隧道口輕型鋼棚洞防護高邊坡施工技術

1、<p>　　隧道口輕型鋼棚洞防護高邊坡施工技術</p><p>　　摘要： 以周家莊一號隧道在施工中遇到的洞口高邊坡防護施工為例，針對隧道洞口邊仰坡陡峭、垂直高度大，機械難到達且刷坡石方量過大，洞口段大面積爆破開挖不利于安全進洞，洞口前接深溝壑，傳統(tǒng)鋼筋混凝土棚洞施作需要大面積地基加固處理，與洞身施工交叉干擾較大，施工難度大等從安全、經(jīng)濟施工的角度，通過經(jīng)現(xiàn)場調查研究與方案比選，確定在隧道口采用輕型鋼棚

2、洞防護確保鐵路運營安全，減少對山體的破壞，同時保護了山體原有的植被，為今后類似洞口防護施工提供一點借鑒。 </p><p>　　Abstract： By taking the high slope protection construction in the tunnel opening of Zhoujiazhuang 1# Tunnel as the example， aimed at the cliffy

3、slope and vertical height of the tunnel opening， the machinery can not reach and the large amount of rock slope， the blasting excavation in the tunnel opening is not conducive to the safety， the gully in the tunnel openi

4、ng is deep， the traditional reinforced concrete shed tunnel needs large area of foundation reinforcement treatment， and the tunnel const</p><p>　　關鍵詞： 洞口；陡峭；機械無法到達；不利于安全；輕型；破壞 </p><p>　　Key word

5、s： tunnel opening；cliffy；machinery can not reach；not conducive to security；light-duty；destroy </p><p>　　中圖分類號：U416.1+4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）32-0142-03 </p><p><b>　　0 引言 </b>&l

6、t;/p><p>　　隨著我國社會發(fā)展及經(jīng)濟建設步伐的不斷加快，鐵路建設里程將逐年增多，而鐵路建設受地形、環(huán)境以及造價等因素的影響，線路常在崇山峻嶺中穿梭，隧道進出口位置常在山體高陡邊坡上，對火車運營安全形成非常大的隱患，因此，隧道口的防護措施極為重要。 </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　中川鐵路ZCTL-S

7、G2標周家莊一號隧道位于蘭州永登縣內，全長2237m，起訖里程HK17+990～HK20+227，隧道洞身縱坡為4‰上坡，6‰的下坡。隧道最大埋深150m，區(qū)內地形起伏較大，溝壑縱橫，自然坡度約30°～60°，山體多基巖出露，植被覆蓋較差。隧道進口端位于咸水河右岸，出口位于周家莊附近一溝谷內，隧道進出口交通不便。 </p><p>　　周家莊一號隧道出口位于山體半坡處，洞門上方仰坡陡峭。坡面為

8、泥巖夾砂巖，由于風化差異，造成砂巖局部臨空，形成層狀危石，人工清理不能徹底消除隱患，對以后運營存在安全隱患。 </p><p><b>　　2 施工方案比選 </b></p><p>　　方案1：采用傳統(tǒng)洞口仰坡防護方案，對邊仰坡進行石方爆坡，進行刷坡。該方案在隧道仰坡防護中最為常見，但山體自然坡度達60°、垂直高度近50m，機械難心到達且刷坡石方量過大，洞

9、口段大面積爆破開挖不利于安全進洞。 </p><p>　　方案2：采用接長混凝土明洞施工。該方案在隧道仰坡防護中較為常見，但山體高坡、坡度較大，需接長明洞長度達20m，隧道出口接深溝壑，傳統(tǒng)鋼筋混凝土棚洞施作需要大面積地基加固處理，與洞身施工交叉干擾較大，施工難度大。施工周期長、與正洞二襯混凝土施工使用同一模板臺車，相互影響，投入費用大。 </p><p>　　方案3：采用洞口輕型鋼棚洞防

