大管棚预注浆超前支护在洞口施工中的应用
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４ 方 案 实施
规 格
注 浆
８ ９
单位 数 量 备注
１３ １ １
ｍ
２５ ．
３ ． ６８ 壁 厚６ ｍ ｍ
４ 大管棚施工前准备工作 ． １
４１１ 疏 排 地 表 水 。 ．．
洞 口仰坡设洞顶截水沟 ， 截地表 水。使 地表水尽快顺畅地排 出洞 拦 口不稳定范围 ， 以防积水下渗。 ４１２ 同时对 边仰坡 挂设钢筋 网进行锚 喷支 护。 ．． ４２ 施 作套 拱作为大管棚 导向墙 ． 洞 口前端采用 ２ ｍ长套拱 （ 标号 为 Ｃ ５ ） ２ 砼 作为大管棚导向墙 。 套拱 在洞 口明洞衬砌外轮廓线以外施作。地基承载力 经过计算 、 试验满 足套 拱基础 的要求 ， 套拱 内埋设 ２ １６的， 字钢与 １８ ６ ｍ 长 ２ ｍ） 榀 １ 工 ０ ￣ｍ （ ． ０ 管棚孔 口套管焊成整体 ， 并用 ｄｌ 的钢筋进行固定。孔 口 管沿拱 圈环 Ｐ２ 套 向布设 间距、 位置及方向满足施 工图纸的要求 。 ４３ 管棚施 工顺序 ＿ 先施 钻、 安设及 注浆所 有有孔 钢管 ， 再施作无孔钢管 。 ４３１ 钻 孔。 ．． １ 用钢 管搭设手脚架搭设工作平 台进行 Ｔ Ｙ ） Ｍ ４型潜孔钻 的安装 和 钻孔工作 ， ２ 定位 ： ） 根据套拱 中预埋 的 ｑｌ８ ６ ｍ钢套 管作 为导向管用 潜孔 ｂＯｘ ｍ 钻进行钻孔 。 ３ 每次钻孔前先检查钻机机械状况是否正常 。 ）
岩时的作用。
关键词 ： 隧道 ； 超前预支护 ； 强风化花 岗岩 ； 施工 ； 效果评价
１ 工程简介 六 潜高速公 路岳潜 段青 山排隧道全长 １ ２ ｍ， ５ ０ 隧道设计为双洞 四车 道， 单洞净 宽 １． 净高 ７ ３ ０ ｍ， ５ ． ｍ。左 洞进 口桩 号 Ｚ １ ５ ５ ３ 设计标高 ０ Ｋ １＋６ ， ３ ２ １ ｍ 隧道左洞进 口段位于浅埋地段 ， ．２ 。 １０ 埋深 ５ — ７ ｍ， ． １ ． 为全风化～ ４ ６ 强 风化花 岗岩地段 。 表层 为松散无粘性 的砂粒状 土， 下伏强风化花 岗岩 ， 岩
血 注 浆孔，孔 眼交错布置 ８
８ 注浆 小导管大样 图 ９ 每延米超前 支护材 料 明细表 名称
注浆
注 浆导管
试 为 ９ ％； 为浆液有效充填率 ， ０ １ｐ为浆液损耗系数 ， １ ４ ． ｅ Ｏ ｔ 取 ．； ９ 取 ．。 ｏ 经计算 ， 单根钢管注浆量 Ｑ ２ ５ ＝．ｍ。 ０
方 向。 ４３２ 安 设 管 棚
