某隧道洞内超前大管棚支护新技术的应用

Xx至xx新建铁路工程xx隧道洞内超前大管棚支护新技术的应用编制:Xx铁路Xx项目部xx隧道洞内超前大管棚支护新技术的应用1工程概况xx隧道位于xx省xx县境内，东起xx县xx村，西至xx县城东北210国道附近、与五里店无定河特大桥相接，隧道起讫里程为DIK247+255～改DK259+385，全长12130m，属特长隧道，是本标段的重点控制工程。本隧道设计为双线隧道。其中改DK258+908～259+135段为黄土VI级围岩，长227m、地质情况为结构松散的细砂、较潮湿、且里面夹有大量的亚粘土及少量的小块卵石、亚粘土富水膨胀、稳定性特差，细砂自稳能力及差；被太中银公司列为高危工点段落、为本工程的难点。在如此不良的地质条件下修建双线隧道，隧道不具备开挖后的自稳能力，特别是地表受雨水冲刷的影响特大，如果在施工过程中对隧道的监控量测、特变是拱顶下沉控制措施不当，围岩会很快产生松弛现象，最终导致直达地表的塌陷，从而酿成严重的后果，为确保施工安全，拱顶采用了“18m长超前大管棚支护+超前小导管支护+型钢拱架+C50碳素纤维网喷混凝土”的联合支护方案，并采取了CRD+插板法开挖的施工方法，实践证明取得了理想的支护效果。2施工特点鉴于该段双线隧道工程埋深浅（18m～27m）、开挖断面大（13.64m×12.57m）、地表受到雨水的影响，本工程具有地质条件差，质量要求高、施工风险大的特点；为确保施工安全，在拱顶采用了超前大管棚支护的措施、管棚施工的顺序：先左线后右线，先拱脚后拱顶；隔二钻一，成一孔，注一孔。3管棚施工工艺3.1施工流程管棚施工流程见下图：施工准备施工准备扩大洞室、施工操作间扩大洞室、施工操作间搭设施工作业平台搭设施工作业平台安设导向架与导向管安设导向架与导向管钻机就位钻机就位钻孔、下管管棚加工钻孔、下管管棚加工是否达到设计孔深否是否达到设计孔深是注浆注浆是否达到终孔标准是否达到终孔标准哄悬眯税奔斗线巷爆家题岁糖极炒宾舌否结束结束值洞内大管樱棚施工流兼程图宾3.2慕僵施工措施立3.2.屯1薪大管棚工售作室的施粪工弃采用单侧惧壁导坑法搞（炒CR问D芦法）进行厅开挖，第撞一部开挖街土雁方鸣1瓜部（人工矛开挖）、宰预留核心往土，每循雷环进吵尺好0.6休m辟，待钢架势支护后在磨挖掉核心某土，并做勒好中隔壁琴支撑，（德必要时要捐做临时仰躬拱）然后没进入下一局循环的开绢挖，之后旧每进入下留一循环，耕开挖轮廓坟扩佛大袄16c革m精、线性过葱度，直到贴开挖轮廓舱在原有的衣基础上扩带大睛1.2于m雷为之，然未后按照扩松大后的开属挖轮廓开炕挖新4少m披，当左侧锡上倒坑开鬼挖尸4券～摸5式m亿后在组织怨右侧壁上捉倒坑第二露步开挖，连开挖方法材和第一部丛土方的开藏挖相同、脱两个工作笛面同时操银作运行；涉在开始扩甩挖的同时论、每循环杨开挖拱脚约处下骂降砌15c白m债、直至两由拱脚下框降夺1.31蒙m局为止、然榨后封闭掌驳子面，进脚入导向架退与导向管撤施工工序糖；何踢大管棚工梢作室开挖拢见下图塞3.2.牲2梨盈导向架与兰导向管的赤施作迁督在掌子面鸽前赖1.5交m羽～挖0.3钻m挤处粉设倒3逼榀亦I20塘a拒型钢拱架肌，拱架间读距纸0.6曲m避，拱架间戏用坛2口2桶纵向双层戚连接筋连渣接、作为咏导向架，棒用于固定厕导向管，致导向管采画用哗Φ躲12第5恼普通焊管拼，长度勇为签1.2桑m她，间庸距倦3莫根局/她m士，外插闭角丽3°.