某隧道在崩塌体中的施工方法

某隧道在崩塌体中的施工方法1工程概况34省道某隧道全长1280m，单洞净宽10.5m，净高5.0m，行车道宽度2×4.0m，隧道内轮廓设计为半径5.65m的单心圆形式。隧道下穿老甬临公路，进洞口洞顶距老甬宁公路路面仅11.5m，自然斜坡坡度5°~25°轴线与等高线正交，多陡坎，覆盖层属第四系坡积及崩塌堆积层，崩塌堆积层厚度较大，局部可达44m。围岩结构松散，含水量大，稳定性极差，开挖时极易产生坍塌和冒顶，属不良地质地段，其中K0+840~K1+025段185m属崩塌体。2某隧道进口施工方案因本隧道为浅埋及厚度较大的崩塌堆积层，且有车流量大的甬临公路从洞顶穿过，对洞口及埋深较浅地段进行地表覆盖层加固，加强超前支护及初期支护，对软弱隧底采用中空锚杆注浆加固。全隧道按新奥法原理组织施工，加强监控量测，隧道采用上下断面法施工，出碴采用无轨运输，隧道开挖遵循“短进尺、多循环、不爆破或弱爆破、强支护、勤量测、早成环”的施工原则。由于围岩为崩塌堆积层，在采取Φ89（Φ42）管棚等超前支护的基础上，半断面法施工，开挖面及时喷砼封闭完成初支，一次衬砌施工，二次衬砌采用全断面一次成型，仰拱及填充砼超前施工。3施工方法3.1施工工艺流程图准备→地表锚固→洞口开挖→仰坡加固→Φ89管棚施工→正洞开挖→出碴→喷砼→型钢拱架→一次衬砌→下断面开挖→初期支护→一次衬砌→仰拱填充→二次衬砌3.2洞口地表施工洞口30m地表采用注1∶0.5水泥水玻璃浆液及22mm钢筋锚杆束加固。注浆加固范围为隧道中心线左、右侧各13m，孔径102mm，间距1×1.0m梅花型布置，注浆初压力0.5～1.0mpa，终压2～2.5mpa，在注浆孔设置3×Φ22钢筋。地表锚杆伸入初期支护内与初支连成整体。3.3洞口仰坡加固洞口路基为第四系残坡积层，开挖土方0.8万m3。施工按隧道半断面标准开挖路基，当工作面可以挂齿进洞时停止，并开始准备施工Φ89长10m的管棚，管棚搭接长度为2.5m，管棚布置及钻孔见长管棚钻孔顺序图。边仰坡按设计刷坡成形，边仰坡稳定对隧道进洞及后续工序至关重要。考虑到边仰坡为土质，采用中空锚杆+注浆水玻璃浆+钢筋网+喷射砼等临时措施，并作好天沟与两边侧沟的排水系统，以确保洞口的稳定。洞身开挖3.4.1上半断面施工：上断面洞身开挖在超前支护完成后施工，洞身开挖落后地表加固10m进行，采用半断面法，上断面开挖采用预留核心土。先环向开挖，开挖部份及时喷砼封闭，包括掌子面。拱部成形后，施作径向锚杆、钢筋网、并复喷砼、安装型钢拱架，核心土留3.0~5.0m长，每一循环进尺控制在0.5m左右。上半断面开挖高度在4.5~5.0m间，以利机械作业。崩塌体洞口段上半断面采用人工开挖，局部辅以手持风钻钻眼，弱爆破开挖，开挖完成后，及时喷砼厚5cm对围岩封闭，安设型钢拱架后再喷砼，在喷砼达到设计强度75%后，按半断面衬砌先拱后墙方法，施工一次模筑砼衬砌。为避免拱顶下沉，采用18号工字钢作为临时仰拱和中隔壁支撑，临时仰拱和中隔壁支撑间距都按1.5m施工。在拱部水量大的地段，加防水板，安设排水管，在拱脚处设泄水孔，使大面积的水流集中排出，拱脚部设排水沟排出隧道。3.4.2下半断面施工在上半断面掘进完成25m后，下半断面开始施工，由于上半断面的初期支护和一次衬砌等支护措施对围岩处于稳定状态，当下半断面开挖时对围岩再次受到扰动，应力将重新分布，支护承受的侧向变形压力增大，特别是下半断面顶部尤为突出。开挖时该处支护松动，应力会突然释放。因此，下半断面开挖采用间断挖竖井，边墙部施工小导管（Φ42）注浆加固，竖井开孔口断面1×1.4m，竖井四周及时护壁，竖井开挖到位后，并及时施作该部的初期支护以及仰拱。为保证拱部初期支护及一次衬砌稳定，下断面开挖采取左右幅分别开挖，拉槽，拱脚留1.0m，按花马口开挖，施作初期支护和一次模筑砼，并及时完成仰拱和填充砼。在一侧完成并达到设计强度的75%后，另一侧按此施工进行。马口开挖长度控制在3.0m。3.4.3仰拱施工为确保施工安全仰拱施工分左右幅进行。仰拱开挖到位后，及时喷射25号砼厚10厘m封闭，再施工中空锚杆并注浆加固，注浆采用1：0.5水泥水玻璃浆液,锚杆按1.2×1.2m梅花型布置.。