隧道软弱围岩浅埋段地表加固技术研究

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共和至玉树标段雁口山公路隧道施工技术研究

共和至玉树标段雁口山公路隧道施工技术研究

共和至玉树标段雁口山公路隧道施工技术研究摘要:结合共和至玉树标段雁口山公路隧道,研究了软弱、松散围岩情况下浅埋段暗挖施工技术。

隧道所处区域地质条件较复杂、埋深较浅、隧道开挖断面较大,使得该隧道围岩稳定性极差,施工技术难度高,在采取了加强支护、地表注浆和勤量测早封闭等措施以后,有效控制了该隧道的围岩变形和地表沉降,保证了工程的顺利进行。

关键词:公路隧道施工技术加强支护地表注浆随着中国经济建设的快速发展,现代社会基础工程建设已进入了飞速发展的时期,特别是交通通道的建设。

目前,公路作为中国交通纽带的重要组成部分,正起着举足轻重的作用,这其中就时常会遇到修建公路隧道的情况。

公路隧道特别是长大隧道的建设通常是整个线路中的控制工程,其施工技术是很多学者和工程师研究的问题,如贾宝林[1]就探讨了高速公路隧道施工中主要工序的施工技术,刘尚雨[2]分析了某高速公路双连拱隧道的施工技术并提出了合理的施工方案,乔明灿等[3]结合某公路隧道研究了地表坍陷深层注浆理论并应用于该工程。

笔者结合共和至玉树标段雁口山公路隧道工程,针对隧道所处软弱围岩条件下的施工技术进行研究与实践,提出了合理有效的处理措施,可为类似工程的施工提供指导。

1 工程概况雁口山隧道位于青海省玉树州称多县歇武镇东北方向约10km处,在共和至玉树标段,为分离式双线隧道。

隧道左线长4032m,K746+010~K746+100进洞段设计有60m棚洞和30m明洞,之后210m为浅埋段,覆盖厚度为 3.2~27.7m;全隧右线长4000m,K745+986~K746+076进洞段设计有60m棚洞和30m明洞,之后215m为浅埋段,覆盖厚度为3.9~26.3m。

左右线浅埋段覆土主要为含碎石不均匀粉质粘土,极松散易失稳,开挖时洞顶易流塌。

随址区位于高原湿地,裂隙水发育,渗流、线流现象较为常见,不利于围岩稳定。

隧道开挖断面达107.5m2,属大断面隧道,洞口施工条件极差,管棚难成孔进洞难度高,故其洞口段和浅埋段施工为主要技术难题。

薛公岭隧道软弱围岩浅埋地段快速掘进施工技术总结

薛公岭隧道软弱围岩浅埋地段快速掘进施工技术总结

薛公岭隧道软弱围岩浅埋地段——快速掘进施工技术总结中铁一局一公司晋济项目部符芳芳[ 提要] 山西省汾阳至离石段高速公路八标段施工的薛公岭隧道,左、右线共计1820m 长的Ⅱ、Ⅲ类软弱围岩。

其中右线有860m埋深均在30m 以下,由于软弱围岩段落较长且埋深较浅,增加了隧道快速掘进施工的难度。

本文就薛公岭隧道软弱围岩浅埋地段的快速掘进施工进行总结。

[关键词] 软弱浅埋隧道施工一、工程概述山西省汾阳至离石段高速公路薛公岭隧道地处吕梁山脉基岩中山区,隧道穿越分水岭,基岩冲沟多呈“ V ”字型,地表自然坡度一般为10°~20°,残坡积层厚约0.3~8m,植被十分茂密。

该隧道设计为左右线分离,两线之间距离40m,左线隧道全长2140m,右线隧道全长2035m,隧道最大的埋深约150m。

其中右线隧道出口段有860m 洞顶埋深均在30m 以下,设计洞身Ⅱ类围岩地段280m,Ⅲ类围岩地段580m。

围岩主要为奥陶系马家沟组三段(Om3)角砾状泥灰岩、泥质白云岩及第四系松散残坡积物(Q3),岩体呈碎(块)石状镶嵌结构~角(砾)状松散结构,强~弱风化,溶蚀严重,局部呈蜂窝状、孔洞状,节理裂隙发育,围岩完整性和稳定性差,无地下水。

根据设计围岩情况确定隧道掘进施工采用长台阶法,考虑到洞身的围岩情况较差,把弱爆破、强支护早成环作为掘进施工时的指导原则,根据围岩实际情况合理调整开挖方式和初期支护的有关参数,以确保隧道掘进施工的安全和速度。

二、洞口施工采取的主要措施上半断面开挖后洞口部分实际为重型红粘土,天然含水量达到了25%以上,洞顶覆盖层仅5m,围岩稳定性极差,掘进施工极为困难。

经反复研究并结合现场的实际情况,施工中采取了以下措施:1、加强洞口边仰坡的防护原设计洞口边仰坡仅采用浆砌片石进行防护,为确保施工过程中洞口的稳定,开挖后及时对边仰坡增设锚网喷进行防护,采用3.5m 长的砂浆锚杆,1m× 1m 梅花型布置,挂φ 8 钢筋网片(间距20cm×20cm),15cm 厚喷射砼,同时完善了洞顶的截水沟,防止洞门受到冲刷,确保了洞门边仰坡的稳定,2、加强进洞前的超前支护原设计洞身仅拱部采用4.5m长的φ50超前注浆小导管进行预支护,由于实际洞口段围岩情况极差,采用原设计的超前支护无法保证洞身开挖时的安全,一般应增设大直径的长管棚进行超前支护,实际施工中结合现场的机械设备情况,在洞口处沿上半断面开挖轮廓打入6m 长φ 50 超前注浆小导管三排,环向间距30cm,排距30cm,进行超前支护,这样使用普通的凿岩机即可进行超前小导管的施工。

