不良地质隧道进洞施工技术方案探讨

2015-03-24张逆

黑龙江交通科技 2015年9期

关键词：大管棚钢花型钢

张逆

(贵州省交通科学研究院股份有限公司)

不良地质隧道进洞施工技术方案探讨

张逆

(贵州省交通科学研究院股份有限公司)

主要结合工程实例阐述了不良地质隧道进洞施工技术方案。

不良；地质；隧道；进洞；技术

1 隧道进洞技术方案

1.1 隧道进洞方案的选择

在施工中，应该与幸福隧道洞口的地貌、地质条件以及地形情况进行结合，并且针对洞口段工程的特点和难点，制定以“明洞上台阶开挖，大管棚超前支护，洞身开挖，加强支护，尽早封闭，监控量测，衬砌紧跟”为原则的总体施工方案。

1.2 洞口段(明洞)边仰坡开挖防护

在进行洞口边仰坡开挖之前，需要在施工现场将边仰坡开挖边缘线测量出来。在开挖线5 m以外做好截水天沟，将地表水接入既有排水系统。天沟采用M5浆砌片石砌筑，要求砂浆饱满、砌缝密实，沟内排水畅通，做到不渗不漏，防止地表水渗入开挖面，影响洞口边、仰坡的稳定性。洞口(明洞)边仰坡按设计坡度由上而下分层开挖，开挖尽可能采用机械施工，必要时采用松动爆破。边坡坡度为：以隧道中线向左侧11.28 m、标高1 569.63 m处为界，隧道中线向右侧11.82 m、标高1 570.01 m处为界，此两点以上坡比为1∶1.5，以下为1∶1.25；仰坡为以DK526+321暗洞洞身开挖轮廓线上0.25 m处为界，往上按1∶1.25的坡度形成洞顶仰坡，往下按1∶0的坡度形成暗洞洞门。边仰坡开挖后，临时边仰坡立即初喷4 cm厚C20混凝土封闭，布设φ8钢筋网，施作Φ22砂浆锚杆进行锚固，临时边仰坡钢筋网网格间距20 cm×20 cm，锚杆长度4.5 m，间距1.0 m×1.0 m，然后复喷至12 cm厚。其中回填土石面以下临时开挖边坡喷混凝土，厚10 cm,锚杆采用Φ22砂浆锚杆，长4 m,网间距1 m×1 m，梅花形布置；钢筋网采用Φ8钢筋，网格间距25 cm×25 cm。

1.3 明洞拱部开挖及防护

(1)开挖。

在工程边仰坡开挖支护之后，需要进行明洞拱部的开挖，拱部开挖高度为从洞顶至内轨顶面上227 cm处，拱部开挖采用明挖法施工。拱部开挖应结合其边坡同时分层开挖施工，分层厚度不宜超过2 m。当明洞段开挖至明洞与暗洞顶部连接处下2.5 m时，要预留不小于5m的大管棚作业平台，以利于施作大管棚。然后再进行下一部开挖。

(2)防护。

在对拱部开挖之后，需要及时的进行边坡防护。初期喷4 cm厚C20混凝土封闭后，布设φ8钢筋网，施作Φ22砂浆锚杆进行锚固，锚杆长度4 m，间距1.0 m×1.0 m，与网片连成整体，最后复喷混凝土至10 cm进行封闭。

1.4 导向墙施工

在幸福隧道的进口应该设置混凝土导向墙，宽度和厚度都为1 m，其环向长度12.8 m。导向墙施工时，预埋Φ140×5 mm导向管。环行开挖至导向墙基地，清底、立模、埋设定位型钢及导向管后，浇筑混凝土。混凝土采用搅拌站集中拌制，混凝土运输车输送。施工放样后，采用人工环形开挖预留核心土至导向墙基底，人工清除基底表面浮土并压实。导向墙开挖完毕后，开始架设定位型钢。定位型钢采用I20b型钢，在钢材加工场加工，运至现场拼装。节点处采用d=16 mm的钢板通过M27螺栓连接牢固。型钢拱架内缘距导向墙基底的垂直高度为25 cm。导向管采用φ140×5的热轧无缝钢管，长1 m，环向间距同大管棚，为40 cm。放线确定其位置后，将导向管牢固焊接在I20b型钢上，导向管两端采用纺布包裹，防止水泥砂浆堵塞。在导向墙底架设两榀I18型钢，纵向间距0.5 m，型钢间通过Φ22钢筋纵向连接成为受力整体；再在型钢上铺设标准钢模作为底模。在底模外端采用标准钢模架设端模，端模外侧采用脚手架斜撑，内侧采用φ12钢筋支撑牢固。顶模采用18 mm厚竹胶板。混凝土采用搅拌站集中拌制，混凝土运输车输送，插入式振动棒捣固密实。捣固混凝土时，振动棒不得接触模板及导向管。混凝土浇筑后，常温下洒水养护不得少于7 d。

1.5 大管棚施工

本工程大管棚每一根的长度为35m，大管棚采用φ108、壁厚6 mm热轧无缝钢管制成。大管棚环向间距0.4 m，共30根，外插角1°～3°。为增大导管刚度，在管棚内设置钢筋笼，钢筋笼由4根φ22带肋钢筋和固定环组成，固定环采用φ42(壁厚3.5 mm)的钢管制成。管棚间隔采用钢花管和钢管，在钢花管的周壁钻注浆孔，孔径10～16 mm,孔间距15 cm，呈梅花形布置。注浆材料采用1∶1水泥浆，注浆压力为0.5～2.0 Mpa，其浆液配合比、注浆压力应根据现场具体施工情况适当调整。施作导向墙时预埋导向管；采用潜孔钻间隔打眼，安设钢花管后采用双液注浆泵注浆；再打眼安设钢管。钢管接头采用内外丝扣连接，丝扣长不小于15 cm，钢管应在专用的管床上加工好丝扣，棚管四周钻φ10～φ16出浆孔(靠掌子面1m的棚管不钻孔)；管头焊成圆锥形，便于入孔。

采用潜孔钻从导向孔内间隔钻眼。钻孔过程中要经常采用测斜仪量测钻进的偏斜度，以准确控制钻机轴线方向，使钻机以1°～3°的外插角前进。每钻完一孔应立即安设一根钢花管。钻至设计深度后，清孔，顶入钢花管。钢花管接头采用丝扣连接，丝扣长度不小于30 cm。钢管周壁钻注浆孔，孔径10～16 mm，孔间距15 cm，呈梅花型布置。

相邻两侧管要选用3 m或6 m的管节合理配置，保证同一断面内接头数量不超过总钢管数量的50%，管棚顶到位后，钢花管与导向管之间的空隙用速凝水泥及浸油麻筋堵塞严密，以防压浆时水泥浆冒出。采用KBY50/70型双液注浆泵，注浆材料为1∶1水泥浆，注浆压力0.5～2.0 MPa，进行流量和注浆压力双控制。注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数应根据现场实验适当调整。钢花管注浆完毕后，再进行钻眼并顶进钢管。在钻眼过程中，注意检查钢花管的注浆效果；如钢花管的注浆效果不理想，可将钢管改成钢花管再次注浆加固。