特长隧道施工技术
2022-06-15
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隧道机械与施工技术Tunnel Machinery&Construction Technology鳃枷步龄资得招撇两于粉界倒褪咙靶猛李椒药褚洲茄芥僻尸钾初牌孚豁戮玲照巧冷安影专超撼冷傲灵粼愣滔赚加彩叫呀硒睁埃另囊洪鸽憋双和公路彩虹岭特长隧道施工技术黄经纬,肖海苑,曾新乐(广东省长大公路工程有限公司,广东广州510620)摘要:目前公路隧道施工通常采用无轨运输的方式,有轨运输方式较少,本隧道施工针对客观的实际情况,采用了无轨运输和有轨运输双结合的方式,提高了劳动效率。同时介绍了彩虹岭特长公路隧道开挖、支护、监控量测等施工技术以及机械化设备配套方案。关键词:公路隧道;机械设备;锚喷支护;施工技术中图分类号:U455文献标识码:B文章编号:1000-033X(2005)02-0042-03Cons truction technology of super long tunnel of CaihonglingHUANG Jing-wei, XIAO Hai-yuan, ZENG Xin-le( Guangdong Provincial Changda Highway Engineering Co. Ltd., Guangzhou 510620, China)Abstract: This paper introduces the construction technology of super long tunnel of Caihongling from exca-vating, suppotring and monitoring, gives the machineries schemes. The project adopted trackless and tracktransport according to the practical engineering.Key words: highway tunnel; machineries; bolting and shotcreting; construction technology1工程概况双和公路项目分两期施工,首期投资约6. 1亿元,实施路线和单洞隧道工程,隧道建筑限界:净高5.0 m,行车道宽度2x3.75 m,余宽2x0.25 m,路缘带宽度2x0.5m,检修道宽度2x0.75 m。彩虹岭隧道围岩分类为II (1)平导洞人工风钻开挖,钻孔爆破,1台立爪装梭式矿车、电瓶车有轨运输。距约500 m;隧道内间隔500 m左右设一紧急停车带,碴机装碴,紧急停车带设在双洞单向行车方向右侧。隧道标准断( 2)正洞第一段(K14+582-990段)无轨装运出面采用单心圆曲墙型内轮廓,隧道中线与线路中线重碴,其余采用3台立爪装碴机装碴,梭式矿车、电瓶车有合,结构左右对称。紧急停车带采用三心圆曲墙型二期轨运输出碴。II(I I)类围岩人工台阶法风钻(II类风完善双洞隧道工程。彩虹岭隧道I标段(进口工区)镐),钻孔爆破(人工开挖);W、V类围岩人工风钻或液压钻孔台车全断面钻孔爆破开挖。K14+210-K17+350,隧道施T长2 768 m,平导施T长2 791 m,路基长353.23 in,,( 3)行车横洞人工风钻钻爆,立爪、梭式矿车有轨装运出碴,进入正洞段前20 m及后10 m,采用人工2施工方案及开挖方法的选择2.1施工方案风钻开挖爬高,扩大至标准断面后,再由人工风钻或液压钻孔台车开挖。依照新奥法设计施工原则,结合本工程的具体情 )行人横洞人工风钻钻孔爆破开挖,#( 人工手推况,技术人员针对围岩类型,通过攻关,制定出了n类围岩地段采用中部留核心土的正台阶法施工;;III类围车出碴至平导洞,再由梭式矿车有轨装运出洞外。(80 m)、IQ (323 m)、N(1 145 m)、V (1 220 m),因隧道较长,在隧道右侧设置了疏散通道,同时设计了车行横洞(6处)、人行横洞((6处)及紧急停车带((6处)。车行横洞净宽4m,间距约500 m;人行横洞净宽2m,净高2.2 m,间岩地段采用正台阶法施工;严重风化的围岩采用风镐开挖,必要时采用风钻钻孔,松动爆破;W、V类围岩采用手持风动凿岩机和三臂凿岩台车全断面开挖;隧道进、出口正洞工区,局部地段采用自制多功能台架或台车钻孔,光面爆破,装碴机装碴,自卸汽车出碴,无轨运输,模板台车泵入混凝土模注、衬砌;平导进出口工区、正洞中部采用有轨运输的施工方案。