太平隧道进口段洞口浅埋及软弱围岩施工技术

太平隧道进口段洞口浅埋及软弱围岩施工技术

图 5 洞 身一 般 量 测 断 面布 置 图
4. 监 控 量测 数 据 的应 用 2
将 现 场量测 数 据及 时绘 制位 移一 时 间 曲线 ,并
依 据 曲线 线 型 判 定 初 期 支 护 的 稳 定 性 ,主 要 依 据 如 下 : ( )隧 道 周边 位 移速 率 有 明显 减 缓趋 势 ; 1
棚 、钢 筋 网 、喷射 混凝 土和钢 架 为初期 支护 ,以模 筑 钢 筋混凝 土 衬砌 为二 次衬砌 组 成 。洞 口段地质 围
6 o 中闯高新技术 业 23 20 4 企l ( 5 1
身上 部衬 砌轮 廓 线 外 ,立模 浇 注 厚 1 O m 筋 混凝 Oc钢
土 ,宽 l ,同时预 埋 ①1 0 m ,环 向间距 4 a , m 4 ×6 m 0 m
注 浆 采 用 水 泥 浆 液 ,水 泥 水 灰 比 l l : ,注 浆 压 力
0. M  ̄ 1 O P 5 pa . M a。
3. 正 洞 开 挖 3
洞 口为Ⅵ级 围岩 ,采用 台阶临时仰拱+ 中立柱法 开 挖 ( 图 3 ‘ )。上 台阶 开挖 高度4 0 m 见 、 图4 . l ,下
关键 词 : 浅埋 隧道 ; 口 ; 弱 围岩 ; 洞 软 施工超 前 支护 ; 洞挖 掘 正
 ̄l 5" i- t) 类号 : 5 U4 5
文献标识 码 : A
文章 编号 : 0 9 2 7 2 1 1 — 0 4 0 1 0 — 3 4( 0 2) 3 0 6 — 3
1 工 程 简 介
3. 二 次衬 砌 5
依 据 围岩量 测 资料 ,待 初期 支护 收敛 沉 降趋 于
稳 定后 ,及 时进 行 二次衬 砌 的施 工 ,以保证 初 期支 护 安全 ,发挥 二次 衬砌 的承 载能 力 。二衬 混凝 土分 两 次 施 工 , 先 施 工 仰 拱 混 凝 土 ,后 施 工 拱 墙 混 凝

隧道浅埋段开挖及支护施工技术研究论文

隧道浅埋段开挖及支护施工技术研究论文

隧道浅埋段开挖及支护施工技术研究【摘要】随着我国社会经济以及科学技术的发展,基础设施建设也随之逐渐引起了国家以及社会各界人士的关注,并开始加大了对其投入的力度,使得我国基础设施建设获得了以往从未有过的提高,当前,密布全国的交通路线网特别是公路网已经建成,公路隧道的修建也愈来愈受到重视。

本文本文将以某隧道浅埋段为例子,详细介绍上下台阶法开挖及支护的施工技术【关键词】上下台阶法;开挖;支护;隧道浅埋段中图分类号: tu94+2 文献标识码: a 文章编号:1.前言当前,我国改革开放逐渐深入,国民经济也随之得到了巨大飞跃,隧道工程也愈来愈受到各界人士的关注,并获得了以往从未有过的成绩。

隧道穿越的地质条件随着长度的加长而变得越来越复杂,所以,在复杂地质条件下,隧道设计和施工提出了更高标准、高难度的要求。

2.隧道开挖技术隧道开挖要遵循确保最大程度不对围岩造成扰动前提下选择符合隧道工程特点的开挖以及挖掘的办法,并有利挖掘施工的快速进行。

即不仅对隧道所处位置的地质条件、周围环境进行了解,还要对隧道周围岩石坚硬程度进行掌握,在此基础上,选择一种既能适应隧道地质条件及其变化又有利于挖掘进度推进的开挖以及挖掘方式,并尽量不对隧道周围岩体造成干扰。

隧道开挖方法从广义上来讲指的是开挖成形的方法。

开挖方法按照隧道横断面分布状况来看,可以分为台阶开挖法,全面开挖法以及留核心土台阶开挖法等。

下面我们将会结合实际案例,主要对台阶开挖的应用进行详细分析。

台阶开挖法指的是,将隧道设计断面以上半断面与下半断面进行划分,再一个断面一个断面的进行开挖成型。

对于iii、iv级围岩并且含软弱夹层带或节理发育地段采用台阶开挖法最为适宜。

3.隧道支护方法隧道支护方法有很多,包括锚杆支护、钢支撑、注浆导管超前支护以及管棚超前支护等,本文主要研究注浆导管超前支护以及管棚超前支护两种方法。

(1)隧道浅埋段注浆导管超前支护。

在超前支护方法上,超前注浆导管与超前锚杆的施工原理以及作用基本相似,其原理可以分为三种,即联结、组合以及整体加固原理;而被灌入地层的浆液将以渗透、填充以及密挤的方式挤走岩石缝隙中的土颗粒以及空气后而充实岩石缝隙,将原本疏松的土粒胶凝结形成一个完整的整体,经一定时间后原本松散的岩体将变得更加坚固,形成刚度更大、防水性能好的土层加固圈,从而增强了岩土体的稳定性。

浅埋-软弱围岩超小净距隧道施工技术

浅埋-软弱围岩超小净距隧道施工技术

浅埋\软弱围岩超小净距隧道施工技术摘要现行公路隧道设计施工规范中没有明确规定超小净距隧道的设计施工规程,本文结合工程实例详细介绍了超小净距隧道的施工方法、中岩墙加固、控制爆破、监控量测等关键技术,保证了超小净距隧道施工的质量和安全。

关键词浅埋双洞超小净距软弱围岩施工技术1工程概况法马坡隧道为双线隧道,是云南省普立(黔滇界)至宣威高速公路的重点控制性工程,位于云南省宣威市宝山镇白家村,隧道左洞全长395m,其中Ⅴ级围岩244 m,Ⅳ级围岩151m;隧道右洞全长396m,其中Ⅴ级围岩286.65 m,Ⅳ级围岩109.35m。

法马坡隧道左、右洞相距较近,两隧道中线距离约15m,隧道净距约1.28~2.63m,为超小净距隧道;每座隧道开挖断面为106~114m2,属大断面隧道。

隧道最大埋深约38m,洞口段最浅埋深不足1.0m,下穿宣文二级公路和村庄,隧顶地表密集分布砖木结构的居住民房,公路有运煤重车行驶,浅埋偏压地段较长。

隧道地质构造复杂,不良地质和特殊地质多,沿隧道洞身出露地层主要为第四系全新统杂填土、第四系全新统残坡积粘土及二叠系上统宣威群页岩夹砂岩、薄层煤层。

2工艺原理浅埋、软弱围岩超小净距隧道施工以新奥法为依据,合理安排隧道先后开工顺序,把围岩较差的洞室作为先行洞,按同工序保持一定距离平行施工,将开挖面合理划分单元,自上而下实施有序分部开挖;喷、锚、网、型钢拱架联合初期支护随挖随护,紧跟工作面;采用光面爆破和微震控制爆破技术以及对拉锚杆预加固中岩墙技术,使初期支护体系、中岩墙与围岩共同组成承荷体系,充分发挥围岩自稳能力;建立监控量测体系,实施信息化管理,保证施工过程处于受控状态。

3施工操作要点3.1 超前地质预报由于受开挖方法的影响及现场条件的限制,隧道施工采用GPR地质雷达和超前水平钻对掌子面前方地质情况进行探测预报,选择合适的施工方法及加固措施。

3.2 双线并行隧道开挖施工顺序选择围岩较差、埋深较浅的隧道先施工,根据洞口施工条件,从出口端独头掘进。

隧道洞口段的支护技术

隧道洞口段的支护技术

隧道洞口段的支护技术在不良地质条件下的隧道洞口段施工前,将隧道洞口段预加固,使隧道洞口段施工在预加固结构的保护下进行开挖,对隧道洞口段施工安全施工质量有着重要作用。

