古树保护加固方案

*＊*隧道位于甘肃省＊*县与＊*县交壤处，进口位于＊*县＊＊镇＊＊村左侧,出口位于*＊县*＊乡**村东。

隧道主要穿越西秦岭高中山区，地貌较为单一。

隧道起讫里程为DK142+310~DK151+500,全长9190m,为双线隧道。

＊**隧道进口段围岩为砂质黄土，为自重湿陷性黄土场地，湿陷等级Ⅰ级，在距离隧道进口70m位置隧道正上方有一颗千年古树，该古树高度20m摆布，树干直径接近2m，据称该古树与洞顶寺庙相伴已经有几个世纪，深受当地政府和村民重视。

为保护保护当地古树名木资源,施工过程中必须减小震动, 同时对洞顶土体进行加固保护，即隧道开挖方法由原来的炸药爆破开挖改为破碎锤破碎开挖;在古树周边25m范围以外设置3环由高压旋喷桩组成的围护结构，防止土体松动；同时在隧道施工过程中进行全断面径向注浆, 防止土体水分流失,具体加固措施如“附图1、附图2”示。

高压旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻至桩底高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后,从注浆管
边的喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中,钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，置换部份土体,在土中形成一定直径的柱状固结体 ,从而使地基得到加固.施工中普通分为两个工作流程，即先钻后喷，再下钻喷射，然后提升搅拌，保证每米桩浆液的含量和质量。

附图1 高压旋喷桩平面布置示意图
附图2 古树保护措施剖面布置示意图
2.2。

1工艺流程
原地面处理
测量放样
钻机安装就位
钻进，记录钻进地层的反
应，核查地质资料
钻进至设计深度， 桩长符合
设计要求
插入注浆管至桩底
提升喷射注浆、注浆流量、空气压力、 注浆泵压力、钻杆提升速度、转速等
工艺性参数确定最终施工参数
修筑水泥浆
制浆站
拌制水泥浆
浆液输送
喷射注浆至桩顶、住手喷浆
水泥浆回收
拔管
钻机移位
废浆处理
桩头处理
成桩质量检验：桩身完整性、均匀性、 无侧限抗压强度及抗渗系数检验
附图3 高压旋喷桩施工工艺流程图
2。

2。

2施工参数
古树周边25m 范围外设置3环高压旋喷桩，旋喷桩直径0 。

6m,桩
间距0 。

5m ，桩间咬合0.1m ，排桩间距3m 。

处
理
高压旋喷桩采用双管法施工,施工采用水泥P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液为1：1水泥浆，高压水泥浆射流的压力≥20MPa,气流压力宜取0.7MPa，注浆固结体的渗透系数＜1×10 —6m/d。

每米水泥水泥用量不少于200kg，全面施工前必须进行试桩,通过试桩确定合理的提升速度、水泥掺量、灰浆用量、工作压力，检验施工设备及选定的施工工艺。

2.2.3施工机具
序号机具名称型号台数作用
1 高压旋喷机MGJ-50 1 钻孔、旋喷
2 高压泵XPB-90D 1 加压
3 泥浆泵BW-120 2
4 搅拌桶 1 制浆
5 高压管φ20mm 输送泥浆和水
6 搅浆机 1 拌浆
7 自动喷浆计量器 1
8 浆液比重测试仪1浆液比重测试
2.2.4施工方法及要点
(1)场地准备
进场施工前，清除施工场地内的障碍物,然后整平、夯实.合理布置施工机械、输送管路和电力路线位置，确保施工场地的“三通一平".
(2)桩位放样
施工前用全站仪测定高压旋喷桩施工的控制点，埋石标记,经过复测验线合格后,用钢尺和测线实地布设桩位,并用竹签钉紧,一桩一签,
保证桩孔中心移位偏差小于20mm。

(3)修筑排污和灰浆拌制系统
高压旋喷桩施工过程中将会产生10~20％的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放，沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。

沉淀和排污统一纳入现场污水处理系统。

灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，其主要由灰浆拌制设备、储存设备、输送设备组成。

(4)对输浆管路、高压泵、钻机、旋喷管等设备进行子细地检查，并进行试运转(先是空运转,然后负荷运转、试喷)确认无误后才干开始高压旋喷桩的试桩施工.
(5)钻机就位
将使用的钻机安置在测设的孔位上，使钻头对准桩位。

为保证钻孔达到要求的垂直度,钻机就位后做水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置.以吊线锤校正机架垂直度，每工作班检查不少于 2 次，使垂直度偏差不超过 1%，孔位偏差小于 5cm。

(6)射水试验
钻机就位后，首先进行低压射水试验( 0.5MPa) ,用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。

(7)钻孔下管
钻孔的目的是将注浆管顺利置入预定位置 (钻孔杆与注浆管合二
为一)，在下管过程中，需防止管外泥砂阻塞喷嘴，确保下管顺利，同时输送压缩气流，直至注浆喷头下到预定位置.射水试验后，即可开钻,射水压力由0。

