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    想方设法攻克湿陷性黄土隧道施工技术难题,全力以赴保通车——国道310南移工程地坑院隧道建设侧记
    信息来源:局办  ‖  发稿作者:总管理员   ‖  发布时间:2019年5月28日  ‖  查看574次  ‖  

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    地坑院隧道是国道310南移项目最长的隧道,也是该项目施工难度最大的控制性工程之一,造价5.98亿元,左洞全长3456米,右洞全长3440米,单洞净高7.1米,净宽10.25米,最大埋深183米,最浅埋深19米。

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    该隧道地处湿陷性黄土地区,为分离式黄土隧道,围岩等级Ⅴ级,土质以粉质沙性黄土为主,隧道出口自20178年开工以来,其中出口段有600m长弱胶结泥岩,地质变化频繁,围岩分层明显,地表起伏较大,土体时而松散、时而坚硬,含水量很大,洞内受偏压影响等,造成拱顶多次坍塌,围岩沉降、收敛严重,给隧道施工造成严重的安全隐患。期间邀请国内知名隧道专家召开研讨会15次之多,换拱累计长度达490m,并采取初支加强、CDCRD法,依然无法有效治理沉降收敛过大问题。截至目前,左洞掘进477m,右洞掘进462m,施工进度缓慢,工期严重滞后,已成为制约全线按期建成通车的“瓶颈”。

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    一、科学优化方案,提高工作效率

    土质隧道在隧道施工中难度最大,而在湿陷性黄土地区进行隧道施工是世界性隧道施工技术难题。黄土隧道施工工法通常采用CRD法,即每0.5米立一榀钢架,把一个大洞变成四个小洞进行施工,将变形控制在可控范围内,减少沉降,降低风险。但CRD法施工工艺复杂,每天进尺只有0.5米,很难保证项目工期。为确保隧道施工顺利进行,项目公司工程技术人员一次次地深入隧道工地实地踏勘,对照资料,分析数据,反复考虑、斟酌优化施工方案。20171126日,项目公司召开国道310洛三界至豫陕界南移新建工程隧道工程施工技术研讨会,邀请全国顶级隧道专家研究论证,对施工工法进行变更,即对原标准断面的施工工艺(CRDCD、环切法)优化调整为三台阶七步法,就是把隧道分为上、中、下三个台阶,保留核心土,环形开挖,逐步掘进的方法,取消隧道拱部锚杆、大管棚内钢筋,增加锁脚锚杆(管),大幅度提高了隧道掘进速度,每天进尺最高可达4米,既保障了施工安全,降低了施工成本,又大大提高了工作效率。

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    二、沉着应对险情,保障施工安全

        2018年6月以来,由于地质情况突变,地坑院隧道出口掌子面多次出现涌水、塌方、初支变形(隧道收敛值最大78cm)、裂缝、侵限等险情。针对隧道涌水,201882日,市指挥部办公室主任李春来深入地坑院隧道施工现场,实地查看亚洲第一狼人无码国产 情况,召开座谈会,专题研究土隧道出水解决办法。要求要高度重视安全问题,按照安全布局规范要求,抓紧完成隧道口明洞,抓紧研究侵限变形、断层问题,彻底解决水害问题,封闭地表来水,引走洞内存水,为隧道安全施工创造条件。201884日,项目公司召开地坑院隧道出口涌水变形解决方案专项研讨会,特邀陕西省交通规划设计院教授级高工韦虎等五位国内知名隧道专家,在深入研究讨论的基础上,就地坑院隧道出口涌水变形解决方案形成一致意见:规范施工工艺及工法、改善施工现场排水系统、初支及早成环;对地表洞穴、地表裂缝采用水泥土进行回填封堵、水泥浆灌注、地表积水引排;涌水部位采用花管注浆加固,初支完成后及早进行径向水泥浆注浆等十项措施。

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       隧道涌水导致黄土更加松软,支撑力下降,隧道出口多处开始出现初支侵限、冒顶。项目公司经过慎重研究和风险评估,决定对侵限段落进行换拱施工。换拱就是把已完成的初期支护和钢拱架拆除,重新施工,换拱施工风险很高、难度极大。项目公司、施工和监理单位成立专项领导小组,现场指挥,全程监控,并采取了先注浆加固,局部、逐段更换的方式作业。为降低换拱作业风险,避免出现泥石流等情况,隧道专家、项目公司党委书记赵兵、副总经理高金仓和施工单位研究制定了详细的施工方案。换拱期间,高金仓和技术人员常驻一线,加强隧道断面观测工作,对监测数据进行分析,以便及时采取相应的技术措施,确保换拱作业安全稳定。20188月下旬,换拱工作全部安全完成。

