浅谈浅埋软弱围岩隧道施工技术.docx

浅谈浅埋软弱围岩隧道施工技术杨永峰【摘要】长大管棚施工技术对于浅埋隧道进洞是安全、可靠的，本文中隧道洞口处于浅埋地段，采用了长大管棚进洞施工技术，施工效果良好，实现了安全控制。本文对其施工安全控制技术进行了具体介绍，望对类似工程起到一定借鉴作用。【关键词】湿陷性黄土隧道；洞口浅埋段；大管棚超前支护一、工程概况杉木墩隧道地貌为典型土层及泥质粉砂岩地貌，岩质为志留系中统坟头组（S2f）泥质粉砂岩、粉砂泥质岩，此外分布有第四系坡残积层。隧道段属丘陵地貌，地形起伏大，山顶标高211m，地形北陡南缓，坡度35°～45°，隧道出口段土层及P1g灰岩，强～弱风化，地下水主要为孔隙潜水及岩溶水，较发育，斜坡较平直，斜坡坡度约45o，于里程DK750以上为缓坡阶梯状地貌。隧道起止里程为DK151+778.51～DK152+761；为全长982.49m双线隧道，隧道最大埋深约136m。隧道位于直线上，隧道内线路进口处为下坡，存在一个变坡点，变坡里程DK151+400，坡率为3‰。本隧道按新奥法设计和施工，在洞口浅埋段范围内为土层，孔隙水及岩溶水较发育，围岩不稳定。防水、防塌成为制约进洞施工的关键因素。施工中首先对洞口段进行反压回填夯实，再施作套拱及19m长大管棚对洞口段进行超前支护，然后再进行正洞开挖。二、施工难点（一）围岩软弱，隧底承载力不足隧道进口围岩为碎石土、软塑状粉质黏土夹碎石，呈土（砂土）状，节理缝隙发育，富含地下水。开挖后补勘地质资料显示：进洞（DK151+778.51～DK1521+786.51）段结构基地位于粉质粘土和全风化泥质砂岩中，需采用换填处理，换填材料C20砼，并开挖至基岩面一下0.5m。隧底晶屑凝灰岩强风化、全风化层厚度加大，遇水软化，造成基底承载力（实测230kPa）不满足明洞和隧道的承载力要求（设计300kPa）。（二）浅埋偏压，隧道横向位移由于受地形、设计选线等多种因素的制约，隧道进口沿山坡等高线穿行，且地形较陡，隧道左右侧覆盖层厚度相差悬殊，侧压力大。特别是进口段，隧道覆盖层厚度较薄，且为坡积土，施工中有塌方冒顶和侧向挤压滑移变形的危险。根据该隧道浅埋偏压特点，增设了隧道横向位移观测项目，即沿隧道中心线，每5m设置1个观测点，每周用全站仪检测隧道横向位移情况。减少隧道横向存在不稳定因素，加大隧道安全施工稳定性。（三）土体属松散土质，围岩自稳能力差在隧道进口端明洞段开挖过程中，隧道开挖过程中，岩性接触带较多，洞顶厚度薄的部位及过渡段，洞身稳定性差。灰岩地段可能存在岩溶溶蚀发育区，浅埋地段以粉质粘土、全风化、强风化岩为主，顶板厚度小，侧壁不稳定，极易坍塌。DK151+980处埋深较浅，隧道覆盖层厚度20m～30m，且为S2f与S3m岩性接触带，工程性质差，岩质为泥质粉砂岩，砂质泥岩，岩体全风化，呈砂土状；弱风化，节理裂隙发育。地表水滲入土体中，在松散的坡积土层中滲流，形成空穴水路，一遇扰动即坍塌变形。三、洞口浅埋段安全控制技术（一）施工前处理明挖段需回填部分根据实际情况土石或改良土进行回填密实，密实度不小于0.8，粒径≤15cm，不得有石块、灰渣及有机杂物，也不得采用膨胀性粘土，回填施工应均匀对称进行，分层夯实，两侧回填土面高差不得大于0.5m，人工夯实，每层厚度不得大于0.25m，机械夯实每层厚度不得大于0.3m。（二）边、仰坡开挖防护边、仰坡开挖采用人工配合机械施工，当开挖至离坡面20cm厚度时，采用人工修坡，严禁超挖，坡面设置坡度尺，每开挖一级平台，进行边、仰坡施工放样，控制平台尺寸及坡面坡率。开挖完成后，立即进行锚、网、喷防护施工，洞口以上第一、二级边、仰坡采用5m长药包锚杆，以上边、仰坡面采用3m长药包锚杆，锚杆间距为150*150cm，梅花型布置，φ8钢筋网片，间距25*25cm，锚杆与网片进行焊接，网片与边坡面要设置垫块，保证其间砼厚度不小于3cm，总体喷射砼厚度不小于15cm。（三）大棚管超前支护在开挖面搭设作业平台，测量人员在开挖断面画出开挖五寸台，施工人员沿开挖轮廓线下5cm向外扩挖50cm宽30cm深沟槽，嵌入一榀I20a工字钢拱架，以利管棚施作。按设计施作φ108×6大管棚，超前大管棚外插角控制在3o～5o，管棚长19m，外露部分不小于0.5m。采用JXY-100钻机及M50锚杆钻机钻孔，UBJ-1.8擠压式注浆泵注浆。大管棚安装好后，外露部分50cm与钢拱架焊接牢固。沿隧道轴线方向架立6榀拱架，间距60cm，拱架间用Ф22连接筋焊接，环向间距1.0m。沿钢拱架内设挂板并浇注3m长50cm厚C20砼套拱，砼保护层预留5cm，左右钢拱架底脚部分采用地梁（俗称大拱脚）形式，增强支撑，以便于安全开挖马口。大管棚施工：先用钻机钻深1.0m，直径Φ135mm（钻头直径130mm）的钻孔，安设固结导向管。