2.2开挖方法&A 尺M &CM 2005牟2匆万方数据隧道机械与施工技术Tunnel Machinery&Construction Technologyqz9i碳毅 . ..V(沟槽、A平层及路y)d2.3 II, I I类围岩段施工方法彩虹岭隧道I标段I I, II类围岩段约占全隧道总长的14.5%,采用微台阶法开挖,施工时用人工开挖或人工风钻钻眼,非电毫秒雷管弱爆破,挖掘机扒碴;对于无轨出碴段,用装载机装碴,自卸车运碴;对于有轨出碴段,用立爪装碴机,电瓶车牵引梭式矿车斗车出碴。台阶长5-8 m,开挖后应紧跟初期支护。初期支护I(全断面t于挖)II(拱墙初期支护)I ll(边墙基础施工)一任I(全断面开挖)一II(拱墙初期支护)--111(边墙基础施I:)设置钢格栅(n类)、锚杆、挂钢筋网及喷射混凝土支护,锚杆尾端与钢拱架(n类)或钢筋网焊接,并进行注浆锚固。开挖预留变形量按II类围岩15 Cm, III类围岩10 cm考虑,在施工中通过量测资料积累分析再对预留量作调整。II、班类围岩段施工方法见图1,图20I -- N(一次衬砌)一V(沟槽、调平翩瓤)图3W、V类围岩段施工方法 渊_ lgjs・,超前小缪___I(弧形呀坑)f挖).行横洞、6处人行横洞,平导共有4处避车道,均存在过渡断面。这些断面变化处有的断面尺寸相差不大,直接过渡即可;有的断面尺寸相差大,需采取技术措施才能实现过渡。将这些断面过渡分为2类:一类是由大断面过渡到小断面,过渡比较容易;另一类是由小断面过渡1 1071期支护)姗〔一几次衬砌)III(核心上开挖)VNA1 14及路[w)到大断面,过渡难度比较大一些。大断面过渡到小断面,常规的作法是将大断面全部施作到设计位置后封,N(下台阶开挖)V(F台阶及仰拱初期支护)根据量测情况决定VI(仰拱及边墙从础施工)填混施工、「(弧形`}坑开挖)--11(初期支护)--111(核心上开挖) ̄叭下台阶开挖)端,再破口进入小断面施工,初支封端采用单层喷混凝土支护,并设置系统锚杆。平行导坑I I类围岩采用台阶法人力开挖,IQ类围岩以上采用全断面法开挖,液压钻孔台车或风钻钻眼,非电毫秒雷管爆破,立爪装碴,梭矿有轨运输出碴,初期支护紧跟施工面。2.6出碴施工方法‘一‘V(FI"PR1"A M1}})一卿tf,6tiA*d%T)一嘛mnfgj)-姗(一I 次洲)-VIV(f9横及t8 19)图1n类围岩段施工方法 I(胎阶开挖)III]台叮初期支护)VII仁次衬砌)III( F台阶开挖)W(卜台阶初期支护)V( 仰拱及边墙琴础施L姗(沟槽及路面)VT(允填9凝土扣:)s00-800 ,根据量测情况决定I ( I:"VNPI(熏oF m `RtfJfi#}s I J}()I-}_n ¥'R)Vi-1W}(-1JVM)n(辑i 1#} fP#a }41lI)}itl}V}j(NG}l }t)tf1R )R}M )ff M) 图2m类围岩段施工方法 2.4 IV, V类围岩段施工方法 本隧道属于特长隧道,出碴速度对隧道的施工进度影响较大,因此出碴方法的选择十分关键。经过比较决定,隧道正洞从SK14+582-SK14+990段采用装载机装碴,汽车运输出碴;正洞SK14+990-SK17+350段及平行导洞的出碴方法均采用立爪装碴,电平车牵引梭式矿车有轨运输出碴。出渣与运输严格按照《公路隧道施工技术规范》JTJ 042-94中的有关规定施工。正洞内有轨运输线均布设双线,装碴段均布置为三线;平行导洞内除装碴和会车段布置成双线外,其他地段均布设成单线。彩虹岭隧道N, V类围岩段约占全隧道总长的85.5%,采用全断面法开挖,人工风钻或凿岩台车钻眼,非电毫秒雷管爆破,立爪或装载机装碴,无轨(洞口段)或有轨运输出碴。初期支护:N类围岩采取系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土,V类围岩采取局部锚杆、喷射混凝土。开挖预留变形量按W类围岩5 cm, V类围岩10 cm考虑,施工中根据量测资料进行调整。W.V类围岩段施工方法见图302.5隧道变断面过渡段和平行导坑施工方法彩虹岭隧道I标正洞共有6段紧急停车带、 6处车3机械化施工机械设备选用机械化施工机械设备的选用具体如表1 所示。