1-12--穿越滑坡群地段隧道施工變形控制工法交流材料

1、2014年3月 穿越滑坡群地段隧道施工工法1工法產(chǎn)生的背景1工法特點(diǎn)2工藝原理3關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝要點(diǎn)4工程應(yīng)用情況5社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益62工法產(chǎn)生的背景1工法特點(diǎn)2工藝原理3關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝要點(diǎn)4工程應(yīng)用情況5社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益631.工法產(chǎn)生的背景1.1 工程背景 重慶奉節(jié)至巫溪高速公路E1合同段位于長(zhǎng)江北岸，三峽庫(kù)區(qū)上游。管段內(nèi)滑坡體分為前后兩級(jí)三個(gè)板塊組成，整個(gè)滑坡長(zhǎng)約480m、寬約365m，合計(jì)175200。 孫家崖特長(zhǎng)隧道（3255m）在滑坡體中部穿過(guò),滑坡影響隧道406.6m。 復(fù)雜的地質(zhì)情況，嚴(yán)重制約著隧道施工平安，總結(jié)研究該類工法對(duì)施工、設(shè)計(jì)均有重要指導(dǎo)意義。4大坪滑坡群全

2、景照片51.工法產(chǎn)生的背景1.2 技術(shù)背景 滑坡作為一種主要地質(zhì)災(zāi)害，由于其多樣性、多變性和復(fù)雜性，一直是世界各國(guó)研究的重要地質(zhì)和工程問(wèn)題之一。 在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)選線上，隧道、橋梁等結(jié)構(gòu)物大局部采用的繞避方案，但是隨著公路、鐵路等基礎(chǔ)交通設(shè)施建設(shè)的快速開(kāi)展，受到地形地理?xiàng)l件限制，隧道結(jié)構(gòu)物不可防止要穿越滑坡體等特殊地層，如何平安穿越滑坡體，是設(shè)計(jì)、施工單位面臨的新課題。 6大坪滑坡群剖面圖71.工法產(chǎn)生的背景1.3 技術(shù)水平 在滑坡體隧道施工中，我們利用全環(huán)系統(tǒng)注漿導(dǎo)管固結(jié)周邊土體，以碗扣式鎖腳導(dǎo)管、加長(zhǎng)系統(tǒng)錨桿（管）、縱向連接鋼帶、仰拱群樁加強(qiáng)洞身，極大的改善了滑坡群隧道的受力條件，提高隧道的承

3、載能力和穩(wěn)定性。該工法豐富了我國(guó)隧道穿越滑坡體和軟弱圍巖的施工技術(shù)，取得了較好的社會(huì)效益和實(shí)用價(jià)值。 三峽庫(kù)區(qū)滑坡群地段隧道施工技術(shù)研究經(jīng)河南省科技廳和中國(guó)中鐵股份公司專家委員會(huì)鑒定，到達(dá)了國(guó)際先進(jìn)水平，并榮獲2013年中國(guó)施工協(xié)會(huì)科技創(chuàng)新二等獎(jiǎng)。8工法產(chǎn)生的背景1工法特點(diǎn)2工藝原理3關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝要點(diǎn)4工程應(yīng)用情況5社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益692.工法特點(diǎn) 2.1 質(zhì)量、平安方面 2.1.1 采用洞外地表注漿、抗滑樁加固和洞內(nèi)強(qiáng)支護(hù)等措施，到達(dá)聯(lián)合支護(hù)的效果。 2.1.2 隧道洞內(nèi)施工綜合應(yīng)用了碗扣式鎖腳導(dǎo)管、系統(tǒng)錨桿（管）加長(zhǎng)、鋼拱架、仰拱群樁加固、初期支護(hù)快速封閉等“強(qiáng)支護(hù)方式，減少了滑坡

4、體位移對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的破壞。 2.1.3 采用了型鋼拱架和格柵鋼架的交錯(cuò)布置，形成組合受力體系，到達(dá)了最正確受力效果。鋼帶連接拱架改變受力接觸面積，保持隧道整體剛度，控制變形。 2.1.4 仰拱增設(shè)的鋼管樁加固抑制滑坡開(kāi)展，增強(qiáng)隧道的抗剪能力和提高承載能力，改變周邊的受力條件，保證隧道平安。102.工法特點(diǎn) 2.2 工期、進(jìn)度方面 采用收斂量測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以準(zhǔn)確掌握隧道在滑坡體中的受力狀態(tài)，保障施工平安，縮短了工程建設(shè)周期。2.3 節(jié)約本錢(qián)、經(jīng)濟(jì)效益方面 該工法可減少隧道變形帶來(lái)的次生危害，防止了工程重復(fù)建設(shè)，有較好的經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)效益。11工法產(chǎn)生的背景1工法特點(diǎn)2工藝原理3關(guān)鍵技術(shù)

