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铁路大跨黄土隧道仰拱初支成环技术施工总结.doc

铁路大跨黄土隧道仰拱初支成环技术施工总结

杨芳林
2018-01-31 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《铁路大跨黄土隧道仰拱初支成环技术施工总结doc》,可适用于高等教育领域

铁路大跨黄土隧道仰拱初支成环技术施工总结铁路大跨黄土隧道仰拱初支成环技术施工总结摘要:随着国家西部大开发的不断深入铁路隧道施工中大跨黄土隧道所占的比例逐步提高而针对大跨黄土隧道特性采取正确的施工方法是其安全施工的重点环节。本文以兰山隧道出口工程实例为背景对施工过程中采取的初期支护封闭成环技术进行总结以便为今后的同类型隧道的施工提供一定的参考。关键词:大跨黄土隧道初期支护封闭总结SummaryofInvertedArchInitialSupportingCyclingonLargespanLoessTunnelConstruction(ChinaRailwayTunnelGroupCo,Ltd)Abstract:AsChina’sWesternDevelopmentstrategygoesdeeper,theproportionoflargespanloesstunnelduringtherailwaytunnelconstructionkeepsrising,andhowtoadoptrightconstructionmethodsaccordingtothelargespanloesstunnelfeatureshasbeenthekeypartofloesstunnelsafetyconstructionWrittenwithinthecontextofLanshanTunnelOutletProject,thispapersummarizestheinitialsupportingClosingtocycletechnologyduringtheconstruction,whichcouldbeakindofreferenceforsimilartypeoftunnelconstructionsKeywords:Largespan,Loesstunnel,InitialSupporting,Closing,Summary工程概况峁相间的黄土山地地貌形态。特殊岩土主要为湿宝兰客运专线兰山隧道起止里程为陷性黄土、松软土及膨胀土湿陷土层厚度DK,IDK全长m~m不等砂(黏)质黄土属松软土层厚为双线大跨隧道。隧道洞身最大埋深m进~m。口段m位于直线上其余段落位于半径为洞口段总体施工方案m的曲线上。洞身纵坡依次为‰、‰、‰的单面下坡。兰山隧道出口岩层为风积、冲积砂质黄土质地较均一垂直节理发育具针孔状大孔隙兰山隧道出口端为第四系上更新统冲积粉成份以粉粒为主砂感明显多能形成陡立边坡质黏土、细砂及粗圆砾土隧道洞身局部为第四具有级(很严重)自重湿陷性中高压缩性系中更新统风积砂质黄土、冲积砂质黄土、细圆稍湿中密级普通土σ=kpa地表成台阶形式埋深浅。兰山隧道出口原设计设置砾土第四系下更新统风积冲积黏质黄土及冲米明洞明暗交界处设置超前大管棚隧道积细砂、砾砂、细圆砾土、粗圆砾土隧道洞身开挖采用三台阶临时仰拱法。洞口段施工按照明大部分位于第三系泥岩、砂岩、砾岩。隧道通过挖段边仰坡开挖防护、管棚施做、明挖段落底处地处“祁吕贺兰山字型构造体系”西翼‘盾地’明洞反压墙施作、洞口段形成三台阶形态、明洞同时受到“陇西旋卷构造”的改造。祁吕贺兰山施做、暗洞开挖的总体步骤进行。字型构造体系在区内表现为兴隆山隆起和皋兰大跨黄土隧道受力特点山隆起。陇西旋卷构造则相对简单。晚第三纪以大跨隧道指的是开挖宽度在~m之间的来区内新构造运动极为活跃表现为河谷阶地隧道。以兰山隧道级围岩为例开挖跨度为上升显著现代河流侵蚀、下切明显构成河谷m、开挖高度为m、扁平率为、开阶地地貌。隧道洞身地段没有大的构造地形只挖面积为m。由此可见兰山隧道为典型的大跨度黄土隧道。