4大型机械化设备配套方案( 1)钻爆作业线隧道通过主洞、隧道平导和行车横洞开展多个工作面开挖,采用三臂台车和风动凿岩机配合施工,光面控制爆破,非电毫秒起爆。 (2)装运作业线采用无轨运输和有轨运输方案,主洞工作面2台装载机同时装碴(斗容量2 m3),反铲配合,20 t自卸汽车出碴运输;通过平导洞开展工作面出峭昏 尺M &CM 2005拿2月万方数据擎攘象翁黔隧道机械与施工技术TunneIMachinery&Construction飞chnology抖涂于半姆匆采紧毋寺贫笼漪霓杀任贾派李粼岁澡欲资份派卯资藻扭针梦井补叨豁级流必聪然盗熟厉杀嗽双脚异空翻砚淤扮斑狱局卡汾穿娜李万方数据表1施工机械设备选用表2隧道结构支护参数序号设备名称规格型号主要工作性能指标围岩类别超前支护初期支护二次衬砌支护工程施工设备l混凝{喷射机TK961拱部超前小导管,拱墙系统锚杆L=35m,间距拱墙40cm,仰拱L=35m,环向间1.omxl.om;拱墙钢筋网1540cm,C25、56钢2一注浆泵CZJ一30Ca35MPl距0.4m,每2.25cmxl5Cm;钢架。刀sm一榻;筋混凝土。3真空泵MC一2m设置一环。拱墙喷混凝土20cm。土石方施工专用设备拱墙系统锚杆L=3.om,间距拱墙35cm,仰拱l挖掘机PC220一61.omV斗Il10mxl.om;拱墙钢筋网1535cm,C25、56混cmxlscm;拱墙喷混凝土ZC凝土。2装载机ZLI二一50.3omV斗Clllo3推土机T180160kw!拱墙锚杆L二Zjm,间距1.2拱墙35一40cm,4压路机飞212B120kwVImxl,Zm;拱部局部钢筋网C25、56混凝土,开挖施工专用设备必6,5@120xlZ,喷混凝土10-铺底>IOcmC1515cm。混凝土。l三臂台车Boomer353E局部锚杆L=2.sm,喷混凝土拱墙30一35cm2凿岩机7655V10一15cmoC25、56混凝土,3电动空压机20m3铺底>10cmC15混凝土。4轴流式通风机5内燃空压机25m3.52喷射混凝土施工6电动立爪装渣机】2一80喷混凝土采用TK96 1混凝土喷射机,压力为0.2-7电力装岩机2一20L02m30.4MPa。水泥采用425#普通硅酸盐水泥,砂率控制在四出碴设备05%,含泥量蕊53%。粗骨料采用规格为7一巧mm的碎l自卸汽车5t2自卸汽车10t石,经试验选用石灰岩的各项指标均达到设计要求的3一CDXI,一2.5碎石。经现场试验,最佳掺量为水泥用量10%,3min初4一梭式矿车电瓶车2耐凝,6min终凝,而且可大量减少回弹量。水灰比过大、五一混凝土施工设备过小都会使混凝土回弹量增加,浪费大量的材料,经现l混凝土输送泵HBT60场多次试验确定,水灰比为0.74的混凝土喷射效果最2一混凝土搅拌机75012乃m3lh佳。喷射混凝土后为缩短围岩的暴露时间,防止围岩进3混凝土衬砌台车一10m衬砌拱架(套)一自‘自‘」”一步风化,必须先初喷混凝土3一scm后再封闭围岩;4待钢格栅及钢筋网安设好后,再喷混凝土10一12Cm;碴段,采用有轨出碴,用立爪装碴机,电瓶车牵引梭矿最后在下一循环喷射混凝土时分2次喷射至设计厚度。斗车出碴。.53注浆)3( 装锚作业线每个工作面配备1台多功能作业在初喷混凝土封闭围岩后按设计布设锚杆和注 台架、2台湿喷机同时喷混凝土,风动凿岩机打锚杆眼。浆,锚杆孔位误差控制在《公路隧道施工规范》规定的 件)衬砌作业线洞外设混凝土自动计量拌和站误差范围之内。钻进采用7655手持式风动凿岩机凿孔生产混凝土,采用2台自行可调式整体钢模板台车衬并清孔,应沿径向进行钻孔,确保锚入稳定岩层的深砌,1台60m狐混凝土输送泵、3辆6耐混凝土运输车泵度。注浆通过快速注浆接头将锚杆尾端和CzJ一30Ca注送混凝土入模。浆机连接。开动机器压注1:1水泥浆,掺水泥用量3%的 )s(路面作业线混凝土路面通过混凝土自动计04Be的水玻璃,为了保证锚固质量及改良围岩结构,量拌和站生产混凝土,3台混凝土运输车进行作业。注浆终压必须达到0.SMPa。.54挂钢筋安设钢格栅1锚喷支护参数 钢筋网片采用少6.5圆钢,除锈处理后按设计加工n类采用锚、网、喷混凝土结合钢格栅作初期支 成网片;挂设时网片必须随受喷面的起伏铺设,与受喷护,11、W类采用锚、网、喷混凝土作初期支护,V类采面间留有3cm作为保护层,网片与系统锚杆焊接牢固,用局部锚杆、喷混凝土初期支护。