隧道塌方处理施工方案

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1、塌方处理施工方案一、工程概况阮家窑隧道是位于“京包线大同至包头段电气化改造工程”的一座新建双线铁路隧道,地理位于内蒙古丰镇市境内,既有京包线及饮马河左侧。进、出口里程分别为:DK425+500、DK426+485、全长935m。隧道进口至DK425+572.62位于缓和曲线上,洞身大部位于R=1200m的圆曲线上,出口位于直线上。隧道为双线隧道,进口线间距4.18m,出口线间距5.70m。隧道内纵坡为3.6‰的上坡。隧道围岩为Ⅴ~Ⅵ级,按新奥法设计与施工。支护结构采用初期支护、中设防水板、二次衬砌,形式为曲墙带仰拱。二、塌方段现状及

2、方案确定隧道斜井向进口方向里程约DK426+803~+799部位于2009年6月27日发生二次塌方,整个山体已经松动,洞顶地表塌穴直径变大,塌方部位上方为松散塌体,如下图所示。按常规方法无法施工,为安全通过塌方段,根据现场实际情况,结合其他隧道施工经验,认为较为合理的施工方法是采用大管棚并注浆超前支护,因塌方段为松散塌方体,采用常规的钻进方法容易造成塌孔,最后决定采用大管棚同步跟管钻进施工方法。三、施工设计1、注浆机理由于整个山体及塌方体结构松散破碎,本工程采用渗透注浆及压密注浆。2、施工参数选择2.1、大管棚设计参数:①导管规格:

3、采用外径Φ108mm的热轧无缝钢管,壁厚8mm,内设钢筋笼;②导向管:直径Φ150mm,壁厚5mm,长2m;③环向间距:3根/m;④倾角:外插角为3°;⑤设置范围:拱部120°;⑥长度:30m;⑦节长4m、2m。⑧同一环管棚中接头的位置应相互错开不小于1m,管棚节长度为2m+4m+4m+4m+4m+4m+4m+4m或4m+4m+4m+4m+4m+4m+4m+2m。大管棚立面图及剖面图如下所示:2.2、注浆参数设计⑴注浆材料及配合比:注浆浆液采用水泥浆,水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,水泥浆液水灰比为0.8:1~1:1;⑵注浆压力:0

4、.8~1.2MPa;⑶浆液扩散半径:不小于0.5m;⑷单根钢管注浆量:Q=π×r2×L+π×R2×L×η×α×β式中:r为钢管半径,L为钢管总长度,考虑与钻机连接,取28.5m;R为浆液扩散半径,取0.5m;η为地层孔隙率,堆积体经测试η为12%;α为浆液有效充填率,取0.9;β为浆液损耗系数,取1.15。经计算,单根钢管注浆量Q=3.09m3。四、方案实施1、大管棚施工前准备工作1.1、大管棚及钢筋笼加工1.1.1、大管棚加工采用外径Φ108mm的热轧无缝钢管,作为跟管套管,反丝套管用接箍连接,丝扣长10cm,管身钻设孔径10~1

5、6mm注浆孔(靠孔口1.5m处的钢管不钻孔),孔间距15cm,呈梅花型布置。为便于注浆施工,在套管口设置一个孔口异径接头控制装置,为防止浆液倒流,每根管棚尾部均焊接有止浆板,止浆板采用2cm厚钢板制作,1.1.2、钢筋笼加工为提高导管的抗弯能力,可在钢管内设置钢筋笼,钢筋笼由四根主筋和固定环组成,主筋直径为Ф25mm罗纹钢,固定环采用Ф42mm无缝钢管,与主筋焊接,间距0.5m。1.2、混凝土导向墙施工⑴导向墙采用C20混凝土,在隧道DK425+805~+803范围内隧道紧贴初支表面安装模板浇筑,环向长度为隧道上半断面,断面尺寸为0

6、.5×2.0m,导向墙内埋设3榀I20工字钢,与管棚孔口管连接成整体,要保证其基础稳定性。⑵安装导向管,孔口管作为管棚的导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。孔口管应牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。1.3、搭钻孔平台及安装钻机⑴钻孔平台用钢管脚手架搭设,搭设平台应一次性搭好,钻孔由1~2台钻机由高孔位向低孔位进行。钻孔平台宽度为上台阶宽度。⑵平台要支撑于稳固的地基上,脚手架连接要牢固、稳定,防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。⑶钻机定位:钻机要求与已设定好的孔口管方向平

7、行,必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法,反复调整,确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。2、大管棚施工2.1、大管棚施工工艺⑴注浆前先检查管路和机械状况,确认正常后做压浆实验,确定合理的注浆参数,指导施工。⑵注浆过程中随时检查孔口、邻孔有无串浆现象,如发生串浆,应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆。注浆过程中压力如突然升高,可能发生堵管,应停机检查。⑶注浆压力达到2.5Mpa,并持压10min以上,可停止注浆,并及时封堵注浆口。⑷注浆过

8、程应派专人负责,填写《注浆记录表》,记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据,观察压力表值,监控连通装置,避免因压力猛增而发生异常情况。2.2、跟管钻进由于所钻地层为松散的塌方土夹石地层,采用常规钻进方法容易造成钻孔坍塌埋钻,探头石卡