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        2018年11月,地质情况开始出现新的变化,掌子面围岩变硬,隧道掘进遇到新的困难。20181113日,项目公司就地坑院隧道不间断出现涌水、拱顶掉块、初支侵限、拱部塌方等难题再次召开施工方案研讨会,决定采用上导坑机械开挖、下导坑劈裂爆破进行施工,上下导坑加临时横向钢支撑法开挖。要求施工单位加强管理,根据实际情况及时增加人员及机械,做好技术交底工作,确保施工过程中遇到特殊情况能够及时处理,对症下药。2019127日,项目公司再次召开研讨会,对三座黄土隧道施工再次进行会诊,确定对地坑院隧道山体地形、地质做进一步评价,适当加大预留变形量并根据具体情况进行动态调整;继续采用CD工法,必要时增加临时仰拱,加强监控量测,确保施工安全。

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        地坑院隧道施工遇到种种难题和险情,市指挥部办公室、项目公司和中建总项目部多次邀请业内专家现场论证,前后组织了四次抢险活动,有效防止了隧道施工出现安全事故,但隧道施工艰难推进,工期已严重滞后。

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    三、增加斜井施工,确保建设工期

        为保证地坑院隧道按期贯通,市指挥部办公室经过多次研究,决定增加斜井,加开2-3个工作面。按照市指挥部办公室的要求,项目公司党委书记赵兵、副总经理高金仓、顾问宋永乐等多次带领隧道专家、施工单位、监理单位人员深入地坑院施工沿线,考察斜井洞口位置,确定斜井全长441.1米,开挖断面面积67.56平方米,最大纵坡10.5%

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    2018年1120日,市指挥部办公室专门召开国道310南移项目控制性工程现场推进会,与陕州区有关负责人就施工便道二次征地问题进行现场沟通协调,临时征地问题及时得到解决,施工便道、拌合站、生活区等临建设施紧锣密鼓进行。201911日,斜井施工正式开始。项目公司执行董事、总经理周鹏要求施工单位要加快施工速度,大干快上,把隧道滞后的工期给追回来,确保隧道按时贯通。

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    春节期间,斜井施工人员放弃与家人团聚的机会,全力以赴赶进度。2019年春节,当全市人民共度佳节的欢乐时刻,地坑院隧道百余名建设者舍弃与家人团聚的机会,全力加快亚洲第一狼人无码国产 ,5月18日,长达441米的国道310南移项目地坑院隧道斜井比预定计划提前13天完成掘进任务,顺利进入正洞位置。

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    四、地质再次变化,面临最大挑战

    当地坑院隧道参建人员沉浸在斜井提前顺利进洞、打破制约“三年通车”瓶颈的喜悦时,近日,经过多次因地质变化造成涌水、塌方、初支变形、裂缝、侵限等险情的地坑院隧道出口再次发出红色预警,在施工中发现山体不稳,目前隧道出口掘进位置为两山谷之间深沟内,覆土厚度50m左右,覆土松散,处在软弱围岩滑移地段。本次施工安全问题最为严重,沉降、收敛大,变形快。洞内初期支护钢拱架已严重扭曲变形、倾斜,二衬混凝土开裂。523日,出现了一次小型坍方,同一位置连续换拱三次,仍无法保证洞内初支稳定,拱顶累计沉降达5m,侧墙单侧收敛达1.8m,洞内围岩应力较大,地表裂缝宽度达30cm,并且呈环形,裂缝错台达20cm,地表监控平面位移达35cm,施工安全风险极大且处理难度很高,洞内随时面临拱顶塌坍及地表塌陷等危险。

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    为此,市指挥部办公室、项目公司高度重视,524日至526日连续三天召开三次技术攻关会议,组织各参建方及专家深入施工现场,进行洞内、地表实地考察,现场研讨,分析地质性质和变形原因,并制定了如下措施:一是隧道右洞立即停止施工,并对变形段进行回填反压,防止塌坍、冒顶,待山体加固处理后再复工;二是在确保安全的前提下,保持左洞正常施工,加大隧道左右洞掌子面的施工间距;三是对初支背后采取径向注浆,稳固隧道围岩;四是隧道内应力采取先放、后抗相结合的方式进行支护,初支、二衬加强。

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    下一步,市指挥部办公室、项目公司将派出工程主管领导和相关技术人员常驻一线,严格要求施工单位24小时加强隧道断面观测和山体变化监测,对监测数据及时进行分析,确保隧道施工安全稳定。

                  
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