随着国内山区高速公路建设规模逐步加大,大断面、大跨度特长隧道也逐渐增多,这类工程项目施工技术难度大、安全风险高。那么京新高速公路建设过程中都有哪些技术上的问题呢?中达咨询通过资料整合对京新高速公路技术难题作了如下介绍:
京新高速公路技术难题――施工难点
随着国内山区高速公路建设规模逐步加大,大断面、大跨度特长隧道也逐渐增多,这类工程项目施工技术难度大、安全风险高。中交承建的京新高速公路金盆湾隧道就是全程Ⅴ级软弱围岩大断面特长隧道,由于工程规模大、地质条件差、成洞困难,该项目被交通运输部评为“公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估试点项目”,施工安全总体风险等级被评定为Ⅳ老改级(极高风险),施工难度被鉴定为全国第三。
半断面中隔壁法增大施工空间施工过程中,隧道初期支护施工完成后,常出现开裂、掉块、拱架变形、仰拱底鼓、塌方冒顶等病害,向深埋段深入后,更频繁出现过大沉降,拱架变形带来的换拱危险,使施工安全风险加剧,工期受到影响,原设计中单纯的中隔壁法(CD法)、三台阶法已不能满足施工要求。
京新高速公路技术难题――解决方案
施工方高度重视金盆湾隧道的建设,从施工初期就对隧道施工难题全面跟踪,对全程Ⅴ级围岩大断面隧道的开挖方法比选优化、初期支护大变形治理措施进行了专题立项研究,并取得了丰硕成果。
在对中隔壁法、中隔壁三台阶法、三台阶法、半断面中隔壁法等多种开挖方法进行比选优化,并多次通过专家论证后,项目部将中隔壁法(CD法)进行优化,依据隧道不同围岩特点,采用了半断面中隔壁法及双层初期支护法与三台阶法结合,引用了机械开挖,保障了施工安全,加快了施工进度。
半断面中隔壁法是为了更有效地避免中隔壁法(CD法)的施工风险,通过中隔壁将隧道上半断面大断面分割成两个小断面,减小挖断面,保证了上半断面开挖时的稳定;在下半断面施工时,利用台阶法,以加快下半断面施工进度,尽快使支护结构封闭成环。通过减小上半断面的开挖面积,增大了下半断面的工作空间,从而引入机侍没判械施工,提高了功效。
据介绍,半断面中隔壁法的局限性是,在整个断面支护结构未封闭之前,稳定性相对降低,适用围岩无过大沉降与收敛的施工条件。
随着浅埋段向深埋段的深入,隧道开挖过程频繁出现异常的过大沉降与收敛,在分别采取了增加锁脚锚管、增大预留变形量、在拱架上焊接加强钢筋、缩短安全步距等多种措施应对后,项目部最终采用了双层钢拱架初期支护与三台阶法结合的施工方法,较好地控制了隧道的沉降与收敛,抵御初支开裂掉块、拱架变形,确保二次衬砌的厚度。
双层初期支护,采用三台阶法进行施作,开挖时采用铣挖机,减少对围岩的扰动。施工时,左右中导、下导、仰拱交替进行开挖,最后仰拱采用外层钢支撑闭合成环,共同受力,避免同一断面左右两侧同时处于临空状态。
双层初期支护法与三台阶法结合,从根本上抑制了初支沉降,有效控制了大断面隧察亮道变形,避免了单拱变形后换拱的高危作业风险。
之后,金盆湾隧道一直采用双层初期支护施工方法,没有再发生侵限、换拱现象,月进度达到了55―60米,左洞已顺利贯通。
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