淺埋軟弱破碎圍巖隧道進(jìn)洞施工技術(shù)應(yīng)用

李 燕 鵬

(山西晉城路橋建設(shè)有限公司，山西 晉城 048000)

?

·橋梁·隧道·

淺埋軟弱破碎圍巖隧道進(jìn)洞施工技術(shù)應(yīng)用

李 燕 鵬

(山西晉城路橋建設(shè)有限公司，山西 晉城 048000)

介紹了超前大管棚支護(hù)施工的流程，從疏排隧道洞口地表水、開挖洞口及邊仰坡、施工套拱等方面，闡述了超前大管棚進(jìn)洞施工技術(shù)在淺埋軟弱破碎圍巖隧道進(jìn)洞施工中的應(yīng)用，確保了隧道的施工質(zhì)量和安全性。

隧道，大管棚，軟弱圍巖，施工技術(shù)

長期以來，洞口施工一直是隧道工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其施工的質(zhì)量直接關(guān)乎隧道工程建設(shè)的成敗。但是隧道洞口施工會(huì)受到氣象條件、水文條件、地質(zhì)條件、地形條件以及隧道周邊環(huán)境等的影響，加之隧道口部位處常常覆蓋比較薄的堆積土，無法抵抗來自圍巖的壓力。因此，有必要采取合理的隧道進(jìn)洞施工技術(shù)來確保進(jìn)洞施工質(zhì)量。

1 超前大管棚支護(hù)施工技術(shù)概述

超前大管棚支護(hù)施工技術(shù)是隧道進(jìn)洞施工中常用的一種施工技術(shù)，其具有比較大的超前距離，可以起到縱向鋼梁的支護(hù)作用，有利于減小因巖土體自重所形成的側(cè)向壓力，增強(qiáng)洞口前方地層的穩(wěn)定性。而在大管棚施工完畢之后，需要通過鋼管上預(yù)留注漿口來在巖土體內(nèi)部進(jìn)行注漿，這樣可以大大提升巖土體的穩(wěn)定性，減小因地下水而對(duì)巖土體穩(wěn)定性所帶來的不利影響。而就該進(jìn)洞施工技術(shù)的具體應(yīng)用流程而言，其主要表現(xiàn)為如下幾個(gè)流程，即：疏排隧道洞口地表水→開挖洞口及邊仰坡→施工套拱→大管棚施工及注漿施工。而為了確保隧道洞口施工的整體質(zhì)量，必須要切實(shí)做好隧道進(jìn)洞施工中各個(gè)流程的施工工作。

2 超前大管棚支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 疏排隧道洞口地表水

鑒于隧道洞口一般比較狹窄，相應(yīng)淺埋軟弱圍巖的穩(wěn)定性與完整性均比較差，所以在開挖隧道洞口的過程中會(huì)出現(xiàn)掉塊問題，此時(shí)需要本著“先排水再進(jìn)洞”的原則，統(tǒng)籌安排各項(xiàng)隧道洞口施工步驟，減少對(duì)隧道洞口造成過多的干擾。但是如果隧道施工現(xiàn)場的地勢比較低，那么需要增加一道環(huán)形截水溝來加快隧道排水。與此同時(shí)，也可以通過構(gòu)建枝狀排水系統(tǒng)來加快排除隧道洞口不穩(wěn)定部位處的地表水，避免因積水下滲而引發(fā)隧道洞口掉塊問題的出現(xiàn)。

2.2 開挖洞口及邊仰坡

在開挖隧道洞口的過程中，為了確保隧道洞口開挖的質(zhì)量和穩(wěn)定性，需要同步開挖邊仰坡，具體就是需要按照設(shè)計(jì)規(guī)定和要求來進(jìn)行開挖，且需要按照規(guī)定的要求來對(duì)邊、仰坡進(jìn)行刷坡和防護(hù)操作，同時(shí)需要配備專門人員來對(duì)開挖現(xiàn)場原狀土的動(dòng)態(tài)變化來進(jìn)行仔細(xì)觀察和分析。比如，可以指派專門的技術(shù)管理人員，采用坡度尺來對(duì)整個(gè)邊坡坡度進(jìn)行控制。另外，鑒于隧道洞口上方部位處覆蓋有比較薄的土層，所以在開挖隧道洞口的同時(shí)，同樣需要指派專門施工人員來對(duì)原狀土的動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行密切觀察。

2.3 施工套拱

要同步開挖隧道洞口與套拱施工，采用小斷面開挖方式，本著“先拱后墻”的順序來進(jìn)行開挖施工。待拱部的強(qiáng)度滿足施工規(guī)定數(shù)值之后來砌筑基礎(chǔ)邊墻的高度，且在基礎(chǔ)底部承載力低于設(shè)計(jì)容許應(yīng)力的狀態(tài)下，采用加深處理的方式來對(duì)基礎(chǔ)底部進(jìn)行加固處理，或者需要加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)該段基底，增強(qiáng)其整體的承載性能。在隧道洞口部位處用長度為2 m長套拱來作為大管棚導(dǎo)向墻，且要采用兩步開挖方式來進(jìn)行套拱施工。另外，在開展導(dǎo)向墻施工的過程中，同樣需要采用C20混凝土來對(duì)四周土體進(jìn)行噴射封閉處理來加固四周的坡面，尤其是要封閉前方掌子面，以便可以使其配合注漿施工處理來起到臨時(shí)止?jié){墻的作用。待套拱管棚中的施工混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%之后，即可進(jìn)行長管棚鉆孔施工。

2.4 大管棚施工及注漿施工

在上述施工步驟順利開展之后，接著即可開展大管棚施工，具體的施工工序主要包括：鉆孔平臺(tái)搭建→鉆機(jī)安裝→鉆孔、清孔、驗(yàn)孔→管棚鋼管安裝→鋼筋籠安放→注漿，下面就這幾個(gè)施工工序的具體內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述：