10、護方案。結構簡單、自重較輕，對施作地基承載力要求低，溝壑部分采取級配碎石分層壓實后，即可做為棚洞基礎滿足受力要求。如圖1。 </p><p>　　綜合考慮施工安全、質量、工期、成本因素，結合本工程的施工特點，可以看出方案3效果為可行，具有鋼棚洞整體設計為耐久性鋼結構，解決了高陡邊坡開挖難的問題，消除了運營期間的落石隱患，同時增添了一道亮麗的風景線；對于山體坡度較大的洞口段減小了刷坡量，保留了原始的自然地貌，減少了

11、對原山體的擾動；結構簡單、自重較輕，對施作地基承載力要求低，減弱了洞身施工帶來的交叉干擾；相比較隧道洞口段混凝土棚洞施工靈活性增強，縮短了施工工期，減小了投資。 </p><p>　　為保障鐵路運輸?shù)陌踩?，在隧道洞口外接長一道長度24m的鋼棚洞確?；疖嚢踩M出洞，鋼棚洞采用H型鋼梁以隧道外輪廓設計加工拼裝而成，每環(huán)間距3m，每一環(huán)鋼架分割成5個部分進行安裝，每一連接處采用16組高強螺栓進行連接，鋼架間采用Φ102

12、*×4.5斜拉撐桿連接成一整體，鋼架外緣交叉張拉Φ15.2預應力鋼絞線，之后鋪設3/5×60雙絞六邊格柵網(wǎng)和R5/3/300環(huán)形網(wǎng)，棚洞拱部鋼架外緣設6cm滲鋅鋼板。如圖2。 　　3 施工工藝流程及操作要點 </p><p>　　3.1 施工工藝流程（圖3） </p><p><b>　　3.2 操作要點 </b></p><

13、p>　　3.2.1 施工準備 </p><p>　　3.2.1.1 鋼架的加工 </p><p>　　①棚洞鋼架采用H400×220×8×14鋼材焊接而成。根據(jù)H型鋼的結構尺寸翼板采用直條切割機垂直下料，由于腹板為弧形結構并且尺寸較長，加工分割成5個部分進行加工，根據(jù)圖紙尺寸在鋼板上放出腹板的內外弧度，復檢腹板內外弧度的弧長、弦長和弦高，尺寸正確后方可進

14、行下料。 </p><p>　　②H型鋼焊接成型后現(xiàn)場進行組裝試拼，檢查每榀鋼架的垂直度和連接點焊接的精確度；采用熱鍍鋅的工藝對加工的型鋼進行處理，保證其在自然環(huán)境下的耐久性。 </p><p>　　3.2.1.2 施做棚洞頂部山體坡面進行危石清理。為保障施工期間的安全，各項工作準備到位后才能進行棚洞的施工。 </p><p>　　3.2.2 棚洞基礎施工 <

15、/p><p>　　3.2.2.1 測量放樣 </p><p>　　采用全站儀對棚洞基礎進行放樣，放出基礎開挖邊線。 </p><p>　　3.2.2.2 基礎開挖 </p><p>　　采用挖機開挖棚洞基礎，基礎凈空1m×1m×2m，單個基礎通過地梁連接成一整體，保證基礎受力均勻防止沉降，開挖完成后組織工人清除基底虛渣。 &l

16、t;/p><p>　　3.2.2.3 基礎鋼筋綁扎澆筑 </p><p>　?、倩A開挖完成后安裝鋼筋，單排棚洞基礎通過地梁聯(lián)成一整體，基礎鋼筋采用Φ16主筋間距25cm，箍筋采用Φ8鋼筋間距20cm。地梁采用Φ8鋼筋間距20×20cm高度1m貫穿于整個棚洞基礎。 </p><p>　?、谀０灏惭b前打磨除銹并涂刷隔離層，安裝豎直、接縫嚴密。 </p>

