隧道超前支護(hù)施工實(shí)踐及其技術(shù)

張?jiān)露?/p>

中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司，重慶400037

摘要 本文結(jié)合某隧道采取超前小導(dǎo)管支護(hù)實(shí)例，詳細(xì)地提出該工程所采取的超前小導(dǎo)管支護(hù)施工工藝，同時(shí)探討導(dǎo)管注漿過(guò)程中出現(xiàn)的異常處理。

關(guān)鍵詞 隧道支護(hù)；小導(dǎo)管；鉆孔施工；注漿技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）61-0110-01

1 工程概況

本隧道采取超前小導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)支護(hù)，超前小導(dǎo)管采用外徑42mm，壁厚4mm，長(zhǎng)450cm的熱軋無(wú)縫鋼管，鋼管前端呈尖錐狀；管壁四周鉆注漿孔，孔徑為8mm，孔間距10cm，呈梅花形布置，尾部30cm不鉆注漿孔作為止?jié){段。鋼管與襯砌中線平行，以外插角10°打入拱部圍巖；鋼管環(huán)向間距50cm。在確保安全的情況下，人工配合機(jī)械短臺(tái)階預(yù)留核心土開(kāi)挖。

2 施工方案考慮

本工程進(jìn)洞前先進(jìn)行護(hù)拱施工，安設(shè)14號(hào)工字鋼拱架，澆注C25混凝土護(hù)拱；然后進(jìn)行Ф42小導(dǎo)管施工，超前小導(dǎo)管安設(shè)采用鉆孔打入法，先采用風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔直徑比鋼管直徑大3mm~5mm，用人工或風(fēng)鉆頂入，并用高壓風(fēng)將鋼管內(nèi)的砂石吹出，然后安裝小導(dǎo)管并進(jìn)行注漿；鋼管現(xiàn)場(chǎng)加工，BW250/50型注漿泵壓注水泥漿。在保證安全的條件下，采用人工配合機(jī)械短臺(tái)階法預(yù)留核心土開(kāi)挖。

小導(dǎo)管所用鋼管Φ42mm或Φ50mm，進(jìn)場(chǎng)必須按批抽取試件作力學(xué)性能（屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率）和工藝性能（冷彎）試驗(yàn)，其必須符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求。注漿采用的水泥為R42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，所進(jìn)場(chǎng)的水泥必須對(duì)其細(xì)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，其質(zhì)量應(yīng)當(dāng)符合《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》（鐵建設(shè)[2005]160號(hào)）第6.2.1條規(guī)定。

3 施工技術(shù)

1）鉆孔前首先在開(kāi)挖輪廓線上按設(shè)計(jì)要求劃出超前小導(dǎo)管的孔位，然后用風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔同時(shí)應(yīng)清除孔洞內(nèi)的雜物，鉆孔時(shí)關(guān)鍵是確保孔垂直度，工程上適宜采取測(cè)斜儀來(lái)控制垂直度，要求向輪廓線外插角為20°，孔位偏差小于10cm，孔深不小于小導(dǎo)管長(zhǎng)度。鉆孔完成后，進(jìn)行檢查驗(yàn)收；2）鋼管應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求而選取，本工程采用的小導(dǎo)管為Φ50mm的無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)5.0m。鋼管的縱向水平搭接應(yīng)不小于1m，環(huán)向間距為35cm、40cm。采用鋼管前應(yīng)當(dāng)預(yù)先在洞外加工場(chǎng)按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度加工成一端為尖頭、一端帶絲扣，并帶有Φ6mm~Φ8mm小孔的鋼花管，花孔間距10cm~20cm布置；3）小導(dǎo)管安裝根據(jù)斷面測(cè)量按設(shè)計(jì)要求畫(huà)出兩排小導(dǎo)管位置；鉆機(jī)就位即按設(shè)計(jì)要求鉆孔，鉆孔直徑比鋼管直徑大3mm~5mm，并用吹管或掏勺清孔；檢查鉆孔的傾斜度和方向，人工配合風(fēng)鉆將鋼管頂入，如遇故障，需清孔，然后再將管插入，并用高壓風(fēng)將鋼管內(nèi)的砂石吹出，然后用塑膠泥封堵孔口及周?chē)严?。?0小導(dǎo)管長(zhǎng)4.5m，環(huán)向間距40cm，導(dǎo)管搭接長(zhǎng)度1.3m，外插角10°；4）本工程注漿材料根據(jù)設(shè)計(jì)要求有水泥砂漿或水泥-水玻璃雙液漿兩種，控制水泥漿液水灰比為0.6~1.0之間；水玻璃雙液漿配合比可現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，并滿(mǎn)足以下要求：漿液的流動(dòng)性好，易注入圍巖，固結(jié)后收縮小，具有良好的粘結(jié)力和較高的早期強(qiáng)度，結(jié)石體透水性低，抗?jié)B性能好等。一般情況下采取水泥砂漿注漿，遇滲水較多或圍巖裂隙較多的情況可采取水泥-水玻璃雙液漿注漿。注漿壓力為0.5MPa~1MPa，在孔口設(shè)置止?jié){塞，注漿時(shí)先注無(wú)水孔，后注有水孔，注漿順序由拱腳向拱頂逐管注漿，如遇竄漿或跑漿，則間隔一孔或幾孔注漿。注漿后至開(kāi)挖前的時(shí)間間隔，視漿液種類(lèi)宜為4h~8h。開(kāi)挖時(shí)應(yīng)保留1.5m~2.0m的止?jié){墻，防止下一次注漿時(shí)孔口跑漿。在小導(dǎo)管注漿過(guò)程中設(shè)專(zhuān)人做好記錄。注漿結(jié)束后檢查其效果，不合格者補(bǔ)注漿。

