隧道進(jìn)洞預(yù)案

嶺上隧道進(jìn)口60米暗洞施工預(yù)案209國(guó)道鄉(xiāng)寧境內(nèi)改線工程第二合同段嶺上隧道進(jìn)口處為一呈臺(tái)狀黃土斜坡，傾向北，總體坡度為25～30°。在距進(jìn)口約130米處發(fā)育多條黃土沖溝，沖溝切深20~40m，呈“V”字型溝。沿黃土斜坡發(fā)育多處滑坡，造成進(jìn)口段地形、地貌環(huán)境復(fù)雜。隧道區(qū)內(nèi)（K4+735~K4+795段）出露地層主要為第四系中、上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土及全新統(tǒng)洪積、殘積、坡積碎石土。在該地段施工時(shí)，項(xiàng)目部需要克服較多的技術(shù)難題和安全隱患。項(xiàng)目部延請(qǐng)公司有經(jīng)驗(yàn)的專家、領(lǐng)導(dǎo)，共同研究確定專項(xiàng)施工預(yù)案，確保該段施工的質(zhì)量和安全。洞內(nèi)開(kāi)挖支護(hù)在煤系地層施工中，由于圍巖巖體松散，遇水膨脹變形，自穩(wěn)性差，容易造成冒頂、片幫，甚至塌方。為降低圍巖擾動(dòng)，減少破壞，在該段煤系地層施工中采用核心土法，七步開(kāi)挖支護(hù)，開(kāi)挖時(shí)人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖。遵循“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的新奧法施工原則，開(kāi)挖前對(duì)圍巖進(jìn)行超前支護(hù)預(yù)注漿加固和止水，開(kāi)挖后及時(shí)支護(hù)，盡早封閉成環(huán)，二次襯砌及時(shí)跟進(jìn)。主要施工步驟：監(jiān)控量測(cè)監(jiān)控量測(cè)超前支護(hù)注漿核心土法封閉成環(huán)施作二襯1、超前支護(hù)在隧道開(kāi)挖之前，首先要對(duì)環(huán)向開(kāi)挖范圍內(nèi)土體進(jìn)行超前小導(dǎo)管預(yù)注漿，漿液采用水泥漿，進(jìn)行超前支護(hù)、預(yù)加固地層和止水，根據(jù)核心土法施工步驟進(jìn)行。超前導(dǎo)管采用Φ50*5mm小導(dǎo)管，管壁梅花型鉆眼，孔徑10mm，孔距15cm，尾端100cm不打眼。用YT－28型風(fēng)鉆配備Φ60鉆頭成孔，然后將超前導(dǎo)管頂入，并將小導(dǎo)管焊接在初支拱架上；安設(shè)完畢后在開(kāi)挖面噴射15cm厚C25混凝土作為止?jié){墻，注漿設(shè)備ZYB70/80D雙液注漿機(jī)，注漿參數(shù)如下：水泥漿水灰比：1:1，當(dāng)每孔注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量或者達(dá)到80%設(shè)計(jì)注漿量并終壓穩(wěn)定一段時(shí)間時(shí)可以結(jié)束注漿。超前小導(dǎo)管施工工藝流程拱腳，以一定時(shí)間差按同樣方法進(jìn)行支護(hù)。第④步核心土開(kāi)挖：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，中部核心土不宜過(guò)長(zhǎng)，一般為3～５m，防止上導(dǎo)掌子面發(fā)生倒塌。第⑤、⑥步：完成中導(dǎo)后，分段左右開(kāi)挖馬口，以一定時(shí)間差作邊墻支護(hù)。第⑦步：使用挖掘機(jī)將下臺(tái)階核心土挖除，完成初支仰拱封閉。仰拱及二次襯砌仰拱施工七步開(kāi)挖支護(hù)完成后，要及時(shí)封閉成環(huán)，防止圍巖位移變形（拱頂下沉和周邊收斂），破壞支護(hù)結(jié)構(gòu)，侵入襯砌。特別在富水地段，煤系地層圍巖遇水產(chǎn)生形變，造成圍巖失穩(wěn)，所以要盡早封閉成環(huán)，施作仰拱，特別要注意及時(shí)施作拱腳處的矮邊墻。通過(guò)監(jiān)控量測(cè)反映變形速率較快時(shí)，在①②③④步完成后可以采取施作臨時(shí)仰拱提前把初支封閉成環(huán)，施工參數(shù)為：采用I18工字鋼橫向布置，在拱腳處與初支拱架焊接牢固，縱向間距60cm，工字鋼之間用I18工字鋼連結(jié)，橫向間距250cm，噴射30cm厚C20混凝土，這樣可以短時(shí)間內(nèi)封閉成環(huán)，能有效抑制拱頂下沉、周邊收斂。