淺埋隧道大管棚超前支護(hù)進(jìn)洞應(yīng)用

1、淺埋隧道大管棚超前支護(hù)進(jìn)洞應(yīng)用玳珉關(guān)隧道淺埋洞口大管棚超前支護(hù)施工2011-03-03 09:33:35 來源：中華鐵道網(wǎng) 本文主要介紹遼寧撫通高速公路玳珉關(guān)隧道進(jìn)口端地質(zhì)軟弱淺埋段采用大管棚超前支護(hù)進(jìn)洞施工的方法，以及根據(jù)施工過程中易出現(xiàn)的問題提出了相應(yīng)的解決辦法，給以后大跨度位于軟弱淺埋圍巖中的隧道施工設(shè)計(jì)提供參考。摘 要：本文主要介紹遼寧撫通高速公路玳珉關(guān)隧道進(jìn)口端地質(zhì)軟弱淺埋段采用大管棚超前支護(hù)進(jìn)洞施工的方法，以及根據(jù)施工過程中易出現(xiàn)的問題提出了相應(yīng)的解決辦法，給以后大跨度位于軟弱淺埋圍巖中的隧道施工設(shè)計(jì)提供參考。主題詞：軟弱圍巖淺埋隧道進(jìn)口、大管棚超前支護(hù)引言隧道工程建設(shè)中，素有“進(jìn)

2、洞難、出洞難”的說法，這在反映洞口工程建設(shè)難點(diǎn)的同時(shí)，也說明了隧道工程的洞口段與正洞段相比，有著其自身特性：隧道洞口段圍巖一般風(fēng)化較重，節(jié)理、斷層、破碎帶多，且經(jīng)常存在嚴(yán)重的淺埋偏壓現(xiàn)象。對(duì)隧道工程洞口段的相關(guān)研究和探討越來越受到重視。本文結(jié)合遼寧省撫（順）-通（化）高速公路第八合同段玳珉關(guān)隧道的洞口段圍巖軟弱破碎、淺埋及偏壓的工程實(shí)際，系統(tǒng)介紹了該隧道洞口段所用的超前預(yù)加固措施大管棚施工工法。一. 工程概況玳珉關(guān)隧道位于遼寧省撫（順）-通（化）高速公路南雜木鎮(zhèn)與夾河鎮(zhèn)之間，設(shè)計(jì)為雙洞兩車道隧道。隧道左線樁號(hào)ZK132+030-ZK132+650，全長620m；右線樁號(hào)YK132+025-YK

3、132+652.5，全長627.5m，屬中長隧道。線路呈東北西南走向，隧道進(jìn)口端洞口處在兩山谷的沖溝中，存在一定偏壓現(xiàn)象。其最大開挖寬度13.4米，洞口最大開挖高度16.75米。施工中采用了由進(jìn)口端單向掘進(jìn)的方式施工，進(jìn)口端位于殘坡積緩坡內(nèi)，隧道進(jìn)口端左線40米、右線38米范圍，埋深僅821米，屬典型淺埋區(qū)段。該隧道大部分地區(qū)被第四系地層及全強(qiáng)分化巖層所覆蓋，洞口區(qū)段更是如此，開挖斷面以上主要為第四系素填土、粉質(zhì)粘土混碎石，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土組成，且位于常年主匯水溝內(nèi)，地下水影響較大。隧道邊墻及仰拱部位是白堊系梨樹溝組凝灰質(zhì)砂巖，為全風(fēng)化狀，節(jié)理發(fā)育、產(chǎn)狀紊亂、不穩(wěn)定、極易流塌。二、長管棚的施工方