5MPa 增至1。

0MPa 目的是减少磨擦，防止喷嘴阻塞。

当第一根钻杆钻进后，住手射水待压力下降后,接长钻杆，在继续射水钻进，直到钻到设计桩底位置。

(8)制浆
制备高压旋喷桩固化剂浆液时选用PO 。

42.5 级普通硅酸盐水泥作为固化剂，水泥掺量根据加固土的性质及单桩无侧限抗压强度不小于1.2MPa 的要求,通过试验确定水泥掺量。

水泥储存时间超过3 个月重新取样试验，并按其检验结果使用。

按确定的配合比，首先将水加入桶内，再加入水泥,开动搅拌机拌合均匀后，经过滤网流入泥浆地；再用泥浆泵抽进第二次过滤筛，进行第二次过滤后,流入泥浆桶的浆液，经过高压泵加压，经高压管送至钻机进行旋喷.
(9)旋喷
水泥浆液应在喷注前1 小时内搅拌，当喷嘴达到设计高程，喷注开始时先送高压水清管,再送浆液和压缩空气.在底部旋喷1min ，当达到喷射压力及喷浆量后再边旋转边提升.为防止注浆管扭断，钻杆的旋转和提升必须连续不断；当注浆管不能一次提升完成而需分次拆卸时,拆卸动作要快，卸管后继续喷射的搭接长度不得小于30cm。

搅拌时间超过4 小时的水泥浆液不得使用。

(10)拆除钻杆
在旋转过程中，当第一根钻杆提出地面后,住手压浆，待压力下降
后，迅速拆除钻杆，当提升到桩顶设计标高时，进行1~2min 的低压补喷。

.
(11)冲洗
补喷完成后，提出钻杆及钻头进行低压射水，冲洗钻杆、喷嘴，移开钻机. 当遇到特殊情况时，必须清洗所有的管路、器具。

(12)移开钻机
当一根桩旋喷完毕后，移开钻机，进行下一根桩作业。

隧道开挖采用采用三台阶七步开挖法，开挖示意图如“附图 4" 示：
附图 4 三台阶七步开挖法示意图
三台阶七步开挖法施工步骤如下：
第 1 步,上部弧形导坑开挖;在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为 3~5m，宽度宜为隧道开挖宽度的 1/3~1/2。

开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过 1。

5m，开挖后即将初喷 3~5cm 混凝土.上台阶开挖矢跨比应大于 0。

3，开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上 30cm 高度处，紧贴钢架两侧边按下倾斜 30 度，打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架坚固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

第 2、3 步，摆布侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过 1。

5m，开挖高度普通为 3~3。

5m 摆布侧
台阶错开 2~3m,开挖后即将初喷 3~5cm 混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护,接长钢架,在钢架墙脚以上 30cm 高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角 30 度，打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架坚固焊接，复喷混凝土至设计厚度.
第 4、5 步,摆布侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过 1.5m,开挖高度普通为 3~3.5m 摆布侧台阶错开 2~3m，开挖后即将初喷 3~5cm 混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上 30cm 高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角 30 度，打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架坚固焊接，复喷混凝土至设计厚度.
第 6 步，上、中、下台阶预留核心土;各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致.
第 7 步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为 2~3m，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧底开挖，支护循环后,及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为 4~6m。

以上各步骤开挖过程中严禁使用炸药爆破,只能使用破碎锤破碎开挖，挖掘机清理渣土,对于特殊坚硬部位围岩，采用无声炸药膨胀爆破.
隧道开挖施工至DK142+334 时，为防止古树根系范围内水分流
失，对DK142+334~DK142+426 段92m 范围进行全断面注浆加固,注
浆钻孔孔径φ52mm，钻孔深度3m，每环钻22 孔孔口管采用φ50
,
×3.5mm 热轧无缝钢管，单根长度 3m，每环注 1:1 水泥浆 21。

63m3。

注浆正面及平面布置图如下图示：
附图 5 径向注浆径布置示意图
3。

1 做好各个工序的检查验收，质检员自检合格后，报监理工程师验收，验收合格方可进入下道工序；
3.2 所有原材料进场必须复检，进场设备必须进行报验，合格方可使用；
3。

3 项目部针对各工序成立组织机构，职责分工明确，检查落实到位；
3.4 制定质量控制管理办法，对应制定奖罚规定，奖罚分明;
3.5 实施技术员、安全员全程值班制度，全程跟踪施工过程，对现场技术、安全、质量进行管控；
3。

6 夜间施工做好照明和警示标志工作，同时安排专人对现场机械设备进行指挥调度，防止因光线不足造成质量安全施工；
3。

7 雨期施工做好防、排水工作,严禁作业面积水，同时注意污水排放不得污染周边环境；
3.8 成立应急管理小组，做好应急预案,配备应急物资，以应对施工现场突发事件；。