淺埋隧道大管棚超前支護進洞應用

1、淺埋隧道大管棚超前支護進洞應用玳珉關隧道淺埋洞口大管棚超前支護施工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隧道進口端地質軟弱淺埋段采用大管棚超前支護進洞施工的方法，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計提供參考。摘 要：本文主要介紹遼寧撫通高速公路玳珉關隧道進口端地質軟弱淺埋段采用大管棚超前支護進洞施工的方法，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計提供參考。主題詞：軟弱圍巖淺埋隧道進口、大管棚超前支護引言隧道工程建設中，素有“進

2、洞難、出洞難”的說法，這在反映洞口工程建設難點的同時，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化較重，節(jié)理、斷層、破碎帶多，且經(jīng)常存在嚴重的淺埋偏壓現(xiàn)象。對隧道工程洞口段的相關研究和探討越來越受到重視。本文結合遼寧省撫（順）-通（化）高速公路第八合同段玳珉關隧道的洞口段圍巖軟弱破碎、淺埋及偏壓的工程實際，系統(tǒng)介紹了該隧道洞口段所用的超前預加固措施大管棚施工工法。一. 工程概況玳珉關隧道位于遼寧省撫（順）-通（化）高速公路南雜木鎮(zhèn)與夾河鎮(zhèn)之間，設計為雙洞兩車道隧道。隧道左線樁號ZK132+030-ZK132+650，全長620m；右線樁號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。施工中采用了由進口端單向掘進的方式施工，進口端位于殘坡積緩坡內，隧道進口端左線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、粉質粘土混碎石，淤泥質粉質粘土組成，且位于常年主匯水溝內，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砂巖，為全風化狀，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長管棚前期準備及質量控制要求1.1前期準備洞口開挖要求預留核心土，以便長管棚施工,長管棚施工前首先施工套拱。導向管定位一定要嚴格按設計放樣，除仰角1外，還應考慮向外偏1的外插角。導向管安裝應與外模平齊，開挖后邊坡應補噴砼，以防高壓注漿造成邊坡破裂，影響注漿效果。鋼管加工應采用反絲，加工時公母絲對接應寬松；或采用無縫鋼管焊接法。1.2 質量控制要求1.2.1 鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角，并對每個孔進行編號。1.2.3 鉆孔仰角一般控制在1-2。1.2.4 嚴格控制鉆孔位置，保證管棚不得侵入隧道洞身開挖線內1.2.5 掌握好鉆機鉆進速度，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)左線進口端管棚設計長為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的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管的接頭至少須錯開1m。3、管棚施工工藝a.套拱及平臺： 混凝土套拱作為大管棚的導向墻，采用25#混凝土套拱內埋設4榀20a型工字鋼，工字鋼與長管棚孔口導向管焊成整體。套拱在明洞外輪廓線以外施作?？卓趯蚬芏ㄎ挥媒?jīng)緯儀測定，確保其角度、方向與設計一致。開挖洞口土石方預留平臺，搭建施工

6、平臺，安裝鉆機，鉆機平臺由上向下，由兩邊至中間，根據(jù)孔位依次搭好，要求鉆機平臺搭建牢固，利于安裝固定鉆機，防止施鉆時不均勻下沉、擺動、位移、傾斜而影響鉆孔質量，鉆機距工作面保持一定距離（一般不大于2 m）。鉆機定位：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，所以鉆孔應與導向一致，比線路中線上仰1。注：孔口管作為管棚的導向管，在精確確定其平面位置、傾角、外插角的同時，要牢固焊接在工字鋼上，防止?jié)仓坠盎炷習r發(fā)生位移。 b.鉆孔：采用空壓機干式成孔，鉆孔直徑因受導向管內徑的控制且為了方便管棚下管，成孔直徑應盡量大。鉆孔測斜用經(jīng)緯儀測斜法，成孔一半時測斜，測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，送到測定位置，使用安裝在鉆機上的方向十字絲，使兩個十字絲重合再看光源，測定其偏差量。為加快速度，提高效率，也可采用經(jīng)緯儀測定，其方法是用經(jīng)緯儀從孔口直接看光源，根據(jù)光源在孔內位置及孔徑大小大致判定偏斜情況。c.清孔驗孔：（1）用潛孔鉆配合鉆頭、鉆桿進行反復掃孔，清除浮渣，確?？讖?、孔深符合要求，防止堵孔。（2）原理：采用高壓風從孔底向孔口清理鉆渣（反復）。（3）用全站儀、測斜儀等檢測孔深、傾角、外插角。d.安裝管棚鋼管：鋼管采用絲扣連接，絲扣長15cm，為使鋼管接頭錯開，編號為奇數(shù)的第一節(jié)管采用3m長鋼管，編號為偶數(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。鋼管頂進用鉆機頂進，單號孔頂進花管，雙號孔頂進實管。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攪拌，待拌和均勻后，經(jīng)過濾網(wǎng)放入儲存槽內。再由注漿機注入鋼管內，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)象及時封堵。f.注漿結束標準：施工時，當每孔注漿終壓達到1.0Mpa且注漿量達到設計量的95%時，可結束注漿。根據(jù)經(jīng)驗：當注漿壓力達到設計終壓不少于20分鐘進漿量仍達不到設計注漿量時，也可結束注漿，注漿作業(yè)中應認真作好記錄，隨時分析和改進作業(yè)。g.機械設備見下表：h.施工組織：長管棚施工在現(xiàn)場設立施工組，下設鉆孔、注漿、設備維修三個小組。施工組負責施工生產(chǎn)組織和技術管理。鉆孔組負責施工鉆機成孔及鋼管安裝。注漿組負責管棚注漿及協(xié)助下管。設備維修組負責機械維修及其他輔助加工。按以上設備配置，保證正常施工三、洞身開挖及支護在管棚棚架結構的保護下，洞身開挖采用預留核心土工藝施

10、工。該工藝將隧道掌子面分為核心土、下臺階、仰拱三部分逐級開挖掘進。上部易超前核心土3-5米，下臺階超前仰拱5-7米，核心土隨下臺階施工時開挖。初期支護采用復合式支護型式，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的事故根源，嚴防火災的發(fā)生。2、嚴防觸電事故發(fā)生。3、建立安全組織機構，設立專職安全員。4、加強施工人員安全制度學習，提高安全意識。5、現(xiàn)場施工機械設備必須按操作規(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，對于施工現(xiàn)場遺留的垃圾和土按指定位置堆放。2、生活污水須處理達標后再排出。3、控制施工期間的噪聲。六、工藝總結分析1、對地表擾動小，減少了對生態(tài)環(huán)境的破壞，符合人們對環(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、在淺埋地質條件差圍巖施工中體現(xiàn)其優(yōu)越性。參考文獻1不良地質條件下大跨度隧道洞口施工關鍵技術D. 北京: 北京交通大學, 2008.2淺埋