4、法1長管棚前期準(zhǔn)備及質(zhì)量控制要求1.1前期準(zhǔn)備洞口開挖要求預(yù)留核心土，以便長管棚施工,長管棚施工前首先施工套拱。導(dǎo)向管定位一定要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)放樣，除仰角1外，還應(yīng)考慮向外偏1的外插角。導(dǎo)向管安裝應(yīng)與外模平齊，開挖后邊坡應(yīng)補(bǔ)噴砼，以防高壓注漿造成邊坡破裂，影響注漿效果。鋼管加工應(yīng)采用反絲，加工時(shí)公母絲對(duì)接應(yīng)寬松；或采用無縫鋼管焊接法。1.2 質(zhì)量控制要求1.2.1 鉆孔前，精確測(cè)定孔的平面位置、傾角、外插角，并對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行編號(hào)。1.2.3 鉆孔仰角一般控制在1-2。1.2.4 嚴(yán)格控制鉆孔位置，保證管棚不得侵入隧道洞身開挖線內(nèi)1.2.5 掌握好鉆機(jī)鉆進(jìn)速度，防止鉆桿斷裂。1.2.6 注漿效果控制。

5、一般采用注漿壓力、注漿量控制，或觀察洞頂仰坡坡面滲漿情況2鋼管施工參數(shù)左線進(jìn)口端管棚設(shè)計(jì)長為40米，共38根。熱軋無縫鋼管89mm6 mm，節(jié)長3m、5m。管距：環(huán)向間距40cm；傾角：仰角1（不包括路線縱坡）；方向：與路線中線平行；鋼管施工誤差：徑向不大于20 cm；隧道縱向同一斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管的接頭至少須錯(cuò)開1m。3、管棚施工工藝a.套拱及平臺(tái)： 混凝土套拱作為大管棚的導(dǎo)向墻，采用25#混凝土套拱內(nèi)埋設(shè)4榀20a型工字鋼，工字鋼與長管棚孔口導(dǎo)向管焊成整體。套拱在明洞外輪廓線以外施作?？卓趯?dǎo)向管定位用經(jīng)緯儀測(cè)定，確保其角度、方向與設(shè)計(jì)一致。開挖洞口土石方預(yù)留平臺(tái)，搭建施工

6、平臺(tái)，安裝鉆機(jī)，鉆機(jī)平臺(tái)由上向下，由兩邊至中間，根據(jù)孔位依次搭好，要求鉆機(jī)平臺(tái)搭建牢固，利于安裝固定鉆機(jī)，防止施鉆時(shí)不均勻下沉、擺動(dòng)、位移、傾斜而影響鉆孔質(zhì)量，鉆機(jī)距工作面保持一定距離（一般不大于2 m）。鉆機(jī)定位：管棚方向與線路中線平行，為克服鉆深后鉆具自重所產(chǎn)生的下垂，所以鉆孔應(yīng)與導(dǎo)向一致，比線路中線上仰1。注：孔口管作為管棚的導(dǎo)向管，在精確確定其平面位置、傾角、外插角的同時(shí)，要牢固焊接在工字鋼上，防止?jié)仓坠盎炷習(xí)r發(fā)生位移。 b.鉆孔：采用空壓機(jī)干式成孔，鉆孔直徑因受導(dǎo)向管內(nèi)徑的控制且為了方便管棚下管，成孔直徑應(yīng)盡量大。鉆孔測(cè)斜用經(jīng)緯儀測(cè)斜法，成孔一半時(shí)測(cè)斜，測(cè)定方法是先抽出鉆桿鉆頭，

7、然后把專門制作的光源插入管內(nèi)，送到測(cè)定位置，使用安裝在鉆機(jī)上的方向十字絲，使兩個(gè)十字絲重合再看光源，測(cè)定其偏差量。為加快速度，提高效率，也可采用經(jīng)緯儀測(cè)定，其方法是用經(jīng)緯儀從孔口直接看光源，根據(jù)光源在孔內(nèi)位置及孔徑大小大致判定偏斜情況。c.清孔驗(yàn)孔：（1）用潛孔鉆配合鉆頭、鉆桿進(jìn)行反復(fù)掃孔，清除浮渣，確保孔徑、孔深符合要求，防止堵孔。（2）原理：采用高壓風(fēng)從孔底向孔口清理鉆渣（反復(fù)）。（3）用全站儀、測(cè)斜儀等檢測(cè)孔深、傾角、外插角。d.安裝管棚鋼管：鋼管采用絲扣連接，絲扣長15cm，為使鋼管接頭錯(cuò)開，編號(hào)為奇數(shù)的第一節(jié)管采用3m長鋼管，編號(hào)為偶數(shù)的第一節(jié)采用5m長鋼管，以后每節(jié)均采用5 m長鋼