隧道洞口段预加固方法很多,主要有地表加固、洞内支护两大类。

一、隧道洞口段的地表加固隧道洞口段,埋深较小而变化幅度较大,地质条件复杂,地层条件一般都很差,围岩不稳定,由于施工方法不当或辅助加固措施不足,经常造成地表坡面的破坏。

常用的地表加固有以下几种。

1.直接加固法直接加固法通过改变滑坡体的抗滑力及下滑力来改变滑动体滑动面上的平衡条件,主要是通过增加边坡的抗滑力来实现,如填土、地表锚杆、抗滑桩、挡墙、错索等方法,其中地表锚杆施工方法是最为常用的方法。

2.间接加固法间接加固法是以控制滑动因素、降低滑动力为目的。

其中水的影响是极大的,它可以减小围岩强度,促进滑动,常采用防渗法和排水法,如防渗层、暗沟、疏干巷道等。

间接加固法中还有排土法,它是通过减小滑坡体的下滑力来实现,即通过改变边坡的平衡条件,从而提高边坡的稳定性。

应当注意的是,不是任何不稳定边坡经过排土法就能增加其稳定系数,这与排土方式有关,要具体分析。

一般情况下,排土法和填土法是结合在一起使用的。

二、隧道洞口段的支护隧道洞口段的支护,有超前管棚支护、超前小导管注浆、超前锚杆预支护等方法。

1.超前管棚支护超前管棚是沿开挖轮廓线周线,钻设与隧道轴线平行(或有微小角度)的钻孔,随后插入不同直径的钢管,并向管内注浆,固结管周边的围岩,并在预定的范围内形成棚架的支护体系,如图11-1所示。

图11-1 超前管棚支护示意图超前管棚能提高管周围的抗剪强度,先行支护围岩,把因开挖引起的松弛控制在最小范围内,具有梁效应和加固围岩效应。

梁效应即为因钢管是先行施设,掘进时,钢管在以掌子面和后方的支撑支持下,形成梁式结构,防止围岩崩塌和松弛。

加固围岩效应即为钢管插入后,压注水泥浆,加强钢管周边的围岩。

在浅埋的情况下,地表有建(构)筑物存在时,为把隧道开挖的影响限制在最小限度内,要尽量防止围岩的松弛,采用管棚方法是一种有效的支护方法。

软弱围岩隧道施工技术研究

软弱围岩隧道施工技术研究

9结束语 .
钢 管 ,长 3 m ( . 0 以高 出底 板 面30 0 m为准 ),下 焊接 长5 0 m钢 筋笼 0m
综 上所述 ,在混凝 土筏板 基础施 工过程 中从配合 比、浇注方法 、 及 滤网包裹 。钢管外距 底板 面标高3 0 m位置加 焊 ( 0m 满焊 ) 0mm 30 宽 养 护以及改 变约束 条件等 方面 采取 了一系列措施 ,并通 过混凝土温 度 环形 止水板 ( 0 1mm厚 ),以此 钢筋 笼直立 于集 水井 。上 盖层结 构施 的现场监测 来调整 和指导 施工 。施工 实践证 明 ,大体积 混凝 土筏板 基 工完 成后 ,进行钢 管 内混凝 土 回填 ,其高 度 以底 板设计 标高为 准 ,待 础 能较 好 的满 足 工程 质量 要 求 ,未 出现 温度 裂 缝 ,取 得 了 良好 的 效 井 内混凝 土终凝后将高 出底板面 的钢管割离 。 果。
8 测温结 果 . 3
根据测 温 结果 分 析 ,底
结构 施工至5 层后再 进行 封堵 。集 ( ) 井大样 见图2 降 水 ,其 具体做法 2"共2 , 余温差 均不超 过2 ℃ ,基本上满 足裂缝控制要求 。 72 次 其 1 5
大体 积底 板非结构 性表面裂 缝产生 的主要 原因是 混凝土在初 凝和 位 于底板 厚度 中线偏下 4 rm 的水平 面处沿基 坑横 向均匀 布置 ,间距 0 a
终凝 过程 中的沉 陷和收水共 同作用 。为加 以控制 ,在插 入式振棒 刚振 80 m, 尽量 与钢筋接触 ,以克 分利用 钢筋 良好 的传 热性 能。 0m 应 捣完 毕后 ,即用 刮尺进行混凝 土表 面的赶 浆和抹平 ,然后 再用平 板振 ( ) 温措 施测 量设 备包 括温 度探 头和测 温仪 。温度 探头埋 设 2 测 捣器 进行二次振捣 ,确保混凝 土 的密实度 ;另外在 混凝 土收水并 开始 于混 凝土 中 ,在底 板钢筋绑 扎 完 成后 ,混凝土 浇筑前安装 完毕 。每 个

论软岩隧道浅埋压段护拱施工技术-精品文档

论软岩隧道浅埋压段护拱施工技术-精品文档

论软岩隧道浅埋压段护拱施工技术1 概述近年来,我国的交通事业得到了较大程度的发展。

而在我们实际开展交通建设的过程中,隧道施工是我们经常会面对的一项工作,其不仅能够帮助我们以更为合理、有效的方式对地下空间进行利用,同时也能够帮助工程能够具有更优的建设路线。

在隧道施工的工程中,经常会遇到随山体结构变化而出现的浅埋偏压破碎地段的隧道施工,需要我们能够联系实际情况对其进行科学的处理,避免因为破碎段处理的不当而引起相关事故。

(见右图)2 浅埋偏压施工技术2.1 地表注浆加固在隧道施工过程中,注浆加固法是一种较为常见的加固手段,其是通过专业技术的应用将水泥浆在压力的作用下输送到需要加固的位置。

而在我们浅埋偏压工作开展的过程中,就需要将水泥浆注入到围岩的孔隙或者围岩的裂缝之中,以此来帮助我们对挖掘区的围岩进行固定。

而在注浆的过程中,我们也需要对这部分输送的水泥浆提供一定的压力,以此帮助我们能够做好松散特征围岩的凝结工作,使其能够形成一个更好的整体。

当水泥浆凝固之后,围岩所具有的力学特征也会得到非常明显的提升,进而使我们隧道后续的使用能够更加便利。

在注浆的过程中,注浆的位置以及注浆的数量是需要我们严格根据相关数据实施的,而在工作人员对数据进行确认时,则需要能够对本次施工所使用的方法、目标围岩的孔隙率以及注浆压力等进行良好的结合,并在此基础上制定一个适合实际工作开展的注浆范围。

而在隧道施工的过程中,隧道中不同岩体所具有的孔隙率也不是完全相同的,对于此种情况,就需要我们在面对不同空隙岩体时能够对注浆压力进行良好的控制,以此保证注浆的应用范围能够将本工程的实际影响进行良好的包括,进而获得一个更为科学、合理的操作方式。

一般情况下,我国在公路隧道施工中,对于隧道围岩注浆的半径通常都会制定为隧道半径的 2 至3 倍之间。

2.2 超前小导管注浆支护当我们所进行的注浆加固工作全部完成且泥浆完全凝固之后,就可以正式进行隧道的挖掘工作了。

浅埋、软弱围岩隧道下穿地表建(构)筑物控制爆破施工工法(2)

