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1、浅析遇水软化围岩隧道施工技术来源:建筑工程技术与设计2015年4期【摘要】某隧道因其特殊的围岩条件,施工伊始迟迟不能进洞,造成山体滑坡,一度造成施工屮止,后变更设计支护方案,采用超前双层管棚,护拱护墙加强施工支护方案,超短台阶、品字法掘进,成功地进洞,并解决了施工难题,施工方案获得了业主认可,提出的I类变更得到了审批,综合经济效益显著。【关键词】施工支护;地质;围岩崩解;施工一、工程概况某隧道全长为244m,其中为13m明洞。该隧道一部分位于直线上,一部分位于缓和曲线上,线路纵坡为3.7%。。隧道北京端靠洞口地质为碳质页岩,土体松软,孔隙、裂隙较
2、多,坡面不能自稳;地层含水量丰富,开挖后形成裂隙水渗流,土体在自重及水流作用下很快呈稀泥状。受构造影响,岩层十分破碎,无明显结构,极易坍塌,遇水迅速崩解,呈流塑状,在地下水作用下缓慢涌出。隧道全隧为I类围岩,最大开挖宽度为5.66m,最大开挖高度为8.93m。隧道最大覆盖层厚30m,最小覆盖层厚仅0.6m。二、施工方案某隧道围岩极软弱,特别是进出口各40〜50m为浅埋地段;从地质勘察资料來看,隧道地质条件极差,围岩无稳定性,地下水极发育。因此选择和确定既能保证施工安全,乂能保证施工工程质量的施工方案,是木工程施工的重点。(1)洞口段根据我们对地质
3、情况的调查的及对水文条件的分析,为确保安全进洞,采用覆盖层小于2m段暗洞明做,然后采用超前双层管棚,护拱护墙方案进洞。(2)洞身段釆用超短台阶法开挖,超前双层管棚,锚、网、喷、格栅钢架、护拱护墙联合支护,并加强地表和洞内监控量测。(3)施工顺序由于受施工条件制约,先期施工从北京端进洞,后因地质条件差,衬砌循环进尺短,施工进度受地质条件制约,为保证工期,在九龙端又增加一个掘进口。三、洞口段施工技术1.超前双层管棚预注浆超前支护(2)洞口坡面处理自滑动面向下采用人工清理塌方土,边仰坡坡度设置为0.7:1,以减轻洞口荷载,坡面采用砂浆锚杆、挂网喷射碗。
4、锚杆采用20MnSi?20锚杆,L=4.0m,间距为1.0x1.0m,梅花形布置;钢筋网采用?8钢筋制作,间距为0.2x0.2m,钢筋网与锚杆焊接为一体"仝自上向下喷射,厚度为10cmo同时从仰坡上和进口端浅覆盖层山顶向下打入注浆钢管(①42,L=7m,注浆加固山体。(2)管棚类型的采用管棚采用直径为?80钢管,长度为15m,搭接6米,钢管前端3m范围内设间距50cm孔径10mm梅花型注浆孔,管棚端头切成锥头,以便管棚前进(见下图)。同层管棚间距0.25m,双层间距为0.4m。进口段采用全注浆,以冇效加固进口段松散土体。(3)进洞管棚施工3.1管
5、棚位置测量首先定出隧道中线,然后根据设计开挖轮廓各点标高测出管棚轮廓,并根据间距一一画出单根管棚位置,做出明显标记。3.2管棚钻进安装施工时首先根据测量放样标记,使用潜孔钻进行间隔钻孔,钻到设计深度后,打入钢管,钢管每节长度3米,每节采用焊接接长,顺线路方向外插角为2?〜5?,同层间距25cm,上下两层间距为0.4m,前后两排重叠部分为6m。3.3管棚注浆管棚注浆采用注浆机注入水泥浆,水泥浆水灰比为1.4,注浆顺序由内向外,浆液由稀到稠,浆液中添加减水剂,增加水泥浆的流动性并缩短水泥浆凝结吋间。当注浆压力达到1.2MP时停几分钟继续压浆,并持压5
6、分钟,反复几次直到压力不再下降为止,注浆完成后立即堵塞孔口,防止浆液倒流。1.覆盖层小于2m段拱部和边墙采用明挖施工拱部采用明挖回填,边墙采用单侧机械开挖,人工修理侧壁和基底,架格栅钢架2Wm,施工C20磴护墙,格栅钢架施做在护墙里面。然后单侧开挖另一侧边墙,作施工支护,最后施工衬砌確。2.覆盖层大于2m段拱部和边墙采用暗挖护拱、护墙支护施工拱部打入超前管棚后,开挖拱部,尺寸为3*4,掘进1.5mJn-架立格栅钢架,施工30cm厚C20护拱。护拱磴强度达到70%后每50cm间距施工护拱锁脚管棚,满注浆,每棉护拱(1.5m)施作6根,每侧3根(①8
7、0,L=7m)o边墙采用单侧机械开挖,人工修理侧壁和基底,架格栅钢架2Wm,与护拱预埋格栅法兰对接然后施工C20碗护墙,格栅钢架施做在护墙里面。然后单侧开挖另一侧边墙,作施工支护,最后施工衬砌碇。1.品字法施工各部位施工顺序如图1所示。(1)施工超前双层管棚,注浆。(2)开挖②部;②部尺寸为萨4,掘进1.5m后架立格栅钢架,施工30cm厚C20护拱。(3)护拱妊强度达到70%后每50cm间距施工护拱锁脚管棚,满注浆,每棍护拱(1.5m)施作6根,每侧3根(①80,L=7m)0(4)上下导坑距离达15m时,开挖3部,架立格钢架,施工30cm厚C20
8、护墙。后开挖4部,如此循环掘进,循环进尺为2.4m或3.6m。(5)开挖5部,施工仰拱。(6)安装环向肓沟、纵向排水管,敷设防水板。(7