大罗山隧道进洞双层管棚方案

1、温州市环山北路龙湾段道路工程大罗山隧道左洞双层管棚 专项施工方案编制： 复核： 审核： 中交一公局第二工程有限公司 环山北路项目经理部2014年8月第一章 地质、水文、设计概况一、地质概况如图所示，洞口段为缓坡地貌，坡度815°，覆盖层为第四系洪坡积含碎石粉质粘土，含黏性土碎石、灰黄色、稍湿、可塑、松散，层厚36.5米；下伏全中风化含角砾晶屑凝灰岩。全风化岩呈砂土状，中密状，风化不均，局部夹中风化岩块，层厚13.624米。根据设计地质纵断面图可知在原设计地表注浆范围以上尚有大于100m的坡积土，土体稳定性差，整体下滑可能性大。设计地表注浆管进入凝灰岩起固结土体作用，但注浆管下端进入全

2、风化凝灰岩遇水软化。下部开挖扰动下，极有可能随坡积土体整体下滑。根据设计施工图评审中工程地质条件评价及措施建议该段为全风化岩，遇水软化，承载力迅速降低，地表两隧道中间为冲沟，雨季水量丰富，建议该段进行地基处理，并采取合理的开挖方式，短进尺，及时支护，防止冒顶，保证安全，仰坡坡率建议为1:1。二、水文洞口段地下水主要为孔隙潜水，除大气降水间接补给外，受地表水体直接补给。孔隙潜水广泛分布，含水层主要有淤泥、淤泥质黏土及黏土组成，含水性差，水质差，透水性弱。洪坡积斜地分布含碎石粉质黏土、黏土性土碎（块）石松散类，富水性和透水性较差。三、设计概况隧道左洞出口ZK2+695ZK2+710段地表注浆，注浆

3、宽度26m，注浆管长度到拱顶。ZK2+720ZK2+735段为明洞，在ZK2+720处施作40m108洞口大管棚。边仰坡防护采用42小导管挂双层E6定型钢筋网片喷射20cm厚C20砼。第二章 施工情况施工期间发现仰坡及边仰坡结合部位在拱顶标高垂直下挖（下图红框部位）时出现裂纹，该处开挖上级仰坡(拱顶标高下23m)时未见有明显渗水，再挖下级仰坡(拱顶标高下35m)时出现渗水，围岩迅速软化，局部掉块，仰坡喷砼面出现裂纹。施工中发现地表注浆无法达到设计效果，在增大注浆压力、更换注浆设备、调整注浆工艺、更换注浆队伍等多种方式调节下，浆液扩散度均达不到设计要求，根据开挖揭示注浆管顶端未进入基岩。据此我部

4、认为地表注浆对该处松散的坡积土层固结作用有限，仍存在较大滑移隐患。第三章 施工方案根据本隧道情况，传统的单层管棚法不能满足施工要求，故拟选取双层管棚法作为进洞施工方案。3.1、洞口开挖明洞开挖和边仰坡开挖同步进行，开挖的同时注意由于洞口需施工40m的长大管棚，故明洞段开挖采用预留核心土开挖。然后按照设计坡率对边仰坡进行刷坡，边开挖边防护，并配备专人密切注意观测原状土的动态，一旦出现滑塌趋势，立即停止开挖对边坡进行组织防护，同时挖机刷坡时，必须边挖边用抓背拍实确保开挖施工安全。整个边坡坡度由专门技术管理人员用坡度尺控制。洞口位置工作平台开挖完成后，组织对套拱段进行开挖，开挖时注意基础分台阶开挖，

5、并对边坡及墙脚进行加强支护，必要时加设锁脚锚杆进行锁脚固定，锁脚锚杆采用22钢筋，长度3.5m。打进围岩后用锚固剂锚固。洞口开挖施工的同时，对隧道洞口进行地表沉降进行布置测点，左洞出口现场布置2个地表沉降监控量测断面，ZK2+720及ZK2+710。一个量测断面布设13个量测点，其中中间16m每隔2m布设一个点，两侧每4m布设一个点。量测断面检测频率按开挖面前30m，1次/2天；开挖面前30m，2次/天；开挖面后3080m，开挖面后80m，1次/7天。同时兼顾现场实际情况，在位移量较大地段将测点布置密一点，量测精度满足h=0.1mm。量测控制桩长10cm，宽10cm，深50cm，采用12钢筋长

6、40cm。3.2、施作套拱套拱采用先墙后拱方法施工，先做基础底部边墙，待边墙强度满足要求后施工拱圈部分。基础边墙左边做1m高，右边做2m，若基础底部承载力达不到设计要求的容许承载力300kap，对基础采取加宽加深处理，或现场与业主及监理工程师沟通联系设计方，采取变更处理，对该段基底进行补强措施。套拱基础开挖分三步开挖，挖至基础底部时立即对基坑进行封闭，当遇到基坑底部有水时必须全部抽干后，方可准予施工。洞口端用2m 长套拱(C30砼) 作为大管棚导向墙。套拱施工采用先墙后拱法，在2m套拱内架立双层五榀钢拱架（纵向间距0.4m），内层采用I18工字钢。外层采用I12.6工字钢，每层工字钢分为3段，

