雙層小導(dǎo)管在隧道出洞施工中的應(yīng)用

楊文博

（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 青島266000）

1 工程概況

玉鐵鐵路北海段沿線山高林密、地質(zhì)松軟、結(jié)構(gòu)眾多、交通不便，嚴(yán)重制約著施工進(jìn)展。本段共有隧道12座，計(jì)5798延米。Φ108mm大管棚施工923m，其中出口管棚438m。本文依據(jù)其中某一隧道為例。該隧道縱坡為單面下坡，坡度為4‰，位于半徑為4500m的曲線段上。長(zhǎng)133m，全隧為Ⅴ級(jí)加強(qiáng)圍巖。進(jìn)出口均位于淺埋地段，圍巖差，采用I16工字鋼架，間距0.8m，Φ108mm管棚各長(zhǎng)35m。

2 出洞方案選擇

該隧道出洞地段為路塹開挖與高填方結(jié)合部，且水、電、路不通，短期內(nèi)難以達(dá)到施做大管棚的條件。因圍巖屬于淺埋支護(hù)，洞身輪廓較大，若選擇洞內(nèi)開挖，則安全性極差，且管棚施工成本大、周期長(zhǎng)，影響隧道后續(xù)及路基、鋪架施工。經(jīng)四方紀(jì)要確認(rèn)，該隧道出洞超前支護(hù)變更為雙層Φ42注漿小導(dǎo)管，單根長(zhǎng)3.5m，每環(huán)24根，縱向間距1.6m?？v向相鄰兩排小導(dǎo)管的水平投影搭接長(zhǎng)度不小于1.0m。

3 超前小導(dǎo)管支護(hù)施工工藝及方法

正洞上臺(tái)階每循環(huán)開挖支護(hù)進(jìn)尺不得大于1榀鋼拱架間距，嚴(yán)格按照短進(jìn)尺，弱爆破、早封閉、強(qiáng)支護(hù)、勤監(jiān)測(cè)的原則。開挖成拱，超前小導(dǎo)管配合鋼架使用，其縱向搭接長(zhǎng)度不小于1m，見超前小導(dǎo)管支護(hù)示意圖。

圖1 超前小導(dǎo)管支護(hù)示意圖

3.1 鋼管加工

超前小導(dǎo)管規(guī)格：熱軋無縫鋼管，外徑42mm，壁厚3.5mm。在管身設(shè)注漿孔，孔徑10mm，孔間距15mm，呈梅花型布置，前端加工成錐形，尾部焊上箍筋，長(zhǎng)度不小于1m，作為不鉆孔的止?jié){段。具體鋼管加工形式見小導(dǎo)管加工示意圖。

圖2 小導(dǎo)管加工示意圖

3.2 超前小導(dǎo)管施工的工藝流程

3.3 主要施工工藝方法

3.3.1 鉆孔、安裝小導(dǎo)管

鉆孔前利用測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確測(cè)出拱部開挖輪廓線，按照設(shè)計(jì)要求標(biāo)出小導(dǎo)管孔位。鋼管外插角分別采用45°、5°和-10°交錯(cuò)布置。小導(dǎo)管安設(shè)一般采用鉆孔打入法，鉆孔直徑比鋼管大3～5mm，然后將小導(dǎo)管穿過工字鋼架頂部，用錘擊頂入，頂入長(zhǎng)度不小于鋼管長(zhǎng)度的90%，并用高壓風(fēng)將鋼管內(nèi)砂石吹出。頂管至設(shè)計(jì)孔深后，將孔口用水泥漿將鋼花管與孔壁之間的縫隙封堵。

圖3 超前小導(dǎo)管工藝流程圖

3.3.2 注漿參數(shù)設(shè)計(jì)

選定1.0的水泥砂漿，確定注漿壓力0.5-1.0Mpa，對(duì)于涌水量較大的松散破碎帶，可采用有針對(duì)性的特殊注漿材料，如水玻璃、早強(qiáng)水泥等。

為了避免串漿，采取分序施工或?qū)Υ疂{孔同時(shí)注漿。漿液擴(kuò)散半徑可根據(jù)導(dǎo)管密度確定。

單根導(dǎo)管的漿液注入量Q可按下式估算：

式中：R——漿液擴(kuò)散半徑（取小導(dǎo)管中心間距的0.6倍）；

L——導(dǎo)管長(zhǎng)度；

η——巖體孔隙率（各地層條件下圍巖孔隙率參考值不同，一般砂土取40%，粘土取20%，斷層破碎帶取5%）。

3.3.3 注漿順序

注漿前先采用C25噴射混凝土封閉掌子面,厚度10cm,以防漏漿。注漿順序?yàn)橄认潞笊?、先兩則后中間，間隔鉆孔注漿。為保證注漿工作順利，注漿開始前應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，檢查無異常后，即可開始注漿。先注稀漿，然后逐步變濃。考慮到注漿后需盡快開挖，注漿宜用普通水泥加早強(qiáng)劑。注漿直至漿液從孔口周邊溢出或壓力表達(dá)到設(shè)計(jì)壓力值為止，每根小導(dǎo)管注漿要“一氣呵成”，注漿時(shí)注意將孔中氣體排出，確保漿液注滿孔體。一根小導(dǎo)管注漿完成后，迅速卸下注漿管和小導(dǎo)管接頭，清洗后移至下一根小導(dǎo)管使用，若停泵時(shí)間較長(zhǎng)，則在下根小導(dǎo)管注漿前要放掉注漿管內(nèi)殘留的灰漿。

4 結(jié)束語

隧道出洞超前小導(dǎo)管施工，本著經(jīng)濟(jì)適用、解決隧道管棚施工成本大、周期長(zhǎng)、場(chǎng)地條件要求高等問題。施工時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確辨識(shí)地質(zhì)狀況，根據(jù)實(shí)際情況制定方案，為隧道順利、安全出洞創(chuàng)造條件。