扁平、大断面黄土隧道具有以是受新构造运动上升的影响形成了沟壑、梁、下特点:开挖引起的应力重分布变的更加不利其从量值到范围的增幅都很激烈围岩可能出现的塑性流动区域会较常规隧道以倍数增加底脚处的应力集中较大要求地基承载力较高拱顶稳定性降低会产生较大的松动围岩压力支护结构的承载力相对较小黄土围岩地层自稳能力差承载力低。研究结果表明大跨隧道开挖后围岩压力分布不是很均匀最大压力值发生在仰拱拱顶处其与喷射混凝土应力、型钢拱架应力在初期支护成环封闭前增长较快但在初期支护封闭后逐渐趋于稳定。据此大跨黄土隧道施工初期支护及时提早封闭成环是其安全生产的重要保障。前期施工情况改进后施工情况依据《高速铁路隧道工程施工质量验收标为达到仰拱初支尽快成环减少沉降变形的准》软弱围岩隧道开挖采用台阶法施工时应符目的在满足规范要求的前提下对施工工序进行合以下要求:上台阶每循环开挖支护进尺级围改进调整:采用仰拱初支紧跟下台阶的办法。隧岩不应大于榀钢架间距边墙每循环开挖支护道开挖施工共设置六个班组即在原五个班组的进尺不得大于榀仰拱开挖前必须完成钢架缩基础上增加一个渣土清理班。具体施工操作如m隧道开脚锚杆每循环开挖进尺不得大于下:步骤一、A开挖班人员指挥挖机对上台阶进挖后初期支护应及时施做封闭成环、、行开挖经过分钟基本开挖完毕并将渣土扒级围岩封闭位置距离掌子面不得大于m。前期至中台阶步骤二、领工员指挥挖机开挖中台阶、即按此要求进行施工。隧道开挖施工共设置五个班组部分人员开始人工开挖修整上台阶另部分班组即两个开挖班、两个喷浆班及一个仰拱初支人员洞外运转拱架、锚杆、导管、连接筋、网片综合班。第一循环A开挖班进行开挖施工拱及垫块等约分钟后上台阶修整完毕且拱架架架设完毕具备喷浆条件后A喷浆班进行混凝等运输到位同时中台阶挖机开挖完毕步骤三、土喷射施工B开挖班及B喷浆班开始第二循上台阶拱架安装、中台阶人工修整、下台阶开始环施工。正常情况下每天完成四个循环每循环挖机开挖约分钟后开挖完毕步骤四、挖cm即日进尺m。为满足步距要求并避免机开挖紧邻下台阶仰拱初支进尺m(等于互相干扰仰拱初支班每天上班一次完成仰拱掌子面一天进尺量)同时下台阶拱架安装约初支拱架四榀进尺m且初支端头距掌子面分钟后三台阶拱架均以安装完毕步骤五、距离约为m。由于黄土隧道土质松散、承载力仰拱初支综合班到位进行初支拱架安装喷浆班不足在打设锁脚、拱脚垫设混凝土预制块之后已将喷浆准备工作完毕开始喷浆步骤六、约沉降量仍较大沉降速率达到mmd以上。分钟后喷浆完毕同时仰拱初支进尺m按照m日进尺量初期支护封闭成环需要安装四榀拱架完毕步骤七、仰拱初支综合班进d累计沉降量多达cm左右。上述施工方行初支喷射混凝土施工步骤八、开挖下一循环法虽然满足规范要求但初支成环时间过长沉前首先扒渣将仰拱初支回填然后开始正常开降变形量大存在极大安全隐患不能适应黄土挖步骤九、施做仰拱混凝土时使用挖机将回填隧道施工特点。满足规范要求步距示意图如下:渣土挖出然后渣土清理班进行人工清理。上述方法大大缩短了仰拱初支成环时间按照三台阶总长m计算成环时间仅为d比前期缩短d有效的减小了沉降变形。尽管在施做仰拱初支时对掌子面开挖造成了一定干扰但掌子面每天开挖四循环而仰拱初支仅为一次其干扰仅局限于一循环内影响较小另仰拱混凝土为与结束语拱墙衬砌对缝施工每次需浇注m原施工方大跨黄土隧道具有其独特的工程性质施工法仰拱初支需分两次进行开挖(规范规定仰拱初支开挖每循环不得大于m)而现施工方法由中存在着沉降大、变形速率快、容易发生坍塌等于仰拱初支已经成环在施做仰拱混凝土前清渣问题困难较大。施工时应根据其特点采取有效时可一次m开挖到位。通过一段时间运行沉的施工方法循序渐进稳扎稳打保证施工安全。降变形得到有效控制施工进度大大提高且施兰山隧道在采取了初期支护及时封闭成环等方工步距等各方面完全满足规范要求。改进后步距法后隧道施工趋于正常。示意图如下:参考文献夏鹏大跨度黄土隧道洞口浅埋段支护效果研究长安大学,梁建中浅埋黄土隧道洞口段施工技术探讨J山西建筑《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB中华人民共和国铁道部

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