软弱围岩浅埋富水地层条件下隧道施工技术

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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