城际隧道1#井洞内旋喷桩试验段方案.doc

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1#井洞内旋喷桩试验段方案
一、试验段工程概况及试验目的
1.1工程概况
莞惠城际GZH-4标DK19+780~DK19+885,隧道采用暗挖法施工,围岩等级为Ⅵ级，施工工法为中隔壁（CD）法，采用全断面注浆。该场地属剥蚀丘陵及丘间谷底地貌，地形略有起伏，标高在12.7~16.0m之间变化，本区间存在地表水，GDK19+780处有一沟渠由北向南流经区间隧道。光明二路附近地表有水塘。水塘底标高距离隧道初支顶面标高为4.22~4.76m。
图1-1DK19+780~DK19+900段暗挖隧道平面图
该试验段GDK19+780-GDK19+885段隧道穿越沙层，地质从地表往下为主要有素填土、淤泥质粉质黏土、砂层、粉质黏土、全风化混合片麻岩层，洞身主要位于砂层、粉质粘土以及全风化混合片麻岩层。填土层，结构不稳定，容易坍塌，属于不稳定土体；淤泥质黏土，含水量高，孔隙比大，渗透性低，承载力低，容易产生触变、流变，引起地基变形和失稳，属不稳定土体；砂层中富水，稍密，属较不稳定土体；残积土及全风化岩，浸水易软化，施工开挖容易坍塌，属较不稳定土体；全风化混合片麻岩层破碎。地质情况见下图
图1-2GDK19+780~GDK19+900段暗挖隧道地质纵断面图
本区间存在多处地表水，GDK19+800处有一沟渠由北向南流经区间隧道，沟渠内常年有水，水量随降水量变化。设计勘察期间GDK19+780～GDK19+885地下水位埋深0.80~2.0m，水位变幅5.2m。
1.2试验目的
由于本段隧道前期个别地段洞内全断面注浆效果未达到设计要求，施工存在在安全隐患；为消除此隐患，保证后续施工安全，特选取一段改用洞内旋喷桩超前加固试验，来指导下步施工。
（1）确定洞内旋喷桩配套施工所需机械设备。
（2）确定本段洞内旋喷桩施工参数（桩长、旋喷桩孔间距、旋喷压力、加固后土体的强度等）。
（3）使所有的管理、施工人员详实、准确地掌握本段施工范围内旋喷桩的施工方法。
（4）通过该试验段施工进行收集、整理、分析，形成一套完整的洞内旋喷桩施工工艺，并形成总结报告，报经监理及上级主管部门确认后进行下道工序施工。
1.3洞内旋喷桩试验参数。
拟在隧道开挖前对左线GDZK19+885~GDZK19+870区间隧道拱部180°范围采用周边单层咬合水平单管旋喷桩加固，旋喷加固体的直径为500mm,孔深15m,考虑不设扩大工作室,为减少周边破桩工作量,桩尾3.0m范围只成孔而不旋喷成桩,实际成桩长12m,纵向搭接长度1.5m。环向间距开孔处0.33m,终孔处0.4m,外插角5°～8°(视地质及线路坡度而定),相邻加固体咬合厚度10cm,施工一循环旋喷桩,开挖、初支进尺10.5m。为减少前方土体滑移引起掌子面失稳,加剧结构变形和地表沉降,掌子面亦设置洞内全断面注浆。

图1-3洞内水平旋喷桩加固示意图（横断面）

图1-4洞内水平旋喷桩加固示意图（纵断面）
图1-5地面加固平面位置图

1.4旋喷桩桩位布置
旋喷桩孔位布置沿隧道拱部180°范围，孔口环向间距0.33m，布点位置类同于小导管,共53个孔，钻孔深度15m。掌子面方向从左到右钻孔编号依次为：X1~X53。

图1-6洞内旋喷桩孔位置图
1.5检查孔布置
检查孔各区在旋喷咬合处取三个，分别在拱顶和两个拱脚处钻孔取芯，编号从左到右钻孔编号依次为：J1~J3。主要用于检查桩体的咬合情况，芯样强度、加固效果。
二、洞内旋喷桩试验工作量及施工计划安排
2.1工作量
旋喷桩钻孔53个，钻孔总长度795m，实桩长度636m，空桩长度159m。
2.2施工计划安排
施工准备：2013年1月1日-1月5日；
设备进场：2013年1月6日-1月7日；
旋喷桩施工：2013年1月8日-1月11日；
检查孔抽取：2013年1月21日-1月22日；
试验段总结初稿：2013年1月24日-1月25日。
三、洞内旋喷桩试验段施工方法、工艺
3.1施工参数
(1)钻杆钻进速度:0.25～0.35m/min
(2)钻杆钻进转速:120～70r/min
(3)喷浆提升转速:0.2m/min
(4)提升转速:20r/min
(5)水泥浆配合比W:C=0.7∶1
(6)每延米水泥用量:150kg
(7)钻杆每节3m,外径50mm,旋喷钻头外径90mm,单孔,孔径2mm
(8)旋喷压力:20～25MPa
3.2施工准备
封闭上台阶和下台阶掌子面,喷混凝土厚度≮20cm。精确测量中线、水平,搭设工作平台,平台上铺设竹夹板和枕木,将钻机、高压泵及其它机具一字排列就位。设置临时边沟及废浆池。

3.3工艺流程
洞内水平旋喷桩工艺流程图详见下图。
封闭掌子面
桩位测量
钻机就位
试运行
钻水平孔
泥浆配置
终孔检查
旋喷提