大管棚預(yù)注漿超前支護(hù)技術(shù)在風(fēng)霜嶺隧道洞口施工中的應(yīng)用.

1、大管棚預(yù)注漿超前支護(hù)技術(shù)在風(fēng)霜嶺隧道洞口施工中的應(yīng)用 楊斌（福建省漳州市漳龍高速公路有限公司，漳州市，36300）提要闡述了風(fēng)霜嶺隧道右洞進(jìn)口堆積體段超前大管棚的施工，通過對監(jiān)控量 測結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)了超前預(yù)支護(hù)技術(shù)在通過軟弱圍巖時的作用。關(guān)鍵詞隧道超前預(yù)支護(hù)堆積體施工效果評價App licati on of Run-before P rotectio n by P re-gro un ted Big Tube CanopyTo Fen gshua ngli ng TunnelYang Bin（Zhan gzhou Municipal Zhanglong Exp ressway Co.Ltd

2、.,Zha ngzhou 363000,Ch ina ） Abstract： Elaborating the construction of pre-grounted big tube canopy in the pile-up body segme nt of Fen gshua ngli ng Tunn el. Through an alysis on the mon itored results,it sums up the functions of run-before p rotect ion tech no logy in p ass ing through weak rocks.

3、Key words： Tunnel， Run-before Protection, Pile-up body construction, Result evaluati on1工程簡介漳龍高速公路漳州段風(fēng)霜嶺隧道全長 862.5m,隧道設(shè)計為雙洞四車道，單洞凈寬 9.75m，凈高5m。右洞進(jìn)口樁號 YK34+495，設(shè)計標(biāo)高89.42m。隧道右洞進(jìn)口段 位于淺埋地段，埋深1219m，為第四紀(jì)（Qc4）坡積層與強風(fēng)化花崗閃長巖接觸地帶。表層為松散無粘性的砂狀土，下伏強風(fēng)化花崗閃長巖，巖石已風(fēng) 化呈土狀，夾雜部分角礫碎石，結(jié)構(gòu)松散，圍巖自穩(wěn)性極差，遇水易坍塌。隧道 所處山體植被發(fā)育，地表、地下水豐

4、富。2問題的提出及方案確定隧道施工自2002年12月初右隧準(zhǔn)備進(jìn)洞，隨著表土清除，洞口開挖工作面形 成，時值南方雨季提前到來。長時間降雨造成圍巖受浸泡富水飽和，地表泉水涌 出，造成洞口段圍巖軟化，仰坡地表多處產(chǎn)生裂縫，最大裂縫寬12cm，形成23cm錯臺。洞口開挖工作面發(fā)生坍塌，施工進(jìn)洞困難。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，結(jié)合其他隧道施工經(jīng)驗，認(rèn)為較為合理的施工方法是采用大 管棚超前預(yù)注漿，先對洞口段堆積體進(jìn)行固結(jié)處理再進(jìn)行開挖，可以有效保證洞 口邊仰坡安全，確保順利進(jìn)洞。3施工設(shè)計3. 1注漿機理由于堆積體結(jié)構(gòu)松散破碎，本工程采用滲透注漿及壓密注漿。3. 2施工參數(shù)選擇3. 2. 1大管棚設(shè)計大管棚采用

5、© 108mm壁厚6mm的熱軋無縫鋼管，節(jié)長分別為 3 m、6m。管棚 環(huán)向間距拱部為30cm，墻部為50cm。外插角3°5 °有孔、無孔鋼管交叉布 設(shè)。有孔鋼管布設(shè)注漿完畢后再布設(shè)無孔鋼管。有孔鋼管上注漿孔孔徑12mm，孔間距20cm，梅花型布置，尾部50cm范圍內(nèi)不鉆孔作為止?jié){段。如圖所示。3. 2. 2注漿參數(shù)設(shè)計(1) 注漿材料及配合比：注漿漿液采用水泥漿，水泥采用32.5 (R)普通硅酸鹽 水泥，水泥漿液水灰比為0.8:11:1;(2) 注漿壓力：2.03.0MPa;(3) 漿液擴散半徑：不小于0.5m;(4) 單根鋼管注漿量：Q=nX r2 X L+n

6、X R2X LXqXaXp式中：r為鋼管半徑，L為鋼管總長度，考慮與鉆機連接，取29m； R為漿液擴散半徑，取0.5m； n為地層孔隙率，堆積體經(jīng)測試 n為12%; a為漿液有效充填 率，取0.9; P為漿液損耗系數(shù)，取1.15。經(jīng)計算，單根鋼管注漿量Q=3.09 m3。4方案實施4. 1大管棚施工前準(zhǔn)備工作4. 1. 1疏排地表水洞口仰坡穩(wěn)定地層，增設(shè)環(huán)型截水溝一道，攔截地表水；建立枝狀排水系統(tǒng)，使 地表水盡快順暢地排出洞口不穩(wěn)定范圍，以防積水下滲。4. 1. 2引排地下水為引排洞口段地下水，在適當(dāng)位置鉆設(shè) 2個© 20CM降水井，禾用深井潛水泵和 螺桿泵抽取地下水以疏干土體，降低

