偏压、浅埋、破碎、软弱夹层围岩隧道施工的技术处理2

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1、浅埋、软弱围岩隧道施工的技术处理中铁十七局第六工程有限公司闫晓峰、杨家卫摘要：介绍在青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标韩家隧道的施工过程中，针对浅埋、破碎围岩段施工等采取的技术处理措施。关键词：隧道施工；浅埋；围岩；中管棚；处理1.工程概述荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段韩家隧道位于荣成市境内低山丘陵区，沟谷发育，海拔高度一般为86.5~185.7m，最高山峰为隧址区北部的立架山，海拔185.7m，隧道最大埋深85.5m，最浅埋深4.42m。区内植被发育，以灌木为主。本区属暖温带亚湿润季风气候区，降水集中于夏秋，年平均气温11.1

2、℃，年平均降水量805mm。隧道区除进口沟谷地段发育有第四系全新统冲洪积层粉质粘土层外，其余洞身范围穿越地层主要为中生代燕山期石英二长岩。本隧道起迄里程为DK298+110~DK300+555，全长2445m。隧道位于半径为4500m的左偏曲线上；纵向上坡，进口至DK299+100段坡度为3‰，DK299+100至出口段坡度为25‰。本隧道为单洞双线隧道，内轮廓为曲墙带仰拱衬砌，净高9.2m，净空面积为92㎡，毛洞最大开挖跨度为14.58m。本隧道在DK298+875~DK299+040段为隧道浅埋段，埋深最大为17

3、.3m，埋深最小仅4.42m，且在DK298+930处（最低点）穿越地表水塘，该处设计围岩等级为Ⅴ级，巨斑角闪石英二长岩，强风化，岩体极破碎，裂隙水丰富，容易发生坍塌、冒顶，存在极大安全隐患，严重威胁到工程的质量和安全。2.隧道浅埋段的支护衬砌设计及主要处理措施⑴本隧道DK298+875~DK299+040段浅埋段采用Ⅴ级围岩加强复合式衬砌。初期支护以喷射混凝土、型钢架、锚杆、喷锚钢筋网为主要支护手段；当隧道仰拱及仰拱填充施工完毕，且二衬距掌子面距离不大于规范要求的隧道施工安全距离时，根据量测反馈沉降、收敛信息，若洞

4、内围岩稳定，及时施作二衬混凝土，以确保已施工完成的初期支护洞段安全牢固，具体支护参数见表1。表1隧道支护参数表衬砌类型喷射砼(C25)钢筋网锚杆参数钢架二次衬砌部位厚度cm部位网格间距cm钢筋规格部位环距*纵距m长度（m）部位类型纵距（m）拱墙cm仰拱cmⅤ级加强全环28拱墙20*20φ8拱墙1.2*14全环I20a型钢0.65060⑵为确保浅埋、软弱围岩段开挖的安全，在DK298+875~DK299+040浅埋段设长165m的ø89中管棚进行超前支护，管棚设在拱部144°范围内，环向间距40cm，外插角3°~5°，

5、管棚长度10m一环，两环之间搭接长度不小于3m。中管棚之间设ø42超前小导管支护，纵向每1.8m设一环，纵向相邻两排的水平投影搭接2.7m。如图1、2所示。图1洞身段中管棚正面布置图图2洞身段中管棚纵向布置图⑶同时，为了确保隧道施工期间安全，在该浅埋段施工前对DK298+930处（最低点）地表水塘进行排水处理，排干水塘内的积水，并确保隧道施工该段落时水塘处于干涸状态。3.中管棚施工工艺3.1施工作业面设置⑴当上导开挖至DK298+870位置时，按拱顶160°范围环向开挖至DK298+875掌子面，预留核心土平台长5m

6、，作为中管棚的工作平台。⑵紧挨掌子面往小里程方向2m隧道拱顶采取扩挖施工，拱顶160°范围超挖40cm，以保证钻机移动的灵活性。3.2施工准备⑴施工作业面加固：施作隧道已开挖段的初期支护，包括喷射混凝土、型钢架、锚杆、喷锚钢筋网支护手段；拱顶超挖段先按超挖轮廓施作初期支护，中管棚施工完成后再按设计断面补平初期支护。同时喷射混凝土封闭掌子面。⑵制作导向架：导向架采用Ⅰ20a工字钢制作，导向架由3榀钢架组成，制作尺寸按照管棚设置位置尺寸分别缩小30cm，40cm，50cm。利用全站仪定位安装导向架，导向钢架设置混凝土落底

7、基础并施作锁脚锚杆，基础断面尺寸为50cm*50cm，基础设置在稳定地基上，3榀导向钢架之间按环向1.0m设置I18工字钢纵向连接。⑶管棚施工放线：测量放样采用全站仪进行测设，三维坐标进行中管棚钻孔处定位。⑷钻机就位加固：钻机操作平台固定在导向钢架上，与预先加工好的导向架工字钢进行焊接连接。潜孔钻采用U形螺栓与工字钢导向架固定，每个u形螺栓采用20mm圆钢制作，在钻机前部、中部及后部左右各设置一道。为了避免钻机在钻孔过程中产生后坐力，导致导向架向后倾覆，导向架必须与初期支护钢拱架连接。3.3钻孔⑴钻孔由高孔位向低孔位

8、进行，为了便于安装钢管，钻头直径采用100mm。⑵管棚采用潜孔钻钻孔，钻进开始时选用低挡，待钻到一定深度后开始增加钻机钻孔速度及钻孔的压力，每钻进5m要复核钻孔的角度是否正确，以保障钻孔方向的准确。⑶钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进，并经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。⑷用