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1、塌方处理施工方案一、工程概况阮家窑隧道是位于“京包线大同至包头段电气化改造工程”的一座新建双线铁路隧道,地理位于内蒙古丰镇市境内,既有京包线及饮马河左侧。进、出口里程分别为:DK425+500、DK426+485、全长935m。隧道进口至DK425+572.62位于缓和曲线上,洞身大部位于R=1200m的圆曲线上,出口位于直线上。隧道为双线隧道,进口线间距4.18m,出口线间距5.70m。隧道内纵坡为3.6‰的上坡。隧道围岩为Ⅴ~Ⅵ级,按新奥法设计与施工。支护结构采用初期支护、中设防水板、二次衬砌,形式为曲墙带仰拱。二、塌方段现状及

2、方案确定隧道斜井向进口方向里程约DK426+803~+799部位于2009年6月27日发生二次塌方,整个山体已经松动,洞顶地表塌穴直径变大,塌方部位上方为松散塌体,如下图所示。按常规方法无法施工,为安全通过塌方段,根据现场实际情况,结合其他隧道施工经验,认为较为合理的施工方法是采用大管棚并注浆超前支护,因塌方段为松散塌方体,采用常规的钻进方法容易造成塌孔,最后决定采用大管棚同步跟管钻进施工方法。三、施工设计1、注浆机理由于整个山体及塌方体结构松散破碎,本工程采用渗透注浆及压密注浆。2、施工参数选择2.1、大管棚设计参数:①导管规格:

3、采用外径Φ108mm的热轧无缝钢管,壁厚8mm,内设钢筋笼;②导向管:直径Φ150mm,壁厚5mm,长2m;③环向间距:3根/m;④倾角:外插角为3°;⑤设置范围:拱部120°;⑥长度:30m;⑦节长4m、2m。⑧同一环管棚中接头的位置应相互错开不小于1m,管棚节长度为2m+4m+4m+4m+4m+4m+4m+4m或4m+4m+4m+4m+4m+4m+4m+2m。大管棚立面图及剖面图如下所示:2.2、注浆参数设计⑴注浆材料及配合比:注浆浆液采用水泥浆,水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,水泥浆液水灰比为0.8:1~1:1;⑵注浆压力:0

4、.8~1.2MPa;⑶浆液扩散半径:不小于0.5m;⑷单根钢管注浆量:Q=π×r2×L+π×R2×L×η×α×β式中:r为钢管半径,L为钢管总长度,考虑与钻机连接,取28.5m;R为浆液扩散半径,取0.5m;η为地层孔隙率,堆积体经测试η为12%;α为浆液有效充填率,取0.9;β为浆液损耗系数,取1.15。经计算,单根钢管注浆量Q=3.09m3。四、方案实施1、大管棚施工前准备工作1.1、大管棚及钢筋笼加工1.1.1、大管棚加工采用外径Φ108mm的热轧无缝钢管,作为跟管套管,反丝套管用接箍连接,丝扣长10cm,管身钻设孔径10~1

5、6mm注浆孔(靠孔口1.5m处的钢管不钻孔),孔间距15cm,呈梅花型布置。为便于注浆施工,在套管口设置一个孔口异径接头控制装置,为防止浆液倒流,每根管棚尾部均焊接有止浆板,止浆板采用2cm厚钢板制作,1.1.2、钢筋笼加工为提高导管的抗弯能力,可在钢管内设置钢筋笼,钢筋笼由四根主筋和固定环组成,主筋直径为Ф25mm罗纹钢,固定环采用Ф42mm无缝钢管,与主筋焊接,间距0.5m。1.2、混凝土导向墙施工⑴导向墙采用C20混凝土,在隧道DK425+805~+803范围内隧道紧贴初支表面安装模板浇筑,环向长度为隧道上半断面,断面尺寸为0

6、.5×2.0m,导向墙内埋设3榀I20工字钢,与管棚孔口管连接成整体,要保证其基础稳定性。⑵安装导向管,孔口管作为管棚的导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。孔口管应牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。1.3、搭钻孔平台及安装钻机⑴钻孔平台用钢管脚手架搭设,搭设平台应一次性搭好,钻孔由1~2台钻机由高孔位向低孔位进行。钻孔平台宽度为上台阶宽度。⑵平台要支撑于稳固的地基上,脚手架连接要牢固、稳定,防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。⑶钻机定位:钻机要求与已设定好的孔口管方向平

7、行,必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法,反复调整,确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。2、大管棚施工2.1、大管棚施工工艺⑴注浆前先检查管路和机械状况,确认正常后做压浆实验,确定合理的注浆参数,指导施工。⑵注浆过程中随时检查孔口、邻孔有无串浆现象,如发生串浆,应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆。注浆过程中压力如突然升高,可能发生堵管,应停机检查。⑶注浆压力达到2.5Mpa,并持压10min以上,可停止注浆,并及时封堵注浆口。⑷注浆过

8、程应派专人负责,填写《注浆记录表》,记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据,观察压力表值,监控连通装置,避免因压力猛增而发生异常情况。2.2、跟管钻进由于所钻地层为松散的塌方土夹石地层,采用常规钻进方法容易造成钻孔坍塌埋钻,探头石卡

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