17、;<p>　?、垲A埋件安裝前提前在預埋件上畫好十字中心線，測量人員放出每塊模板4個角的標高，計算出每個角到預埋件的高差確保安裝預埋件時能精確的控制安裝面的水平，測量放出第一個和最后一個預埋件的中心點調平固定，采用拉通線同預埋件十字絲重合，線上每3m做一點確定出其余預埋件的中心點調平固定，最后測量放樣復合每個預埋件的中心點和水平度，確保安裝符合要求后進行砼澆筑。 </p><p>　?、芑炷翝仓ＷC

18、連續(xù)不間斷，按照設計要求振搗密實，拆除模板灑水養(yǎng)護，強度達到100%后進行鋼架的安裝。 </p><p>　　3.2.3 棚洞鋼架安裝 </p><p><b>　　鋼架的安裝： </b></p><p>　　鋼架通過加工廠統(tǒng)一加工，出廠前對每一榀鋼架的垂直度、焊接質量、耐久性進行嚴格的把控，每榀鋼架加工成五組便于加工、運輸和安裝，吊車配合安裝

19、，鋼架安裝圖見圖4。 </p><p>　?、傧劝惭bF1節(jié)鋼架，F(xiàn)1底面坐在預先安裝的預埋件上，每個預埋件有6組螺栓，每組2個，調節(jié)F1鋼架的垂直度、水平度。 </p><p>　?、贔2、F3為了便于安裝事先在地面上拼裝調平，然后采用吊車于F1拱架進行連接，所有的連接點均有12組高強螺栓四個面每側進行連接，每一連接點必須進行調平否則拱架之間的支撐桿無法進行連接，隧道洞口相鄰的一榀鋼架焊接

20、的鋼板連接片采用植筋于洞門砼相連接成一整體，增加棚洞的整體受力，F(xiàn)2、F3于F1連接見圖5。 </p><p>　　③由于拱架頂距內軌面的高度為8.8m，一榀鋼架安裝完成后晃動幅度較大存在安全隱患，必須立刻安裝相鄰的另一榀鋼架，兩榀鋼架安裝到位后及時進行鋼架之間的支撐安裝，支撐桿采用102×4.5鋼管制成，連接處采用1組高強螺栓進行連接，所有鋼架進行調平保證了支撐桿連接處處于同一直線上，支撐桿的安裝才能

21、順利完成。撐桿連接節(jié)點圖見圖6。 </p><p>　　3.2.4 拱架外側防護網(wǎng)的安裝 </p><p>　?、黉摷芡饩壊捎弥睆綖棣?5.2鋼絞線兩兩相互交叉進行連接，交叉于鋼架外側焊接的U型扣件鋼板內側，鋼絞線采用收緊機拉緊后端頭用端頭錨具扣件進行扣接，鋼絞線外緣的安裝見圖7。 </p><p>　?、阡摻g線安裝完成后鋪設型號為3/50×60雙絞六邊格

22、柵網(wǎng)和R5/3/300環(huán)形網(wǎng)進行滿鋪，雙絞六邊格柵網(wǎng)固定采用U型扣件加固，U型扣件用螺栓上緊，外側環(huán)向采用鋼絞線間距5m設置一道進行二次加固處理，環(huán)形網(wǎng)采用U型扣件加固牢固。如圖8。 </p><p><b>　　4 結束語 </b></p><p>　　輕型鋼棚洞的施做減少對山體的破壞，同時保護了山體原有的植被，與傳統(tǒng)的隧道棚洞相比，不僅結構簡單自重輕，對地基承載力

23、要求較低，整體線型美觀、采光充足，觀賞性強，且減小了對洞身施工帶來的交叉影響，節(jié)約了投資，消除了高陡邊坡頂部危巖、浮石帶來的安全隱患，保證了鐵路建設與運營的安全；降低了施工難度，加快了施工速度，為今后類似洞口邊坡的施工提供一點借鑒。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]顏離園.隧道洞口邊仰坡穩(wěn)定性分析及相關支護措施的合理性研究