5、創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝要點(diǎn)4工程應(yīng)用情況5社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益612 通過(guò)隧道洞外頂部地表注漿和抗滑樁施工，隧道洞內(nèi)應(yīng)用碗扣式鎖腳導(dǎo)管、系統(tǒng)錨桿（管）加長(zhǎng)、鋼拱架、仰拱群樁加固，通過(guò)洞內(nèi)外聯(lián)合加固的方式，改變隧道受力結(jié)構(gòu)體系，提高隧道的抗剪和抗滑能力，到達(dá)控制隧道變形和抑制滑坡蠕動(dòng)的目的。3.工藝原理13工法產(chǎn)生的背景1工法特點(diǎn)2工藝原理3關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝要點(diǎn)4工程應(yīng)用情況5社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益6144.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝操作要點(diǎn) 4.1.1 傳統(tǒng)的施工理念是“先治理滑坡，再進(jìn)行隧道施工本工法提出了“洞、內(nèi)外綜合治理的方案，提前了施工工期。 4.1.2 采用下斜式錨管代替?zhèn)鹘y(tǒng)鎖腳錨桿，實(shí)施效果良好。

6、4.1.3 采用碗扣式雙錨管鎖腳代替單鎖腳，實(shí)施效果良好。 4.1.4 鋼拱架與格柵間隔布置，取長(zhǎng)補(bǔ)短，實(shí)施效果良好。 4.1.5 采用仰拱群樁加固技術(shù)，作為洞內(nèi)抑制滑坡位移的主要手段，實(shí)施效果良好。4.1 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)154.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝操作要點(diǎn) 4.2.1 通過(guò)施工，總結(jié)出了滑坡群地段隧道施工的總體思路和方法。 4.2.2 總結(jié)出了滑坡群地段隧道變形控制基準(zhǔn)。 4.2.3 在滑坡群地段隧道施工方面，提出了多項(xiàng)革新措施，具有創(chuàng)新性、先進(jìn)性和實(shí)用性。4.2 解決的技術(shù)難題164.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝操作要點(diǎn) 4.3.1 隧道洞外地表注漿 4.3 施工工藝操作要點(diǎn)導(dǎo)管采用50m

7、m無(wú)縫鋼管，間距為1.5m1.5m，導(dǎo)管長(zhǎng)度根據(jù)地形確定，從地表沿隧道周邊輪廓設(shè)置 。174.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝操作要點(diǎn) 4.3.2 隧道開(kāi)挖方案 4.3 施工工藝操作要點(diǎn) 施工方法 采用CD法+臨時(shí)仰拱法 。 上側(cè)壁采用人工+風(fēng)鎬開(kāi)挖，每循環(huán)進(jìn)尺0.5m；下側(cè)壁采用PC100挖掘機(jī)+風(fēng)鎬開(kāi)挖，每循環(huán)進(jìn)0.81.0m。 施工要點(diǎn) 開(kāi)挖原則應(yīng)當(dāng)是先護(hù)后挖、縮短進(jìn)尺 ,減少對(duì)圍巖的擾動(dòng) ； 左右導(dǎo)坑間距不得大于10m； 臨時(shí)支撐在二次襯砌澆筑前撤除；臨時(shí)仰拱18 施工要點(diǎn)（1） 鋼拱架與格柵間隔布置。 型鋼鋼架架設(shè)后能立即受力 ,控制圍巖變形 ,增加結(jié)構(gòu)的剛度，在前期效果明顯，不易出現(xiàn)鋼架扭