１钻孔完成后及时安设管棚钢管 ， ） 避免出现塌孔现象。 ２ 钢管逐节顶人 ， ） 在加工场地进行注浆孔 的加工 ， 并且每两根焊接 ， 然后人工 配合 机械将 每 １ｍ 的钢管一次 顶入 已施 工好 的孔 中，现场连 ２ 接采用焊接 。 ３ ）及时将钢管与钻孔壁间缝 隙填塞密实 ，在钢管外露端焊上法 兰 盘、 止浆 阀， 并检查焊接强度和密实度 。 ４４ 管棚注浆 ． ４４１ 施工工艺 （ 图 ２ 。 ．． 如 ）
图 １
４ 钻孔速度应保持匀速 ， ） 特别是钻头遇到夹泥夹沙层时 ， 应控制钻
民 营科 技
２ １ 年第 ７ ０１ 期
建 筑 ・ 划 ・ 计 规 设
进速度 ， 随时利用 高压风进行吹孔 ， 避免发生夹钻、 堵孔现象 。 ５ 为避免钻杆太 长， ） 钻头 因自重下垂或遇到孤石钻进方 向不易控制 等现象 ， 开钻上挑角度控制 在 ２ 以上 ， 随时用测斜仪量 测角度和钻进 。 并
石 已风化呈土状 ， 夹杂部分 为角砾一 碎块 状岩体 ， 结构松散 ， 围岩 自稳性 极 差 ， 易坍塌 。隧道所处 山体植被发育 。 遇水
２ 问 题 的 提 出 及 方 案 确 定
隧道 进洞之前 ， 进行边 仰的超前支 护工程锚杆 施工时 ， 分锚杆孔 部 涌水 ， 造成洞 口段部分边坡下滑 。 根据 现场实际情况 ， 经过各方讨论 后 ， 认为较 为合理 的施 工方法是 采用大管棚超前预注浆 ，先对洞 口浅埋段进行 固结处理再 进行开挖 ， 可 以有效保证洞 口边仰坡安全 ， 确保顺利进洞 。 ３ 施工设计 ３１ 注浆原理 ． 由于该段 围岩结构松散破碎 ， 本工程采用渗透注浆及压密注浆 。 ３ 施工参数选择 ． ２ ３３ 大管棚设计 － 大管棚 采用 ￣ ９ ｍ 壁厚 ６ ｍ的热轧无缝钢管 ， 长为 ６ 。管棚 ８ｍ ， ｍ 节 ｍ 环 向间距拱部为 ４ ｅ 。外插角 １ ２ 。管 口 ２ ０ｍ ～。 段 ｍ不开孔 ， 其余部分按照 １ｅ ５ ｍ间距交错设置 注浆孔 ， 孔径为 ８ ｍ ｍ 。如图 １ 所示 。 ３４ 注浆参数设计 ． ３ ． 注浆材料及配合 比： ．１ ４ 注浆浆液采用 水泥浆 ， 水泥采用 Ｐ ３ ． 普通 Ｏ２ ５ 硅酸盐水泥 ， 水泥浆液水灰 比为 １ １ ：； ３ ． 注浆压力 ： ．２ ４ 注浆孔 口压力为 Ｏ ～ ． Ｐ ， ． １ Ｍ ａ终压 １ ～ ． ａ ５ Ｏ ． ２ ＭＰ ； ５ ５ ３… 单根钢管注浆量 ： ．３ ４ ． Ｑ 竹 Ｉ ＋ｒＲ） ×１仅 ｐ ＝ × Ｌ 叮 ２Ｌ １ × × （ × 式 中： 为钢管半 径 ， 为钢管 总长度 ， ｒ Ｌ 考虑与注浆孔连接 ， 满足止浆 效果 ， ２ ｍ； 取 ８ Ｒ为浆液扩散半径 ， Ｏ ｍ； 为地层孔隙率 ， 积体 经测 取 ． ５ 堆
建筑 ・ 规划 ・ 设计
大管棚预注浆超前支护在洞 口 施 工 中 的应用
李 华成
（ 中铁 二十局集 团第一工程有 限公 司 ， 苏 苏州 ２ ５ ３ ） 江 １３ ５