浅埋、软弱围岩隧道下穿地表建(构)筑物控制爆破施工工法(2)

浅埋、软弱围岩隧道下穿地表建(构)筑物控制爆破施工工法浅埋、软弱围岩隧道下穿地表建(构)筑物控制爆破施工工法一、前言隧道工程一直以来都是建设工程中的重点项目,但在一些特殊情况下,隧道需要下穿地表建筑物,这就需要采取特殊的施工工法来保障施工的顺利进行。

本文将详细介绍浅埋、软弱围岩隧道下穿地表建(构)筑物控制爆破施工工法的具体内容。

二、工法特点该工法的特点在于能够有效控制隧道爆破施工对地表建(构)筑物的影响,保障地表建(构)筑物的安全稳定,同时也能提高施工效率。

该工法在施工过程中充分考虑到地表建(构)筑物的情况,采取了相应的技术措施。

三、适应范围该工法适用于浅埋、软弱围岩隧道下穿地表建(构)筑物的情况,可以在不拆除和改建地表建(构)筑物的情况下进行施工。

适用于隧道下穿城市道路、河流、地铁、建筑群等地表建筑物的工程。

四、工艺原理该工法的工艺原理是通过对施工工法与实际工程之间的联系以及采取的技术措施进行具体的分析和解释,确保施工工法的理论依据与实际应用相符。

通过结合现场实际情况,采取一系列措施,如合理设计爆破参数、选择合适的爆破设备和工艺、加强围岩支护等,有效地控制隧道爆破施工对地表建(构)筑物的影响。

五、施工工艺施工工艺包括施工工法的各个施工阶段进行详细的描述,从施工前准备到施工结束,每个细节都要进行详细说明。

具体包括地质勘察、支护设计、预处理、钻孔布置、装药与装管、爆破及清理等各个施工过程。

六、劳动组织劳动组织是对施工人员的合理分工与协调安排,确保施工进度和质量的关键环节。

本工法详细介绍了施工人员的组织结构、岗位职责以及工作流程,以及如何保证施工期间的信息传递、沟通与协调。

七、机具设备在该工法中需要使用一系列的机具设备来保障施工的顺利进行。

本文将详细介绍所需的机具设备的特点、性能和使用方法,使读者了解其功能以及使用注意事项。

八、质量控制质量控制是施工过程中的重点,本文将详细介绍如何通过控制施工过程中的质量要点、制定合理的质量控制方案、进行质量检测与监控等手段,确保施工的质量达到设计要求。

软弱围岩隧道大变形机理及控制措施研究

软弱围岩隧道大变形机理及控制措施研究

软弱围岩隧道大变形机理及控制措施研究摘要: 软弱围岩大变形是隧道修建过程中常见的灾害。

本文结合青峰隧道工程,对软弱围岩隧道大变形施工处治技术进行分析,在分析大变形产生原因的基础上,提出合理的施工方法和处治措施,对软弱围岩隧道施工具有参考意义。

关键词:隧道、处理措施、大变形、软弱围岩Study on Mechanism and Treating Methods of Large Deformation of Tunnel in Soft Surrounding RockAbstract:The large deformationof soft rock tunnelconstructionisa commongeologicaldisasters. Combined with the Qingfeng tunnel, the reasons of large deformation were analysed. Feasible construction methods and techniques for soft rock tunnels are suggested which can be taken for reference by soft rock tunnel construction.Keywords: tunnel; treating methods; large deformation; soft rock1 引言随着我国高速公路的建设的快速发展,在山岭地区修建的公路隧道越来越多,我国在复杂的地质条件下的隧道修建技术也得到了飞速发展。

当隧道穿越高地应力、浅埋偏压区域以及软弱破碎围岩体时,易产生围岩大变形等相关地质灾害。

大变形的危害程度大,处治费用高且方法复杂,因此,针对实际工程准确分析大变形发生的机理,控制变形的进一步扩大,采取合适的处理方案解决初期支护变形过大的问题就显得尤为重要。

富水砂层软弱地质岩溶区浅埋暗挖隧道加固技术研究

富水砂层软弱地质岩溶区浅埋暗挖隧道加固技术研究

富水砂层软弱地质岩溶区浅埋暗挖隧道加固技术研究发布时间:2022-07-05T01:52:49.790Z 来源:《工程建设标准化》2022年3月第5期作者:姚顺顺[导读] :浅埋暗挖隧道洞身围岩整体或大部分位于粉质黏土中,拱部局部为富水砂层,部分地段下伏基岩为灰岩姚顺顺中铁一局集团有限公司广州分公司广东省广州市 510000摘要:浅埋暗挖隧道洞身围岩整体或大部分位于粉质黏土中,拱部局部为富水砂层,部分地段下伏基岩为灰岩,上软下硬,地下水发育,根据设计方案及现场实际情况,在隧道开挖前,需提前对不良地质进行加固,最后通过取芯验证加固效果后进行开挖,有效的降低了隧道涌水和涌砂等风险,同时将隧道开挖过程中对地表的影响降至最低。

关键词:浅埋;富水砂层;上软下硬;地下水0前言下穿机场北滑行道浅埋暗挖隧道全长300m,其中下穿T4滑行道宽44m;T3滑行道宽60m;特种车辆滑行道15m,隧道均采用浅埋暗挖法施工。

暗挖隧道主要穿越淤泥质黏性土、粉质黏土、富水砂层。

地铁隧道治理原设计是采用初支+临时仰拱+二衬复合式衬砌,以及采用全断面注浆止水加固措施,洞内采用无轨运输方式,岩层采用爆破的方式组织开挖掘进,采取单排φ108长管棚、双液浆注浆加固辅助措施。

1 工程简介1.1工程概况下穿机场北滑行道采用矿山法施工方法,采用复合式衬砌结构,以锚杆、钢筋网、喷射混凝土和钢架为初期支护,模筑钢筋混凝土为二次衬砌,初支与二衬砌间设置全包防水层。

软弱地层浅埋暗挖隧道,国内已经有广泛研究,国内近年也有了一定数量的研究案例,且有一定的施工经验和实例,但是,类似下穿机场北滑行道浅埋暗挖隧道,洞身围岩整体或大部分位于粉质黏土中,拱部局部为富水砂层,部分地段下伏基岩为灰岩,上软下硬,地下水发育,且岩溶强烈发育,在目前国内无施工实例可参考,也是首次在城际铁路中应用,施工环境极为敏感,安全风险高,施工难度大。