8、曲等現(xiàn)象，但是型鋼拱架易與噴砼剝離，相互粘結(jié)性差。為防止此種弊端，在鋼拱架之間間隔布置格柵拱架。格柵拱架與混凝土結(jié)合好，鋼筋全部被混凝土包裹，在后期受力效果較好。 4.3.3 隧道初期支護(hù)方案 施工方法 支護(hù)組合體系：型鋼鋼架（格柵鋼架）+超前導(dǎo)管+徑向注漿導(dǎo)管+鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土。 鋼架：采用25A工字鋼與4根主筋格柵間隔設(shè)置，間距50cm。 超前支護(hù)：采用50注漿小導(dǎo)管，長(zhǎng)度為3.5m，環(huán)向間距為40cm，縱向間距為150cm。 網(wǎng)片：8鋼筋，格距為15cm15cm，拱墻設(shè)置。 噴射混凝土：厚度為31cm，C25早強(qiáng)混凝土。19 施工要點(diǎn) 下斜式錨管代替?zhèn)鹘y(tǒng)鎖腳錨桿 本工法將鎖腳錨桿的施

9、作角度由0改變?yōu)?530，使鎖腳錨管產(chǎn)生上托作用，提高其承載能力，不僅起到鎖定拱架的作用，更能形成一個(gè)新的承載平臺(tái)，增強(qiáng)抗拉、抗彎及抗剪能力。 4.3.3 隧道初期支護(hù)方案 工藝圖形20 施工要點(diǎn) 加強(qiáng)型工字鋼連接 改變傳統(tǒng)的鋼架連接采用的鋼筋焊接的方式，在鋼拱架連接鋼筋之間增焊一道寬100mm、厚5mm鋼帶，見(jiàn)右圖所示。作為加強(qiáng)連接措施，可以有效的提高初期支護(hù)的整體剛度和強(qiáng)度。 4.3.3 隧道初期支護(hù)方案 工藝圖形21 施工要點(diǎn) 仰拱施工前預(yù)加固 先增加中部橫向支撐與下斷面初期支護(hù)之間的斜向支撐，完成后撤除下斷面?zhèn)缺谂R時(shí)支撐，為仰拱施工創(chuàng)造條件，每次撤除長(zhǎng)度不得大于5m。增加群樁抗滑基礎(chǔ)

10、仰拱強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)的85%后，在仰拱上方實(shí)做鋼管樁群，提高隧道的承載力和抗剪力 4.3.4 仰拱施工方案22 因?yàn)樗淼琅潘疁显O(shè)置在隧道中部，將仰拱填充分為兩局部，本工法通過(guò)分部施工，及時(shí)貫穿全副路面，起到了較好效果。 施工步驟： 實(shí)施仰拱局部實(shí)施仰拱填充局部實(shí)施中心水溝局部實(shí)施路面底基層填充連接為整體。 4.3.5 中心水溝、路面施工方案施工要點(diǎn)23 滑坡群隧道應(yīng)力監(jiān)測(cè)主要包括地表監(jiān)測(cè)、滑坡內(nèi)部深孔測(cè)斜監(jiān)控、隧道收斂、沉降、壓力、鋼筋應(yīng)力、混凝土應(yīng)力、錨桿軸力等。觀測(cè)頻率見(jiàn)工法 4.3.6 量測(cè)及應(yīng)力監(jiān)測(cè)方案施工要點(diǎn)2425工法產(chǎn)生的背景1工法特點(diǎn)2工藝原理3關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝要點(diǎn)4工程應(yīng)

11、用情況5社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益626 5 工程應(yīng)用情況 孫家崖隧道2010年3月25日開(kāi)工，2012年9月30日竣工，滑坡地段施工工期提前3個(gè)月。施工期間無(wú)平安質(zhì)量事故發(fā)生，受到監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主單位及地方政府的高度評(píng)價(jià)。27工法產(chǎn)生的背景1工法特點(diǎn)2工藝原理3關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與施工工藝要點(diǎn)4工程應(yīng)用情況5社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益628 6 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益 6.1 直接經(jīng)濟(jì)效益 根據(jù)傳統(tǒng)的施工方法比照，在采用本工法施工時(shí)，僅隧道變形增加的二次補(bǔ)強(qiáng)、撤除重建等費(fèi)用，就節(jié)約投資約120萬(wàn)元。 6.2 工期效益 孫家崖隧道滑坡影響地段長(zhǎng)度為330m，根據(jù)業(yè)主及設(shè)計(jì)單位指導(dǎo)性工期預(yù)計(jì)施工時(shí)間為11個(gè)月，采用該工法后實(shí)際工期為8個(gè)月，提前工期3個(gè)月。296.3 社會(huì)（間接）效益 孫家崖隧道成功成功穿越滑坡體施工，不僅為我國(guó)滑坡群地段隧道建設(shè)提供了借鑒依據(jù)，同時(shí)為三峽庫(kù)區(qū)沿線結(jié)構(gòu)物