大断面矩形顶管施工技术
大断面隧道不同开挖方式转换施工方案
1.目的
根据大断面黄土隧道采用CRD法及弧形导坑法施工的特点,确保潼洛川隧道(全长3817米)、高桥隧道进口(729米)和凤凰岭隧道进口(421)由Ⅴ级围岩开挖方式(CRD法)向Ⅳ级围岩开挖方式(弧形导坑法)转换,为其他隧道类似情况提供一些依据。
2. 编制依据
⑴《客运专线铁路隧道工程施工指南》(TZ214-2005)
⑵《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号 ⑶《潼洛川隧道施工图设计文件》、《高桥隧道施工图设计文件》、《凤凰岭隧道施工图设计文件》
3.适用范围
大断面黄土隧道由Ⅴ级围岩开挖方式(CRD法)向Ⅳ级围岩开挖方式(弧形导坑法)转换。
4.施工方案
根据隧道CRD法及弧形导坑法的施工特点(如图1、图2所示),遵循“管超前、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的原则,先在左侧上导坑开挖到Ⅴ级与Ⅳ级分界处,用喷射砼封闭掌子面,将水平支撑同样加到掌子面,收敛点也埋设到掌子面,通过收敛量测,左侧导坑稳定后,开挖右侧导坑,在开挖右侧导坑开挖过程中密切观察左导坑的变化,当右侧上导坑与左侧平起后(即同样到达Ⅴ级与Ⅳ级分界处),同样按左侧方式处理掌子面,在经过施工过程中的量测数据分析后,按表1管理变形等级判断可正常施工,然后进行工序转换的施工,详见工序转换施工工序图(图4)。
表1 变形等级管理
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大断面矩形顶管施工技术 管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ 管理位移 U<U[0]/3 U[0]/3≤U≤2U[0] U>2U[0]/3 施工状态 可正常施工 应加强支护 应采取特殊措施 说明:(1) U——实测位移值;U[0]——最大允许位移值 (2)U[0]的取值目前在国内相应的规范、标准中没有明确的、确切的数据,经查询相关的文献资料及结合本工程实例,在变形初期,拱顶沉降项目,U[0]=10mm/d;水平净空收敛项目,U[0]=8mm/d;浅埋段地表沉降项目,U[0]=10mm/d;在变形稳定期,拱顶沉降项目,U[0]=1mm/d;水平净空收敛项目,U[0]=0.5mm/d;浅埋段地表沉降项目,U[0]=1mm/d
(3)经本工程实例实测情况总结发现,变形基本集中在开挖之后的2~4天内,之后趋于稳定
1.2.5施工要点
(1)在两侧掌子面进到同一里程时,上导坑已经进入按弧形导坑法开挖,而下导坑仍然是用CRD法开挖,同时CRD法与弧形导坑开挖法的分块距离不同,因此在此段采取使用临时中隔壁钢架过渡,保持弧形导坑法的分块核心土高度不变,调整分块的底部开挖台阶高度,使其与
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CRD法的分块高度相同,将弧形导坑的底部开挖高度第二与第三分块合并到CRD法的第②④分块高度同,调整两种开挖方式的仰拱开挖到同一高度,等完全进入弧形导坑法后再进行调整。
⑵临时中隔壁采用Ⅰ25A工字钢,长度为260㎝,间距按设计间距80cm,纵向用Φ42钢管连接,纵向间距1米。为便于拆除,不喷砼,中隔壁底部通长用角钢再连接以防失稳。设中隔壁的纵向长度约10m左右,即完全进入Ⅳ级所需长度。
⑶由于在Ⅴ级与Ⅳ级分界处左右导坑所留核心土的形态不同(图3),所以在转换方案中先开挖右导坑,同时设立临时中隔壁,直到下台阶完全进入Ⅳ级。此时右侧已初步形成弧形导坑的分块形状,随着右
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