雙層小導(dǎo)管在淺埋段的應(yīng)用

摘 要：結(jié)合大連至旅順中部通道工程隧道南線在樁號(hào)SK7+840-SK7+885處穿越現(xiàn)狀沖溝，沖溝寬度約10m左右，隧道拱頂最小埋深僅為1m，巖石自穩(wěn)能力差，局部存在偏壓現(xiàn)象，為了保證結(jié)構(gòu)安全，采取水泥土反壓回填處理措施，并在開挖前采用雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)，下面簡(jiǎn)要介紹雙層小導(dǎo)管的工藝原理及施工工藝。

關(guān)鍵詞：隧道；反壓回填；雙層小導(dǎo)管；注漿加固

一、工程簡(jiǎn)述

隧道南線在樁號(hào)SK7+840-SK7+885處穿越現(xiàn)狀沖溝，沖溝寬度約10m左右，隧道拱頂最小埋深僅為1m，巖石自穩(wěn)能力差，局部存在偏壓現(xiàn)象，為了保證結(jié)構(gòu)安全，準(zhǔn)備采取超前小導(dǎo)管。但是常規(guī)小導(dǎo)管輔助工法在地質(zhì)條件復(fù)雜多變、埋深較淺、地下水位較高、地表沉降要求較高時(shí)，預(yù)加固效果往往達(dá)不到預(yù)期的效果。所以我們采取水泥土反壓回填處理措施，并在地表采用Φ89鋼花管注漿加固，然后在洞身開挖前采用雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)，有效保障了該段隧道在施工中的安全。

二、施工工序

（一）地表預(yù)加固方案

（1）隧道暗挖至SK7+840前，先對(duì)注漿加固段地表山體進(jìn)行表面植被清理，坡面應(yīng)設(shè)置成臺(tái)階形式，臺(tái)階長(zhǎng)度大于10m，坡率結(jié)合實(shí)際情況確定，且不小于1：1。（2）施工水泥土反壓回填，水泥摻量為15%（重量），水泥土采用機(jī)械拌均勻后逐層夯填密實(shí)，每層厚度不大于50cm。（3）地表采用Φ89鋼花管注漿加固，鋼花管（壁厚6.0mm），間距1m×1m，梅花型布置。（4）地表加固范圍：隧道開挖輪廓線范圍內(nèi)的Φ89鋼花管加固深度至開挖輪廓線外緣，拱頂范圍內(nèi)施工Φ89鋼花管時(shí)應(yīng)避免與雙層小導(dǎo)管沖突；在隧道開挖輪廓線兩側(cè)，每側(cè)各4排鋼花管加固深度至邊墻底2m，其他鋼花管加固深度至中風(fēng)化巖層不小于2m。（5）施工40cm厚C30砼封層。（6）施工穿越隧道拱頂部分的沖溝，施工范圍為南線隧道線路兩側(cè)各20m。沖溝尺寸為2×0.5m，沖溝側(cè)壁厚度為0.4m，坡率為1：0.5，底板厚度為0.5m。沖溝施工時(shí)結(jié)合地形將沖溝設(shè)置成臺(tái)階形式。

（二）雙層小導(dǎo)管的應(yīng)用

1.小導(dǎo)管的加工。雙層小導(dǎo)管外層TSS管采用長(zhǎng)度為4m、直徑為42mm無縫鋼管，用切割機(jī)將鋼管前端割成三瓣花葉狀，用鐵錘將三瓣花葉狀鋼片向鋼管軸心方向敲成尖錐形，用電焊機(jī)焊接尖錐部位，使其封閉良好。注漿管末端加焊直徑為10 mm 鋼筋制成管箍，在注漿管周體，垂直間隔 15 cm，鉆設(shè)直徑為8mm 的溢漿孔，利用臺(tái)鉆，采用直徑為 10 mm 洗刀，沿直為4.5 mm 溢漿孔進(jìn)行洗孔，洗孔深度為0.5～1 mm。這樣在焊接鋼管上就制作出了外大內(nèi)小的臺(tái)階型鉆孔。最后在薄鋁板上沖出直徑為10 mm 圓貼片，用膠粘劑將圓貼片粘貼在臺(tái)階型鉆孔上。內(nèi)層管加工方法與外層TSS管基本相同，管材采用長(zhǎng)度為3m，直徑為42mm無縫鋼管，在注漿管周體沿垂直方向間隔15cm布置直徑為6mm的溢漿孔。

