吉林省某浅埋、偏压隧道综合治理监控措施

浅埋、偏压隧道综合治理监控措施摘要：xxx隧道在施工工之前,就已被设计计单位列为吉吉林省内工程程地质最复杂杂的隧道。施施工过程中,多次在施工工现场召开现现场会,修订补充设设计,讨论具体施施工方法。本本文介绍了在在这种特殊复复杂地质条件件下,如何进行地地表注浆、大大管棚施工、超超前小导管配配合系统支护护,准确把握岩岩土应力变化化的情况下适适时控制,合理释放。成成功地实现了了xx隧道进口口偏压、浅埋埋段的开挖和和支护,并在工艺上上加以细化,总结出了该该类围岩的施施工方法，施施工工艺，供供相似施工行行业借鉴和参参考。关键词：浅埋、偏偏压、软弱围围岩、地表注注浆、大管棚棚、联合支护护工程概况及设计计意图xx公路沿江至至xx段位于吉吉林省xx境内,路线起点位位于沿江乡,终点xx。其中我我单位施工的的02标段K6+0000～K11+0000，全长5公里，其中中xx隧道K7+6770～K9＋576，长1906米。沿线地质概况为为新生代及第第四系下更新新统地质构造造和中生界侏侏罗系、太古古界地质构造造，表层为1.5～4米左右的碎碎石土、粘性性土及土含石石,其下为玄武武岩及气孔状状玄武岩、花花岗岩以及风风化程度不等等的凝灰岩、流流纹岩、片麻麻岩和角闪岩岩等。进口段山体较单单薄,出露的基岩岩为侏罗系白白水滩组碳质质页岩,碳质泥岩夹夹砂层,岩石很破碎碎，岩质极软软弱,高差起伏大大，近三百米米埋深不足30米，并且严严重偏压，最最小埋深仅有有5米，据野外外钻孔和探坑坑详细勘察后后,设计为120米明洞和178米浅埋II类，对80米浅埋偏压压段暗洞地表表施工采用竖竖直锚管，注注浆预加固。暗暗洞进洞开挖挖时先施工ΦΦ108无缝钢管，配配合以超前小小导管注浆。洞洞内以间距60㎝的工字钢钢架全环封闭闭，钢架接头头处施工锁脚脚小导管控制制围岩变形。浅埋、偏压段综综合施工方案案地表预加固我单位在开挖前前认真审阅设设计文件，并并邀请设计单单位及地质专专家对本段地地质进行讲解解和分析，基基本理解了该该种地质的特特性，确定了了基本的施工工方法。在施施工前还从当当地百姓那儿儿了解到在施施工薄弱段曾曾有废弃煤窑窑通过，于是是我们采取立立足实际，根根据设计意图图对地表先进进行了预加固固(见图1)。其施工工艺流程程为：清理地表清理地表测量定位测量定位钻机就位定位检测钻机就位定位检测调整注浆管加工钻孔注浆管加工钻孔钢筋网加工钢筋网加工钢管安装钢管安装喷砼拌制施做止浆盘喷砼拌制施做止浆盘浆液配制钢管注浆浆液配制钢管注浆封管封管隧道开挖隧道开挖1．1资源配置置：专门成立注浆队队，人员、机机械组织安排排如下：队长：11名技术员：1名测量员：2名钻机司机：6名电焊工：2名注浆泵司机:2名工人:12名施工机具如如表所示序号设备名称型号单位数量备注1钻机KQJ90支架架式式台32风动凿岩机YT28台23水泥浆搅拌机JQ350立式式搅搅拌机台24水玻璃搅拌机UB3C型台25斗车个66压浆泵BM-250型型台27储浆筒自制个21.2配制浆液液：注浆浆液采用水水泥、水玻璃璃双液注浆。水水玻璃波美度度为40，模数2.6；水泥浆：：水玻璃（体体积比）：1：0.8～1；水泥浆采采用普通硅酸酸盐水泥，水水灰比1：1，注浆时加加入3%的缓凝剂。