1.2地质及水文情况沿线主要出露和揭露的地层有第四系(Q)、石炭系中上统(C2+3)以及石炭系下统(C1)地层。

某隧道浅埋偏压软弱围岩客运专线隧道施工技术研究

某隧道浅埋偏压软弱围岩客运专线隧道施工技术研究

某隧道浅埋偏压软弱围岩客运专线隧道施工技术研究【摘要】文章针对某隧道施工特点和变形原因进行了分析,提出了一些整治应急措施,并对这些问题解决情况进行了探讨分析。

【关键词】客运专线;隧道;施工技术目前随着铁路隧道的不断发展,施工过程中遇到的复杂地质条件给施工带来越来越严峻考验。

如高速铁路隧道空气动力学问题、防排水问题、消防和防灾救援问题、大断面和超大断面隧道施工设计及施工技术等问题都需要进一步研究和完善。

1、工程简介某隧道属于大跨隧道,隧道附近无连续水源,主要由大气降水补给,水位季节性波动比较大。

施工过程中围岩及结构受力复杂,加上埋深浅、围岩软弱,如果施工措施不当,势必引起隧道变形过大或边坡失稳,该段施工方法的选择必须慎重。

2、隧道施工情况根据隧道沿程地形条件和埋深分布,在实际施工过程中,洞顶在洞内变形后出现裂缝,裂缝纵向有主裂缝3~4条,小裂缝密布,最大缝宽15~20 cm,并拌有明显坍陷台阶。

靠左侧较大,至右侧悬空处依次减弱。

根据现场施工情况以及施工过程中对地表的调查分析结果,经多次专家组现场讨论研究认为,该段发生显著大变形的主要原因体现在以下几方面:(1)浅埋、偏压、软弱地层是大变形发生的内在原因。

根据地质勘察结果,该段隧道埋深仅20m左右,约为1.5 倍洞跨,属于典型浅埋隧道,隧道上覆地层主要为粉质粘土和全风化泥岩、页岩。

经现场取样和室内试验,岩样性质接近粘土。

该区段地表横坡明显,隧道一侧山体覆盖厚度过薄,属显著偏压地层,因此,施工中坡体向山体外侧发生水平位移不可避免。

(2)连续大雨的天气情况是大变形发生的客观原因。

在施工过程中,从2007 年2月14日开始,施工现场连降大雨,持续时间达1 个月之久。

此时,正值隧道偏压段开挖施工,由于隧道埋深相对较浅,加之上覆泥岩、页岩地层风化严重、裂隙发育并彼此连通,为地表水的渗入提供了有利条件,这种岩性地层遇水后软化势必导致隧道开挖变形加剧和影响边坡稳定。

浅埋软弱围岩隧道掌子面锚杆预加固技术

浅埋软弱围岩隧道掌子面锚杆预加固技术

为了 消 除 边 界 效 应 的 影 响,取 隧 道 掘 进 方 向 20m处的截面 作 为 目 标 面,通 过 分 析 在 距 目 标 面 不 同距离处开 挖 时,目 标 面 的 挤 出 位 移 变 化 规 律 以 及 洞周塑性区分布特点,以确定合理的锚杆长度。
综合分析 上 述 研 究 成 果 可 知,学 者 们 对 掌 子 面 锚杆的作用 机 理、加 固 效 果 及 加 固 参 数 等 进 行 了 系
收稿日期:2020-04-26 基金项目:国家自然科学基金资助项目(51608450) 第一作者:张芯(1994—),男,硕士研究生,主要研究方向为隧道及地下工程 通信作者:李化云,副教授,主要研究方向为隧道及地下工程,210101good@
定围岩的锚固长度取为1.5m,得到隧道拱顶掌子面
锚杆的最小理论加固长度为l≥lCF +1.5=16.9m; 基于安全考 虑,掌 子 面 沿 隧 道 高 度 分 布 的 锚 杆 长 度
统一取值为l=17m。
2.3 基于数值仿真的掌子面锚杆长度分析
1)计算模型建立 本文利用有限差分软件 FLAC3D进行掌子面锚 杆加固参 数 研 究。 考 虑 边 界 效 应[13-14]的 影 响,模 型 尺寸取为74.5m×60m×51m,其中模型顶部取至 地表,并且不施加任何约束,左右两面施加水平位移
lCF =2sin(αH)cos(α)≈15.4m。
(1)
鉴于在隧道工程中没有相关规范对锚杆的锚固
参数进行说 明,并 且 考 虑 隧 道 掌 子 面 支 护 与 建 筑 基
坑支护具有 一 定 相 似 性,因 此,本 文 依 据 《建 筑 基 坑
支护技 术 规 程 》(JGJ120—2012)[12],将 锚 杆 进 入 稳

地表注浆加固技术在浅埋松散段隧道中的应用

地表注浆加固技术在浅埋松散段隧道中的应用

【 文献标识码 】等外力作 用下 , 岩体 极易
崩落 , 对工程施工及线路运 营有危害 。
2 3 极 度 浅 埋 .
隧道进 口明暗分界段附近为松散堆 聚体 , 洞顶 上部覆松 散角砾土层 , 埋深仅有 约 3 0~ . 为弱 ~强透水层 , . 3 5m, 属极 度浅埋隧道 , 开挖 时极 易发生坍塌 、 冒顶现象 。
动方 向为 10 , 线路方 向呈 6 。 8 。与 1 夹角 , 隧道进 洞 口即为 滑
坡前缘 。隧道施工开挖将使得滑坡变形 破坏加剧 , 在降雨 等
外力作 用下 , 滑坡易失 稳产 生滑动 破坏 , 将对 隧道 施工及 线
路 的正 常运 营造 成威 胁 。
温塘峡背斜岩层走 向一致 。隧道地处剥蚀 低 山地貌 , 地形 受
针对缙 云山隧道 进 口明暗分界段的不 良地 质情 况 , 若不 采用特殊施 工方法 , 无法保证安全进 洞。为确保隧道施 工安 全, 经专家评审 , 在隧道进 洞之 前必 须对浅埋 、 松散 围岩段进 行地表注浆预加固处理 。
构造控制 。隧 区位于新华夏系 四川沉 降带川东褶皱带 中, 隧
散 围岩进行 加 固处理 , 注浆孔位 的布设 、 从 注浆材料 、 浆液配 比、 注浆压力 、 注浆 工艺要 点等方 面阐述 了地表
注 浆加 固方 案 , 并对 施 工 中应 注意 的 问题 及 安 全 措 施 进 行 了分 析 , 而 保 证 了工 程 安 全 和 工 程 质 量 。 从
【 关键词 】 隧道施 工; 地表注浆 ; 浅埋松散 隧道
区主体构造 为温塘峡背斜 。 隧道地表水 主要为水库水 、 沟水 、 面暂时性 流水 , 坡 流量 受季节影 响明显 ; 地下水 为孔 隙水 和基岩 裂隙 水 , 下水 主 地 要 以下降泉的形 式在 冲沟 、 洼 的地方排 泄于 地表 , 低 流量 随 季节而变化。泥 、 页岩 中裂隙水含量微 弱 , 砂岩 中相对较 大。 隧道涌水量 : 一般情况 500 n / , 0 l d 雨季 75 0n / 。 0 a d