摘 要： 阐述 了青 山排隧道左洞进 口强风化花 岗岩段超前大管棚的施工 ， 通过对监控量测结果进行分析 ， 总结 了超前预 支护技 术在 通过软 弱 围
规 格
注 浆
８ ９
单位 数 量 备注
１３ １ １
ｍ
２５ ．
３ ． ６８ 壁 厚６ ｍ ｍ
４ 大管棚施工前准备工作 ． １
４１１ 疏 排 地 表 水 。 ．．
洞 口仰坡设洞顶截水沟 ， 截地表 水。使 地表水尽快顺畅地排 出洞 拦 口不稳定范围 ， 以防积水下渗。 ４１２ 同时对 边仰坡 挂设钢筋 网进行锚 喷支 护。 ．． ４２ 施 作套 拱作为大管棚 导向墙 ． 洞 口前端采用 ２ ｍ长套拱 （ 标号 为 Ｃ ５ ） ２ 砼 作为大管棚导向墙 。 套拱 在洞 口明洞衬砌外轮廓线以外施作。地基承载力 经过计算 、 试验满 足套 拱基础 的要求 ， 套拱 内埋设 ２ １６的， 字钢与 １８ ６ ｍ 长 ２ ｍ） 榀 １ 工 ０ ￣ｍ （ ． ０ 管棚孔 口套管焊成整体 ， 并用 ｄｌ 的钢筋进行固定。孔 口 管沿拱 圈环 Ｐ２ 套 向布设 间距、 位置及方向满足施 工图纸的要求 。 ４３ 管棚施 工顺序 ＿ 先施 钻、 安设及 注浆所 有有孔 钢管 ， 再施作无孔钢管 。 ４３１ 钻 孔。 ．． １ 用钢 管搭设手脚架搭设工作平 台进行 Ｔ Ｙ ） Ｍ ４型潜孔钻 的安装 和 钻孔工作 ， ２ 定位 ： ） 根据套拱 中预埋 的 ｑｌ８ ６ ｍ钢套 管作 为导向管用 潜孔 ｂＯｘ ｍ 钻进行钻孔 。 ３ 每次钻孔前先检查钻机机械状况是否正常 。 ）
岩时的作用。
关键词 ： 隧道 ； 超前预支护 ； 强风化花 岗岩 ； 施工 ； 效果评价
１ 工程简介 六 潜高速公 路岳潜 段青 山排隧道全长 １ ２ ｍ， ５ ０ 隧道设计为双洞 四车 道， 单洞净 宽 １． 净高 ７ ３ ０ ｍ， ５ ． ｍ。左 洞进 口桩 号 Ｚ １ ５ ５ ３ 设计标高 ０ Ｋ １＋６ ， ３ ２ １ ｍ 隧道左洞进 口段位于浅埋地段 ， ．２ 。 １０ 埋深 ５ — ７ ｍ， ． １ ． 为全风化～ ４ ６ 强 风化花 岗岩地段 。 表层 为松散无粘性 的砂粒状 土， 下伏强风化花 岗岩 ， 岩
血 注 浆孔，孔 眼交错布置 ８
８ 注浆 小导管大样 图 ９ 每延米超前 支护材 料 明细表 名称
注浆
注 浆导管
试 为 ９ ％； 为浆液有效充填率 ， ０ １ｐ为浆液损耗系数 ， １ ４ ． ｅ Ｏ ｔ 取 ．； ９ 取 ．。 ｏ 经计算 ， 单根钢管注浆量 Ｑ ２ ５ ＝．ｍ。 ０
方 向。 ４３２ 安 设 管 棚
１钻孔完成后及时安设管棚钢管 ， ） 避免出现塌孔现象。 ２ 钢管逐节顶人 ， ） 在加工场地进行注浆孔 的加工 ， 并且每两根焊接 ， 然后人工 配合 机械将 每 １ｍ 的钢管一次 顶入 已施 工好 的孔 中，现场连 ２ 接采用焊接 。 ３ ）及时将钢管与钻孔壁间缝 隙填塞密实 ，在钢管外露端焊上法 兰 盘、 止浆 阀， 并检查焊接强度和密实度 。 ４４ 管棚注浆 ． ４４１ 施工工艺 （ 图 ２ 。 ．． 如 ）