注浆参数的选择择：单孔注浆量量：0.8H((m3)；注浆速度：30～50L／min；凝结时间：30²～5′；注浆初压：0.5～1MPa；注浆终压：2～2.5Mppa,在补注时调调整到3.0～3.5MMPa；W／C：1：1；1.3钻孔1）首先为了保保证钻孔的成成孔率，减少少塌孔，先进进行地表土体体和腐殖土的的清理，并初初喷一层砼。2）然后对该区区域的钻孔位位置进行测量量标注，并一一一测出地面面高程,以便注浆导导管提前加工工；3）安设钻机，在在设计位置进进行钻孔，钻钻孔过程中，如如个别坍孔较较严重，不能能成孔，该处处可以先不钻钻孔和安管，待待其它位置孔孔位安装并注注浆完毕后，在在浆液凝固后后，再补钻剩剩余的孔。4）钻孔结束后后，及时清孔孔，塞紧孔口口，防止杂物物堵孔,致使钢管无无法正常安装装。5）加工和安装装竖直锚管：：根据地表实实测高度加工工长度不等的的Φ42*3..5mm无缝钢管，并并在无缝钢管管上打压浆孔孔。钢管加工工长度根据实实测洞顶覆盖盖层厚度确定定,下端至隧道道开挖轮廓线线外2米，地表出出露钢管20cm。现场拼接接时要防止断断管并保持安安装顺直。6）施工止浆盘盘：将下好的的钢筋网片进进行现场拼接接，并与钢管管焊接在一起起，保证钢筋筋网的整体性性。然后进行行喷射砼15㎝,封闭山体表表层，并基本本保持与原始始地形一致。7）建立注浆站站：在施工区区域附近建立立三区一带，分分别为材料供供应区，浆液液拌合区，系系统压浆区，运运输供应带。.8）确定注浆量量：对有代表表性的孔位进进行注水试验验，分析岩土土的孔隙率和和渗透系数，来来调整注浆参参数，确定注注浆量的大小小、速度和注注浆压力。9）注浆：注浆浆时，遵从从从低处向高处处注浆，从外外向内注浆的的原则，尽量量减少相邻注注浆管串浆现现象发生，并并设专人盯注注压力表的变变化，防止堵堵管和注浆管管的脱管。在在注内排孔时时，适当提高高注浆压力。在在达到预计注注浆量后，即即可换管另注注。在未达到到设计注浆量量时而压力达达到预定值时时，进行原因因分析，确定定已饱和时，才才能换管另注注。有时发生生窜管，浆液液从其它管中中冒出时，马马上停止注浆浆，尽早补注注出浆管，否否则要补充钻钻孔。10）效果检测测：第一轮注注浆结束后，会会同业主、监监理及设计方方进行现场取取芯抽检。11）高压补注注：在检测到到遗漏区域后后，要及时进进行第二轮高高压补注，并并在补注完毕毕后，进行第第二次检测，可可采取灌注高高压水法。经经测定检查孔孔的吸水量（漏漏水量）均小小于0.5L//min·m。全部符合合设计要求。12）恢复地貌貌：由于注浆浆和砼封闭均均在森林中进进行，为了使使自然环境破破坏降到最低低程度，在施施工完毕后，要要进行覆土绿绿化，并在护护拱的四周进进行填土夯实实，做到与四四周地形的自自然顺接。历经两两个多月的紧紧张时工全部部完成了注浆浆任务，在地地表进行了80米的地表注注浆后，注浆浆地段经过钻钻孔检验和再再次注水检验验，达到了预预计注浆量，并并使岩土的松松散结构得到到了一定程度度的改善,效果良好，而而且在随后的的隧道开挖中中，出水量较较少，并明显显看到在松散散的岩体中，有有浆液凝胶。从从而保证了隧隧道施工的安安全和质量，达达到了预期效效果。2、进洞大管棚棚施工进洞施工采用长长管棚注浆加加固，结合小小导管注浆、钢钢拱架支撑、锚锚网喷等措施施形成一个整整体，保证施施工过程安全全及隧道运营营安全。