软弱围岩浅埋富水地层条件下隧道施工技术

软弱围岩浅埋富水地层条件下隧道施工技术摘要：文章主要结合具体的工程实例,针对工程地质情况,介绍了软弱围岩浅埋偏压隧道的开挖方式、支护手段、防水技术等一套行之有效的措施,提出一些问题供大家参考。

关键词：隧道软弱围岩施工技术；
中图分类号：u45 文献标识码：a 文章编号：
1、前言
目前地下工程在软弱、松散、富水围岩中，多采用超前预加固辅助工法，在目前国内常用的超前预加固主要有超前小导管注浆、超前大管棚预注浆、深孔全断面注浆、水平袖阀管注浆；而水平旋喷桩、水平搅拌桩、超前冷冻等方法仅在城市地铁施工中有所采用，目前国内施工技术尚不成熟，在国内铁路隧道施工中鲜见采用。

我集团公司地下工程施工中，采用高压水平旋喷桩，整体在地表采用竖直旋喷桩、搅拌桩配合真空降水井的施工方法尚未有先例。

2、工程概况
江门隧道为双线长大隧道，全场9185m，施工难度很大，有很多技术上的难点，如：暗挖段dk109+590～+640段位于采石场下，洞顶埋深最小埋深仅4米，暗挖段dk111+115～+210段上部为玉龙湖水库的泄洪道，洞顶埋深最小埋深仅3米，暗挖段dk111+735～
dk112+470段上部为圭峰山国家公园、城市干道、红星运动俱乐部，为首次铁路隧道浅埋穿越城市地下施工，隧道暗洞开挖防下沉，防坍塌，防突水是本工程的难点。

3、施工方案的确定
采用超前全断面注浆止水；超前支护采用φ108管棚套打φ42
超前小导管；开挖施工采用双侧壁导坑法；初期支护采用工20a型钢钢架，纵向间距0.5m/榀，φ8钢筋网片，φ22系统锚杆，φ50锁脚钢管，c25喷射混凝土联合支护。

1、在泄洪道内，隧道中线两侧各25米（即全长50米）范围内架设φ50钢管，横纵间距0.5*0.5米，交织成网状。

在钢管网上铺设防水板，使水流顺畅通过隧道顶部，减少地表水渗入量。

2、隧道下穿泄洪道段（dk111+135～dk111+160）在隧道内采用咬合水平旋喷桩超前预加固，改良隧道上方土体，形成一层拱形混凝土保护壳，进一步减少渗水量；
3、洞内开挖施工暂定采用crd工法，施工时根据围岩改良情况进行调整；
4、初期支护按原设计施工。

4、施工技术
4.1高压水平旋喷桩施工工艺流程
4.2施工工艺简述
4.2.1施工准备
（一）、设备进场
（1）检查钻机运行是否正常。

回油管的快速接头是否完好，机台各种油管有无损伤。

启动柜是否完好（包括启动柜内的各种开关、继电器、变压器、机柜等）、三联泵有无损伤，检查液压油液面高
度是否在油箱2/3的高度以上，电机是否受潮，钻具、工具是否齐全；
（2）高压注浆泵运行是否正常，高压注浆管路是否畅通，压力表是否正常。

（二）、测量放线定桩位，在风井侧壁或隧道两侧墙测设同步里程和隧道轴线，并在掌子面测量标出隧道开挖轮廓线，测量定出桩位，并进行编号和桩位标志。

（三）、钻机安装
（1）平整工作平台，铺设轨道，安装立柱。

场地要求平整，并挖设排水沟。

（2）油泵、高压泵安装。

要求场地平整，场地硬化，高压泵安装平稳，管路安装摆放整齐。

（四）、对孔位。

设备安装好后，按技术交底调整钻机角度、方位，对准孔位，孔位误差控制在±50mm以内。

（五）、制定浆液。

浆液水灰比（水和水泥的质量比）采用1:1，搅拌必须均匀。

在制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高喷灌浆结束后要统计该孔的材料用量。

浆液用高速搅拌机搅制，拌制浆液必须连续均匀，搅拌时间不小于3分钟，一次搅拌使用时间亦控制在4h以内。

并要求对浆液进行试块试验。

4.2.2钻进
（一）、水平定向钻进方法原理
水平定向钻进方法是非开挖管线施工的一种方法。

该方法要求
在钻进过程中能准确测定钻头在地下的位置和方向。

根据钻头在钻进过程中的位置和方向同设计轨迹的差异，利用能进行调节方向的钻头（一般为楔型钻头）改变钻头的钻进方向，从而按设计要求完成各种管
线的铺设。

（二）、钻孔打设
（1）一期旋喷桩钻孔打设
因一期工程施工时，施工场地范围狭小，定做的导向钻头无法使用，而且只能用2m的旋喷钻杆打设旋喷桩钻孔，钻孔打到设计深度后直接旋喷。