图 １
４ 钻孔速度应保持匀速 ， ） 特别是钻头遇到夹泥夹沙层时 ， 应控制钻
民 营科 技
２ １ 年第 ７ ０１ 期
建 筑 ・ 划 ・ 计 规 设
进速度 ， 随时利用 高压风进行吹孔 ， 避免发生夹钻、 堵孔现象 。 ５ 为避免钻杆太 长， ） 钻头 因自重下垂或遇到孤石钻进方 向不易控制 等现象 ， 开钻上挑角度控制 在 ２ 以上 ， 随时用测斜仪量 测角度和钻进 。 并
石 已风化呈土状 ， 夹杂部分 为角砾一 碎块 状岩体 ， 结构松散 ， 围岩 自稳性 极 差 ， 易坍塌 。隧道所处 山体植被发育 。 遇水
２ 问 题 的 提 出 及 方 案 确 定
隧道 进洞之前 ， 进行边 仰的超前支 护工程锚杆 施工时 ， 分锚杆孔 部 涌水 ， 造成洞 口段部分边坡下滑 。 根据 现场实际情况 ， 经过各方讨论 后 ， 认为较 为合理 的施 工方法是 采用大管棚超前预注浆 ，先对洞 口浅埋段进行 固结处理再 进行开挖 ， 可 以有效保证洞 口边仰坡安全 ， 确保顺利进洞 。 ３ 施工设计 ３１ 注浆原理 ． 由于该段 围岩结构松散破碎 ， 本工程采用渗透注浆及压密注浆 。 ３ 施工参数选择 ． ２ ３３ 大管棚设计 － 大管棚 采用 ￣ ９ ｍ 壁厚 ６ ｍ的热轧无缝钢管 ， 长为 ６ 。管棚 ８ｍ ， ｍ 节 ｍ 环 向间距拱部为 ４ ｅ 。外插角 １ ２ 。管 口 ２ ０ｍ ～。 段 ｍ不开孔 ， 其余部分按照 １ｅ ５ ｍ间距交错设置 注浆孔 ， 孔径为 ８ ｍ ｍ 。如图 １ 所示 。 ３４ 注浆参数设计 ． ３ ． 注浆材料及配合 比： ．１ ４ 注浆浆液采用 水泥浆 ， 水泥采用 Ｐ ３ ． 普通 Ｏ２ ５ 硅酸盐水泥 ， 水泥浆液水灰 比为 １ １ ：； ３ ． 注浆压力 ： ．２ ４ 注浆孔 口压力为 Ｏ ～ ． Ｐ ， ． １ Ｍ ａ终压 １ ～ ． ａ ５ Ｏ ． ２ ＭＰ ； ５ ５ ３… 单根钢管注浆量 ： ．３ ４ ． Ｑ 竹 Ｉ ＋ｒＲ） ×１仅 ｐ ＝ × Ｌ 叮 ２Ｌ １ × × （ × 式 中： 为钢管半 径 ， 为钢管 总长度 ， ｒ Ｌ 考虑与注浆孔连接 ， 满足止浆 效果 ， ２ ｍ； 取 ８ Ｒ为浆液扩散半径 ， Ｏ ｍ； 为地层孔隙率 ， 积体 经测 取 ． ５ 堆
建筑 ・ 规划 ・ 设计
大管棚预注浆超前支护在洞 口 施 工 中 的应用
李 华成
（ 中铁 二十局集 团第一工程有 限公 司 ， 苏 苏州 ２ ５ ３ ） 江 １３ ５
摘 要： 阐述 了青 山排隧道左洞进 口强风化花 岗岩段超前大管棚的施工 ， 通过对监控量测结果进行分析 ， 总结 了超前预 支护技 术在 通过软 弱 围