大管棚施工工艺艺为：仰坡支护仰坡支护安装定向套管安装定向套管施工套管砼施工套管砼定位检测钻机定位调整定位检测钻机定位管棚钢管加工管棚钢管加工钻孔钻孔钢管安装钢管安装双液浆调配压注双液浆双液浆调配压注双液浆灌注砂浆封管灌注砂浆封管隧道开挖隧道开挖2.1仰坡支护护。仰坡开挖至洞顶顶标高时，依依据工作面出出露地质发现现，上部为腐腐殖土层及粘粘土层，中部部为风化砂土土层及煤矸石石层,下部为强风风化砂岩层，已已发生部分滑滑坍，必须尽尽早支护。仰仰坡全断面采采用小导管注注浆施工，小小导管长4.5米，间距1m*1m，安装完毕毕后焊接双层层φ8钢筋网片，喷喷射20cm厚C20砼（见图2）。2.2管孔定位位：利用全站仪和精精密水准仪按按照设计精确确定出钻孔位位置，并用红红油漆明确标标注。2.3安装定向向套管：导向管是控制成成孔方向使之之不偏斜的主主要手段，在暗洞口向向下开挖到基基岩时，施工工砼基座，在在暗洞开挖轮轮廓线以外，安安装6榀工字钢架,钢架间距50㎝，工字钢钢上焊接Φ127管棚定向钢钢管，纵向用用φ25螺纹钢连接,形成整体支支护。2.4施工套拱拱砼：护拱采用现浇CC30模注混凝土土，厚度100cm，使管棚导导向墙做为止止浆墙，设置置套拱，套拱拱纵向长度为为3米。（见图3）2.5钻机定位位和钻孔：针对每根钢管位位置，进行纵纵向基线定位位，并对钻机机基台抄平，调调整高度和仰仰角，在钻进进过程中要不不断地检查钻钻机钻杆方向向和仰角。2.6钢管安装装：管棚钢管采用ΦΦ108*66mm无缝钢管，每每根长度50米，间距50cm，每节管长9米,接头处用15㎝长丝扣相相连接。2.7注浆参数数：注浆浆液采用水水泥、水玻璃璃双液注浆。水水玻璃波美度度40，模数2.6；水泥浆：：水玻璃（体体积比）：1：0.8～1；水泥浆采采用普通硅酸酸盐水泥，水水灰比1：1。2.8主要设备备材料及人员员组织设备材料有：MMK—5型工程水平平钻机两台，BM-2550型注浆泵两两台，自制水水玻璃搅拌机机一台，JQ350立式搅拌机2台，储浆桶桶两台，20立方空压机机一台，普通通硅酸盐水泥泥、40波美度的水水玻璃及带有有套丝的Φ108×66mm钢管若干，方方木、钢扒钉钉、塑料管、木木板、注浆管管、三通管若若干。人员组织：可分分两个工班进进行作业，每每工班15人。其中：：队长1人，施工技技术员1人，测量工2人（负责布布孔、定位、量量测），工人人8人（负责破破孔、移动钻钻机、装卸钻钻杆、安装钢钢管、拌浆注注浆等），电电焊工1人，钻机司司机2人。3.安全措施3.1稳定钻机机所使用的方方木一定要稳稳固，防止产产生沉降、位位移及滑落。3.2施工中使使用的电力线线(注意有否老老化，漏电现现象)、风管线、水水管线要布置置整齐，有条条理。3.3施钻时时，按机械操操作规程操作作，严防机械械伤人。3.4注浆前严严格检查机具具、管路及接接头处的牢靠靠程度，以防防压力过大爆爆破伤人。3.5要注意及及时排水，防防止作业面泥泥泞。3.6钢管内注注浆时，操作作人员必须带带好口罩、眼眼镜及胶手套套。3.7夜晚施工工必须具备良良好的照明条条件。4.质量要求4.1根据施施工基准点，按按管棚施工图图布置管棚孔孔；孔位偏差差应大于1000mm；管棚孔钻进进深度误差为为-0.2～+0.3mm；钻孔偏斜率率控制在0.8%以内。4.2钻孔孔应由高孔位位向低孔位进进行。