打括隧道进口塌方段处理施工方案.doc

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1、打括隧道进口塌方段处理施工方案【摘要】文章以黄织铁路打括隧道施工为实例，具体介绍了隧道坍方处理施工方法，为保证隧道开挖中顺利，防止隧道施工过程中再次发生坍方,施工中采用地表注浆、超前大管棚预注浆等加强措施，给开挖提供棚架支撑,加固松散土体,防止开挖中掌子面垮塌,确保施工质量与安全。　　【关键词】隧道坍方；管棚；注浆；施工技术　　　　打括隧道位于新建黄织铁路毕节地区织金县境内，其进口里程为D1K44+845，中心里程为D1K45+847.5，出口里程为D1K46+850，全长2005m，。进口D1K44+845～D1K45+693段848m属于浅埋、软弱围岩隧道，隧道埋深为5m

2、～30m，为单线电气化铁路。　　打括隧道进口端D1K44+925～D1K44+968段地表为洼地，隧道覆盖层薄，孔顶至地表约为15m，隧道开挖过程中连降大雨，隧道内淌水严重，使该段隧道覆盖土层已渗透软化，自稳能力差。造成打括隧道D1K44+925～D1K44+968段发生冒顶坍方，长度43m。隧道坍方体为黄色的软、流塑状粘土、粉粘土，局部夹杂少量粗细角砾，天然含水量较大。坍方体具有强度低，灵敏度高，易产生蠕动现象，开挖后自稳能力差，地面沉降难以控制，严重时洞内可能再次发生坍方，扩大坍方长度及面积，导致隧道施工困难加剧。本着先加固后治塌及时二衬相结合的施工原则安排施工，具体施工

3、方法为：　　一、地表处理　　在隧道顶坍穴周围挖排水沟，封闭地表裂缝，对坍穴表面进行注浆固结。在地表坍方周边插入注浆导管，间距1m，梅花形布置，注浆导管采用φ42无缝钢管制成，长3.5m，管壁每隔10～20cm交错钻眼，眼孔直径6～8mm，根部留1.5m不钻眼做为止浆段。按预定的水灰比及注浆压力开始注浆，注浆过程中，观察断面是否有浆液渗出，若隧道内坍方处自上往下有浆液渗出，则维持注浆压力30s后停止注浆；若隧道内坍方处没有浆液渗出，注浆压力达到0.8Mpa后停止注浆。固结地表土体，防止地表水流入隧道内加大坍方面积，增加工作面施工难度。　　二、超前支护　　洞内采用两环大管棚注浆及

4、Ⅰ18工字架加强支护通过。在D1K44+920处施做第一环大管棚导向墙，第二环大管棚导向墙设置于D1K44+942处，导向墙厚1.0m，长1.0m，导向墙必须置于稳固的基础上。D1K44+938～+943段拱墙扩大60cm，作为第二环大管棚施工空间，后期采用与整体衬砌同标号的混凝土回填。大管棚水平钻孔开孔φ102mm，选用φ89热轧钢管，壁厚8mm，每环每根长度为了25m。第一环大管棚外插角为6°，第二环大管棚外插角为2～3°，环向间距40cm，每环27根。大管棚长度较长，施工过程中将钢管棚分节钻进，分节长度为6m、4m的钢管节。端头连接处采用一根以0.8m的φ73钢管,伸入

5、φ89钢管中40cm，在端部用电焊将管之间缝隙焊满，剩余40cm用作送入前一根钢管的尾部，并用电焊焊满，起连接和导向作用。管棚采用花管，使浆液充分渗透，在距端头4米范围内管壁上钻孔径为φ6～8mm的注浆孔，孔眼排列呈梅花形布置，间距为200mm。为防止浆液倒流，每根管棚尾部均焊有止浆板，止浆板采用2cm厚钢板制作，中间钻有φ20带螺纹的眼，以备注浆时用。为确保拱部坍方体的稳定，形成一层加固壳，大管棚内注入水泥净浆，水灰比为0.5：1～1：1。注浆压力：初压为0.5～1Mpa,终压为2Mpa,注浆压力以控制水泥净浆不冒出地表为原则。注浆结束后用C10水泥砂浆充填管棚钢管，增强钢

6、管的强度和刚度。　　为防止大管棚外插板围岩掉块，D1K44+925～+968段拱部设置φ42注浆钢花管（小导管），外插角45°，环向间距40cm，每根长度4m，每1.8m一环，每环26根。边墙设置φ42注浆钢花管注浆支护，小导管外插角45°，每环每侧10根，每根长度为3.5m，每1.8m一环，注浆钢花管与工字钢架焊接牢固。小导管选用φ42的热轧钢管，壁厚3.25mm，长度4m，管壁每隔200mm交错钻眼，眼孔直径6～8mm，孔位互成90度，注浆管一端做成尖形，另一端焊接上铁箍，在距铁箍端1.0m开始钻孔。小导管注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防渗漏，对强行打入的钢管进行冲清管内积

7、物，然后再注浆，注浆顺序由下而上，浆液用搅拌桶搅拌。大管棚内注入水泥净浆，初步设定注浆压力0.1～0.3Mpa，注浆最终值为0.5Mpa，稳定压力3分钟后即可停止注浆。以增加管棚刚度并填充钢管与管周土体间空隙，同时对周围地层进行一定的加固。　　随着注浆的连续进行，注浆压力和进浆量增加，而土层吃浆量和进浆速度逐渐减小，土体内孔隙趋向填满。由于浆液对周围的土层连续扰动、压缩，使土颗粒移动，重新排列，浆液中的水泥颗粒慢慢吸收周边土的水份，有利于土体的脱水排气，利于复合围岩的形成，并通过张性层理劈裂压入浆材并凝