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CN44-1587/Z,
高海拔高寒隧道保温及支护施工技术探讨
柴桥良
072750)
摘 要:结合高寒地区世界最高海拔高速公路隧道——花石峡至久治(省界)段雪山1号隧道
工程,分析探讨在高海拔、高寒、多年冻土等复杂地质条件下采取的超前及初期支护施工技术。
通过阐述防雪棚洞、三次衬砌结构等防寒保温设计,以及超前长管棚注浆、砂浆锚杆结合改性
关键词:高寒高海拔地区;公路隧道;超前及初期支护;防寒保温设计;施工技术
分类号: 文献标志码:A 文章编号:1672-2841202103-0009-04
1 工程概况阶法掘进,隧道底部和隧道设保温层装饰等。这
些措施确保了隧道安全和质量[1]。
花石峡至久治(省界)。
(1)搭设防雪棚洞。在进行防雪棚洞矮墙和
,平均海拔超
基础施工时,要事先检测地基承载力,满足要求
过4400m,隧道工程左线ZK58+440~K60+750长
后铺好混凝土垫层以及XPS板,然后对防雪棚洞
2310m,;右线K58+505~K60+750
矮墙、基础和地梁进行整体性浇筑,直至墙顶标高,
长2245m,;防寒泄水洞
接着进行钢拱架和钢板的预埋。
XJK0+000~XJK0+678长1349m,,
(2)科学开挖洞身。切实加强超前地质预报,
是高寒地区世界最高海拔高速公路隧道。
依据预报进行施工。在季节性冻土Ⅴ级围岩情况
雪山1号隧道周边岩石由二叠系的石英长石
下,采用环形开挖预留核心土台阶法进行施工。
砂岩、长石砂岩,三叠系的砂岩、板岩构成;山
(3)隧道底部保温装饰工程。隧道位于知亥
体寒冻风化作用强烈,可见岩屑坡、石河等冰缘
代垭口及其北侧高海拔高寒地带,在仰拱的底部
地貌,古冰川谷亦清晰可见;隧址区山坡主要以
铺设好XPS板后,进行下一阶段工序。
冰碛堆积物,自然坡面植被发育。多年冻土发育
(4)多年冻土隧道保温措施。隧道进口100m
范围自雪山1号隧道进口段山麓坡体至隧道出口
处为多年冻土层,采用两层保温层进行装饰。在
段山体地表,呈岛状分布,为岛状多年冻土区。
二次衬砌混凝土表面设置第二层保温层,材料为
在编制施工组织设计时,通过对涵洞、隧道、特
5cm厚的聚酚醛保温材料及6mm厚的FL纤维增
殊路基等一些关键性项目的施工方案进行反复研
强板[2]。
究和综合比选,制定了如下施工技术方案。
(5)季节性冻土隧道保温措施。从隧道进口
2 防寒保温施工技术100m到出口100m,在二次衬砌混凝土表面设置
一层厚5cm的聚酚醛保温材料,另外再挂一层厚
雪山1号隧道是高寒地区世界最高海拔高速
6mm的FL纤维增强板保温层。
公路隧道,其防寒保温措施尤为重要。目前采取
的措施有:搭设防雪棚洞,隧道多年冻土段采用3 支护施工技术
三衬保温结构,左右隧道之间设置防寒横通道,
季节性冻土Ⅴ
收稿日期:
作者简介:柴桥良,男,工程师,主要从事桥梁、隧道、公路施工工作。
万方数据
广东水利电力职业技术学院学报,3
(1)洞口长管棚超前支护。初期支护采用长璃浆)的水灰比为1:1,由稀变厚,即先注浆,再
管棚超前支护,同时用钢拱架进行加固。。灌浆机具较少时应及时封堵灌浆孔。
棚长28m,采用环状结构进行布置。为确保长异常灌浆处理方式:灌浆异常时应清除堵塞
管棚支护效果,另外布置4个I18型钢拱架,将物,用铁丝或细钢筋清除管道内杂质,并在灌浆
Φ127×4mm的钢导管设置在钢拱架外部。入口长前用高压空气或水冲洗管道。
管棚布置见图1。图中灌浆孔采用单号编号,检查
孔采用双号编号。通过管棚钻机进行施作,套管(长
管)随钻头钻进,及时安装好长管棚。
泵进行灌浆[3]。(1)施工技术及方法[4]。中空注浆锚杆施工工
(2)管棚设计参数[3]。管棚型号:用φ为艺见图4,中空锚杆结构示意见图5。