通過(guò)監(jiān)控量測(cè)，圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)變化已趨于穩(wěn)定后，逐榀拆除工字鋼，施作⑤⑥⑦步及仰拱。二襯施工根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果分析，要及時(shí)施作二次襯砌，二襯與仰拱最大距離不超過(guò)30m，為確保二襯的密實(shí)度和外觀質(zhì)量，在臺(tái)車上加設(shè)12臺(tái)附著式振搗器，并在二襯混凝土外留注漿孔，為避免二襯混凝土施工中的收縮裂紋。襯砌澆注過(guò)程中，除嚴(yán)格控制混凝土坍落度外，還對(duì)其拌合時(shí)間、振搗時(shí)間嚴(yán)格要求，為防止混凝土離析，混凝土垂直落距控制在1..2m范圍內(nèi)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)承載能力不夠時(shí)，除應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)初期支護(hù)外，也可修改二次襯砌參數(shù)后提前施作二次襯砌。初期支護(hù)變形預(yù)防措施監(jiān)控量測(cè)隧道監(jiān)控量測(cè)，即使用各種儀器，對(duì)圍巖變化情況及支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)進(jìn)行量測(cè)，掌握圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)信息并及時(shí)反饋，指導(dǎo)施工作業(yè)；通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)的變位、應(yīng)力量測(cè)，修改支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，預(yù)見(jiàn)事故和險(xiǎn)情，作為調(diào)整和修改支護(hù)參數(shù)的依據(jù)，并在復(fù)合式襯砌中，依據(jù)測(cè)量結(jié)果確定二襯施作時(shí)間，以達(dá)到監(jiān)控隧道圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變位與應(yīng)力不超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。隧道開(kāi)挖、施做初期支護(hù)后立即進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)。根據(jù)實(shí)測(cè)位移u與極限位移u0(相應(yīng)規(guī)范值)的關(guān)系,即u<u0時(shí)隧道穩(wěn)定,u≥u0時(shí)隧道不穩(wěn)定。隧道失穩(wěn)的經(jīng)驗(yàn)先兆主要有:(1)根據(jù)開(kāi)挖掌子面狀態(tài)及支護(hù)狀態(tài)觀測(cè),發(fā)現(xiàn)局部巖體坍塌,噴層開(kāi)裂;(2)累計(jì)位移量已達(dá)到極限位移的2/3,且凈空收斂未出現(xiàn)減緩的跡象;(3)每日的位移量已達(dá)到極限位移的10%;(4)洞室變形異常加速,即在施工干擾時(shí)的變形速率加大。隧道基本穩(wěn)定的經(jīng)驗(yàn)判斷依據(jù)有:周邊收斂速率下降或每日位移量小于極限位移的0.5%～1.0%;累計(jì)位移值不超過(guò)極限位移值的80%～90%。隧道監(jiān)控量測(cè)布點(diǎn)如圖所示：完成第①步后及時(shí)埋設(shè)A、B、C三點(diǎn)，實(shí)施監(jiān)控；完成第②③步后埋設(shè)D、E兩點(diǎn)，對(duì)A、D、E實(shí)施監(jiān)控。量測(cè)采用NA2精密水準(zhǔn)儀及收斂鋼尺觀測(cè)拱頂下沉，用收斂?jī)x觀測(cè)周邊收斂。