公路隧道穿越松散地层施工工艺

2011-08-15菅玉奇

山西建筑 2011年1期

关键词：锚杆施工现场围岩

菅玉奇

1 施工准备

1.1 材料

施工用主要材料为普通硅酸盐水泥(强度不低于 42.5MPa)、C25混凝土、C20喷射混凝土、Ⅰ级钢筋、Ⅱ级钢筋、钢拱架、锚杆、小导管、钢管、钢钎、支护钢板。

1.2 施工前测量工作

1)导线控制点、水准点复测完毕，并完成导线点的加密工作。

2)根据设计图纸，准确计算出隧道中线、设计高程等内业数据，并在施工现场放出掌子面开挖轮廓线。

1.3 试验项目

1)C20喷射混凝土、C25衬砌防水混凝土和水泥浆、水泥砂浆的水灰比，并进行验证试验。2)对所进场钢筋、钢管、支护钢板、锚杆、水泥、砂子进行检验，合格后方可用于施工。

2 操作工艺

2.1 超前锚杆施工操作方法

1)尽可能缩短围岩暴露时间，开挖后立即对开挖面进行初喷，初喷厚度 3 cm～5 cm，封闭工作面，填充围岩裂隙，固定松动岩石;2)架立网构钢架支撑，并做好纵向联结支撑;3)第一次测量，标出超前锚杆孔的位置，并核对隧道净空;4)钻机钻孔，钻孔的外倾角一般在 6°～12°;钻孔间距在 0.2m～0.4m;5)钻孔注浆，注浆时将注浆孔插到孔底，待孔内砂浆流出方可停止注浆;6)迅速插入锚杆，锚杆长度应保证在开挖后留在围岩内的长度不小于 0.7m;7)挂钢筋网，将钢筋网焊接在锚杆外露端，并采用横向短钢筋，筑构联合支撑体系;8)清除工作面底部附近的浮渣，采用装载机配合自卸车出渣;9)第二次喷射混凝土，喷至设计厚度。

2.2 超前小导管施工操作方法

1)适用于围岩为砂粘土、粘砂土、亚粘土、粉砂、细砂、砂夹卵石夹粘土等非常松软，破碎的土壤;2)尽可能缩短围岩暴露时间，开挖后立即对开挖面进行初喷，初喷厚度 3 cm～5 cm，封闭工作面，填充围岩裂隙，固定松动岩石;3)测量布孔，将小导管位置准确放出;导管间距视围岩松散情况布设，间距 0.6m～0.7m;4)搭设钻机工作平台，准确定位，调整好角度即可开始钻孔，钻孔外倾角一般为 5°～10°;5)钻好孔后，采用液压千斤顶或液压钻将小导管顶入孔内;小导管前部 2.5m～4m范围按梅花形钻好φ6注浆孔;6)将管口封闭，调制水泥浆水灰比为 1∶1，注浆时水泥浆与水玻璃体积比为1∶0.5;采用注浆泵进行注浆，初始压力为 0.5MPa～1.0MPa，终压为 2.0MPa，并持荷 2m in封闭。

2.3 插钎法施工操作方法

1)插钎法适用于粒径较大的石块、碎石堆积层，或有粘砂土充填而胶结为中等密实的漂卵石地层;2)根据具体地质情况确定插钎的间距及范围;3)采用风镐或人力将 2m左右的钢钎或短钢轨(入土一端端尖)沿最前一排支撑上缘向工作面打入，方向向外倾斜;4)做好插钎后，挖去掌子面上部围岩，同时嵌入横梁进行支护;5)挖去掌子面下部围岩，同时架设立柱、底梁纵撑。

2.4 插板法施工操作方法

1)插板法适用于石屑堆积，砂层或软塑地层;2)插板一般采用宽 0.1m左右，长 0.7m～1.0m的长板，前端劈尖;3)工作面防护，设置护板;4)隧道开挖，同时自上而下拆除护板。

2.5 钻钎护顶法施工操作方法

1)钻钎护顶法适用于颗粒大小不均，且无粘结物充填的漂卵石地层;2)将导坑掌子面用背拆或木板背紧，有砂部分用草袋堵塞;用凿岩机在横梁下缘向上钻孔，外倾角不小于 30°;3)架设立柱和纵梁作为工作面支护，然后插入钢钎，钢钎长 1.5m～2m，间距一般为 20 cm～25 cm;钎尾用铅丝系于横梁上;4)开挖导坑至拱线处，抽换掉纵梁的立柱，在高于衬砌断面处架设横撑;5)向两侧继续进行扩大，采用扇形支撑，自上而下，边挖边支;6)开挖后尽快进行初期支护。

3 成品保护

1)超前锚杆、小导管注意不要弯折。2)支护钢架搬运应轻拿轻放，防止变形损坏。3)超前小导管、注浆锚杆的水泥浆、砂浆应达到设计强度后方可爆破开挖。

4 应注意的问题

4.1 超前支护施工

1)当遇砂、软土等特别松软的地层时，应慎重选择支护方法及其参数。2)应保证拱架的架设质量及拱脚处的地基有足够的承载能力。3)开挖宜采用微震动爆破，以免引起围岩过大的扰动和破坏。4)锚喷支护要及时，并确保施工质量。

4.2 分部开挖施工

1)开挖时，应预留核心土。2)在松散的碎石或砂层中开挖时，应准备草束或麻袋，随时堵塞缝隙，以免漏砂造成空洞引起坍塌。3)每一级台阶支撑架设应有锁脚锚杆，防止开挖下一级台阶时发生坍塌。4)支撑架设应预留沉落量。5)上下台阶之间的距离应尽量缩短，衬砌要紧跟。6)衬砌应隔适当距离设置沉降缝。7)衬砌封闭后，应向衬砌背后压注水泥砂浆加固。

5 安全环保措施

5.1 安全操作要求

1)施工现场必须设置专职安全员，负责现场施工安全和指挥现场运输车辆。2)电工必须持证上岗，施工用电必须由专职电工管理。3)开挖后应先排除危石后再进行下一道工序。4)施工现场应保证有充足的照明设施。5)特种机械操作人员必须持证上岗。6)加强对开挖后的隧道进行收敛量测观察，防止隧道变形过大而坍塌。7)施工现场人员必须戴安全帽。