搜索
浅谈隧道浅埋下穿高压铁塔的施工安全摘要：本文针对隧道工程地质条件相对比较复杂，隐蔽性极强，事故的发生往往具有突发性和不可预见性，施工难度大，风险大的特点，对如何保证隧道浅埋下穿高压铁塔的施工安全进行了分析和论述。abstract：thegeologicalconditionsoftunnelengineeringisrelativelycomplexandithashighlyhiddenfeatures，sothattheaccidentsalwaysaresuddenandunpredictable，thereforetheconstructionoftunnelengineeringisdifficultandhasmanyrisks.thewaystoensurethesafetyintheconstructionofshallowburiedtunnelsunder-passinghigh-voltagetowerareanalyzedanddiscussed.关键词：隧道浅埋；施工安全；专项方案keywords：tunnelshallowburied；constructionsafety；specialprograms中图分类号：u215.8文献标识码：a文章编号：1006-4311（2013）19-0103-020引言隧道工程是在地质条件不同的实体中建造空间结构物，受周围各种人为、环境因素影响极大，事故的发生往往具有突发性和不可预见性，不仅施工难度非常大，而且风险也很大，安全事故也是频繁发生。对此，本人通过自身工作中的实际案例，佛肇城际skzh-3标羚山隧道出口浅埋下穿高压铁塔的专项施工安全方案的制定与实施，进行了分析和论述，现报告如下。1工程及地质概况广东省佛肇城际轨道工程skzh-3标羚山隧道出口，dk106+334（隧道正上方，1#高压塔）和dk106+291.34（隧道线左开挖轮廓上线上，2#高压塔）两处高压铁塔。隧道结构同1#高压铁塔桩基的最短垂直距离为20.38m。隧道结构同2#高压铁塔桩基的最短垂直距离为27.8m，水平距离为21.15m。本区间隧道高压铁塔段山坡表层为第四系洪坡积粉质黏土，褐黄色，硬塑，层厚3～30m。下伏岩层为泥质砂岩全风化层，层厚约30m，隧道基础进入该岩层。区间隧道与铁塔的平面位置关系见图1，剖面关系见图2。从图可见，高压铁塔基地位于粉质粘土层中，该段隧道结构拱部及侧墙穿越的地层主要为粘土层，隧道基底位于泥质砂岩全风化层。隧道采用双侧壁导坑工法施工。21#、2#高压铁塔工程加固措施及结构分析高压铁塔所处线路名称为端永线高压铁塔，每根桩约6.69m3钢筋混凝土，基础埋深2.4m。2.1需要解决的问题2.1.1高压铁塔、导线、基础自重共约数吨，在如此大的垂直地面超载、铁塔又如此高和无法改移的情况下，在其下方进行暗挖区间隧道，其设计、施工必需谨慎对待，针对不同问题采取相应的技术措施，确保结构安全。隧道主要围绕如下两个方面进行设计：①施工阶段及使用阶段高压铁塔的安全；②施工阶段及使用阶段区间隧道的安全。解决了以上两个问题，则该段的施工难题将迎刃而解。该难题最终也成为本区间隧道设计及施工的瓶颈工程。2.1.2高压铁塔基底位于粉质粘土层中，为扩大基础，随着暗挖区间隧道在该段的开挖、掘进、土体的挖出，自开挖掌子面向地层深处一定范围内不可避免地会造成地层中水的部分排出及土体的应力释放，进而导致地层的固结沉降。从而可能造成铁塔损坏，设计中必须采取合理的技术措施，以满足有关规范及高压铁塔沉降剂倾斜的要求。高压铁铁塔沉降按照20mm、倾斜率按2‰控制。2.2采用的加固方案及分析根据修改初步设计意见以及现场勘察情况做出以下处理措施。2.2.1洞内加固措施意见：羚山隧道出口下穿高压铁塔段，洞内采用管棚套打小导管，采用crd法施工，拱脚设置锁脚锚桩，对铁塔加强监控量测，并采用跟踪注浆。①洞身长管棚。隧道dk106+280～dk106+366段采用φ89的洞身长管棚套打小导管，管棚长度一般10m一环，两环之间搭接长度不小于3m。管棚设计参数：1）钢管规格：热扎无缝钢管及钢花管，外径89mm，壁厚5mm。每节钢管两端均预加工成外丝扣，同一断面内接头数量不得超过总钢管数的50%；2）图中编号为单号者采用钢花管，双号者采用钢管，施工时先打设钢花管并注浆，然后打设钢管，以便检查钢花管的注浆质量；3）管距：环向间距中至中40cm；4）倾角：外插角≯12°，具体可根据实际情况作调整；5）钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于10cm。钢管上钻注浆孔，孔径10～16mm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段150cm。