每天采集4組數(shù)據(jù)分析。預(yù)防措施(1)初支拱架連接板位置的高強(qiáng)螺栓必須緊固并保證連接鋼板密貼，必要時(shí)焊接牢固。(2)分部開(kāi)挖施工盡量避免超挖,為了提高地基承載力,在拱腳底部增設(shè)15mm厚30*30cm鋼板或槽鋼,以擴(kuò)大拱腳承載受力面積。(3)嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)尺,循環(huán)進(jìn)尺控制在0.6m(4)嚴(yán)格控制噴射混凝土厚度及強(qiáng)度，禁止出現(xiàn)空洞。(5)分部開(kāi)挖貫通面盡量錯(cuò)開(kāi),錯(cuò)開(kāi)距離控制在3m。(6)加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè),作好信息反饋,發(fā)現(xiàn)沉降速率增大,及時(shí)采取有效措施控制沉降。(7)在煤系地層采空區(qū)加強(qiáng)超前支護(hù)以及加大注漿量，充分固結(jié)圍巖和止水，確保開(kāi)挖面穩(wěn)定。(8)及時(shí)作好隧道排水工作，分段開(kāi)挖汲水坑，用PVC管引出洞外，避免拱腳被浸泡。隧道塌方預(yù)防措施1、圍巖塌方前兆圍巖的變形破壞、失穩(wěn)塌方，是從量變到質(zhì)變的過(guò)程。量變過(guò)程中，圍巖的工程水文地質(zhì)特征及巖石力學(xué)反應(yīng)出一些征兆，這些征兆主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①水文地質(zhì)條件的變化，如干燥的圍巖突然出水、地下水突然增多、水質(zhì)由清變濁（地下水將裂隙填充物沖走）。②頂部圍巖裂縫旁出現(xiàn)巖粉，洞內(nèi)無(wú)故塵土飛揚(yáng)，或不斷掉小石塊、裂縫張大。③支撐壓壞或變形加大，噴射混凝土裂縫剝落。④圍巖或初期噴錨支護(hù)變形。拱腳附近的水平收斂率大于0.2mm/d，拱側(cè)表現(xiàn)為洞頂?shù)嗡恢貌欢▉?lái)回移動(dòng)，表明圍巖在變形。2、隧道塌方的預(yù)防措施①做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，遇到裂隙破碎地帶或巖溶地帶等惡劣地質(zhì)條件，及時(shí)改變施工方案。②監(jiān)控量測(cè)工作，及時(shí)調(diào)整和加強(qiáng)初期支護(hù)。③嚴(yán)格控制爆破裝藥量，減少對(duì)軟弱破碎圍巖的擾動(dòng)。④嚴(yán)格控制開(kāi)挖工序、開(kāi)挖進(jìn)尺。⑤做好防排水措施。3、隧道塌方的應(yīng)急處理隧道塌方是最容易造成安全事故的主要原因，特別是對(duì)坍塌的處理更是危險(xiǎn)作業(yè)。因此只有方案正確、處理及時(shí)、方法恰當(dāng)、組織得當(dāng)、措施得力，才能使塌方應(yīng)急處理順利實(shí)施。處理塌方必須分秒必爭(zhēng)，及時(shí)制定處理方案。處理隧道塌方是一種緊急搶險(xiǎn)，如同打仗一樣，有利的時(shí)機(jī)稍縱即逝。發(fā)生隧道塌方后，項(xiàng)目各級(jí)人員應(yīng)迅速趕到事故地點(diǎn)，詳細(xì)察看塌方情況，檢查塌方初期支護(hù)的損壞程度和影響區(qū)域，分析塌方原因和可能的發(fā)展趨勢(shì)。在掌握情況的基礎(chǔ)上現(xiàn)場(chǎng)確定應(yīng)急預(yù)案，下達(dá)搶險(xiǎn)指令，明確任務(wù)和要求。這種現(xiàn)場(chǎng)辦公，直接指揮處理的方法，保證了搶險(xiǎn)的及時(shí)性，為塌方的處理爭(zhēng)取有利時(shí)機(jī)。前方封堵，后方加固，對(duì)塌方區(qū)形成合圍，是防止塌方惡化的有效方法。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取前方封堵，即噴射混凝土封堵掌子面及塌落面，穩(wěn)定圍巖，防止空頂加大，并對(duì)下一步塌體注漿創(chuàng)造條件，保證注漿效果，同時(shí)還為下一步施工提供安全保障。后方加固，即對(duì)塌體后方未破損的初期支