代导向架就云位后在掌祝子面施甩作姜30c润m箭厚计的夺C2颠5湿砼止浆墙涂，以水平优钻机钻孔茅，孔章径帆120m械m想，间闪距恢3掉根李/肺m抗，外插购角忆3惨°询（与导向乖管评一盾陆一对应）轮施工范围照以拱老部吊120幼°攻范围内施倍做大管拨棚歼.导向架与导向管示意图Φ125导向管导向架导向架基座发3.2.咬3羡糕钻孔导向架与导向管示意图Φ125导向管导向架导向架基座档由于该管侮棚具饿有宅“富轴线长、么间距疾短垦”左的特点，雨因此，必梁须严格控倒制造孔精累度，否则虚如果部分光管棚倾入岸隧道净空陷，洞身开肚挖过程中烂将不得不乐逐段切除查，从而大纽大降低洞伏顶管棚的洪有效、支临护作业钻梦孔采用精符度较高确的沸ZGY-遵10施0蛋汽液联动却潜孔盛钻眨,准该钻机具述有钻孔平畜直，定位策准确，终同孔误差小梅的特点，汤能够满足业钻孔要求些。玻为确保造遍孔精度，情钻孔施工甩前，在掌救子面前一绸定范围内袖（导1.5猎m害～慈0.3冷m塌）睁施岁做楚3粮榀衣I20勺a钳工字钢导翼向架插与香1.2篮m慰长穿Φ债125m眠m猎导向管。斑为克服成设孔钻进过桐程中，钻义具因重力匠作用自然佛下垂对造改孔精度的积影响，导耽向管上捉仰越3参°低。裙为提高钻锻孔精度，歌采浩用步“允低风压、贺高转速、纯慢钻进、民勤量仅测速”牙的钻孔方强法土。房,茎钻进过程涛中利用倾苍斜仪等测暗量设备有屡效控制钻搏孔质腐量活,日且在进洗尺接5痒m序，绕10则m惕，掉15饰m屠时均重新释效核一次肠孔斜，保筐证终孔外小插角偏差涨控制均在诊1夜°气内。经检储查合格后鸡，采用高吗压气流将自孔内的虚罢渣清理干都净。萌3.2.籍4泽超前大管附棚钢管的小安装叼大管棚伸：鹿φ环108×翠5撤、死L-18思m年/底根盯、聪4迈3笔根枣/浓环、环向嚷间孩距枝3事根房/粱m租、热轧无渡缝钢管，设管棚每段可纵向打入臂长度由为休18.0堵m析，纵向两瘦组管棚间姻，水平搭曾接长度不驳小演于虫3.0桌m惯；大管棚扑支护位置恒：拱绢部真120浆°踢范围布置俱，外插峡角中3°增,朝在围岩开撒挖轮廓线穿外职2猎5开㎝处，每店根纵向与防隧道中线锡方相一致嘉。梢管棚以油尸顶顶进，通钢管节段乒间用丝扣庸连接，为屯了增强管收棚的整体栽性，减少舱管棚施工烟对环境的完影响，顶拢进时、相凳邻管棚（甩第一批管元棚和第二可批管棚）持之间的接译口错程开符(汉不小塔于上1.0m隐)武，间隔布宝置管棚配牧节见下图压，以保证圾隧道纵向栋同一断面靠内的接头劳数不大厘于觉5隔0仙％，管壁缺上台钻罩8挣～陵10m盒m吼的溢浆孔什、间啄距用20c呢m嘉、称梅花惩型布置。塌管棚顶到蚁位后，钢味管与钻孔始间隙用速厕硬水泥等茶材料堵塞宪密实，以宁防注浆时灶冒浆。并条在管棚尾笔部安装注界浆塞（设龄有进浆孔灾和排气孔路）。作理天吉陕性斤感臭彻弄谎管棚配节多图安妇3.2.凑5阵注浆王待混凝土误强度达灿到于75愿%骡后在管内望注水泥净坐浆，以达书到固结地捕层的目的侮；浆液采兔用注浆机容灌注。管亚棚尾部注移浆塞设有清进浆孔和贡排气孔，寨当排气孔均流出浆液哄后，关闭侧排气寺孔阀,脚继续注捏浆趴,慕达到设计凑注浆量或奇注浆压力荷时行,芽方可停止堡注浆。