超前管棚施工在公路隧道塌洞处理的应用.pdf

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1、2012年11月曰E

2、玉】正交通建设【文章编号11673—0038(2012)32—0187—03超前管棚施工在公路隧道塌洞处理的应用庄志榕(广东水电二局股份有限公司)摘要：陕西省商州至陕豫界高速公路项目工程24标余家沟隧道在右洞将要出洞过程中出现较大塌方，坍塌物为呈黄褐状岩土，围岩节理裂隙发育，断层交替，围岩被切割严重，风化强烈，破碎且强度低、自稳性极差，构成围岩软弱夹层，围岩不稳定因素较多。为保证支护安全确定采用超前管棚对该塌方段进行支护并取得了成功应用。关键词：超前管棚；隧道；注浆；支护；收敛量检1工程概况陕西省商州至陕豫界

3、高速公路项目工程24标余家沟隧道主轴线长202m，分为左右两洞，右洞在导洞贯通后，在隧道的正上方的山项山脊处出现一条长14m缝宽2～5cm的裂隙，随后经专家鉴定余家沟隧道右洞出口为危洞，即停止洞挖，加快洞内二次衬砌的施工，同时由于左洞出口与右洞出口不在同一断面，相差30m即左洞比右洞早出洞30m，隧道与山体的斜交，又是浅埋隧道，最大埋深为23m，由于出口偏压较大，业主和设计方决定将左洞出口明洞延长30m，在左侧增加耳墙，以回填后减少右洞的测压。在隧道右洞洞内二衬完成距离洞口23m，出口明洞也完成结构混凝土完成后，以及左洞出口明洞和

4、大部洞内二衬完成后，重新开挖右洞出口段。但还是由于岩土暴露太长时间，洞口段偏压大，2007年11月16日，此洞口段SK232+663～SK232+686，23m塌方，塌坡延伸到山脊处，塌方量约8000m3，本工程地层岩性主要为第四系全新统．晚更新统残坡积层，围岩节理裂隙发育，断层交替，围岩被切割严重，风化强烈，破碎且强度低、自稳性极差，构成围岩软弱夹层，围岩不稳定因素较多，掘进施工难度较大。2支护措施因塌方处在洞口，决定从洞口桩号SK232+686单侧对前面塌方段进行扩挖支护处理。(1)为确保扩挖支护施工安全，首先对桩号SK232

5、+686掌子面破碎围岩进行素喷C30混凝土7cm厚进行临时封闭；然后沿桩号SK232+686拱部开挖轮廓线以上5em位置施打单排+80@300、L=15m的超前管棚(外插角l～3。)，注浆后对前面塌方部位进行超前支护(见图l、图2所示)。(2)由于该段围岩较差，为减轻光爆对周边围岩的扰动，确保扩挖施工安全，按照每次进尺1．5m进行掘图I桩号SK232+686～SK232+671塌方支护示意图图2桩号SK232+686曩方支护示熏圈进，不再进行爆破，只用钩机开挖，避免再次出现塌方。(3)完成开挖后，及时对扩挖暴露面进行素喷C30混凝

6、土5em厚进行临时封闭，并架立型钢拱架支护。(4)完成掘扩1．5m后，沿桩号SK232+686拱部开挖轮廓线以上5em位置施打单排小42@200、L=6m注浆小导管(夕}插角30)，并沿开挖轮廓线施打单排小32@200、L=6m超前锚杆(外插角1-30)，超前锚杆与小导管呈梅花型上、下交错布置(见图l所示)。(5)掘扩支护至桩号SK232+681时，再次沿拱部开挖轮廓线以上5era位置施打单排tM．2@200、L=6m注浆小导管，并沿开挖轮廓线施打单排+32@200、L=6m超交通建设曰E正玉]匝2012年11月前锚杆，超前锚杆与

7、小导管呈梅花型上、下交错布置(见图3所示)。图3桩号SK232+681、SK232+676塌方支护示熏图3施工方法及工艺3．1超前管棚施工管棚加固机理：沿开挖轮廓线外打入一排纵向钢管，并且在插入钢管后，再往管内注浆以固结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的空隙，使管棚与围岩固结紧密，以提高钢管的强度。开挖后架设钢拱架支护，共同形成牢固的棚状支护结构。3．1．1施工工艺流程施工准备_测量放样-+开孔_跟管钻进-+封孔一注浆_+检查验收。3．1．2施工机具及方法(1)施工机具：潜孔钻。(2)施工方法施工参数：钢管沿隧道拱部开挖轮廓线外5em

8、布置；钢管环向间距为30cm；外插角1。3。；管棚长度15m，热轧无缝钢管,l,80mm、壁厚5mm。注浆泵选用4．0MPa以上，注浆压力：1．0MPa；浆液采用P．0．42．5级普通硅酸盐纯水泥浆、水灰比l：l。钻孔：①为了便于安装钢管，钻头直径采用由110mm；②岩性较好的可以一次成孔；钻进时产生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻进；③钻机开钻时，可低速低压，待成孔1．0m后可根据地质隋况逐渐调整钻速及风压；④钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，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

9、，扶正器、合金钻头按同心圆钻进；⑥认真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，作为指导洞身开挖的依据。清孔验孔：①用钻杆配合钻头(书110mm)进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止