7、段与段之间采用螺栓连接，工字钢与工字钢间纵向采用22钢筋焊接成一个整体，环向间距0.5m，并在工字钢内、外缘交错布置，整个工字钢采用双面焊接，焊缝厚度不小于4cm。在钢支撑上安装140×4mm,长2m的孔口管，导向管（即孔口管）沿拱圈环向布设内层61根（圆心角100°）外层60根，间距中对中30cm。孔口管采用22钢筋焊接在工字钢上，方向与管棚位置方向一致，22钢筋与工字钢、孔口管相接处采用双面焊接，焊接宽度不小于15cm。然后浇注120cm厚的C30砼包裹钢支撑和导向管。混凝土浇筑采用水泥罐车运输，吊机吊运方法施工。施工时注意对混凝土进行捣固，注意捣固力度不可过大，防止暴

8、模现象出现。导向墙施工同时对四周土体进行喷射C20砼封闭周围坡面，作为注浆时的临时止浆墙作用。为保证混凝土美观，内、外模采用竹胶板。混凝土采用强制式搅拌机JS1000型拌制。配合比严格按照试验室开出的现场施工配合比施工，采用混凝土罐车运输混凝土。套拱管棚施工完毕后，待土体稳定后，再进行核心土段开挖，整个明洞开挖完毕后，立即施作明洞仰拱及填充，并在适当时间做好二衬，稳定整个洞口边坡。为隧道正常进洞及洞口V级围岩段开挖提供质量安全保证。附图三：双层大管棚布置及大样图3.3、管棚施工某隧道长大管棚施工主要工序有：搭钻孔平台、安装钻机、钻孔、清孔、验孔、安装管棚钢管、插入钢筋笼、注浆、清孔、充填M30

9、水泥砂浆。管棚施工前距导向墙8m时预留核心土开挖，为管棚提供良好工作平台。3.3.1钻孔套拱中预埋的140孔口管作为导向管进行钻孔。坡面必须按要求先喷一层素混凝土作为止浆墙，以确保坡面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌，保障坡面围岩稳定。钻孔角度按照3°角钻进。1、钻孔前先检查钻机机械状况是否正常；钻孔时根据情况确定是否加泥浆或水泥浆钻进，当钻至砂层易塌孔时，应加泥浆护壁方可继续钻进；如不能成孔时，可加套筒或将钻头直接焊接在钢管前端钻；2、钻机就位后，根据事先测量放样好的点位钻孔位置；施钻时，顶紧掌子面，提高施钻精度；钻机开孔时钻速宜低，钻深至20cm以后转入正常钻速；钻进过程中不断调

10、整钻机钻进方向。3、第一节钻杆钻入岩层尾部剩2030cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二节钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻孔尾部，方向对准后联接成一体。每次接长，按上述方法进行。4、换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业；5、为防止钻杆在推力和振动力双重作用下钻杆上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。3.3.2顶管1、先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力，将安有工作管头的管棚沿引导孔钻进，接长棚管，直至孔底。

11、2、管棚接长时先将第一根钢管顶入钻好的孔内，再逐根连接。事先需加工好连接丝扣。3、接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一截面受力，采取奇数孔第一节长3m，偶数孔第一节节长6m，以后每节均为6m以此方法将相临近管接头错开。4、顶管时，当第一节钢管推进孔外剩余3040cm时，人工装上第二节钢管，钻机低速前进对准第一节钢管端部，严格控制角度，人工持钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。钻机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。5、施工中的钢管在安装前必须逐孔逐根进行编号，按编号顺序接管推进、不得混接。管棚钢管由机械顶进，钢管节段间用15cm丝扣连接，顶进时，节长采用

12、3m、6m两种管节。编号为奇数的第一节管采用3m钢管，偶数的第一节钢管采用6m钢管（钢花管为有孔钢花管出浆孔为12mm间距15cm，）管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它材料堵塞严密，以防浆液冒出。堵塞时设置进浆孔和排气孔。相邻管棚接头必须错开。6、顶管施工完毕后对每根管进行清孔处理，防止杂物堵塞在管内造成后续管棚注浆工作无法开展。3.4、管棚注浆3.4.1施工程序及方法1、注浆前先检查管路和机械状况，确认正常后做压浆实验，确定合理的注浆参数，方可以施工。2、注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生串浆，在有多台注浆机的条件下，应同时注浆；无条件时，应立即停止

13、注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。3、注浆采用单液注浆，并采取分段注浆方式保证注浆能充分填充至围岩内。水泥浆液（掺加5%水玻璃）进浆量很大，压力长时间不升高，应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，停留时间不超过混合浆的凝胶时间。4、注浆初压0.51.0MPa，终压达到2Mpa，并持压5min以上，注浆浆液达到设计80%以上时，可停止注浆，并及时封堵注浆口，防止空气进入管内。5、注浆过程应派专人负责，填写注浆记录表，详细记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据，观察压力表值，监控连通装置，避免因压力猛增而发生异常情况。并针对现场可能出现的特殊情况，做出相应应急措施。6、注浆结束后，先对钢管