隧道洞口段预加固措施及施工方法.doc

隧道洞口段预加固措施及施工方法隧道网www.stec.net(2008-3-28)来源：现代隧道技术摘要：通过对内昆铁路复杂地质条件下随道洞口段预加固措施、施工方法、支护参数等方面的总结与研究，尝试为今后类似地质条件下随道洞口段的施工提供量化参考。
关键词：隧遗洞口段预加固措施施工方法

1前言
随着国家基建重心向西部转移，铁路建设中出现了较多的山区隧道。根据施工经验，山区隧道地质条件大都复杂多变，特别是洞口段围岩一般较为破碎，地质条件差，开挖边仰坡又破坏了山体原有平衡，因此洞口往往是地质条件极为复杂的地段。采取有效的施工方法实现顺利进洞，对于确保隧道施工和运营安全具有至关重要的作用。
国内外工程技术人员都非常重视隧道洞口段的施工，许多国家的隧道设计、施工规范中，都对洞口段的设计与施工设有专门条款。近年来国外大多提倡隧道进洞顺延山坡坡度，尽量不扰动洞口段岩体的稳定性，采取无洞门的“趋自然状态”形式。国内设计和施工时着重强调“早进晚出”及“保持边仰坡稳定”，要求及时施做洞门，通常采用在预加固结构保护下进行施工。
水昭(水富至昭通)段位于国家“九五”重点工程—内昆铁路北段，其间共有94座隧道，总长约121km，其中36座隧道位于岩堆体中。洞口段大多埋深浅且位于岩堆、滑坡、顺层、泥石流沟、厚层碎石土、块石土、堆积层等不良地质地段。由于地质复杂，有关专家把该段称为“地质百科全书”。施工时，又适逢长期雨季，为隧道洞口施工增加了很大的难度。针
对以上特点，进行统筹安排，依靠科技，精心组织施工，实现了94座隧道的顺利进洞。
本文将着重对水昭段隧道洞口段的开挖方法、支护措施、施工要点等进行总结和分析。
2洞口段主要预加固措施
根据国内外经验，洞口施工大多是在预加固的支护系统下进行的，尤其是在浅埋、偏压、破碎、软弱、地下水丰富并具有软弱夹层、顺层等极易发生滑移、坍塌的地段，更需要采用综合预加固体系。水昭段隧道洞口段采用的预加固措施主要有地表锚杆加固、抗滑桩、挡土墙、锚索(桩)、减载、填土反压、地表注浆、超前锚杆、大小管棚、预注浆、套拱、水平旋喷桩、锥形短桩加固隧底等方式。
2.1常用预加固措施
常用的预加固措施在施工中已得到广泛应用，在此仅列出施工参数(表1、表2)。
2.2水平高压旋喷法
水平高压旋喷法(图1)是针对浅埋隧道围岩破碎段严格限制拱顶下沉而采用的新技术。这项新技术的主要原理是：在隧道开挖前采用特殊机械钻孔，利用超高压(400---600MPa)流化剂向管体内高压喷射水泥浆液，使其在掌子面前方沿拱部外轮廓线形成高强度的拱状刚性圆柱体，从而减轻地表传到掌子面和支护上的荷载，起到控制地表下沉和掌子面坍塌的作用。
主要施工工序
(1)平整钻机场坪，根据围岩稳定程度确定两侧边坡开挖坡率，一般采用1:0.2；采用网喷防护，混凝土喷射厚度为10cm;采用邦钢筋，间距20~25cm深用必22短锚杆，L=1-V1.5m，间距1.5m,梅花型布置。
(2)开挖上部，在洞口2m段采用"42超前小导管注浆(设2环，外插角150，每根长3.5m，环向间距0.4m)和喷锚支护，架设格栅钢架，掌子面开挖成1:0.2的斜坡面，喷射混凝土(10~20cm)封闭，并加设25cmX25cm钢筋网，在拱部范围内以30^-60cm间距布设X40cm钻孔。同时进行旋喷试
验，确定最佳的旋喷速度、拔出速度、旋喷压力等参数。
(3)钻机就位后，在预加固范围内分段钻孔，每段长度为10~20m，钻孔尽量平行隧道轴线，最大外插角不大于7}。钻孔完毕，开启旋喷装置，自孔底喷射浆液，边喷边旋转，采用后退法旋喷注浆，注浆压力由小增大，注浆量由大变小。距孔口2m范围内不旋喷，以防止损坏工作面。当单孔注浆量达到设计值时，停止旋喷。旋喷材料采用425“普通硅酸盐水泥，水灰比为1"U.8^'1.5"1.0，旋喷压力为5~,3;>MPa(压力根据地质情况、旋喷孔深度等调整)，单孔注浆量按照为旋喷孔直径，I.为旋喷孔深度)计算。
(4)拔出喷嘴，用木栓塞住钻孔口，防止浆液流失。同时对注浆过程中的记录予以整理、分析、总结，并调整制定下一段旋喷注浆参数。
(5)5~7天后，浆液固化，强度达1.5~2.0MPa时进行开挖，进尺控制在1~2m，采用喷锚、格栅钢架支护，进人一下一开挖循环。
(6)两次旋喷段的搭接长度不小于2m。
实际施工过程中通过对地面沉陷及洞内支护变形的监测数据发现，水平旋喷法拱部加固对控制浅埋段拱顶位移非常有效。开挖下部台阶时，采用常规支护参数支护的边墙、仰拱有局部开裂现象。
2.3注意事项
(1)在围岩特别差的地段，本着“宁强勿弱”的原则，在确定施工方案前应优先对大管棚、水平高压旋喷法、小管棚等方法进行比选，避免采用一般加固措施带来的隐患。
(2)采用预加固措施后，施工中发现有边墙开裂、