2.注漿孔孔位布置。外層管長(zhǎng)度為4m，根數(shù)47根，外插角度 30°～45°，地質(zhì)條件較好時(shí)取下限，反之則取上限。同時(shí)保證 1.0m的水平投影搭接長(zhǎng)度，每 3m 施作一次外層管，環(huán)向間距40cm。內(nèi)層管長(zhǎng)度為3m，根數(shù)47根，外插角度為 10°～12°，每榀（0.6m）施作，環(huán)向間距 40cm。

3.漿液配比試驗(yàn)及注漿參數(shù)的選擇。注漿漿液要求膠凝時(shí)間為 30～180s。固結(jié)體強(qiáng)度應(yīng)大于粉質(zhì)粘土層無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，即 24h不小于 0.2MPa，固結(jié)率應(yīng)大于 97%。在壓力地下水作用下，雙液漿液具有較好的防水稀釋性能，而且單水泥漿靜置不沉淀、不離析或在膠凝時(shí)間內(nèi)靜置沉淀離析少，靜置沉淀后上浮水體積與總體積之比即傾析率小于 5%。漿液材料還應(yīng)當(dāng)滿足經(jīng)濟(jì)要求，綜合單價(jià)低。根據(jù)漿液性能指標(biāo)要求，分別對(duì) TGRM、 HSC、超細(xì)水泥水玻璃雙液漿、水泥水玻璃雙液漿、改性水玻璃等幾種漿液進(jìn)行試配和比較。外層管采用TGRM 或水泥水玻璃雙液漿，內(nèi)層管采用改性水玻璃或超細(xì)水泥水玻璃雙液漿，最終漿液配比為：（1）普通水泥漿水灰比 1：1，雙液漿 1：1～1：0.6；（2）超細(xì)水泥漿水灰比 1：1.5～1：2.0，雙液漿 1：1～1：0.8；（3）TGRM 漿液甲液與乙液體積比為 1：1，水玻璃稀釋后玻美度為 30～35。

實(shí)際采用的注漿參數(shù)如表 1 所示。注漿順序?yàn)橄韧鈱雍髢?nèi)層，先下后上，采取內(nèi)束型的順序進(jìn)行注漿。

4.雙層小導(dǎo)管注漿施工。（1）注漿施工。雙層小導(dǎo)管注漿采用 KBY-50/70 型注漿泵、LJ-300 型攪拌機(jī)、Dg25-Pg16 型高壓膠管和“T”型混合器等注漿施工機(jī)具。（2）效果檢驗(yàn)與評(píng)定。從注漿作業(yè)情況來看，在注漿過程中，注漿壓力一般都能達(dá)到注漿終壓，說明漿液的擴(kuò)散充填能夠滿足擴(kuò)散范圍，具有一定的擠壓密實(shí)效果，取樣測(cè)試固結(jié)體單軸無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為 0.39～1.39MPa，大于粉質(zhì)粘土層無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 0.2 MPa，地層的注漿質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目的。

三、結(jié)語

雙層小導(dǎo)管操作簡(jiǎn)便、靈活，施工中不必投入過大的機(jī)具設(shè)備，對(duì)操作空間沒有過高的要求，便于在不良地質(zhì)條件下組織快速施工。不僅在隧道掌子面前方形成一個(gè)承載殼，同時(shí)又起超前錨桿的作用。因此，該方法在城市淺埋、暗挖、軟弱圍巖隧道施工中，是提高其掌子面的自穩(wěn)能力、降低地層滲水、控制地表下沉以保證施工安全的一種有效方法。

作者簡(jiǎn)介：岳飛，中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司。