雙液漿配合比控制應(yīng)當(dāng)水泥漿水灰比（W/C）為1：0.8~1.25，水玻璃稀釋濃度和雙液體積比依據(jù)試驗(yàn)確定。注漿過(guò)程中應(yīng)當(dāng)密切注意注漿效果分析，為此應(yīng)當(dāng)在注漿過(guò)程中隨時(shí)觀測(cè)注漿壓力及注漿泵排漿的變化，做好注漿記錄，以此分析注漿效果。

4 施工質(zhì)量控制技術(shù)

1）小導(dǎo)管鉆孔的外插角應(yīng)控制在10°附近，而且導(dǎo)管插入鉆孔后應(yīng)當(dāng)外露適當(dāng)長(zhǎng)度，以有助于連接注漿管；

2）超前小導(dǎo)所用鋼管進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)必須按批抽取試件作力學(xué)性能和工藝性能試驗(yàn)，其質(zhì)量、品種和規(guī)格必須符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求。超前小導(dǎo)管注漿壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，控制注漿壓力及注漿量，同時(shí)漿液必須充滿(mǎn)鋼管及其周?chē)目障?。超前小?dǎo)管與支撐結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。另外，超前小導(dǎo)管施工允許偏差應(yīng)符合表1規(guī)定；

3）小導(dǎo)管壓降的孔口最大壓力應(yīng)當(dāng)控制在允許限值內(nèi)，以有助于避免壓裂工作面；在注漿結(jié)束后鉆取檢查孔，通過(guò)檢查孔來(lái)檢查小導(dǎo)管注漿效果。對(duì)于檢查發(fā)現(xiàn)注漿未達(dá)到預(yù)定要求，則應(yīng)當(dāng)采取補(bǔ)注漿措施。在注漿結(jié)束后，開(kāi)始開(kāi)挖時(shí)間可選擇8小時(shí)；

4）安全注意事項(xiàng)。鑒于超前小導(dǎo)管施工對(duì)安全性能要求較高，為此小導(dǎo)管施工前應(yīng)完成初期支護(hù)，鋼架架設(shè)完畢，并對(duì)開(kāi)挖掌子面進(jìn)行噴射混凝土，防止鉆孔過(guò)程發(fā)生掉石及坍塌。控制每環(huán)開(kāi)挖長(zhǎng)度，注意控制成形質(zhì)量，防止超挖引起小導(dǎo)管前端脫落，致使超前預(yù)注漿支護(hù)失敗。每進(jìn)尺0.67m~1m，應(yīng)立即架設(shè)下一榀鋼架。作業(yè)人員必須佩帶安全帽及防護(hù)手套。注漿前檢查注漿管路，發(fā)現(xiàn)有破損、開(kāi)裂及時(shí)更換，以防注漿時(shí)管路破裂傷人。超前小導(dǎo)管施工完畢后，在進(jìn)入下一循環(huán)前每開(kāi)挖一循環(huán)要及時(shí)施工噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)小導(dǎo)管與初期支護(hù)的聯(lián)合支護(hù)能力。注漿所采用的漿液配比保修嚴(yán)格按照試驗(yàn)室簽發(fā)的配料單配制。

5 結(jié)論

本文探討了某隧道淺埋段軟弱圍巖中采取的超前小導(dǎo)管支護(hù)施工技術(shù)，工程實(shí)踐表明，通過(guò)采取該支護(hù)技術(shù)，隧道施工順利通過(guò)淺埋段軟弱圍巖段，有效地確保施工安全同時(shí)縮短了工期。

參考文獻(xiàn)

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