浅埋偏压软弱破碎围岩隧道大管棚超前支护进洞的施工技术

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1、浅埋偏压软弱破碎围岩隧道大管棚超前支护进洞的施工技术许红波（中铁十四局集团第四工程有限公司济南市250002）【摘要】超前大管棚支护是隧道施工中穿越隧道洞口的软弱破碎围岩地段，浅埋偏压地段有效地支护措施。本文重点介绍了在建张唐铁路ZTSG-7标段党峪隧道进口超前大管棚及注浆的施工工艺及质量控制要点。【关键词】隧道施工，超前支护，大管棚，注浆1．工程概况党峪隧道位于在建承唐高速公路西侧及遵化市党峪镇西南侧，地表起伏较大，丘间沟谷多成“V”字型。隧道进口里程为DK404+760，出口里程为DK405+071，全长331m。隧道最大埋深约38.5米，。隧道地表基

2、岩裸露，为蓟县系雾迷山组（Jxw）白云岩。局部覆盖第四系上更新统冲洪积（Q3dl+pl）薄层粗角砾岩。白云岩，强风化～弱风化，局部表层为全风化，节理裂隙发育，岩体较破碎，呈碎石状块石状结构，岩层产状179°∠53°。隧道进口处地表风化严重，岩体极破碎，最小埋深约0.8米，偏压严重。全隧道包含偏压式明洞7m，Ⅴ级围岩114m，Ⅲ级围岩190m。隧道围岩级别饼状图如下图：隧道范围内地下水类型为基岩裂隙水，主要受大气降水补给，洞身内赋存少量基岩裂隙水，渗透系数推荐值K=0.25m/d。2．超前大管棚支护参数党峪隧道采用φ108超前大管棚，管棚采用直径108mm，

3、壁厚5mm钢管，进口施作长度30m，环向间距3根/m。3.施工工艺及要求3.1.施工准备在施作长管棚前应先进行洞口开挖，及完成边、仰坡的防护、天沟砌筑。3.2.边仰坡开挖党峪隧道进口视现场围岩实际情况采用机械开挖或爆破开挖。开挖线外10m设截水天沟，截水天沟采用M15浆砌片石水沟。按设计对暗洞口位置进行测量复核、边仰坡测量放线，做好临时排水系统，然后采用挖掘机沿测量组指定开挖线开挖，开挖时采用分层开挖，每层2m，配备专人密切注意观测原状土的动态，一旦出现滑塌趋势，立即停止开挖对边坡进行组织防护，同时挖机刷坡时，必须边挖边用抓背拍实确保开挖施工安全。开挖时要

4、经常使用测量仪器对开挖高度进行测量，以免超挖。3.3边坡防护进口临时边仰坡坡面加固采用锚喷挂网支护，锚杆长采用φ22螺纹钢制作，长3m，间距1.2m×1.2m,梅花状布置；φ8钢筋网片，网格间距25cm×25cm；防护至上而下，随开挖分层及时施作，喷射砼施工前清除表面浮土、松石，并将较大裂缝、凹坑嵌补牢实、平整，喷砼分两次进行。初喷3～5cm用于及早封闭围岩，填平岩面，在布设锚杆、钢筋网后进行复喷，达到设计厚度15cm要求。金属网及锚杆头不得外露，并做好喷层周边与未防护坡面的衔接封闭处理，防止水从缝隙浸入明洞开挖和边仰坡开挖同步进行。进口永久边仰坡采用骨架

5、护坡防护。3.4大管棚超前支护施工本隧道管棚钢管采用φ108×5热轧钢管，长30m，环向间距3根/m，外插角：1.0°~3.0°（钢管轴线与衬砌外缘线夹角），方向与路线方向平行，注浆采用水泥单浆液，注浆压力0.5~2.0MPa，水泥浆水灰比W/C=1：1，水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥。注浆结束后采用M7.5水泥砂浆填充钢管，以增强管棚强度。钢花管上钻注浆孔，孔径10~16mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm。相邻钢管采用丝扣连接，丝扣长度不小于15cm，同一横断面内接头数不大于50%，导管内增设钢筋笼（由四根Ф22主

6、筋和固定环组成）。管棚施工工艺流程图：管棚施工工艺流程图3.4.1、施作导向墙混凝土导向墙在明洞衬砌轮廓线以外施作，截面尺寸1m×1m，采用C20钢架混凝土，内埋设I20a工字钢架及Ф140×5mm导向套管，导向套管沿拱圈环向布设，间距、位置及方向应准确，固定钢筋与导向管采用双面焊接，焊接长度不小于5d，导向墙与明洞衬砌之间预留15cm变形量。3.4.2、导向钢管导向管采用Ф140×5mm钢管，长度1m环向间距3根/m，用全站仪定出隧道中线，均匀划出导向管位置。导向管平行线路设计线，仰角为10（不包含线路纵向坡度，在实际测量放样中要考虑路线纵坡）。为防止导

7、向管在长管棚施工钻孔过程中的振动松动，导向管焊接在钢拱架外侧，并用Φ22钢筋焊接加固，Φ22固定筋与导向管、I20a工字钢焊接成整体，采用双面焊接，焊缝长度大于5倍钢筋直径。防止浇筑混凝土时产生位移。3.4.3、安装钻机、钻机就位1、钻机平台：预留10米核心土不开挖作为钻机工作平台，钻孔由高孔位向低孔位对称进行。2、平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。3、钻机定位：钻机要求与已设定好的导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。用全站仪、挂线、杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与导向管轴线相吻

8、合。3.4.4、钻孔1、钻孔前先检查钻机机械状况是否正常；钻孔时根