某高速公路隧道浅埋段施工技术研究

某高速公路隧道浅埋段施工技术研究

某高速公路隧道浅埋段施工技术研究摘要:本文基于笔者参与某高速公路隧道工程的实践,该隧道穿越沟谷浅埋段实际施工为例,探讨了施工方案的选择和技术措施,分析了浅埋地段隧道的施工工艺及关键施工工序,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词:隧道穿越浅埋施工技术1 工程概况某隧道全长4928m,起讫里程DK140 +198~DK145+126,为单线隧道,设计时速160Km/h。

DK144+433~DK144+502段为沟谷浅埋段,覆盖层厚5~7m,沟内常年流水,水量较大,沟水流量一般在13000~15000m3/d。

地表有公路通过,居民房屋集中。

见图1.1浅埋段纵断面图。

该段地层岩性主要为粗圆砾土,松散且胶结性差。

洞身受地表水的补给,地下水发育,为中等富水区。

原设计地表采用φ70钻孔进行注浆加固,洞身采用φ60中管棚超前支护,预注水泥-水玻璃双液浆,全环设置工16型钢钢架,间距0.8m/榀。

2 施工方案选择DK144+433~DK144+502浅埋段原设计要求在隧道开挖前对地表进行注浆加固并防水,注浆范围为线路左右侧各15m,深度达到土石分界下1m,注浆完毕后采用M10水泥砂浆封孔,并恢复原地貌。

但实际施工中,由于地表居民阻挠,地表加固方案无法实施。

在此情况下,经建设四方对现场踏勘并多次经济技术方案比选论证后,确定通过加强隧道支护参数来实现隧道的安全施工。

(1)开挖至DK144+507里程前,通过与地表居民协商,对其临时搬迁补偿,并对地表及村民房屋实施监测。

(2)通过结构计算,将原设计φ60中管棚变更为φ108大管棚,并加密钢架间距为0.6m/榀。

3 技术措施3.1 结构受力分析检算(1)荷载计算:该段为浅埋隧道,地面基本水平,所受的荷载具有对称性,需要计算水平压力和垂直压力。

(2)结构计算:结构受力分析采用荷载-结构模型、平面杆系有限元位移法,根据围岩级别、地形地质条件,以破损阶段理论为基础进行结构计算,并结合工程类比与施工条件的因素,综合分析确定设计参数。

虹桥隧道出洞口软弱围岩浅埋偏压段施工技术

虹桥隧道出洞口软弱围岩浅埋偏压段施工技术
虹桥 隧道 出洞 口软弱 围岩浅埋偏压段 施工技术
李 健
( 中交第二航 务工程局有 限公司第六工程分公司)
摘 要: 通过虹桥隧道施工 实例 , 对虹桥 隧道 出洞 口软弱围岩浅埋偏压段 的地表加 固、 反压 挡护、 超前支护 、 喷支护 、 锚 中隔壁法 开挖 、 监控量测等关键工序的施工方法和技术措施进行了探讨和总结, 其施工方案可 以满足虹桥隧道的施工 安全 。
" 2 一 O全风化花 岗岩 : / 6l 5 灰褐、 红色 , 褐 矿物 除石英外 已完 全风化 , 岩心 呈 砂 土 状 。 56 1 2 — 1砂土状强风化花 岗岩 : 灰褐 、 褐红色 , 原结构大部
分 破 坏 , 部分 矿 物 已风 化 成 土状 , 搓 易 散 。 大 手
" 2 — 2碎块状强风化花 岗岩 : , 61 / 5 灰褐色 、 肉红色 , 矿物大部 分 已风 化 , 岩 结构 、 原 构造 清 晰可 见 , 芯呈 5 O m 块 状 , 部 夹 lc 局
23 地 表加 固、 . 反压 挡墙和 套拱 施工
由于 右 洞 出 口段 处 于 浅 严 重 埋 偏 压 状 态 , V级 围岩 风 化 且 破碎 , 以进洞 前须对地表岩 体采取加 固措施 , 所 并对洞身偏压

地质 情况描述 : 根据 工程 地质调绘及 钻探成果 , 隧道场 本 区表层 多为残坡积土 ,下覆燕 山早期侵入花 岗岩及其风化层 。 地 层 自上 而 下 划 分 为 : Q l— 2 d 12坡积亚粘土: 4 灰黄色 , 可塑, 稍湿 , 以粘 粉粒 为主, 含少许砾碎石 , 粘性一般 , 含植物根系 。 Q l— 2 e 2 残积粘性土 : 5 灰黄色, 可塑 , , 湿 由原岩残积风化而 成, 2 — 0 含 5 3%的石英颗 粒, 粒径 2 4m, ~ c 遇水软化 。

浅埋隧道软弱围岩段施工控制技术研究

浅埋隧道软弱围岩段施工控制技术研究

第11卷第8期中国水运V ol.11N o.82011年8月Chi na W at er Trans port A ugus t 2011收稿日期:5作者简介:刘继南(),男,吉林长春人,南宁铁路局,主要从事铁路工程建设管理工作。

浅埋隧道软弱围岩段施工控制技术研究刘继南(南宁铁路局,广西南宁530200)摘要:如何快速高效完成浅埋隧道软弱围岩段施工是隧道施工中急需解决的关键问题。

本文结合某铁道浅埋隧道软弱围岩段施工成功实践,详细介绍了浅埋隧道软弱围岩段施工方法及经验,为解决快速高效完成浅埋隧道软弱围岩段施工提供了可供借鉴的新的技术资料。

关键词:浅埋隧道;软弱围岩;施工控制中图分类号:U 455.4文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2011)08-0225-02一、工程概况某铁路隧道全长6984m ,隧道出口为246m Ⅱ类软弱围岩段,埋深20~30m 之间,隧道穿越地区为侵蚀剥蚀低山丘陵区,穿越东西向展布的脊状山梁,大部分岩体受构造影响较重、节理发育、风化颇重,表层5m 风化严重、围岩松散破碎。

隧道开挖宽度为13.0m ,开挖断面达130m 2。

洞口段风化严重,岩层自稳能力极差。

隧道位于南亚热带,年平均气温21.7℃,最冷月平均气温12.8℃,最热月平均气温28.2℃,极端最高气温39.8℃,极端最低气2.1℃,年平均降水量1300mm 以上;地下水主要为基岩裂隙水,具有中等侵蚀性。

地震基本烈度为七度。

二、施工方法该软弱围岩施工采用格栅钢架、超前小导管预注浆结合喷射砼、锚杆、钢筋网的支护技术。

(1)洞口加固。

洞口采取锚、网、喷砼联合加固。

洞口边仰坡采用φ22锚杆(锚固剂锚固)、钢筋网及喷射砼防护。

锚杆长l=3.5m ,间距为1.2×1.2m ,梅花形垂直岩面布置,锚杆外露5cm 。

锚杆安装后,在坡面上初喷5cm 厚的200#砼,然后布设钢筋网覆盖,同时在锚杆顶部设25cm ×25cm (厚10mm )的锚杆垫板,将钢筋网焊接在锚杆上,以形成统一的受力体系,最后复喷砼10cm 。