锚杆长度不小于3.5m。3.5支护3.5.1超前支护①长管棚施工A、施工工艺流程a、钻孔作业平台利用开挖，分二层建立钻孔作业平台。使用的XY-2型旋转钻机，其水平钻孔最大高度为2.1m，故第一、二层开挖高度定为2.1m，使之与钻孔最大水平高度相一致。开挖顺序：先挖Ⅰ部，再挖Ⅱ、Ⅱˊ部，第Ⅲ部拖后5m。b、钻孔作业顺序本段隧道采用半断面法施工，上半断面开挖高度拟定为5.0m，施打管棚范围环向间距0.4m，安排2台XY-2型旋转钻机作业，一台置于中部，一台置于边上，每一施打断面共有管棚29根，管棚搭接不小于2.5m。c、注浆管棚施打完毕后，即注入水泥、水玻璃浆。（管棚完成几根后就可开始逐步注浆，可节约施工时间）。d、开挖注浆完毕8小时后，方可进行开挖。B、设备的配备配备XY-2型液压旋转钻机2台，SYB—60/S双液注浆泵一台。C、长管棚施工注意事项a、作好施工前的准备工作。为获取好的深孔注浆效果，在地层预注浆设计前，收集好岩体性质等现场数据，以决定注浆压力和配合比，并做好现场单孔注浆试验，掌握浆液的配合比，凝结时间，注浆量，注浆压力，备好注浆材料，施工机械进场并调试好，准确的测量定位。b、架立钻机时，要精确定位，保证钻机与线路中心平行，以及钻机在钻进时不产生偏移和倾斜。c、坍孔的处理：钻进中发生坍方，需先注入浆后，再钻孔，产生护壁作用，保证孔壁不坍塌。d、接长管棚，其接头采用厚壁管箍，上满丝口，并缠丝，以确保连接可靠。e、长管棚在顶进过程中，采用测斜仪严格控制上仰角在1°以内。管棚及时与型钢拱架连接，支撑于型钢拱架上。f、水泥水玻璃配合比应根据现场地质情况，由试验人员作适当的调配，其经验配合比可取1：0.5，注浆初始压力为0.5~1.0Mpa，终压力为2~2.5Mpa。②超前小管棚施工小管棚采用长4.0mφ42×3.5热扎钢管，管壁上每隔15cm交错钻直径为6~8mm的眼孔，环向间距为40cm，纵向相邻两排钢管的搭接长度不小于1.5m，施工外插角5~7°。小管棚施工利用多功能作业台架，手持风钻钻眼，方向平行于隧道轴线，外角控制为5~7°。清孔后采用人工捶击或利用风钻插入小导管，然后安设止浆塞，采用液压注浆泵压注水泥水玻璃浆液，注浆初始压力为0.5~1Mpa，终压力2~2.5Mpa，水泥与水玻璃比=1：0.5。小管棚施工后，压注浆液具有强度，围岩形成良好粘结后即可放炮开挖，开挖进尺控制在1.0m左右。开挖后小管棚端及时与初期支护型钢钢架连接，支撑于型钢钢架上，并用喷射砼封闭。小管棚可单独作为超前小管棚，也可以与大管棚配合使用，在大管棚间施作小管棚。③超前锚杆洞内Ⅱ类围岩采用超前锚杆，施工参数为：普通砂浆锚杆，22螺纹钢，长4.0m，环向间距50cm，锚杆外插角5~7°，纵向相邻两排超前锚杆的搭接长度不小于1.0m，钻眼方法与小管棚方法一致，锚固方法采用早强水泥砂浆药包锚固。3.5.2初期支护初期支护施工程序：初喷5cm厚封闭砼→设置锚杆及注浆→安设钢支撑→铺设钢筋网→复喷砼至设计厚度。初喷砼应紧跟开挖面，复喷前按设计完成锚杆、钢筋网、钢拱架的安装工作。3.6出碴、运输出碴、运输均采用无轨运输方式3.6.1上断面出碴由于人工先开挖成环部份断面较小，采取人工运输至核心土堆前再用装载机装车，5T自卸汽车3台运输。3.6.2下断面出碴由于开挖断面较大，采取挖掘机装车，5T自卸汽车5台运输。3.7二次衬砌在初期支护、一次衬砌、仰拱及填充完成并达到设计强度后，采用组装衬砌台车2台，进行全断面模筑二次衬砌，每一衬砌台车一次浇筑9m，砼在拌合站拌合，砼输送泵浇筑保证其密实。3.8机械配备情况序号名称规格型号单位数量备注1液压旋转钻机XY—2台22双液注浆泵SYB—60//S台13喷射机TK961台24挖掘机UH181台15装载机ZL—50台26自卸汽车EQ340台67砼输送泵台18电子计量砼拌合合站台19砼输送车台310衬砌台车台211变压器315KVA台112发电机台113电动空压机台414电焊机台315切割机台216弯轨机台14几点体会①本文介绍的施工方法，对于地表沉降要求高的或需要保护的地面建筑物有着较好的保护作用。对松软围岩采用浅埋施工方法有着较好的借鉴作用。②对软弱围岩不良地质情况的施