施虏工过程中务，为了防嗓止注浆过朴程中发生仍串撒浆验,前每钻完一演个孔，随萄即就安设圆该孔的钢菌管并注浆梦，然后再桌进行下一铁孔的施工晒；楚注浆材料谈及配比州不同的浆造液浓度有眯不同的比鸟重、粘度默等特性，政浆液的特捎性应考虑贺注浆对象劈的可灌性警，另一方占面也要考迹虑注浆机桌具的能力脸。本次注限浆材料采黄用颠425伪#肺普通硅酸蛮盐水泥，与根据压水柿试验适当火选择浆液艳的浓度，捏水灰比基田本采艘用执1吉：菠0.碰8搬～则1巨：止1.2末②璃注浆压力盯注浆压力裤是浆液流飞动、充塞爬、压实脱及水的总动笛力。浆液邀流动阻力崭大小与空嘴隙度及其议充填程度练、浆液浓趴度（粘度置）有关。争在正常情悉况下，注匀浆压力也套与浆液的突扩散距离郊成正比关凉系。注浆罚压力包括纱注浆初始侦压力，注犬浆终压力尼及在注浆设过程中的优压力变化因。综合考恒虑以上因表素促，维x用x条隧道确定挺了本次注蓬浆压力不盼得大让于阀2MP眉a耗，在施工衔过程中，愚根据实际董情况对压皱力做了适驼当的调整妨，初始压春力控制辨在月0.采5漠～负1.0慕MPa峡.授终孔压力堂采看用贴1.活5坐～宫2.0绍MP絮a鼠。曾实践证明狭，以上注扑浆压力的闸选择是正沸确的，收惩到了好的技效果炎浆液的扩圆散半拥径奴r言的确定昏根据已有苹资料进行倒工程类比京及现场渣谷体注浆试匠验情况选肃定注浆压蚀力范围，糖确定浆液先扩散半蜡径辰r耗的大小。卵④功单孔注浆洪量个Q馅注闭=挡π伞r2蛮h枣ηβ猾式中朱：塔r满—酱—觉浆注扩散叛半径师（瞧m艇）柴h赖—车—绝压浆段有斗效长度显（泻m睁）戏η—牌—餐围岩孔隙跃率温β—宴—堆浆液在裂鸽隙内的有久效充填系旦数鄙⑤致洞内注浆破结束的标鲜准繁达到下述愧两种情况全之一者即立可停止单僵孔注浆施俩工。逃—耐—爱注浆压力刮达到盯2.0锡MPa腊—怖—碍单孔注肉浆罪量对达贤1豪28掏0kg倡4栋丛监控量测炒勿羊在施工过欲程中，定董时对隧道霉拱顶高程袄，地表高取程，中线辉，侧壁进垃行监控量捆测，随时章掌握围岩宅的变化情唉况，并根残据变形监笨测数据，跪说明了超许前大管棚夜支护技术醉可以有效狮地控制浅摘埋段地下曾工程施工严引起的地络表下沉及滋隧道内的末围岩变形材，在确保摊施工安全喝方面发挥压了重要作嫌用伸5咱剑结束语坐缸畅根救据糟x稻x炭隧道穿越仰黄裤土习Ⅵ塌级围岩浅状埋段采用慎的超前大辈管棚支护附技术取得亿的成功经专验，该技汤术具有以晚下优点：削可以将浅大埋地段地狮下工程由棋传统的明从挖施工改游为暗挖施引工，从而司避免了对控地面构筑首物，居民乞生活的影锅响，具有茎显著的社锯会效益。净避免了地层面征地拆栋迁费用，菜可以以有基效的降低峡工程总造夺价。鹿在洞顶管集棚形成的临保护拱圈爸作业下，钞使施工安搂全得到了削保障，从社而加快施渣工进度。麻由于超前那大管棚的拆自身刚度便较大，可交以有效地源控制地下稳浅埋工程党造成的地还表下沉，摘保护地面菊建筑物的贱安全。菜当然采用愧超前大管胞棚支护技丙术也存在杠以下问题扒：宅超前大管滤棚施工时万间相对较迟长，增加昨了前期支轮护时间。运因为超前睡大管棚对堪造孔精度桌要求较高仗，以防管结棚侵入开饥挖净空而步对管棚逐资段割除，阻这不但会什削弱管棚求的实际支析护效果，手也会影响风到施工进雾度。读超前大管穴棚对所需页施工机械尽的功率和脉性能要求格较高。