浅埋暗挖法隧道施工技术及地面沉降控制研究

浅埋暗挖法隧道施工技术及地面沉降控制研究

浅埋暗挖法隧道施工技术及地面沉降控制研究摘要:随着我国各地基础设施建设的工程推进,隧道的修建工程正在呈规模化发展,浅埋暗挖法是较为常见的一种隧道施工技术。

本文先概述浅埋暗挖法的施工原理和施工原则,再分别从土体加固施工技术和隧道开挖技术两方面分别对浅埋暗挖法的施工要点进行讨论。

接着分析在隧道施工过程中会造成地表沉降问题的几方面原因,最后总结地表沉降问题的产生规律,并对缓解地表沉降问题的办法进行讨论,以此对隧道施工的建设工作开展提供一定思路。

关键词:浅埋暗挖法;隧道施工技术;地面沉降控制引言:使用浅埋暗挖施工法进行隧道施工时,由于施工现场的地质条件以及施工工艺的限制,可能会造成施工地面产生沉降。

隧道地面出现沉降问题不仅会对其施工质量与工期造成影响,还会对上方隧道的结构造成破坏,甚至产生安全问题。

基于这种情况,应该对隧道施工过程中的浅埋暗挖技术展开深入研究,并对施工现场产生的地面沉降问题进行控制,提升隧道建设的结构稳定性以及施工安全性。

一、浅埋暗挖法概述(一)浅埋暗挖法施工原理在隧道的修建过程中使用浅埋暗挖法时主要会采用复合衬砌法,浅埋暗挖法使用的衬砌形式为复合衬砌,在建设初期支护提升其承载能力,再次衬砌以作为安全储备。

这一技术能够保证在工程修建的初期支护结构承担一切荷载,且使用这一技术时上部的结构也会相对稳定[1]。

使用浅埋暗挖法修建隧道时应该提前做好施工的准备工作,并在正式施工前对整个工程作出计划,确认施工使用的技术、设备、工期流程等。

还要加固施工当场周边的围岩以保证其稳定性,选择浅埋暗挖法修建隧道所在地域的地表状态往往较软,所以应该提前做好支护工作[2]。

(二)浅埋暗挖法施工要点首先,应该根据开挖地点的地质条件、水文条件以及施工现场的其他限制性条件来完成设备、技术的选择。

一旦遇到施工当地土质不佳或者挖断面积较大的情况,需要科学选择辅助技术[3]。

其次,应该选择不同的设备以应对不同的地层条件,注意控制挖掘成本。

隧道浅埋段施工技术研究

隧道浅埋段施工技术研究

隧道浅埋段施工技术的研究【摘要】文中研究的隧道浅埋段施工技术主要从超前支护、超前地质预警、开挖、仰控监控量测、支护等内容着手。

对隧道浅埋段施工技术的研究是为保证隧道在施工过程中的安全性和有效性,并能够延伸至同类施工项目开展中的经验借鉴。

【关键词】隧道浅埋段;施工技术;研究中图分类号: u455 文献标识码: a 文章编号:前言由于运输业的迅速发展,铁路施工项目在隧道浅埋段的开展也已经成为常见的建设项目。

在隧道浅埋段进行铁路项目的施工时,其地质条件较差会影响或者遏制施工的正常进行,而且对于施工人员的生命安全也会带来隐患,因此加强对隧道浅埋段施工技术的研究至关重要。

文中笔者用来研究的实例为秦家凹隧道浅埋段的施工技术。

秦家凹隧道施工工程简介隧道施工地段在山西省临汾市古县和洪洞县交汇的地方,工程全长为3785m。

隧道处在太岳山前面坳起的低地段区域中,地貌的起伏复杂多变,深切的沟谷呈u型。

整个洞身最大的埋深为97.4m,最小隧道洞身总共有6段,其浅埋段的深浅表现不一,因此工程开展的程度较难,开展施工时很容易发生形变,因此若要确保施工项目的顺利进行最先应该解决浅埋段的施工难点。

3.超前的地质预测情况在工程未进展之前,应对该段的地质地貌做一个充分的预测,需要检测的地质信息主要有破裂地带和发生断层地带的具体位置,围岩的级别,富水的程度等,这些参数的获取是为保证整个施工工程的顺利开展,以及工程开展的进度。

因此段隧道在进行开挖之前应该使用相应的超声波地质勘探技术,对其做超前的地质预测工作,检测出的结果应用tspwin软件进行处理[1]。

从处理的结果中得出,浅埋段围岩没有呈现出程度较恶劣的地质结构,围岩被风化的情况也很较为普遍,缝隙较为杂乱,节理密度的大干为461条/m。

隧道覆盖有铜川组砂岩和黄土形成的分化地层,岩性主要是三叠纪的铜川组砂岩。

围岩的颜色为灰黄色,呈现出碎裂的镶嵌症状,岩石的完成性表现较差,而且及孔隙和裂缝较多。

浅埋软弱围岩公路隧道施工技术探讨

浅埋软弱围岩公路隧道施工技术探讨
隧道 。平 面线 型进 口为 圆 曲线 ,左 右线 曲线 半径 都 为R
图1 隧 道 主洞 正 面 图
安全 隐患 ,且边 仰坡 施 工及隧 道掘 进时极 可 能造成 洞 顶
表土 沉降 ,致使 水 渠开裂 破坏 ,大量 的渗 水将 加 剧 围岩
的 不 稳 定 ,该 处 设 计 围 岩 等 级 为 V 级 , 围 岩 为 第 四 系坡
水量 大 、裂 隙水丰 富 ,容易 发生坍 塌 、冒顶 ,存在 极 大
在zK 2 l 8 + 8 8 0 ~ zK 2 8 + 9 8 3 浅埋 段洞 口采 用辅 助施 工措 施 :
ห้องสมุดไป่ตู้
目福 建 交 通 科 技2 0 1 3 年 第 3 期
表1 隧 道 支护 具 体 参 数 表
面 的稳定 ;在进行 开挖 过程 中 ,边坡 防护 与边 坡 开挖 同
距 离不 大于规 范要 求 的隧道 施 工安全 距离 时 .根 据 监控 量 测反馈 沉降 、收 敛信 息 ,若 洞 内 围岩 稳定 ,及 时施 作 二 衬混 凝土 ,以确 保 已施 工完成 的初 期支护 洞段 安 全牢 固。具体 支护 参数 见 表1 :
( 2 )为确 保 浅 埋 、破 碎 、软 弱 围岩段 开 挖 的安 全 ,
内 轮廓 采 用三 心 圆 、曲 边墙 形 式 ,建 筑 限 界 1 4 m ( 宽) x 5 . 0 m( 高) ,净 空 面积 为 1 2 0 . 6 4 r I f ,毛洞 最 大 开挖 跨 度 为1 4 . 8 2 m,其 中行车 道净 宽 , 3 x 3 . 7 5 = 1 1 . 2 5 m。见 图 1 。 在 隧 道 出 口洞 身 Z 4 K2 8 + 8 8 0 - Z 4 K 2 8 + 9 8 3 段 ,长 约 1 0 3 m,为 隧 道 浅 埋 段 ,埋 深 最 大 为5 1 m,埋 深 最 小 仅
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隧道软弱围岩浅埋段地表加固技术研究
摘要坪岗二号隧道地表邻近水库区浅埋段,涌水量大,围岩为砂土状强风化花岗岩,大部分已风化成土状,泡水易崩解,岩体自稳性级差,防止浅埋段洞内用水和坍塌是该段隧道施工的关键所在,采用浅埋段地表注浆加固技术可以有效地起到围岩加固、止水的效果,进而保证该浅埋段顺利通过。