隧道在不同围岩段的确保喷射混凝土时不移动。钢筋除锈后按设计要求分结构支护参数见表2。( 下转第57页)峭卜 RM占CMZO口5拿2匆5锚喷支护.5设备管理与维修技术Equipment Management&Maintenance Technology思辰肠呀梦准班分髻资谈多当奥塞趁决讼彭沁汾璐芳脸豁撰鹅扮必旅缓绍给东铆半}?MCN度为9时,表示前者比后者极端重要;标度为2,4,6,8时,为上述两个相邻判断的中间情况,表示后者比前者重要的情况。4.2计算权重明技术状况水平就越差。鉴定结论一般分为四类:完好一类(储备小时)50%,得分)80);完好二类(储备小时妻20%,得分)70);完好三类(得分)60);待修、待报废(得分<60或某一大项评判为低劣)。否决项为:静态检查中有三劣项或动态检查中有一劣项即判为总得分<6006结语A, 分项指标的权重计算公式为:WAe(l =1)l ay告郭a(n}4告根据此公式的计算结果可构造出子目标的权重向 量WA-(WA IXA2v * * *,WA.) o4.3最终评价指标权重的计算 我们邀请多位专家为本评价模型评价指标打分,先分别计算专家确定的子目标层各因素的比率标度,应用特征向量法的两两比较方法求出所对应的子目 (1)针对现阶段工程机械装备技术状况评价现状,本文从精确化管理这一思想出发,在构建工程机械装备技术状况综合评价指标体系的基础上,由专家给出相应指标所对应的权重,在定性评审的基础上适当引进定量分析,使评价内容更加科学化以及评价结果更加精确化。在评价方法上首次将属性综合评价理论应用于工程机械装备评价领域,构造了一个完整、有效的工程机械装备技术状况评价系统。另外本方法也为其他领域的管理评价工作提供了有益的参考。标层评价指标的权重,然后计算指标层各因素的比率标度,求出所对应的指标层评价指标的权重,最后运用计算机编程统计相应层次的分项权重值以获得最终权重值。L7最终检查结果的确定工程机械装备技术状况检查方法主要分为静态检 查与全动检查两种,根据检查方法的不同,经20位工程机械装备领域的专家进行论证分析,每项所占的比例如下:静态,管理情况占60%,配套情况占40%;全动检查,管理情况占10%,配套情况占10%,动态检查占80%。在未作全动检查时,应全面了解机械的实际技术状况,特殊情况下可根据实际情况直接判定。模型分值计算公式为:综合评分结果=I(各指标分值X所对应权重),各项目检查均需按当量分数折算后再按上述比例系数计算总得分。本模型设定总分为100分,分值越高说明工程机械装备技术状况就越好,反之分值越低说(上接第44页) (2)在具体的评价过程中有一些细节问题对评价结果具有重要的影响。如子目标层与指标层范围的确定、属性集的划分、如何使比率标度的确定更加科学、采用何种识别准则(置信度准则、代价准则等)以至于算法的优选与改进等问题,这些还有待于我们在后续的工作中进一步探讨。参考文献:[1」许树柏层次分析法原理[M].天津:天津大学出版社,1988.[2」张德麟.液压工程机械结构使用与维修【M].北京:金盾出版社,1994. [3]刘文奇一般变权原理与多目标决策【J].系统工程理论与实践,2000, 20(3):36-39.仁4]冯中朝,李强.科研项目评估中专家权重确定的方法与模型[J].科技管理研究, 2000,20(4).28-32.收稿日期: 2004-07-21[ 责任编辑:林荣安〕5.5监控量测节加工成型,钢格栅分节间通过钢板用螺栓联接。钢格栅严格按设计间距架立。为充分发挥钢格栅的承载能力,首先要求钢格栅必须垂直且与线路方向垂直;其次,架立拱部钢格栅时,严格控制左、右拱脚标高,以防拱架偏斜,影响与边墙钢格栅架的圆顺连接或侵入衬砌厚度。为方便拱部钢格栅与边墙钢格栅的连接,在拱脚连接处铺不小于20 cm厚的粗砂或石屑。边墙钢格栅底部必须置于基岩上,以防下沉变形。 初期支护完成后,在拱顶、拱脚及边墙的内轨顶面标高处埋设测点,进行拱顶下沉和水平收敛量测。量测频率开始6h观测1次,然后根据变形量的减小而减小量测频率,即12 h,24 h,48 h,72 h,168 h,根据量测结果及时调整工序及预留变形量、开挖进尺等,便于指导施工,确保施工安全。量测点每隔Sm布设1组。收稿日期: 2004-06-21〔责任编辑: 林通〕尺M&C从2005牢2匆万方数据