108mm、壁厚6mm的热轧无缝钢管以及钢花管加(2)施工要点。①施工准备。依据设计规范,
工而成。灌浆孔采用钢花管。在钢花管上钻直径从生产厂家专门定制,并开展配套试验。同时进
15mm、间距30cm的灌浆孔。管头两端通过外螺行注浆液的水泥、水质、泥浆配合比等系列试验。
纹进行连接,同一截面上接头的数量小于钢管总②测量放线、钻机就位。认真做好测量工作,依
数的一半。管道间距:圆周间距35cm。倾角:外据设计要求进行布设,误差控制在5cm范围内。
倾角度在1°~3°,按照实际情况合理微调。相邻两③锚杆钻机就位。④孔隙形成。通过锚杆钻机进
根钢管间容差范围径向小于20cm。在钢花管上钻行钻孔。清孔后,对孔位、方向严控,并确保钻
梅花形、孔径8mm的灌浆孔,尾部留一段长400孔平顺。严格控制锚孔的位置、方向和直径,钻
cm的止浆段。孔后用高压空气清理。⑤锚杆体安装。隧道拱部
(3)灌浆。~。灌拼装注浆锚杆的同时安装好排气管。⑥灌浆。隧
浆从下往上,依据钻孔的先后次序,从小到大逐道拱部通过事先安装好的排气管排气,洞壁部分
渐递增压力。自然排气,以确保灌浆充分。
(1)施工方法。借助凿岩台车或风动凿岩机(1)施工顺序:开挖面清理→布置锚孔→清
顶力把小钢管精准推到孔中,在控制好钻孔角度孔→灌浆→锚固→端板安装。
的同时,通过注浆泵进行水泥浆灌注。(2)施工要点。①钻孔:为达到最佳效果,
(2)施工工艺。在隧道内掌子面前进行小导锚杆在隧道里的钻进方向须垂直于岩面,每根锚
管加工,然后用湿喷机喷射混凝土,做好隧道初杆抗拔强度须大于80kN。测量时,按设计要求精
期支护。通过凿岩机把小导管钻入隧道岩中,再准标出锚杆钻孔位置后通过风钻进行钻孔。锚杆
用注浆泵将水泥浆通过小导管注入隧道岩层中(见孔可在±5cm偏差范围内。②清孔:使用高压气
图2)。以直径φ42mm的空心钢管作为小导管,枪清孔,不允许采用高压水枪,防止出现人为塌孔。
在墙体上进行梅花形布置,每根钢管间距15cm,③灌浆:采用单管注浆技术。灌浆后,将灌浆管
灌浆孔径φ8mm(见图3)。水泥浆(水泥-水玻推送至孔底以挤出孔内多余水分,然后边灌浆边
拔出灌浆管。按照混合使用
规定,如果砂浆在注浆前超
出规定的初凝时间,必须处
理掉。砂浆相关数据、指标
要符合要求。螺栓孔灌满泥
浆后,将螺栓钢筋插入孔内,
用水泥袋纸或塑料布封孔。
螺栓插入后,用块石或木楔
将孔临时固定在中间,杆体
外露部分应避免磕碰。螺
图1 洞口长管棚超前支护示意
万方数据
柴桥良:高海拔高寒隧道保温及支护施工技术探讨
栓质量检查验收按规范要求
验算锚固力,平均值不得低
于设计值,以保证锚杆施工
质量。
34喷射混凝土
依据规范、标准要求检
验合格后进行隧道混凝土喷
射施工[5]。季节性冻土隧道
初支设计和湿喷混凝土施工
参数见表1、表2。
(1)素喷混凝土施工要
超前小导管施工示意
点。喷嘴应作连续圆周运动,
后一圈为前一圈的1/3,呈螺
旋状喷射。如在第一层混凝
土终凝一小时后进行第二次
喷射,则需冲洗第一层混凝
土表面。
(2)改性聚酯纤维喷射
混凝土施工要点[6]。改性聚
中空注浆锚杆施工工艺见图图小导管加工示意4,中空锚杆结构示意见图5。
酯纤维的设计参数为:单
丝长6~20mm,拉伸强度大于400MPa,直径为
施工准备
40~50um,弹性模大于14GPa。进行改性聚酯纤
中空注浆锚杆订购锚杆钻孔定位注浆材料试验、进场
维喷射混凝土施工时,通过改性聚酯纤维播种机
钻机就位
将改性聚酯纤维均匀分散到搅拌机中,与混合料浆液配合比设计
中空注浆锚运输钻孔
充分混合,确保均匀分布,同时控制好喷射压力;
高压风清孔浆液拌制
加入改性聚酯纤维的速度要平缓,防止改性涤纶
组装锚杆杆体安装锚杆杆体
纤维产生重叠。喷涂时,尽量采用低气压喷涂,安装止浆塞、垫板、螺母浆液运输