8、管。鋼管頂進(jìn)用鉆機(jī)頂進(jìn)，單號(hào)孔頂進(jìn)花管，雙號(hào)孔頂進(jìn)實(shí)管。如遇故障，需清孔后再將鋼管插入。e.注漿：根據(jù)注漿具體要求：本隧道采用雙液注漿（1）注漿壓力0.5-1.0Mpa。（2）水泥漿與水玻璃體積比1:0.5，水泥漿水灰比W/C=1:1（3）水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。（4）水玻璃濃度35波美度，模數(shù)為2.4.管棚注漿：（1）管棚管口封堵。注漿前，將管棚外露端焊接鋼板密封，并安設(shè)壓漿孔和止?jié){閥門。（2）管棚注漿。注漿的水泥水玻璃雙漿液采用攪拌機(jī)攪拌，待拌和均勻后，經(jīng)過濾網(wǎng)放入儲(chǔ)存槽內(nèi)。再由注漿機(jī)注入鋼管內(nèi)，控制注漿量及注漿壓力，觀察注漿管及接口處有無漏漿泄壓現(xiàn)象，同時(shí)觀察拱頂仰坡表面有無滲

9、漿或流漿現(xiàn)象，若出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象及時(shí)封堵。f.注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：施工時(shí)，當(dāng)每孔注漿終壓達(dá)到1.0Mpa且注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)量的95%時(shí)，可結(jié)束注漿。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓不少于20分鐘進(jìn)漿量仍達(dá)不到設(shè)計(jì)注漿量時(shí)，也可結(jié)束注漿，注漿作業(yè)中應(yīng)認(rèn)真作好記錄，隨時(shí)分析和改進(jìn)作業(yè)。g.機(jī)械設(shè)備見下表：h.施工組織：長管棚施工在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立施工組，下設(shè)鉆孔、注漿、設(shè)備維修三個(gè)小組。施工組負(fù)責(zé)施工生產(chǎn)組織和技術(shù)管理。鉆孔組負(fù)責(zé)施工鉆機(jī)成孔及鋼管安裝。注漿組負(fù)責(zé)管棚注漿及協(xié)助下管。設(shè)備維修組負(fù)責(zé)機(jī)械維修及其他輔助加工。按以上設(shè)備配置，保證正常施工三、洞身開挖及支護(hù)在管棚棚架結(jié)構(gòu)的保護(hù)下，洞身開挖采用預(yù)留核心土工藝施

10、工。該工藝將隧道掌子面分為核心土、下臺(tái)階、仰拱三部分逐級(jí)開挖掘進(jìn)。上部易超前核心土3-5米，下臺(tái)階超前仰拱5-7米，核心土隨下臺(tái)階施工時(shí)開挖。初期支護(hù)采用復(fù)合式支護(hù)型式，主要包含：錨桿、型鋼拱架、鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土等。四、安全措施1、清除一切可能造成火災(zāi)的事故根源，嚴(yán)防火災(zāi)的發(fā)生。2、嚴(yán)防觸電事故發(fā)生。3、建立安全組織機(jī)構(gòu)，設(shè)立專職安全員。4、加強(qiáng)施工人員安全制度學(xué)習(xí)，提高安全意識(shí)。5、現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械設(shè)備必須按操作規(guī)程操作。五、環(huán)保要求1、施工期間，做好雨水及廢水的排除，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)遺留的垃圾和土按指定位置堆放。2、生活污水須處理達(dá)標(biāo)后再排出。3、控制施工期間的噪聲。六、工藝總結(jié)分析1、對(duì)地表擾動(dòng)小，減少了對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，符合人們對(duì)環(huán)保的要求。2、有效控制拱頂覆蓋層下沉，保障了施工安全。3、在淺埋地質(zhì)條件差圍巖施工中體現(xiàn)其優(yōu)越性。參考文獻(xiàn)1不良地質(zhì)條件下大跨度隧道洞口施工關(guān)鍵技術(shù)D. 北京: 北京交通大學(xué), 2008.2淺埋