本文结合工程实例,隧道软弱围岩浅埋段地表加固技术做一些研究和探讨。

关键词隧道软弱围岩;浅埋段;地表加固技术
1 工程概况
坪岗2#隧道为分离式双洞,左右线相距约20m,左线ZK67+330~+370及ZK67+420~+460段(总长80m)为山间沟谷;右线ZK67+320~+445段(125m)为山间沟谷,地表邻近水库区,隧道建筑净空为8.75m×6.92m,最大开挖断面面积为111.07m2。

左线ZK67+320~+380(60m)、ZK67+410~+470(60m)和右线YK67+310~+455(145m)为Ⅵ级围岩浅埋段,围岩为全风化花岗岩,风化剧烈,大部分已风化成土状,泡水易崩解,层厚7.4~17.9m,隧道洞身主要穿过此地层;隧底基岩为砂土状强风化花岗岩和碎块状强风化花岗岩,砂土状强风化花岗岩为砂土夹少量碎块,裂隙发育,呈碎石土状。

地下水在沟谷段主要以砂层中的孔隙水为主,水量集中在沟谷,受地表降水补给的影响大,溝谷内有洪水或季度性水流经过。

围岩饱水性差,遇水后的自稳能力会大幅降低,如不对浅埋围岩进行处理,墙腰易开裂,隧道开挖中极易发生塌方、突水、突泥[1]。

2 地表注浆加固方案
在Ⅵ级围岩浅埋隧道开挖前,采用三重管高压旋喷桩从地表加固洞身围岩,加固地层主要为全风化花岗岩,旋喷至路面深度。

沿洞轴线两侧布置15~16列旋喷孔,横向布置范围为16.5m,桩孔列间距为a=0.9m(横向间距),排间距为b=0.8m(纵向间距),梅花形布置。

旋喷扩散半径R=0.5m,成桩直径大于1.0m,咬合大于10cm。

从地表钻进至衬砌外轮廓线处,置换土体成孔,再旋喷水泥浆液,提升喷头旋喷形成桩体,桩体长度为3~4m,拱部外侧桩体长度为3m,边墙外侧桩体为4m,旋喷桩组合固结形成混凝土应力环。

旋喷钻机是通过高压水、高压气对土体进行切割成孔,高压喷入水泥浆置换土体或部分土体空间,旋喷形成固结体,达到改良地层和围岩的目的。

旋喷浆液水泥用量为400km/m(初喷100kg/m,复喷300kg/m),水灰比选用0.8:1,成桩无侧限抗压强度大于1.5MPa。

3 旋喷桩施工工艺介绍
3.1 施工准备
(1)修建临时生活设施,平整场地,接通施工用水、用电,设置回浆池。

检查机器运转情况并做好各易损件的储备工作。

(2)在施工现场取样按设计要求进行室内配合比试验,确定浆液最佳配比。

(3)进行成桩工艺试验,确定各项技术参数,检验成桩效果,试桩数量不少于2根。

通过试桩确定以下技术参数:①喷嘴型號及规格,喷嘴直径与个数,注浆压力;②压缩空气的风压③水的喷射压力与流量;④注浆管提升速度与旋转速度;⑤成桩直径、强度。

⑥水灰比值及水泥掺入量;⑦成桩直径;⑧成桩强度。

(4)施工环境调查:地下埋设物状态,地下水位高程、流量、流向等,附近有无溶沟、暗河及其分布状态,地下水有无腐蚀性物质及其成分与含量,施工现场附近居民情况。

3.2 测量放样
运用导线控制法,使用全站仪和钢尺进行控制点布设,其精度要求:距离中误差:±5mm,角度中误差:±10S;参照场地情况,将主轴线控制点引至不受破坏的位置,且加以保护;在复验合格的控制点基础上,进行桩位点的放样,其精度要求为±30mm。

3.3 钻机就位
钻机调平、对准桩位,依机架两边所吊线锤平行机架为准,亦可用水平靠尺调整,倾角不大于0.5°。

高压设备与管路系统畅通,符合安全要求。

管路系统的密封良好,各通道和喷嘴内不能有杂物。

3.4 钻进成孔
先空载起动空压机,待运转正常后,再空载起动高压泵,然后同时向孔内送风和水,使风量和泵压逐渐升高至规定值,钻进至设计桩顶标高再减缓钻进速度,使孔径达到设计要求。

3.5 注浆工艺
高压旋喷桩注浆固结体的质量因素较多,本工程采用三重管注浆,注浆工艺是影响固结体的重要因素之一。

(1)旋喷。

高压旋喷注浆,自下而上,连续进行,若施工中出现了停机故障,待修好后,需向下搭接不小于500mm 的长度,以保证固结体的整体性。

本工程地质主要为亚黏土应适当放慢提升速度和旋转速度或提高旋喷压力等。

(2)复喷。

在不改变旋喷技术参数的条件下,对同一土层作重复注浆(喷到顶再下钻重喷该部位),能增加土体破坏有效长度,从而加大固结体的直径或长度并提高固结体强度,复喷时全部喷浆,复喷的次数愈多固结体直径加长的效果愈好。

3.6 水泥用量的控制
在喷浆提升过程中,控制水泥用量是关键。

水泥的用量与喷浆压力、喷嘴直径、提升速度及水灰比等有直接关系,具体控制方法:
(1)若水泥量剩余措施如下:①适当增加喷浆压力;②加大喷嘴直径;
③减慢提升速度。

(2)若水泥量不够措施如下:①保证桩径的情况下适当减少压力;②喷嘴直径适当减少;③保证桩体强度的情况下适当加快提升速度;④加大水灰比值;针对本工程具体情况,每根桩分次进行搅拌,确保定量的水和水泥比例进行拌制水泥浆,通过调整以上参数可保证水泥量满足设计要求;针对水泥浆下沉现象(水泥浆液密度较大),采取自桩顶向下 3.0m 进行复喷,可保证桩体上部水泥土强度。

3.7 冒浆处理
在旋喷过程中,往往有一定数量的土颗粒,随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面,通过对冒浆的观察,可以及时了解土层状况,判断旋喷的大致效果和断定参数合理性等,根据经验,冒浆(内有土粒、水及浆液)量小于注浆量20%为正常现象,超过20%或完全不冒浆时,应查明原因及时采取相应措施。

对于冒出地面的浆液,可经过选择和调整浓度后进行前一根桩返浆回灌,以防止空穴现象。

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