浅埋-偏压四车道隧道洞口加固-处理技术应用.doc

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1、浅埋偏压四车道隧道洞口加固处理技术应用摘要：广深沿江高速公路宴岗隧道进出口埋深浅、存在偏压，施工单位通过地表钢管桩注浆加固、纵向长管棚掩护开挖相结合的处理措施，实现了隧道安全进洞。本文重点介绍地表钢管桩注浆加固技术。关键词：浅埋；偏压；钢管桩；长管棚；注浆中图分类号u45文献标识码a文章编号1674-6708（2011）53-0152-021工程概况宴岗隧道位于虎门镇宴岗北端，为双洞分修小净距短隧道，左线隧道起讫桩号zk49+861~zk50+171，全长310m，右线隧道起讫桩号yk49+866~yk50+166，全长300m。左右线隧道均位于直线上，纵坡均为人字坡，右线隧道

2、纵坡为1.25%和-0.9%，左线隧道纵坡为1.25%和-0.898%，路面横坡2%。设计单洞为四车道，开挖最大宽度为21.28m。断面型式采用三心圆拱形设计。隧道最大埋深为36m，洞口埋深最浅处不到2m，属超浅埋隧道，洞身围岩为碎块状强风化混合片麻岩为主，局部为弱风化混合片麻岩，节理发育，岩状破碎，存在差异风化和球状风化，围岩等级高，岩石松散、易滑、孔隙大、层间结构力差，轻触即落，洞顶自稳能力差（隧道范围内岩土力学指标见表1）。隧道地表水主要为雨后暂时性流水，向附近沟槽排泄，未见蓄积。表水极不发育，由于地形陡峻，表水易排泄而不易下渗，因此地下水埋藏深，水量较小。隧道进出口自然山坡

3、较缓（进口约20°，出口约17°），埋深较浅，洞口及洞身地面横坡为1:2~1:2.5，地形偏压严重。表1隧道范围内岩土力学指标2施工重难点及加固处理原理由于洞口围岩风化严重，松散破碎，同时受偏压影响，开挖过程虽然采用超前长管棚和超前小导管等预支护措施，但由于洞口围岩具有松散、易滑等特性，开挖过程中极易出现层间滑动现象，如不对土层进行加固处理，在偏压和土体松散滑动的双重作用下，一经开挖，极易致使隧道出现斜向剪切破坏，造成坍塌事故，对施工安全极为不利。针对隧道进出口埋深较浅，围岩松散易滑动及偏压严重的特点，拟采用钢管桩注浆加固处理方案。地表注浆是目前应用较为广泛的一种地层加固方法，它采

4、用高压注浆工艺，将水泥或化学浆液等注入地层，以改善地层性质，在注浆过程中，注浆管出口的浆液对周围地层施加了附加压应力，填充地层裂隙，与地层岩体胶结，改善地层受力结构，起到填充、挤密、防水和改良地层受力状态的作用。在隧道洞口地表处理过程中，同时还起到地层防滑、减轻洞门偏压受力，以确保隧道暗洞开挖施工安全的作用。钢管桩注浆加固是采用钻孔无缝钢管进行地表注浆，利用浆液填充松散岩体间孔隙，使浆液包裹碎石，与钢管共同形成支撑骨架，使松散岩体固结为整体；同时由于钢管深入稳定岩层，多根导管利用浆液固结同岩层形成受力整体，达到排桩地下连续墙效应，有效阻止岩体在偏压侧向应力作用下的侧向位移，确保隧道

5、施工与运营安全。3施工方法及工艺3.1施工方案隧道进出口自然山坡较缓（进口约20°，出口约17°），埋深较浅，洞口及洞身地面横坡1:2~1:2.5，地形偏压严重。为保证施工安全和减少地形偏压对结构的不利影响，施工前拟对该类地段进行φ75钢管桩注浆加固处理。钢管桩纵横交错布置，纵横向间距1.5m×1.5m。注浆材料采用水泥砂浆，水灰比为0.8:1~1:1，注浆压力为1mpa~2mpa。1）地表注浆纵向加固范围：进出口自明暗交界处向隧道方向20m范围；2）地表注浆横向加固范围：隧道中线左右侧15m范围；3）地表注浆竖向加固范围：当隧道边墙基底处于碎块状弱风化混合片麻岩内时，钢管桩加固深

6、度按桩底嵌入弱风化混合片麻岩以下1m控制；当隧道洞身完全处于碎块状强风化混合片麻岩内时，钢管桩加固深度按桩底嵌入边墙底以下1m控制；隧道洞身范围内钢管桩桩底按嵌入衬砌开挖轮廓线以外0.5m控制；4）为加强钢管桩刚度，在其内设3根φ22hrb335钢筋笼；为加强钢筋笼的整体性，沿钢管桩桩身每隔0.25m设置一道φ6圆环状封闭箍筋，且与主筋焊接牢靠。注浆钢管桩布置图见图1。图1注浆钢管桩布置图5）竖向钢管桩注浆结束后，进行隧道纵向注浆长管棚的施作，用以固结钢管桩注浆未触及的开挖轮廓线以外0.5m范围的松散岩层，掩护后续开挖施工安全进行。3.2施工方法施工程序：施工准备→测量放线→钻孔→

7、下管→下钢筋笼→注浆→封闭。注浆工艺流程图见图2。图2注浆工艺流程图1）施工准备。施工前进行坡面清理及设备检修进场，注浆用钢管桩及钢筋笼加工完成备用；2）测量放线。根据方案采用全站仪进行孔位放样，钻孔位置采用白灰打点标记。同时根据地表点位实测高程及方案原则进行各孔钻孔深度计算；3）钻孔。采用潜孔钻机钻孔，钻孔直径φ89mm，钻孔过程中应做好钻探记录，及时反馈于注浆施工中用以调整优化注浆参数。钻孔深度参考放样过程中数据。孔位纵横向间距1.5m×1.5m，梅花型布置；4）