隧道浅埋段软弱围岩支护施工技术探讨.docx

隧道浅埋段软弱围岩支护施工技术探讨【摘要】本文结合工程实例对隧道浅埋段软弱围岩支护施工技术作一些探讨以其对于该项技术的发展做出一定的贡献。【关键词】公路隧道浅埋段软弱围岩支护施工一、工程概况广西来宾至马山小明山隧道进口K346+890-K346+976、ZK346+960-ZK347+019段实测埋深为4～30米左右此段属于浅埋隧道段。该段成“V”字型冲沟坡面陡峻自然坡度约60°左右坡面植被较为发育。构造剥蚀中低山地貌坡面零星基岩出露覆盖层为第四系坡残积粉质黏土（厚0～2m）、局部斜坡存在碎石土（厚0～5m）、全风化、强风化页岩。风化基岩节理裂隙发育碎裂结构自稳能力差围岩级别以V1级为主易出现松动变形可发生大型塌方。该隧道浅埋段设计采用地表注浆与管棚相结合的超前支护辅助施工措施该措施符合相关规范标准对隧道浅埋段工程施工的要求但根据该隧道进口段的实施效果大管棚对该段隧道围岩的注浆固结效果不甚理想。分析原因为：该隧道段风化基岩虽然节理裂隙发育但基岩裂隙填充物较为密实且为粉质粘土浆液扩散范围窄小；同时管棚长度较长注浆涉及范围广注浆效果不显著。二、小导管与加密拱架支护的主要作用和优点1、作用（1）梁拱效应：小导管嵌入围岩内、后端与中空锚锚杆出露端相焊接形成纵向支撑梁有效抑制围岩松动；（2）环槽效应：利用分布在掌子面的孔减少爆破产生的冲击波造成对岩石的破坏和扰动；（3）强化岩体效应：用注浆泵通过花管注入的浆液经壁孔挤入围岩裂隙或缝隙中加固围岩从而提高岩体弹模和强度；2、优点双层超前注浆小导管与加密型钢拱架施工工艺相对简单、可控性强、工期较短可在较小的空间内利用简单的手持风钻进行钻眼及布管工作遇到地层变化时可灵活调整施工方案同时采用双层小导管施工可以减少对围岩的扰动减少围岩坍塌的风险可确保能在雨季之前通过浅埋段降低施工安全风险。三、小导管与加密拱架支护施工技术要点1、双层超前注浆小导管超前支护（1）小导管规格及制作：小导管采用外径φ42mm壁厚4mm长4.5m的热轧无缝钢管制成钻设注浆孔（孔径10mm孔间距15cm）呈对口形布置。为便于钢管插入围岩内钢管前端宜做成10cm长尖锥状尾部预留长100cm不钻孔的止浆段并焊接φ6mm加劲箍。（2）小导管施工参数。①施工范围：双层小导管布设在圆心角为150°范围内隧道拱顶部位。②设计参数：小导管环向间距中至中为30cm两排间距为中对中30cm即不在同一排相邻的三根小导管呈边长为30cm的等边三角形布置每环110根。纵向施工间距2.5m；前后两环纵向水平搭接长度不小于100cm。③外插角为10°～30°交错布置角度较小的一环要从工字钢腹部穿过。④小导管注浆采用Po42.5水泥配比水泥浆。水泥浆水灰比：1.0：1.0；注浆压力：初压为0.5～1.0Mpa终压为2.0Mpa。（2）小导管施工。①小导管安设采用钻孔打入法钻孔直径比钢管直径大3～5mm然后将小导管穿过钢拱架用锤击或钻机顶入并用高压风将钢管内的砂石吹出。②小导管安装后管口用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔壁间空隙管口安装封头和孔口阀并能承受规定的最大注浆压力和水压。小导管安装后或未安装时导管周围的岩面出现开裂、掉块、围岩塌落等情况则在小导管附近及工作面喷射混凝土以防止工作面坍塌。③隧道的开挖长度应小于小导管的注浆长度根据以上设计则每环进尺为0.8m预留1.5-2.0m的注浆部分作为下一次循环的止浆墙。④注浆前应进行压水试验检查机械设备是否正常管路连接是否正确为加快注浆速度和发挥设备效率可采用群管注浆（每次3～5根）。浆液先稀后浓注浆量先大后小注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化分析注浆情况防止堵管、跑浆、漏浆。并作好注浆记录以便分析注浆效果。注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时（2.0MPa）可结束注浆。以终压控制为主注浆量校核。2、型钢拱架施工隧道浅埋段采用型钢拱架支护FS-VQ1支护类型使用的型钢拱架主要由I20a工字钢和Φ22螺纹钢焊接而成。隧道开挖完成初喷砼后分单元及时安装钢拱架采用与定位锚杆、径向系统锚杆以及双侧锁脚锚杆固定纵向采用Φ22钢筋连接钢拱架之间铺挂钢筋网然后复喷混凝土到设计厚度。（1）钢拱架加工。①加工场地用砼硬化精确抹平按设计放出加工大样。②钢拱架弯制结合隧道开挖方法采用型钢弯制机按设计分节进行弯制。弯制完成后先在加工场地上进行试拼。各节钢拱架拼装要求如下：尺寸准确弧形圆顺要求沿隧道周