保证效果。长度检测管钻孔孔深检测
表多年冻土分离式隧道初期支护设计参数
注注浆浆注浆站布置
衬砌类型
项目单位SD-V注浆检查
V级围岩加强段不合
技术准备合格工装准备设备准备材料准备人员准备
施格
喷混凝土C30低温早强混凝土cm26工图
准
焊接结构进入下一道工序图纸制作配置复验上岗
备设计
钢筋网
钢筋布置cm20×20图4中空注浆锚杆施工工艺流程
图中空注浆锚杆施工工艺流程顶板单元制作
工字钢架/格工字钢/格栅钢架型号I20b预处理
底板单元制作
厂
栅钢架间距cm50内边腹板单元制作预拼装标识节段分解
制下料矫正
作湿喷纤维混凝土施工工艺见图6。
C40钢筋混凝土cm30中腹板单元制作
二次模注衬砌
C40混凝土cm隔板单元制作
三次C40钢筋混凝土cm40结语
进喷砂房表面清理喷砂除锈表面清理涂装
二次C40混凝土cm30涂
仰拱厚度装
喷C30低温早强混凝结合花石峡至大武高速公路扩建工程HD5合存放标识
cm26
土同段雪山1号隧道的施工经验,论述了在高海拔、
三次模筑衬砌三次C40钢筋混凝土40
运装车出厂公路运输运至指定位置
第一环采用Φ108输高寒、多年冻土等不良特殊地层条件下,隧道防
材料cm管棚/洞内采用寒设计和强支护施工要点。工程通过采用防雪棚
吊装定位、组装检验螺栓检验
超前支护Φ42小导管桥
位
间距m35作洞、三次衬砌结构等防寒保温设计,以及超前长
业竣工报验涂装
长度30/、砂浆锚杆结合改性聚酯纤维喷射混凝
万方数据
广东水利电力职业技术学院学报,3
图中空锚杆结构示意
技术准备工装准备设备准备材料准备人员准备
施表季节性冻土分离式隧道初期支护设计参数
工
准
焊接结构图纸制作配置复验上岗
备设计衬砌类型
工艺工艺深化安装调试入库培训
项目单位SJ-VbSJ-VdSJ-ⅣaSJ-Ⅳb
顶板单元制作
预处理V级围岩冰水堆积层V级围岩深埋较差段Ⅳ级围岩较差段Ⅳ级围岩一般段
底板单元制作
喷混凝土厂C25早强混凝土cm26262220
内边腹板单元制作预拼装标识节段分解
制下料矫正
作钢筋布置中腹板单元制mm作1000×10001000×10001000×1000
径向锚杆直径隔板单元制作mmΦ25Φ22Φ22
长度mm350030003000
进喷砂房工字钢表/面格栅钢架清理喷型号砂除锈表I20a面清理涂装I20aI16H-13×20
工字钢架涂/格栅钢架
装间距cm5080100100
存放标识
钢筋布置cm20×2020×2025×2525×25
钢筋网
运装车出厂工字钢/公格栅钢架路运输型号运至指定位置I20aI20aI16H-13×20
工字钢架输/格栅钢架
间距cm5080100100
C30混凝土cm4040
吊装定位、组装检验螺栓检验
二次模注衬砌桥
位C30钢筋混凝土cm5045
作
业
图喷6C25湿式喷早强混凝土射混凝土作业程序示意cm竣工报验26涂装
仰拱厚度(2)素喷混凝土施工要点。喷嘴应作连续圆周运动,后一圈为前一圈的二次C30混凝土cm1/3,呈螺旋状4040
喷射。如在第一层混凝土终凝一小时后进行第二次喷射混凝土,则需冲洗第一层混凝土表面。
[6]
(3)改性聚酯纤维喷射混凝土施工要点二次C30钢筋混凝土。改性聚酯纤维的设计参数为:单丝cm长6~5045
20mm,拉伸强度大于400MPa材料,直径为40~50um,弹性模大于14GPa。进行改性聚酯纤Φ42导管Φ42导管Φ25中控注浆锚杆Φ25中控注浆锚杆
维喷射混凝土施工时,通过改性聚酯纤维播种机将改性聚酯纤维均匀分散到搅拌机中,与混
超前支护合料充分混合,确保均匀分布,同时控制好喷射压力;加入改性聚酯纤维的速度要平缓,防间距cm35405050
止改性涤纶纤维产生重叠。喷涂时,尽量采用低气压喷涂,保证效果。长度m30/
湿喷纤维混凝土施工工艺见图7。
细集料参考文献:
速凝剂
