软流塑地层暗挖隧道超前支护施工技术.docx

软流塑地层暗挖隧道超前支护施工技术
摘要：
关键词：
1简述
某地铁区间隧道为双洞单线，采用矿山法施工，单线全长1301.396m，隧道顶部覆土9～11.5m，区间隧道通过地段地面上3～7层楼房9栋，基础为条基或筏基，有给水、雨水、污水、电力、电信等多种管线，区间隧道穿越Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ类围岩，其中Ⅰ类围岩段全长648.4m，占区间隧道总长的49.8%，Ⅰ类围岩穿越软～流塑状粉质粘土层、淤泥质粉质粘土层及硬～软塑状粉质粘土层，该地层具有高压缩性、高灵敏度、强度低，易产生蠕动现象，开挖后土体自稳能力差，易坍塌，地面沉降难以控制，施工极为困难。
2地层预加固施工方法和注浆材料性能简述
2.1地层预加固施工方法
为确保施工安全和地面房屋、管线和道路行车安全，顺利通过该段地层施工，关键就在于对地层进行超前预加固，将需要开挖的土体进行加固处理，以提高其强度和抗剪切能力，有效控制地表沉降。
按照“注浆加固、挤压排水、提高强度、控制沉降”的总体思路，我们在具体施工中采用大管棚（花管）加超前小导管注浆，注浆材料选用HC—T凝结时间可调注浆材料，注浆方法为劈裂注浆，以提高地层的稳定性，减少地面沉降。掌子面则采用硬质PVC注浆管进行全断面注浆加固，采用分段注浆，以加固开挖轮廓线以内的软土。
2.2材料性能简述
2.2.1HC—T凝结时间可调注浆材料
HC—T可调超细注浆材料渗透性强，直径在4μ以下的颗粒为总量的50%以上，可灌入很细的裂岩缝隙，具有微膨胀性、结石强度高、渗透能力强，具有如下特性：
⑴使用方便，使用于大面积高富水渗漏、高压漏水、环境水腐蚀等环境下施工。
⑵渗透系数：可灌入渗透系数10-4—10-5的粉砂，砾砂层及淤泥。
⑶补偿收缩：一天膨胀系数0.02～0.04%，14天≤0.05%。
⑷凝结时间：可根据使用环境，初凝在几分钟到几十分钟内任意调节，终凝不大于3h。
2.2.2硬质PVC注浆管
硬质PVC注浆管内径为φ42，每隔33.3cm钻一组射浆孔（即每米3组），外包橡皮套，注浆时通过加大压力，使浆液顶开橡皮套，挤破套壳料，在土体产生劈裂，并沿着裂缝扩散，达到加固土体的目的。
3超前支护施工
3.1大管棚施工工艺
3.1.1开挖管棚工作室
⑴管棚工作室长6m，跨度约为8m,在软弱围岩中开挖,必须及时施作初期支护。为便于架设钻机,安设钢管，工作室应挖至区间隧道开挖轮廓线以外0.8m。
⑵导向管是控制成孔方向使之不偏斜的主要手段，导向管长度不小于2.0m，采用ф127mm无缝钢管加工，经精确测量后焊接在钢拱架上并喷混凝土固定。
⑶由于I类围岩段隧道较长且为弧线，根据现有水平孔钻进技术条件，隧道分段施作管棚。每排大管棚长度为40m，首先施工第一段管棚工作室，施作第一段管棚，注浆后进行隧道掘进。第一段管棚段开挖30.6m后，进行第二段管棚工作室施工及钻孔，管棚搭接长度3.0m。以此类推，完成管棚超前支护施工。
3.1.2搭设平台、安装钻机、测定孔位
⑴钻机平台采用枕木搭建，平台满铺松木板。根据管棚孔的位置，分层加高钻机平台。钻机平台搭设好以后进行钻孔,钻孔顺序由高孔位向低孔位进行,可缩短移动钻机与搭设平台时间,便于钻机定位、定向。
⑵安装钻机。进钻前，以坐标法在掌子面标定管棚孔位。钻机平台要稳固，钻机要安装牢固，防止施钻时钻机不均匀下沉、移动而影响钻孔质量。

否
合格
钻机就位
测量布孔
钻机大臂矫正
钻机固定
钻孔及接长钻杆
钻孔接长准备
管棚跟进
钻杆分节退下
撤管棚机
加工管棚及管节
注浆材料准备
注浆机准备
清孔
注浆
效果检查
注浆固结围岩
开挖管棚工作室

退机

长管棚施工工艺流程图
⑶钻机定位。钻孔方位要求根据线路中线与管棚工作室的位置确定，必须精确核定钻机位置。架立钻机时用罗盘、挂线相结合的方法，确保钻机轴线与管棚设计轴线相吻合。
3.1.3管棚孔钻进
⑴管棚孔开孔：开孔前必须检查设备，保证设备状况良好，对组合好的钻具要检查丝扣联接是否紧密。由于考虑到钻孔时钻具下沉、线路曲线的影响及为后续管棚工作室预留出空间，必须计算管棚打设的仰角及外插角，具体计算图如上图所示。
α外插=X/Lβ仰=Y/L
L—为线路纵向相邻管棚工作室中心距离
在架好钻机、调整好孔位的水平偏角及仰角后，用翼片式螺旋钻进法钻进。
⑵管棚孔钻进
a.为了保证钻孔精度，开孔段钻进是关键。钻进前10～20m时，要反复校核钻杆方向，调整钻机位置，并用罗盘及挂线检测偏斜无问题后方可继续钻进。
b.管棚管下入孔内前要先配管，保证管棚管的同心度。
c.加接钻杆和钢套管：当跟管钻进至钢套末端导向墙孔口
管棚施工示意图
约30cm时停钻，然后钻机反转收偏退钻、卸杆，动力头后退至末端加接钻杆或钢套管，此时应先拧紧钻杆，