为确保钻孔质量，首应先打设2—3个探孔，查明地层变化情况及地层对钻孔角度的影响，然后根据探孔情况确定旋喷桩钻孔的打设角度。

（2）二期旋喷桩钻孔打设
一期旋喷桩施工完成后，开挖至15m处挂网喷射混凝土封闭掌子面，混凝土厚度不小于20cm，以防止旋喷注浆时浆液渗漏。

二期旋喷桩施工时采用特制的旋喷导向钻头钻进，一方面可以打设较长钻孔，另一方面有利于控制旋喷桩钻孔角度变化，确保沿隧道圆形拱顶径向外插。

4.2.3高压旋喷
（一）、进行高压喷浆前应检查高压注浆泵，查看泵压读数是否达到设计要求（30—35mpa），泵压达到设计要求时才能开始喷浆；
（二）、喷浆前应检查
（1）钻杆接头处是否漏气，如漏气，则应将钻杆退回，查出漏气位置重新密封，或更换钻具。

（2）喷嘴是否堵住，喷嘴如堵死，则应将钻杆全部退回进行疏通，疏通后重新下管到设计深度后再进行旋喷。

（三）、在孔底高压喷浆时应停留一定时间，然后再缓慢外拔钻杆，钻杆每次拆卸杆应搭接10cm，同时高压喷浆；
（四）、在高压喷浆时，应安排专人观察泵压变化，一旦发现泵压过低时应及时通知机台停止喷浆，查明原因后再恢复高压喷浆；
（五）、当钻杆拔至孔口1.0m时停止注浆，关闭浆液通道，再缓慢拔出钻杆，进行封孔作业；
（六）、每根高压旋喷钻杆拔出后应立即用清水高压冲洗干净，避免残留浆液凝固，避免下次旋喷时残留颗粒物堵喷嘴。

（七）、喷浆参数：浆液要求水：水泥为1：1；注浆压力为30—35mpa；
4.2.4封孔
（一）、喷浆至孔口掌子面1.0m时，应停止喷浆；
（二）、缷下孔口管最外端的密封装置，关闭循环液排出口；
（三）、快速拔出钻杆和钻头，关闭大球阀；
（四）、高压旋喷注浆完成后应在孔口管出口处安装压力表，然后用250泵补注浆，注浆压力控制在0.8-1.0mpa；
（五）、补注浆完成12小时后方能缷下大球阀。

4.2.5清洗管道及设备
每根桩施工完毕后都应用清水高压冲洗管道及设备，确保管道内不留在残渣，清洗完毕后移至下一桩位。

4.2.6施工顺序
钻机移到下一孔位开钻前，应核查相邻桩的成桩时间，后施工的桩必须在相邻桩成桩时间超过初凝时间后，前一根桩浆液达到一定强度时才能开钻，确保相邻桩相互咬合，因此移至下一孔位时应跳过1至3根后再施做较合适。

4.2.7施工技术要求
（一）、施工误差其精度控制在±3‰范围内；
（二）、为确保相邻旋喷桩的相互咬合，应控制各桩的方位角，方位角误差控制在±2‰范围内，曲线及咬合曲线段由项目部技术部门现场确定；
（三）、成桩后桩体必须满足强度要求，桩体应确保连续，均匀达到止水效果；
（四）、水平旋喷桩应严格按照设计桩位、桩径、桩长和桩数施工。

（五）、对每根桩从钻孔至成桩做以下记录：施工日期、开钻时间、结束时间、旋喷压力、旋喷提升速度、桩长、注浆量；
（六）、施工前，现场应先进行两根成桩试验，通过试验桩掌握钻进速度、拔钻速度、旋喷速度、喷浆压力、单位时间喷浆量等技术参数，确定旋喷的均匀性，确定最佳施工参数和最佳施工工艺；
（七）、桩体施工过程要连续，不能间断，防止出现断桩，短桩
现象的发生。

如因机械故障或其它原因停机在30-120分钟的，应重复旋喷1m，超过2小时的，按断桩处理，应重新钻桩。

（八）、因为第二段旋喷桩沿隧道径向外插，间距逐渐拉大，因此在旋喷注浆时，里端一段适当放慢外拔速度，尽可能增加旋喷桩的直径，增加咬合量。

（九）、第二段旋喷桩施工时，如遇到大管棚钢管，立根据实际情况调整钻机位置，并适当考虑一定的偏斜角度，使其与相邻旋喷桩在有效支护段完全咬合，确保支护效果。

5、结束语
江门隧道软弱围岩浅埋富水地层条件下隧道施工中水平高压旋喷桩及地表高压旋喷桩、搅拌桩配合真空降水井的采用，填补了我国铁路隧道施工高压水平旋喷桩的技术空白，提高了我集团公司隧道施工技术水平，进一步增强了软弱围岩浅埋富水地层下施工的技术成熟性。