管棚注浆采用水泥浆液，注浆参数如下：1）水泥浆液水灰比：1：1（重量比）。2）注浆压力：0.5～2.0mpa。注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。注浆结束后用m7.5水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。②小导管设计参数：1）材料：钢管采用外径42mm、厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长度为4.5m。为便于超前小导管插入围岩内，钢管前端宜做成尖锥状，尾部焊上箍筋；2）间距：钢管环向间距为40cm，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于100cm；3）外插角：5°～10°。小导管注浆采用水泥砂浆，注浆参数如下：1）水泥砂浆水灰比：0.5～1.0（重量比）；2）注浆压力：0.5～1.0mpa，对于涌水量较大的松散破碎带，可采用具有针对性的注浆材料，有关参数具体设计时加以说明；2）各种地层条件下围岩空隙率参考值：砂土40%，粘土20%，断层破碎带5%。2.2.2洞外加固措施高压铁塔加固时应在各柱基下预埋注浆管，以便必要时采用跟踪注浆方式抬升铁塔。注浆方式：采用双液浆注浆加固，袖阀管后退式注浆。布孔：每个柱基下预埋2个注浆孔，孔深至基底以下5.0m。注浆压力：初次注浆压力控制在0.2-0.3mpa，在后续的补充注浆时，可逐次适当提高压力，但最高压力不超过1.0mpa。注浆材料及浆液配比：1）注浆材料。注浆材料采用42.5级普硅水泥和30～40be’水玻璃浓度。2）浆液配制。水泥-水玻璃双液浆配比为：水灰比w：mc=（0.6～0.8）：1；水泥、水玻璃双液浆体积比为mc：s=0.8～1：1。注浆管设计：外管采用内径50pvc袖阀管，上部外露15～20cm；注浆芯管采用内径20mm钢管制作。3施工安全管理措施及过程控制中注意的安全事项3.1过程控制安全施工措施区间隧道开挖过程中应采取措施尽量减少对围岩扰动，尽量采用人工开挖或微震爆破。采用微台阶法开挖，缩短开挖进尺，格栅钢架加密，由正常地段的0.6m间距缩短为0.5m间距，断面拱部超前小导管预支护，尽量减少因开挖对土体的扰动。开挖后及时架立钢架、挂钢筋网、喷混凝土，初期支护背后及时压注水泥砂浆填充密实，将区间隧道开挖掌子面的暴露时间缩至最短。二次衬砌采用加强衬砌，根据监测结果确定二次衬砌的施做时间，必要时二次衬砌及时跟进，限制初期支护及土体的变位。3.2施工安全注意事项①施工前应仔细核对高压铁塔基础与隧道的相对位置，确保基础加固效果和隧道施工安全。施工中应逐桩核算其与隧道的相互关系，以免桩体侵入隧道范围影响隧道施工。②高压铁塔基础加固应根据现场实际情况分部、分区施工，以保证铁塔安全。③施工时应做好地表截水措施。由于隧址所在位置年降雨量较大，而隧道位于粉质粘土（有较强亲水性）以及泥质砂岩全风化（遇水易软化）。地表水渗入隧道上方的土体中会对施工造成较大影响，因此采用挂网喷射混凝土封闭地表，范围为铁塔及周边5m。④应在高压铁塔适当位置布置沉降观测点，监测加固过程和隧道施工时的影响，验证基础加固效果，根据监测结果对铁塔基础进行注浆。如有异常应及时通知相关单位。4成果佛肇城际skzh-3标羚山隧道出口浅埋下穿高压铁塔的专项安全施工方案实施从dk106+360开始至dk106+260结束，实施时间从2011年3月18日至5月28日止。高压铁塔沉降剂倾斜分别是11mm、倾斜率按0.93‰，完全满足预期要求。5结语安全管理核心在企业、重点在项目，出发点和落脚点在作业层，也就是施工一线。因此项目部要制定切实可行的安全管理体系，领导班子、职能部门、协作单位或架子队、劳务工人共同参与，根据隧道设计资料文件、施工工法特点，不良地质现象、重大危险源分布、超前地质预报结果以及施工工地气候等特点，制定安全专项方案、事故应急管理机制和有针对性的应急预案，做到“事前有计划的依据、事中有控制的手段、事后有分析的材料”，同时利用先进的信息技术，及时反馈地质变化情况和支护受力变形情况，适时调整施工方法和支护手段，制定应急预案，并用先进的科学技术手段为隧道施工安全提供保证。参考文献：[1]余永光.隧道安全事故分析与安全施工措施[j].安全，2007（7）.[2]tb10304-2009.铁路隧道工程安全技术操作规程[s].[3]佛肇城际skzh-3标羚山隧道出口施工设计文件.[4]建质[2009]87号.危险性较大的分部分项工程安全管理办法.