浅议厦深铁路莲花山隧道超前支护施工

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1、浅议厦深铁路莲花山隧道超前支护施工　　摘要：本文结合厦深铁路莲花山隧道施工实践，就长大隧道超前支护施工的关键工序的技术控制进行了简要阐述。关键词：长大隧道；超前支护；关键工序；技术控制中铁十九局集团第三工程有限公司施工的厦深铁路莲花山隧道全长7648m，最大埋深245m，属低山丘陵地貌，地表起伏较大。隧道围岩总体较好，在断层破碎带及其影响带范围内节理裂隙发育，为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩。隧区地表水常年有水，水质对混凝土具弱硫酸型酸性侵蚀，隧区地下水较发育，沟槽中地下水稳定水位1～5m。1超前大管棚施工超前长管棚施工工艺流：准确工作→钻孔→顶进钢管棚→清孔→放置钢筋笼→注浆管路检查→注浆→压力流量达到

2、要求→结束1.1施工准备护拱施工：采用C20混凝土护拱作为管棚的导向墙、止浆墙，护拱在明洞的外轮廓线以外，紧贴洞口仰坡面。护拱内设两榀Ⅰ20号工字钢制作的钢拱架为环向支撑，管棚的导向管焊接固定在钢拱架上。管棚制作：管棚采用Ф108钢管制作，管壁打孔，7布孔采用梅花型，孔径为10～16mm，孔间距为15cm，钢管尾留110cm不钻孔的止浆段，钢管加工成4m和6m长的两种规格。编号为单号的采用钻孔的钢花管，施工时先打设钢花管并注浆，然后，在打设钢管的同时检查钢花管的注浆质量。1.2钻孔钻孔采用液压钻机钻孔。选用的钻机应适合钻孔深度和孔径要求，钻机平稳灵活，能在360度范围内钻孔。钻孔直径：Ф12

3、7mm；钻孔平面误差：径向不大于20cm。1.3顶管、清孔、放钢筋笼将钢管连续接长，用钻机旋转顶进将其装入孔内，钢管采用Φ140mm丝扣。为使钢管接头错开，第一节管采用4m和6m交替布置，搭接长度为3m，编号为奇数的第一节管采用4m长钢管，编号为偶数的第一节采用6m长钢管，以后每节均采用6m长钢管。同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%，相邻钢管接头错开1m，钢管用钻机顶进，双号孔顶进无孔花钢管，单号孔顶进有孔钢管。钢管中增设钢筋笼，增强钢管的抗弯能力，钢筋笼由4格Φ22主筋和固定环组成。1.4注浆7采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆，选用KBY50/70型注浆泵注浆。注浆前先进行现场

4、注浆试验，确定注浆参数及外加剂掺入量后再用于实际施工。注浆按先下后上，先稀后浓的原则注浆。注浆量由压力控制，达到结束标注后，停止注浆。注浆完成后及时清除管内浆液，并用水泥沙浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。2超前小导管施工本标段超前注浆小导管根据地质条件不同布置形式有两种：一种是单层超前注浆小导管，另一种是双层超前注浆小导管。2.1小导管结构小导管前端加工成锥形，以便插打。小导管中间部位钻φ10mm的注浆孔，注浆孔呈梅花形布置，间距为150mm，尾部1m范围内不钻孔以防漏浆，末端焊直径为6mm的环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂。2.2小导管布置单层小导管：单层超前注浆小单管采用φ42mm、

5、壁厚4mm的热轧无缝钢管，钢管长度为4.5m；纵向水平搭接长度为2.1m，外插角为5～10°，每环39根。双层小导管：双层超前注浆小单管采用φ42mm、壁厚4mm的热轧无缝钢管，钢管长度为5m；纵向水平搭接长度为2.1m，钢管分别采用为40°和10°的外插角交错布置，每环39根。2.3小导管安装方法7在预定的位置用风动凿岩机钻孔。把管子插入孔内，带好丝扣保护帽，专用顶头顶入到要求的深度，使麻丝柱塞与孔壁充分挤压紧。然后再用CS胶泥填充孔口。注浆管的外露长度为30cm。2.4小导管注浆浆液的选择：浆液采用水泥砂浆，水灰比0.5：1，使用不低于42.5强度的水泥。注浆量：注浆范围按开挖轮廓线外0

6、.3～0.5m设计并且浆液在地层中均匀扩散。浆液单孔注入量Q和围岩的孔隙率有关，根据扩散半径及岩层的裂隙进行估算，其值为：Q=ΠR2L（m3）式中：R—浆液扩散半径（m）；L—压浆段长度（m）；η—岩层孔隙率，砂土取40%，粘土20%，断层破碎带5%。注浆压力：注浆压力为0.5～1.0Mpa。止浆盘：止浆盘为5～10cm厚喷射混凝土封闭，防止跑浆。3超前锚杆施工工艺流程：施工准备→锚杆孔位放样→钻孔设备就位→钻孔外插角确定→钻孔→清孔→成孔检查→填塞锚固剂→安装锚杆→格栅钢架与锚杆连锚杆按设计的环向间距10°～20°外插角插入拱部围岩。纵向按3m/环施作，搭接长度不少于1.0m。7超前锚杆以

7、紧靠开挖面的格栅钢架为支点，通过锚固剂将锚杆与围岩固结，并与格栅钢架连接形成柔性支护环。现场加工钢筋锚杆，喷射混凝土封闭岩面，用锚杆钻机钻孔，以高强锚固剂填塞孔眼，再将钢筋顶入锚杆孔。4超前帷幕注浆隧道一段90米外为水库，开挖可能引起突水涌水，故采过帷幕注浆控制地下水流量。施工中，采用孔口管和小导管注浆，钻孔长30m，孔口管采用直径89mm，壁厚5.5mm，作为止浆和孔口保护。注浆加固厚度控制在5.0m，全断