顶防排水系统
根据湿陷性黄土遇水湿陷的特性,洞口工程施工前,先做好洞口及洞顶的截、排水系统。首先在洞口边仰坡以外设臵截水沟,以拦截地表水,同时完善洞外排水系统,使地表水尽早排离洞口并汇入路基排水系统,防止地表水冲刷边仰坡危及洞门安全。
潼洛川隧道进口端洞口边仰坡上方约5m外设洞顶截水沟,长约90m;出口端洞口边仰坡上方约10m外设洞顶截水沟,长约120m。
高桥隧道进口端路基面以上8m处设平台,台顶设截水沟;出口端洞口边仰坡开挖范围以外5~10m设截水沟,长约75m。
根据施工调查情况,将洞口段开挖线外周围10~15m范围的陷穴、积水洼地、冲沟、人为坑洞等进行夯填整平,潼洛川隧道洞口范
围内的窑洞施工前夯填密实,表层浆砌片石,防止地表水向下渗流。
(3)洞口边仰坡土方开挖
边仰坡周围的截、排水沟修建完成后,进行边仰坡开挖。边仰坡的土石方开挖应避开雨季和雪融期。
洞口边、仰坡土方采用明挖法施工。
根据开挖、刷坡线的测量放样,边、仰坡开挖使用挖掘机自上而下进行,人工清坡,自卸汽车运输。开挖时要确保边坡的平顺和稳定,尽量避免超、欠挖和对周围围岩的扰动。开挖边、仰坡时,土方开挖的分层厚度为2~3m,随挖随支护,随时监测、检查山坡稳定情况,加强防护。
(4)洞口边仰坡防护
边仰坡开挖后及时施作坡面防护。
潼洛川隧道进口端隧道两侧25m范围内,出口端敞开段、明洞段边仰坡以及高桥隧道进、出口洞口边仰坡均采用拱形骨架护坡,中心喷混植生绿化。
洞门顶部范围内拱形骨架护坡不能及时施工时,根据对边坡的稳定性观测,必要时可先进行锚、喷、网的临时支护,待拱形骨架完成后,再拆除骨架中心的混凝土,回填种植土,植草(树)绿化。
洞口范围内边仰坡结构形式与相邻路基一致并顺接。 3.2.2 洞门和明洞施工
潼洛川隧道出口端明挖段开挖时临时边坡采用锚喷网防护。 高桥隧道进口端明洞从墙脚起坡开挖,采用喷锚网加固坡面
(15cm厚C20喷混凝土,φ8钢筋网,间距20×20cm,φ22砂浆锚杆,锚杆L-2.5m,间距1×1m,梅花型布臵)。
开挖完成后,立即进行洞门和明洞的施工。
洞门和明洞衬砌由洞内向洞外施作,混凝土结构施工前先进行位于新黄土地层的基底加固处理。
潼洛川隧道出口端DK345+093~+120段(明挖段)基底属自重湿陷性黄土,采用φ50cm水泥土挤密桩加固,桩底深入老黄土地层约2m,桩顶采用灰土换填,换填厚度仰拱底部厚约1m,边墙底部厚约1.90m;水泥土挤密桩仰拱底部间距1.2m×1.2m,边墙底部间距1m×1m,梅花型布臵。
高桥隧道进口端DK348+110~+170段(明挖段),出口端DK349+554~+568段(明挖段),基底均属Ⅳ级自重湿陷性黄土,加固处理方法同潼洛川隧道出口端明挖段。
高桥隧道出口端洞门须待磨沟大桥西安端桥台施工完成后进行。洞口与桥台相邻段路基采用水泥土挤密桩加固处理,挤密桩深至老黄土地层约2m,桩间距1.2m×1.2m,梅花型布臵。桩顶填筑水泥改良土,表面采用30cm厚M10浆砌片石铺砌护坡。
基底加固完成后尽快施做仰拱以封闭基底。明洞及洞门钢筋混凝土在洞口段围岩变形稳定后安排施工,先施工仰拱及墙脚部分钢筋混凝土(包括仰拱回填),后进行墙拱衬砌施工。
衬砌施工利用多功能作业台架绑扎边墙和拱部钢筋、浇筑上部边墙及拱部钢筋混凝土。钢筋在洞外加工厂下料加工成型,运至现场绑
扎。仰拱及墙脚部分混凝土采用组合钢模板人工立模浇注,边墙及拱部混凝土利用衬砌模板台车作内模、组合钢模板作外模,洞门的端头模板定型加工,混凝土泵送入模,两侧对称灌注,拱墙混凝土整体灌注。
洞口斜切段与明洞段连接处、明暗分界处二衬各设一道变形缝,缝宽2cm,采用沥青麻筋填塞。变形缝处衬砌钢筋通长布臵。
明洞衬砌完成后应及时施作防水层、回填、铺砌和排水设施。 明洞衬砌外防水层采用1.5cm厚的复合防水板,铺设前先进行混凝土表面找平,然后现场拼焊铺设防水板,铺设完后对防水板焊缝进行5分钟稳压0.2MPa的充气检查,满足质量标准后,施作M10水泥砂浆砌片石,最后进行拱背土方回填和施作粘土隔水层。土方回填从下至上对称分层夯实,每层松铺厚度不大于30cm,用高频振动打夯机夯实,并做好墙后排水设施,最后进行植草防护。
高桥隧道进口端明洞顶设渡槽。渡槽与正线隧道正交,渡槽上游设导流培堤,下游设一段导流堤,并与原沟床顺接。明洞渡槽主槽宽度4m,在隧道洞顶段长度为33m,渡槽范围明洞顶拱顶以上回填采用三七灰土;上下游导流堤采用30cm厚的M10浆砌片石铺砌;导流培堤采用夯填土分层夯实。
为防止沟床防护加固的末端因淘刷而遭破坏,或因渡槽沉降产生渗流而导致沟床失稳,在沟床铺砌与未防护加固的沟床相连接处及渡槽中间沉降缝的下游设臵垂裙。
明洞及明洞顶渡槽施工应选择旱季进行,二者施工应统筹安排,
及早完成渡槽工程,以策安全。
3.2.3 进洞施工方案
洞口施工时应加强防排水,防止积水长时间浸泡墙脚和隧底造成边墙围岩失稳。
(1)潼洛川隧道
为安全进洞,隧道两洞口均增设长管棚超前支护,避免开挖时发生塌方。
长管棚施作前,先清理边仰坡,并对边仰坡进行锚杆挂网和喷砼封闭(出口端),然后施作套拱。
套拱的具体施工方法如下:当仰坡刷至起拱线时,下部适当预留核心土,套拱边墙两侧各开槽至设计里程。然后测量放线,确定套拱位臵及标高。立模浇注套拱混凝土,内模采用型钢架、组合钢模板,外模采用木模,并随混凝土浇注高度增加而加高。浇注拱部时根据设计在混凝土内按设计管棚间距和角度埋设导向钢管,然后进行管棚超前注浆预支护。管棚施工完成后,施工明洞或洞门,然后在套拱下按照CRD法开挖进洞。
参见图《进洞施工方案示意图》。 (2)高桥隧道
进洞前,先清理边坡,进口端进洞前对边仰坡进行锚杆挂网和喷混凝土封闭,开挖前沿拱部开挖轮廓线外10cm施作,预注水泥浆加固地层。
3.2.4 洞身超前支护施工方案、方法