石膏山水库1#公路隧道塌方段施工方案简介

摘 要：文章以灵石县石膏山水库沁南公路改线1#隧道工程为例，主要介绍了1#公路隧道塌方段处理的施工方案。

关键词：钢拱架 小导管注浆

中图分类号：U455.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0070-01

1 工程概况

灵石县石膏山水库沁南公路改线1#隧道工程，进口高程为1152.4 m，出口高程为1150 m。洞型为城门洞型，开挖断面宽6.2 m，高6.892 m，洞长518 m。初期支护喷C20砼厚度为15 cm，Ф20钢格栅间距1 m；Ф25超前锚杆长3.5 m，间距30 cm，沁南公路改线1#隧道为规划中沁南公路改线的一部分。该工程于2008年8月洞口明挖，2009年3月份开始洞室开挖，于2009年8月17日全线贯通。在混凝土衬砌阶段时，因地质情况不良于2009年9月4日晚洞内桩号0+446～0+483发生大塌方。

2 公路隧道塌方段地质资料

桩号0+446～0+483段工程地质情况为：地层岩性为太古界太岳山群石膏山组第五岩组混合花岗岩、浅粒岩。洞顶围岩厚14～32 m，主要发育三组节理裂隙：（1）N30°～51° E.SE∠52°～68°。（2）N59°～80° W.NE∠62°～78°。（3）N82°～8° E.SE∠60°～74°。其中第①组节理较发育，一般延伸较长，宽度一般0.1～0.2 cm，裂隙面较平直，无充填；第（2）、（3）组节理不甚发育，一般延伸0.4～0.8 m，宽度一般0.2～0.3 cm，裂隙面粗糙，有少量泥土充填。第（1）、（2）组裂隙组合结构面走向与洞轴线夹角较小，对隧洞有不利影响。围岩类别为V类。

3 塌方段处理方案

3.1 施工准备

（1）现场准备。

①在距塌方6.0 m处搭设宽4.0 m、高5.0 m的满堂红脚手架，提供工作平台。

②为确保管棚施工安全，砼衬砌应施工到管棚工作室附近。

③测量放线，准确测出小导管孔位，并做出标记。

④现场配备10 m3的空压机2台，电力功率最小为75 kW/h。

⑤钢管加工：钢管采用Φ40 mm无缝管，沿纵向散布Φ6 mm注浆孔，孔间距250 mm。

（2）调试风钻。

①风钻入孔的位置及仰角，必须在测量队提供的可靠的测量数据上进行。

②孔位确需移动时，需经设计、甲方与监理三方同意。

③计算仰角时应将隧道坡度考虑在内，钢管打设时原则上不允许向内偏斜。

（3）钻孔、安装及注浆。

①钻进前应对风钻定位情况、方位、倾角情况，孔口管对中情况，空压机情况进行全面复检，确认正常后进行试孔。

②钻进前需先开气，待压缩空气流通正常后，方可钻进。

③钻进时，空气压缩应控制在0.8 MPa左右，匀速中速钻进。

④注浆时应控制在0.4 MPa左右为宜，保持压力平稳。

⑤现场需及时进行钻具前端长度及管长度记录。每钻进一定距离需排一次沙土以防抱钻。

（4）提前备料，准备足够用于塌方处理的材料，以防材料供应不及时而耽误生产，造成二次塌方。

3.2 施工方案

（1）首先喷C20混凝土100 mm封闭掌子面，以防止管棚注浆时浆液流失和拱部石渣滑落。

（2）超前钢管（管棚）：隧道拱部纵向钻孔、安装φ40 mm、长4 m、间距300 mm的超前小导管30根并注浆。小导管注浆用42.5等级普通硅酸盐水泥，遇水加适量水玻璃，注浆压力0.4 MPa；小导管安装在钢拱架上面，仰角为5°，每排小导管搭接1m，注浆后12～24 h开始开挖，开挖后立即设钢拱支撑，开挖最大进尺为超前导管长度的1/2～1/3，开挖后导管尖端留在围岩内的长度应不小于0.5左右，且导管应前后排交错布置。

（3）开挖（清渣）分上、下两部分台阶式进行。上半部分开挖高度3.89 m，下半部分开挖高度3.0 m。上半部分每开挖2 m，拱部纵向钻孔、安装一排超前小导管并注浆，为保证施工作业安全，依次进行3个循环（约6 m左右）后再开挖下半部分。

（4）上半部分每开挖0.5 m，立18#工字钢拱架，每榀工字钢拱架间距0.5 m，拱架间用φ25纵向筋连接，间距0.5 m。每榀拱架两侧垂直岩面钻孔、安装φ40 mm、长4 m、间距500 mm小导管并注浆。小导管注浆用42.5等级普通硅酸盐水泥，遇水加适量水玻璃，具体掺量按厂家提供的数据确定，注浆压力0.4 MPa；然后挂Φ6@ 200×200 mm钢筋网，喷C20混凝土厚250 mm。如拱顶有空洞，可用方木支撑。

（5）下半部分每开挖0.5 m，接18#工字钢架，工字钢架间距0.5 m，架与架间用φ25纵向筋连接，间距0.5 m。每榀工字钢架两侧垂直岩面钻孔、安装φ40 mm、长4 m、间距500 mm小导管并注浆。小导管注浆用42.5等级普通硅酸盐水泥，遇水加适量水玻璃，具体掺量按厂家提供的数据确定，注浆压力0.4 MPa；然后挂Φ6 @200×200 mm钢筋网，喷C20混凝土厚250 mm。

在保证安全生产的前提下，视开挖施工中的实际情况，及时进行钢筋混凝土衬砌，处理一段及时衬砌一段。

4 结语

通过以上技术方案对塌方段的施工，安全顺利的通过了塌方段，并通过了工程验收，现石膏山水库1#公路隧道已投入运行，实践证明其施工技术成熟，方案经济可行。

参考文献

[1]徐利锋.小导管超前注浆法在通过隧道塌方段施工中的应用[J].铁道建筑，2002（2）.

[2]闫艳军，小导管注浆技术在南水北调工程中的应用[J].山西建筑，2007（9）.