7、洞口周圍地下水位。4. 1. 3施作套拱作為大管棚導(dǎo)向墻洞口前端采用4m長套拱(25#砼)作為大管棚導(dǎo)向墻。套拱在洞口襯砌外輪廓線以 外施作。套拱基礎(chǔ)施打8m長© 108X 6mr鋼管樁，管體用水泥漿灌滿。3 套拱內(nèi)埋設(shè)7榀U25型鋼，U型鋼與© 127X 4 mrif棚孔口套管焊成整體?？卓?套管沿拱圈環(huán)向布設(shè)間距、位置及方向應(yīng)準(zhǔn)確。4. 2管棚施工先施鉆、安設(shè)及注漿所有有孔鋼管，再施作無孔鋼管。4. 2.1鉆孔(1) 根據(jù)套拱中預(yù)埋的鋼套管作為導(dǎo)向管進(jìn)行鉆孔。掌子面必須按要求先噴一 層素混凝土作為止?jié){墻，以確保掌子面在進(jìn)行壓力注漿時不出現(xiàn)漏漿、坍塌。(2) 鉆孔前先檢查

8、鉆機機械狀況是否正常；鉆孔時根據(jù)情況確定是否加泥漿或 水泥漿鉆進(jìn)，當(dāng)鉆至砂層易塌孔時，應(yīng)加泥漿護(hù)壁方可繼續(xù)鉆進(jìn)；如不能成孔 時，可加套筒或?qū)@頭直接焊接在鋼管前端鉆進(jìn)。(3) 鉆孔速度應(yīng)保持勻速，特別是鉆頭遇到夾泥夾沙層時，應(yīng)控制鉆進(jìn)速度， 避免發(fā)生夾鉆現(xiàn)象。(4) 為避免鉆桿太長，鉆頭因自重下垂或遇到孤石鉆進(jìn)方向不易控制等現(xiàn)象， 開鉆上挑角度控制在3。5之間，并隨時用測斜儀量測角度和鉆進(jìn)方向。4. 2.2安設(shè)管棚鉆孔完成后及時安設(shè)管棚鋼管，避免出現(xiàn)塌孔。15cm。鋼管逐節(jié)頂入，采用絲扣連接，絲扣長 及時將鋼管與鉆孔壁間縫隙填塞密實，在鋼管外露端焊上法蘭盤、止?jié){閥，并 檢查焊接強度和密實度。4

9、. 3管棚注漿4. 3. 1施工工藝4. 3. 2施工程序及方法注漿前先檢查管路和機械狀況，確認(rèn)正常后做壓漿實驗，確定合理的注漿參 數(shù)，據(jù)以施工。注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串漿現(xiàn)象，如發(fā)生串漿，應(yīng)立即停止注漿或采用間歇式注漿封堵串漿口，也可采用麻紗、木楔、快硬 水泥砂漿或錨固劑封堵，直至不再串漿時再繼續(xù)注漿。注漿過程中壓力如突然升 高，可能發(fā)生堵管，應(yīng)停機檢查。注漿壓力達(dá)到2.5Mpa,并持壓5min以上，可停止注漿，并及時封堵注漿口。注漿過程應(yīng)派專人負(fù)責(zé)，填寫注漿記錄表，記錄注漿時間、漿液消耗量及 注漿壓力等數(shù)據(jù)，觀察壓力表值，監(jiān)控連通裝置，避免因壓力猛增而發(fā)生異常情

10、況。4. 3. 3待有孔鋼管已全部注漿完畢后，再進(jìn)行無孔鋼管的鉆孔、安設(shè)。4. 3. 4注漿效果評定對注漿加固區(qū)進(jìn)行鉆孔取芯，觀察注漿充填情況。在進(jìn)行無孔鋼管鉆孔時觀察孔內(nèi)涌水顏色及涌水量，水顏色如較澄清或夾帶水 泥渣塊，涌水量小于0.4L/min，則注漿效果較好，如涌水為泥漿顏色或涌水量較 大時，應(yīng)補注或重注。5堆積體段開挖該段洞身開挖采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，開挖支護(hù)流程如圖所示：VS幾點說明：注漿小導(dǎo)管采用 © 50X5m無縫鋼管，節(jié)長5m,鋼管上注漿孔孔徑 8mm,孔間距15 cm,梅花型布置，尾部40 cm范圍內(nèi)不鉆孔作為止?jié){段，小導(dǎo) 管環(huán)向間距50 cm,縱向間距250 cm,外

11、插角15°洞身U25鋼支撐縱向間距 30cm;側(cè)導(dǎo)坑臨時U25鋼支撐縱向間距60cm；相鄰兩榀間的中隔壁 U型鋼用環(huán) 向間距1米的25鋼筋焊接以增強其整體性。6效果評價為保證施工安全及檢查大管棚的實施效果，施工單位專門組織對堆積體段的凈空收斂量測。在25m堆積體處理段埋設(shè)了 3條收斂基線，監(jiān)測數(shù)據(jù)分析見表 1。從 量測情況看，埋設(shè)初期3條曲線收斂增長較慢，上核心土開挖時收斂變形急劇增 長，然后趨于穩(wěn)定，均滿足設(shè)計要求。充分說明了大管棚預(yù)注漿超前支護(hù)對防止 圍巖惡化，控制隧道變形作用是顯著的。表1凈空收斂監(jiān)測變形分析 mm/d矍r;址慢増圧酚丹連嘩" 30 天）(JO-40 X 1(40 60 )YK34+SOO0. 221, 丁90, 04YK34+5060. 431. 570. 05YK34+5t5山751、03076總結(jié)及體會利用大管棚作為穿越堆積體段的超前支護(hù)，其成功之處在于：通過注漿將松散的 堆積體固結(jié)起來，利用大管棚支護(hù)