打括隧道进口塌方段处理施工方案

1、打括隧道进口塌方段处理施工方案【摘要】文章以黄织铁路打括隧道施工为实例，具体介绍了隧道坍方处理施工方法，为保证隧道开挖中顺利，防止隧道施工过程中再次发生坍方,施工中采用地表注浆、超前大管棚预注浆等加强措施，给开挖提供棚架支撑,加固松散土体,防止开挖中掌子面垮塌,确保施工质量与安全。【关键词】隧道坍方；管棚；注浆；施工技术打括隧道位于新建黄织铁路毕节地区织金县境内，其进口里程为D1K44+845，中心里程为D1K45+847.5，出口里程为D1K46+850，全长2005m，。进口D1K44+845D1K45+693段848m属于浅埋、软弱围岩隧道，隧道埋深为5m30m，为单线电气化铁路。打括隧

2、道进口端D1K44+925D1K44+968段地表为洼地，隧道覆盖层薄，孔顶至地表约为15m，隧道开挖过程中连降大雨，隧道内淌水严重，使该段隧道覆盖土层已渗透软化，自稳能力差。造成打括隧道D1K44+925D1K44+968段发生冒顶坍方，长度43m。隧道坍方体为黄色的软、流塑状粘土、粉粘土，局部夹杂少量粗细角砾，天然含水量较大。坍方体具有强度低，灵敏度高，易产生蠕动现象，开挖后自稳能力差，地面沉降难以控制，严重时洞内可能再次发生坍方，扩大坍方长度及面积，导致隧道施工困难加剧。本着先加固后治塌及时二衬相结合的施工原则安排施工，具体施工方法为：一、地表处理在隧道顶坍穴周围挖排水沟，封闭地表裂缝，

3、对坍穴表面进行注浆固结。在地表坍方周边插入注浆导管，间距1m，梅花形布置，注浆导管采用42无缝钢管制成，长3.5m，管壁每隔1020cm交错钻眼，眼孔直径68mm，根部留1.5m不钻眼做为止浆段。按预定的水灰比及注浆压力开始注浆，注浆过程中，观察断面是否有浆液渗出，若隧道内坍方处自上往下有浆液渗出，则维持注浆压力30s后停止注浆；若隧道内坍方处没有浆液渗出，注浆压力达到0.8Mpa后停止注浆。固结地表土体，防止地表水流入隧道内加大坍方面积，增加工作面施工难度。二、超前支护洞内采用两环大管棚注浆及18工字架加强支护通过。在D1K44+920处施做第一环大管棚导向墙，第二环大管棚导向墙设置于D1K

4、44+942处，导向墙厚1.0m，长1.0m，导向墙必须置于稳固的基础上。D1K44+938+943段拱墙扩大60cm，作为第二环大管棚施工空间，后期采用与整体衬砌同标号的混凝土回填。大管棚水平钻孔开孔102 mm，选用89热轧钢管，壁厚8mm，每环每根长度为了25m。第一环大管棚外插角为6，第二环大管棚外插角为23，环向间距40cm，每环27根。大管棚长度较长，施工过程中将钢管棚分节钻进，分节长度为6 m、4 m的钢管节。端头连接处采用一根以0.8m的73钢管,伸入89钢管中40cm，在端部用电焊将管之间缝隙焊满，剩余40cm用作送入前一根钢管的尾部，并用电焊焊满，起连接和导向作用。管棚采用

5、花管，使浆液充分渗透，在距端头4米范围内管壁上钻孔径为68mm的注浆孔，孔眼排列呈梅花形布置，间距为200mm。为防止浆液倒流，每根管棚尾部均焊有止浆板，止浆板采用2cm厚钢板制作，中间钻有20带螺纹的眼，以备注浆时用。为确保拱部坍方体的稳定，形成一层加固壳，大管棚内注入水泥净浆，水灰比为0.5：11：1。注浆压力：初压为0.51Mpa,终压为2Mpa,注浆压力以控制水泥净浆不冒出地表为原则。注浆结束后用C10水泥砂浆充填管棚钢管，增强钢管的强度和刚度。为防止大管棚外插板围岩掉块，D1K44+925+968段拱部设置42注浆钢花管（小导管），外插角45，环向间距40cm，每根长度4m，每1.8