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图7湿式喷射纤维混凝土工艺流程
图湿式喷射纤维混凝土工艺流程[3][D].上海:
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5结束语
的稳定性及施工进度,保证了施工安全和质量,结合花石峡至大武高速公路扩建工程HD5合同段雪山1号隧道的施工经验,论述了在[4]乐晟,杨春勃,
值得同类工程推广借鉴。(下转第页)
万方数据
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YANGYi-xuan1,2,TAOMin3
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PowerGridCo.,Ltd.,Guangzhou510520,China;
TransmissionCompany,Guangzhou510520,China)
AbsTakingtheexternalcoolingwatersupplysystemofLMconverterstationofWDDMulti-terminal
flexibleprojectastheresearchobject,thispaperstudiestheschemeofvalvecoolingwatersupplysystemand
itsengineeringapplication,includingthecomposition,mainequipmentandfunctionofthewatersupplysystem,
configurationschemeandselectionmethodofvalvecoolingwatersupplysystemproposedinthispapercanprovide
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valvecoolingsystem;watersupply;design;engineeringapplication.
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ACArea
CHAIQiao-liang
(The3rdEngineeringCo.,,Zhuozhou,Hebei072750,China)
Abstract:-JiuzhiHighway,theworld'shighest
altitudehighwaytunnelinalpineregion,thispaperanalyzestheadvancedandinitialsupportconstructionmeasures
thecoldproofandthermalinsulationdesignofthesnowproofshedtunnelandthethirdliningstructure,aswellas
thecomprehensivespecialexcavationandsupporttechnologyoftheadvancedlongpipeshedgrouting,mortaranchor
combinedwithmodifiedpolyesterfibershotcreteconstruction,whichensuresthestabilityandsafeandsmooth
constructionofthetunnel.
coldandhighaltitude;highwaytunnel;advancedandinitialsupport;constructiontechnology
万方数据