4.3钻孔孔孔径应比钢钢管直径大30~400mm。4.44遇卡钻、坍坍孔时应注浆浆后重钻。4.5钻孔孔合格后及时时安装钢管，其其接长时连接接必须牢固。4..6注浆浆液必必须充满钢管管及周围空隙隙，其注浆量量和压力应根根据试验确定定据试验确定定。三.隧道内联联合支护措施施在进行了管棚施施工后，随后后进行了超前前小导管配合合超前支护。隧隧道开挖采取取上弧导超前前，中导坑继继后，错落进进行落底封闭闭，每台阶间间距控制在3～5米。做到随随开挖、随支支护、随量测测，随总结，随随改进。其具具体施工见图图4。在开挖上导坑时时拱架有较小小的下沉量，掌掌子面出现小小范围的坍塌塌，但在中台台阶落底时拱拱顶出现了较较大程度的下下沉，而且在在拱架联接处处出现一定程程度的收敛。我们根据施工监监控量测数据据分析，确认认了有如下原原因：1、山体土松散散破碎层较厚厚，地表注浆浆加固了地表表，但无法对对隧道四周和和底板形成胶胶接。2、由于隧道洞洞口正好赶在在山区雨季施施工，山体水水渗流现象较较严重，虽然然进行了地表表注浆预支护护，但在山体体上坡的渗水水还是逐渐进进入隧道施工工区，特别是是在线路右侧侧影响较明显显，而本隧道道的围岩属于于泥质灰岩，凝凝灰岩和煤矸矸石层的交错错分布，经水水流渗透后，膨膨胀软化，呈呈泥糊状，正正好在钢拱架架A段与B段相连接处处影响最大。3、在施工时存存在一定的缺缺陷。3.1拱架架立立时拱脚不实实，有虚碴，在在打设锚杆和和安装超前小小导管时，风风枪在钢拱架架上震动时，造造成拱架下沉沉。3.2拱架上方方与围岩之间间有空洞，喷喷射砼不能完完全封闭岩面面，即使能够够封闭，也仅仅仅是薄薄的的一层，达不不到岩面封闭闭的最低厚度度5㎝，而且围围岩破碎性特特点，整体性性不好，靠局局部垫块点支支撑也无法对对围岩起到支支护的效果。当当空洞充填密密实时，自重重又较大，与与围岩粘结性性差，爆破开开挖时振动加加剧了对拱架架的压力。3.3中部开挖挖时，暴露拱拱脚时间长，使使个别拱架变变形和下沉较较大。针对上述情况，经经业主和设计计部门现场勘勘测，决定对对洞口段加快快落底，尽早早进行仰拱封封闭的施工。并并增加了拱脚脚注浆锚管，对对分台阶开挖挖架立的拱架架底设置了纵纵向槽钢连接接，增强了拱拱架整体钢度度。具体施工工方案见图5。同时我们也对施施工工艺进行行了细化，对对掌子面开挖挖采取预留小小部分核心土土；下台阶开开挖时，先拉拉中槽，使上上台阶和中台台阶拉开距离离后（4～5m），再错落落扩挖第三个个台阶，第三三台阶开挖后后，马上进行行仰拱封闭，形形成钢筋砼闭闭合环。这样样施工后，隧隧道内围岩变变形才有了较较大程度的减减弱，进入了了可控制范围围之内。然后后在掌子面距距离拉开到70～80米时，进行行后方衬砌砼砼的施工。（施工方法见见图6）四、洞内外监控控量测隧道开挖将会引引起地表下沉沉。尤其是浅浅埋、偏压部部位，拱顶的的垂直位移，水水平收敛、地地表下沉数据据的收集至关关重要，他充充分反映了隧隧道的稳定性性。首先我们进行了了对地表下沉沉、位移数据据的收集：在在隧道顶部设设点布控每天天进行量测。布布点方法为垂垂直隧道轴线线每3米布置一排排测控桩，间间距1.8米，每侧4根，对称布布置。按时量量测，即时汇汇总。隧道内在洞顶沿沿纵向每3米设置1点进行拱顶顶下沉量测，在在相应里程拱拱顶下3米处设