1)鉆孔平臺(tái)搭建，安裝鉆機(jī)。在管棚施工之前，需要在距離導(dǎo)向墻8 m位置處開挖預(yù)留核心土，接著即可進(jìn)行管棚鉆孔搭建鉆孔平臺(tái)和鉆機(jī)，確保鉆孔平臺(tái)以及鉆機(jī)安裝的整體質(zhì)量。通常而言，在地下水的水壓比較大時(shí)，所采用的水泥漿液水灰比要盡量控制在1∶0.75～1∶1范圍內(nèi)，初始注漿壓力和終止注漿壓力分別需要控制在0.5 MPa～1.0 MPa和1.0 MPa～1.5 MPa之間。另外，在注漿施工操作之前，需要進(jìn)行必要的現(xiàn)場注漿試驗(yàn)，以便及時(shí)調(diào)整注漿參數(shù)來確保注漿施工的質(zhì)量。

2)鉆孔、清孔和驗(yàn)孔。導(dǎo)向管主要通過在套拱中預(yù)埋相應(yīng)尺寸的孔口管，借助氣壓式潛孔鉆機(jī)鉆孔來進(jìn)行鉆進(jìn)，相應(yīng)的鉆孔角度需要控制在1°～3°范圍內(nèi)。為了避免壓力注漿施工操作過程中不會(huì)出現(xiàn)坍塌、漏漿等問題，需要在坡面土體部位處噴一層素混凝土，使其承擔(dān)止?jié){墻的作用來確保隧道洞口四周圍巖的穩(wěn)定性。而為了確保其施工質(zhì)量，需要嚴(yán)格按照如下的規(guī)定和要求來進(jìn)行施工：其一，在鉆孔施工之前，需要對(duì)鉆孔機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行合理檢查，且需要加設(shè)套管來對(duì)砂層進(jìn)行鉆孔，避免引發(fā)坍塌問題；其二，在鉆機(jī)就位之后，需要預(yù)先測量放樣好的點(diǎn)位來進(jìn)行鉆孔施工，且要確保鉆機(jī)大臂要緊貼導(dǎo)向墻面來達(dá)到提高施工鉆孔精度的目的；在鉆進(jìn)的過程中要合理調(diào)整鉆機(jī)的鉆進(jìn)方向來確保鉆孔的質(zhì)量；其三，在第一節(jié)鉆桿鉆入到巖層尾部剩余20 cm～30 cm時(shí)，要停止鉆進(jìn)后，按照規(guī)定的操作和要求來安裝聯(lián)接套，以此類推來進(jìn)行后續(xù)鉆孔操作；其四，為了確保作業(yè)的順利開展，需要對(duì)鉆桿是否存在彎曲或者有無損傷情況進(jìn)行合理檢查；其五，在開展清孔和驗(yàn)孔施工的過程中，需要借助地質(zhì)巖芯鉆桿來進(jìn)行反復(fù)掃孔施工，及時(shí)清除鉆孔所產(chǎn)生的浮渣，以確?？讖胶豌@孔深度滿足施工需求。

3)鋼筋籠安放。在鉆孔和頂管施工完畢后，需要合理安放鋼筋籠，具體需要結(jié)合施工規(guī)定要求來合理焊接和固定鋼筋籠，確保固定環(huán)之間的間距以及搭接的長度可以滿足規(guī)定要求。

4)管棚注漿施工。在鋼筋籠安裝完畢后，需要本著自上而下的注漿原則來進(jìn)行跳孔注漿施工，但是在此之前要對(duì)管路和機(jī)械狀況進(jìn)行檢查，且要進(jìn)行壓漿實(shí)驗(yàn)處理，然后即可開展注漿施工。但是在注漿過程中，需要對(duì)鉆孔口是否存在串漿問題進(jìn)行隨時(shí)檢查，避免出現(xiàn)注漿質(zhì)量問題。

總之，超前大管棚施工技術(shù)等隧道支護(hù)技術(shù)在淺埋軟弱破碎圍巖隧道進(jìn)洞施工中的合理應(yīng)用，可以在確保隧道工程施工質(zhì)量和安全性的基礎(chǔ)上，最大程度地減少建設(shè)成本，提升施工效率，具有很強(qiáng)的應(yīng)用和推廣價(jià)值。但是必須要結(jié)合實(shí)際的隧道工程情況來合理制定施工方案，加強(qiáng)施工現(xiàn)場的監(jiān)督管理，從而全面確保隧道進(jìn)洞施工的質(zhì)量。

[1] 張軍杰.淺埋、偏壓及軟弱破碎圍巖隧道施工技術(shù)[J].科技資訊,2014,12(35):45-46.

[2] 張連成,葉 飛.軟弱破碎圍巖隧道大變形機(jī)理及處治[J].公路交通科技,2015,28(12):94-95.

[3] 姜同虎,霍三勝.淺埋軟弱破碎圍巖隧道進(jìn)洞施工技術(shù)研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2015,48(3):117-118.

On application of tunneling construction technique for shallow weak broken surrounding rocks

Li Yanpeng

(JinchengRoadandBridgeConstructionCo.,LtdofShanxi,Jincheng048000,China)

The paper introduces the procedure for the advanced large pipe shed construction, and illustrates the application of the advanced large pipe shed tunneling construction technique in the shallow weak broken surrounding rocks from the discharging tunnel surface water at the entrance, excavation entrance and side upper slope, and construction cover arch, so as to ensure the construction quality and safety of tunnels.

tunnel, large pipe shed, weak surrounding rock, construction technique

1009-6825(2016)31-0178-02

2016-08-27

李燕鵬(1982- )，男，工程師

U455

A