大管棚预注浆超前支护技术在风霜岭隧道洞口施工中的应用.docx

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时间：2021年x月x日
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大管棚预注浆超前支护技术在风霜岭隧道洞口施工中的应用
杨斌
（福建省漳州市漳龙高速公路有限公司，漳州市，36300）
〖提要〗阐述了风霜岭隧道右洞进口堆积体段超前大管棚的施工，通过对监控量测结果进行分析，总结了超前预支护技术在通过软弱围岩时的作用。
〖关键词〗隧道超前预支护堆积体施工效果评价
ApplicationofRun-beforeProtectionbyPre-grountedBigTubeCanopy
ToFengshuanglingTunnel

YangBin
(ZhangzhouMunicipalZhanglongExpresswayCo.Ltd.,Zhangzhou363000,China)
Abstract：Elaboratingtheconstructionofpre-grountedbigtubecanopyinthepile-upbodysegmentofFengshuanglingTunnel.Throughanalysisonthemonitoredresults,itsumsupthefunctionsofrun-beforeprotectiontechnologyinpassingthroughweakrocks.
Keywords：Tunnel，Run-beforeProtection，Pile-upbodyconstruction，Resultevaluation

工程简介
漳龙高速公路漳州段风霜岭隧道全长862.5m，隧道设计为双洞四车道，单洞净宽9.75m，净高5m。右洞进口桩号YK34+495，设计标高89.42m。隧道右洞进口段位于浅埋地段，埋深12～19m，为第四纪（Qc4）坡积层与强风化花岗闪长岩接触地带。表层为松散无粘性的砂状土，下伏强风化花岗闪长岩，岩石已风化呈土状，夹杂部分角砾碎石，结构松散，围岩自稳性极差，遇水易坍塌。隧道所处山体植被发育，地表、地下水丰富。
问题的提出及方案确定
隧道施工自2002年12月初右隧准备进洞，随着表土清除，洞口开挖工作面形成，时值南方雨季提前到来。长时间降雨造成围岩受浸泡富水饱和，地表泉水涌出，造成洞口段围岩软化，仰坡地表多处产生裂缝，最大裂缝宽12cm，形成2～3cm错台。洞口开挖工作面发生坍塌，施工进洞困难。
根据现场实际情况，结合其他隧道施工经验，认为较为合理的施工方法是采用大管棚超前预注浆，先对洞口段堆积体进行固结处理再进行开挖，可以有效保证洞口边仰坡安全，确保顺利进洞。
3施工设计
3．1注浆机理
由于堆积体结构松散破碎，本工程采用渗透注浆及压密注浆。
3．2施工参数选择
3．2．1大管棚设计
大管棚采用φ108mm，壁厚6mm的热轧无缝钢管，节长分别为3m、6m。管棚环向间距拱部为30cm，墙部为50cm。外插角3°～5°。有孔、无孔钢管交叉布设。有孔钢管布设注浆完毕后再布设无孔钢管。有孔钢管上注浆孔孔径12mm，孔间距20cm，梅花型布置，尾部50cm范围内不钻孔作为止浆段。如图所示。

3．2．2注浆参数设计
（1）注浆材料及配合比：注浆浆液采用水泥浆，水泥采用32.5（R）普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为0.8:1～1:1;
注浆压力：2.0～3.0MPa;
（3）浆液扩散半径：不小于0.5m;
（4）单根钢管注浆量：
Q=π×r2×L+π×R2×L×η×α×β
式中：r为钢管半径，L为钢管总长度，考虑与钻机连接，取29m；R为浆液扩散半径，取0.5m；η为地层孔隙率，堆积体经测试η为12%；α为浆液有效充填率，取0.9；β为浆液损耗系数，取1.15。
经计算，单根钢管注浆量Q=3.09m3。
4方案实施
4．1大管棚施工前准备工作
4．1．1疏排地表水
洞口仰坡稳定地层，增设环型截水沟一道，拦截地表水；建立枝状排水系统，使地表水尽快顺畅地排出洞口不稳定范围，以防积水下渗。
4．1．2引排地下水
为引排洞口段地下水，在适当位置钻设2个φ20CM降水井，利用深井潜水泵和螺杆泵抽取地下水以疏干土体，降低洞口周围地下水位。
4．1．3施作套拱作为大管棚导向墙
洞口前端采用4m长套拱(25#砼)作为大管棚导向墙。套拱在洞口衬砌外轮廓线以外施作。套拱基础施打8m长φ108×6mm钢管桩，管体用水泥浆灌满。套拱内埋设7榀U25型钢，U型钢与φ127×4mm管棚孔口套管焊成整体。孔口套管沿拱圈环向布设间距、位置及方向应准确。

4．2管棚施工
先施钻、安设及注浆所有有孔钢管，再施作无孔钢管。
4．2．１钻孔
（1）