大跨度软弱地质条件隧道综合施工技术探究

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1、大跨度软弱地质条件隧道综合施工技术探究摘要本文结合浙江申苏浙皖高速公路弁山隧道设计及施工情况，主要针对大跨度软弱地质情况下隧道的开挖、超前支护、沉降观测及变形量测、软弱围岩基底加固、地质超前预报以及施工过程中的防坍塌措施等内容，总结了软弱地质条件隧道施工的成败经验，以其独特的施工方式为以后同类跨度及围岩隧道的施工提供较详实的资料，具有一定的参考价值。关键词大跨度软弱地质隧道综合施工技术研究中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：一、工程概况：弁山隧道位于申苏浙皖高速公路（浙江段）湖州南潯〜长兴姚家桥段第七合同段内，全长1050m（左洞桩号K37+375~K38+425,右洞桩号K37

2、+355〜K38+405），上下行分离，单向行三车道。设计为三心圆，最大开挖高度11.98m,最大开挖宽度17.92m,扁平率为0.67,为目前公路隧道最大开挖断面之一。二、施工控制与技术研究1.超前支护施工技术1.1洞口开挖原则：为减少洞口刷坡，争取早进洞的原则，因地制宜进行开挖。洞口仰坡及明洞边坡防护以临时加固为主。1.2暗洞施工应遵循“管超前，严注浆，短开挖，强支护，勤量测，早封闭”的基本原则。1.2.1大管棚参数(1)钢管布设按照设计孔距、及断面用红油漆标识清楚;(2)钢管环向间距为30/40cm(I/II类围岩)；(3)管心与衬砌设计外廓线间距为40cm；(4)倾角：仰角5°

3、〜10°(不包括路线纵坡)；(5)钢管施工误差：径向不大于20cm；(6)管棚规格尺寸：热轧无缝钢管①108mm,壁厚6mm,节长3m、6m；(7)连接钢管：①95mm,壁厚6mm,节长不小于50cm。1.2.2机具选择我单位采用自行式克莱姆管棚钻机及YG-60钻机进行钻孔。1.2.3超前大管棚的施做由于自行式管棚钻机行动方便，角度便于调整，因此不做较多介绍，现将简易钻机施工做以详细介绍：㈠由于简易钻机无法调整高度，因此首先需搭钻孔平台，钻机平台可用钢管脚手架搭设(或直接焊接台架)，搭设平台应一次性搭好。平台支撑要连接牢固、稳定，防止钻机施钻时产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量；

4、㈡在钻孔平台上安装钻机，钻机与平台连接牢靠；㈢钻机定位：机身与所施工的管棚方向保持平行，并且用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法准确核定钻机位置。反复调整，确保钻机钻杆轴线与设计管棚轴线相吻合。㈣钻孔：（1）为了便于钢管的安装，钻机钻头直径采用2①115mm,并根据地质情况确定,对于I类围岩，由于土质原因可能会产生坍孔、缩孔等问题,应采用较大钻头，对于卡钻应采用套管跟进法钻孔；⑵钻机开钻时，可低速低压，待成孔8m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。（4）钻进过程中随时用测斜仪测定钻机，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。（5）钻进过程中确保动力器，扶正

5、器、合金钻头按同心圆钻进。（6）作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报，同时也作为指导洞身开挖的依据。1.2.3清孔验孔（1）用钻杆配合钻头（①115mm或以上直径）进行来回扫孔，清除浮磴，确保孔径、孔深符合设计要求。（2）用高压风从孔底向孔口清理钻磴。（3）用经纬仪、测斜仪等仪器检测孔深，倾角及外插角。1.2.4安装钢花管⑴钢管应在专用的管床上加工好丝扣（或加工①95X6mm,节长不小于50cm的接头套管)，棚管四周钻①8出浆孔，注浆孔按20cm交错布置(靠掌子面4.5m的棚管尾部不钻孔)；管头制作成圆锥形，便于钢花管的安装。(2)钢花管

6、顶进采用10t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进；也可利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。(3)钢管接长应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。在打孔时根据孔口按方向编号，并注明奇偶，为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节采用3米钢管，编号为偶数的第一节采用6米钢管，以后每节均采用长度统一的钢管直至设计长度。同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开1mo1.2.5钢花管注浆(1)安装好钢花管后即可进行孔内注浆。为避免钢花管注浆时浆液串孔，钻机应间隔施钻，并在钢花管安装完后及时注浆，可以防止注浆时串孔，还可以进行预加固以便相邻钻孔容易成孔。(2)注浆参数：水泥浆与水玻璃体积的比例

7、为1：0.5；水泥浆水灰比1:1;水玻璃浓度40波美度，水玻璃模数2.4。(3)采用双液液压注浆机将双液浆注入管棚钢管内，初压0.5MPa〜1.0MPa,终压控制为2.0MPa,持压15min后停止注浆。1.2.5.1注浆施工工艺止浆塞钢花管1.3评价对于隧道洞口的软弱破碎围岩地段、浅埋地段釆用长大管棚施工工艺，提前发挥超前支护作用，增加了施工安全度,提高隧道的长期稳定性，具有显著的经济效益和社会效益。在管棚支护下开挖，可减少地表下沉和防止围岩