6、m一环，每环26根。边墙设置42注浆钢花管注浆支护，小导管外插角45，每环每侧10根，每根长度为3.5m，每1.8m一环，注浆钢花管与工字钢架焊接牢固。小导管选用42的热轧钢管，壁厚3.25mm，长度4m，管壁每隔200mm交错钻眼，眼孔直径68mm，孔位互成90度，注浆管一端做成尖形，另一端焊接上铁箍，在距铁箍端1.0m开始钻孔。小导管注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防渗漏，对强行打入的钢管进行冲清管内积物，然后再注浆，注浆顺序由下而上，浆液用搅拌桶搅拌。大管棚内注入水泥净浆，初步设定注浆压力0.10.3Mpa，注浆最终值为0.5Mpa，稳定压力3分钟后即可停止注浆。以增加管棚刚度并填充钢管与管

7、周土体间空隙，同时对周围地层进行一定的加固。随着注浆的连续进行，注浆压力和进浆量增加，而土层吃浆量和进浆速度逐渐减小，土体内孔隙趋向填满。由于浆液对周围的土层连续扰动、压缩，使土颗粒移动，重新排列，浆液中的水泥颗粒慢慢吸收周边土的水份，有利于土体的脱水排气，利于复合围岩的形成，并通过张性层理劈裂压入浆材并凝固成脉，迫使土体向上地层传递压力并以辐射状局隆起重新分布，经过压缩、脱水，稀泥状粘土已变成土中，抗压强度提高，承受隧道周边部分围岩压力，不仅起到临时防渗加固的作用，而且能作永久围岩加固。三、开挖待超前支护注浆强度达85%后，方可开挖。考虑处于偏压、浅埋及软弱围岩段，虽已进行超前支护，但也不能

8、大意，因此,采用预留核心土开挖方法，即先沿隧道轮廓线开挖，每循环进尺0.51.0m，核心土采用挖掘机开挖，局部坚石采用弱爆破将坚石震裂后用挖掘机开挖。完成大管棚及注浆钢花管注浆施工后，待注浆达到规定强度时，在管棚及超前小导管支护环的保护下按短台阶法开挖，上台阶超前下台阶610m，上半断面开挖采用预留核心土，下半断面开挖采用跳槽马口开挖，左右两侧马口间距约为5m，即先沿隧道轮廓线开挖，每循环进尺0.51.0m，待锚喷支护达到一定强度后，再开挖核心土。 四、初期支护初期支护采用了常规的锚喷支护，即采用I18型工字钢架，间距50cm，用22钢筋环向联接，钢筋间距1m；系统锚杆采用22钢筋，长350c

9、m，间距80cm，呈梅花型布置；钢筋网采用8钢筋，间距2020cm；喷射24cm厚C25混凝土。在施工过程中，因局部围岩变形，将围岩软弱地段靠山体一侧的系统锚杆改为系统导管注水泥水玻璃双浆液，导管长4.5m，注浆压力0.50.8Mpa，增强了支护效果。五、围岩量测根据新奥法施工原理，监控量测是隧道施工的重要环节。在施工中，我们通过对围岩周边收敛量测、拱顶下沉量测数据的分析，发现局部地段变形较快并出现细小裂缝，通过及时修改支护参数，采取了加强支护措施，并及时施作仰拱，有效避免了安全质量事故的发生。六、衬砌坚持按“衬砌才是硬道理”的原则及时进行二衬砌混凝土施工。坚持“仰拱先行”，仰拱施工地段运输通道采用栈桥通过，仰拱每次灌注56m，一次性灌注，仰拱距开挖面约15m，二次衬砌距开挖面40m。衬砌采用9.0m衬砌台车，隧道坍方段衬砌均采用偏压加强衬砌，拱墙及仰拱均设置双层钢筋，混凝土为C30泵送混凝土。七、结语对隧道坍方处理施工，应注意以下几点：1. 开挖要遵循“管超前、严注浆、短进尺