隧道偏压浅埋段施工方案(洞口)

XX隧道洞口偏压浅埋段处理方案

1 工程概况

线路全长15.1km。该段概算投资9.23亿元，计划工期18个月。

2 地质及工程情况

2.1 地质情况

隧址区地形起伏，山势险峻，隧道轴线与黄土梁峁走向近于垂直，出口段为三叠系中统铜川组基岩，岩石破碎严重，稳定性较差。隧道上部地表暴露第四系上更新统风积黄土，厚度约10米，第四系中更新统风积黄土在隧道上部偶有出露，期间存在数层古土壤，呈褐黄色、棕红色，结构致密，偶见大孔隙，坚硬—硬塑。地下水主要为松散岩类空隙潜水和基岩裂隙水，洞口段水量较丰富。

2.2 工程原设计状况及变更设计

XX隧道右线出口端明洞口设计里程为YK41+075，设计暗洞进洞里程为YK41+065，原设计出口采用超前大管棚支护进洞，管棚Φ108×8，长度40米。

为了尽量减少占地该隧道多次改线，原设计的洞口位置也相应调整。原设计的进洞方案因时间仓促未做修改，进场后经现场实测YK41+065洞顶高出原地面约1米，由于洞口段山体地势呈向线路右侧缓倾的单面坡，所以洞右侧拱部高出原地面约2米，左侧深埋。通过对现场地形测量计算，YK41+065—YK41+060段管棚将基本外露。从YK41+035开始洞顶覆盖层达到约10米厚。对YK41+063中心拱顶及中心拱顶右侧6.5米两处点向下钻探知，山顶坡积黄土厚分别为13米、13.5米，坡积土下部为基岩。

详细地形测量及洞口照片见后附图1-3。

隧道中心线

铁龙湾隧道右线出口地形测量图

3 施工方案

为了保证进洞安全，在原设计超前大管棚支护进洞基础上增加了偏压挡墙、地表注浆安全措施，制定了地表注浆—偏压挡墙—超前管棚—回填—暗洞开挖的施工顺序方法。

3.1 地表注浆

由于洞口围岩破碎，稳定性差，而且围岩的产状对进洞施工影响较大，因此必须对洞口及地表进行加固。地表注浆加固的作用是增强土体相互嵌接，提高土体自撑能力。在地表沿垂直于地表方向施打导管（Φ50mm）并注浆，导管长度以达到拱部开挖线为准。由于导管在注浆后对拱部以上一定范围的土体有悬挂牵引作用，从而加强土体在开挖后的整体作用和自稳能力。

地表注浆的范围为纵向：40米（YK41+025-YK41+065），横向：隧道中心线左右各15米（其中YK41+025-YK41+065段右侧15米，左侧5.4米）。间距2米×2米，梅花形布置。深度至拱顶开挖线位置，梅根长度由横断面图确定，管壁四周每隔15厘米交错布眼，眼孔直径8毫米。

注浆孔布置图如下：

3.1.1 施工方法

工艺流程：平整场地—孔位放样—钻孔—清孔—注浆管安放—堵塞注浆孔口间隙—水泥浆制作—开始注浆—检查注浆效果。

1.先测量放样定出准备的地表加固范围，然后进行原地面清表。根据设计图纸进行孔位放样，并对每个孔深进行书面交底。

2.钻机钻孔

采用直径100mm地质潜孔钻机钻孔。钻机就位后钻孔的深度根据钻孔平台（或地面）标高与隧道开挖线确定，钻孔要求定位精确、竖直、圆顺，各点深度以现场测量为准。

3.清孔下管

用小直径钢管对钻孔进行清理。力求做到孔内无渣，无粉尘。管材采用φ50×5mmPVC 管，根据现场实际情况决定长度，管四周每隔15cm钻φ8mm钻小孔，按梅花形布置。

4.止浆塞及止浆盘

止浆塞采用PVC高强花管管口，并留两个小孔。PVC管安装入孔后，管尾端地面开挖直径0.5m深0.2m的凹坑，用C15混凝土回填至地面作止浆盘。

5.注浆施工

在花管内注入水泥浆，注浆压力为3MPa，注浆后结束后用水泥浆填充花管。其注浆参数及步骤如下：

①注浆管采用PVC管，注浆间距2米×2米，呈梅花型布置。

②浆液材料选用：纯水泥浆，水灰比为1:1，浆液的扩散半径为1.5米。

③注浆压力是给予浆液在土层中渗透、扩散、劈裂及压实的能量，其大小决定着注浆效果的好坏和费用的高低。本注浆岩性属于风化裂隙岩石（上部为土），注浆压力初压为

0.5~1.0MPa，浆液终压控制在1.5—3.0Mpa。

④单孔注浆量：由围岩的孔隙率确定，施工时可按下式控制

π⋅

β

Q2

R

=n

l

⋅

其中：Q-浆液注入量

R0-注浆有效扩散半径（3.1~3.6）

l-注浆段长度（m）

n-岩体裂隙率或孔隙率（1.3%~1.8%）

β-浆液的充盈系数（0.3~0.9）

1：1水泥浆用量：根据单孔注浆量计算公式，算出浆液理论用量，依此反推水泥理论用量，在注浆过程中应以实际发生量为准。浆液搅拌过程中严格按配合比下料，以确保浆液质量与强度。

⑤注浆机就位：就位时应考虑场地的布局合理，安放应平稳牢固，底座下可垫设木板并用抓钉嵌牢，以增强注浆机的稳定性。

⑥安止浆塞：注浆前在管口加设止浆盘，将管端稳固。止浆塞的作法：在管口接10mmPVC 板，上钻排气孔与注浆孔，具体结构尺寸详见下图：

50*5PVC花管10mmPVC板

20注浆孔8排气孔

20注浆孔

8排气孔

⑦注浆：注浆前检查注浆泵、管路及接头的牢固程度，防止浆液冲出伤人。注浆泵先在现场进行运转实验，工作压力满足注浆压力后可进行注浆。注浆液为1：1水泥液浆，注浆时应根据地质的变化而采取不同的角度注浆。注浆过程中，值班人员在现场严格控制注浆初压、终压、注浆起止时间及注浆量，并随时作好记录。当出气孔冒浆，终压达到设计要求时，即可结束注浆。

工艺流程如下图所示。

⑩注浆后用水泥砂浆填充以增强其受力与强度。堵口时可采用胶皮管用铁丝拧紧或采

用木楔塞实。

注浆施工工艺流程：

采用ZBW-80型注浆泵进行注浆，注浆工艺流程如下图：

3.1.2 注意事项

1.顶管完成后，各项技术指标经监理检查达到设计要求后方可开始注浆。注浆时应密

切监视压力的变化，发现异常及时处理。

水泥浆 注浆泵

高压水泥浆 压力表 岩体 平整场地 测量布孔 钻机钻孔 清 孔

下PVC 管安止浆塞 注 浆