楊大喜

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 工程概況

蹬嶺崗隧道場(chǎng)區(qū)地處貴州中北部黔北山地高原，屬正安縣中觀鎮(zhèn)長(zhǎng)嶺村所轄。隧道貫穿叢狀山體，總體地勢(shì)北高南低，進(jìn)口位于河谷陡壁，出口位于斜坡地帶。隧道區(qū)附近海拔690.0～1 254.0 m，相對(duì)高差564.0 m;隧道通過段地面高程在812.57～1 229.47 m 之間，相對(duì)高差416.9 m，隧道進(jìn)出口基巖大部裸露，洞身段基巖局部裸露。地貌類型屬構(gòu)造侵蝕、溶蝕型低中山地貌，隧道進(jìn)出口距公路遠(yuǎn)，交通不便。

隧道左線平面位于縱坡為2.595% /984;隧道右線平面位于縱坡為2.595% /950。隧道左右線進(jìn)口洞門均為端墻式洞門。隧道共設(shè)置緊急停車帶1 處，車行橫通道1 個(gè)，人行橫通道2 個(gè)。

2 蹬嶺崗隧道超前支護(hù)方案

2.1 超前大管棚支護(hù)技術(shù)

該技術(shù)是把一組鋼管沿開挖輪廓外己鉆好的孔中打入地層內(nèi)，并與鋼拱架組合形成強(qiáng)大的棚架預(yù)支護(hù)加固體系，支承來自于管棚上部的荷載，通過鋼管的梅花形布置的注漿孔加壓向地層中注漿，以加固軟弱破碎的地層，提高地層的自穩(wěn)能力。

2.2 超前小導(dǎo)管支護(hù)技術(shù)

超前小導(dǎo)管支護(hù)就是也就是沿著隧道拱部周邊環(huán)向打一層或雙層小導(dǎo)管，通過在小導(dǎo)管里注漿液，通過小導(dǎo)管上的梅花孔擴(kuò)散至松散巖體，利用漿液來固結(jié)巖體，連同小導(dǎo)管一起形成穩(wěn)定的固結(jié)拱體。鋼管在此起雙重作用:一是超前管棚作用;二是注漿加固作用。

3 蹬嶺崗隧道超前支護(hù)施工要點(diǎn)

3.1 超前大管棚支護(hù)施工

(1)套拱施工。

套拱施工用鋼模作內(nèi)模，采用人工按照套拱內(nèi)輪廓尺寸安裝。套拱長(zhǎng)2 m，套拱厚70 cm，采用C25混凝土，內(nèi)埋設(shè)I18 工字鋼及φ127 孔口管，固定鋼筋與孔口管采用雙面焊接，焊接長(zhǎng)度大于5 d。套拱兼作長(zhǎng)管棚導(dǎo)向墻并在洞口段襯砌外輪廓線以外施作，沿開挖線外10 cm 以40 cm 間距將孔口管牢固焊接在I18 工字鋼上，防止?jié)仓炷習(xí)r產(chǎn)生位移。套拱混凝土澆完后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。施工中注意事項(xiàng):

①套拱基礎(chǔ)必須穩(wěn)定，保證地基承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。保證管棚施工過程中套拱不偏移、不下沉，必要時(shí)增加一些臨時(shí)支撐。并對(duì)拱頂進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)上報(bào)，保證管棚施工安全。

②混凝土套拱作為大管棚導(dǎo)向墻必須在明洞外輪廓以外施作，需嚴(yán)格放放線、定位測(cè)量，保證開挖施工凈空，二襯(明洞)凈空及厚度。

(2)鉆機(jī)就位。

采用MK－5 風(fēng)動(dòng)潛孔鉆機(jī)帶130 mm 鉆頭鉆機(jī)，鉆機(jī)平臺(tái)利用自行設(shè)計(jì)、加工的全斷面開挖臺(tái)架，它是一系列型鋼(工字鋼、槽鋼、角鋼及鋼管)拼焊成骨架，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片作支撐平面，在平整場(chǎng)地上一次加工好。然后整體拖拉到套拱前支墊牢固、穩(wěn)定，避免在鉆孔過程中鉆機(jī)發(fā)生位移、下沉以及擺動(dòng)的現(xiàn)象，從而避免鉆孔的質(zhì)量受到影響。移動(dòng)轉(zhuǎn)機(jī)平臺(tái)至鉆孔位，調(diào)整鉆機(jī)高度，將鉆桿放入套拱孔口管中，使用鉆桿、掛線以及經(jīng)緯儀導(dǎo)向綜合的方法，對(duì)鉆桿進(jìn)行不斷的調(diào)整，從而保證鉆機(jī)位置的準(zhǔn)確性。

(3)鉆孔。

鉆孔由兩臺(tái)鉆機(jī)由高孔位向低孔位對(duì)稱進(jìn)行，為了能順利安裝管棚鋼管，鉆頭直徑選用φ125 mm。鉆機(jī)定位經(jīng)儀器量測(cè)，鉆桿桿方向和角度滿足設(shè)計(jì)要求后方可開鉆，鉆孔開始時(shí)選用低檔，待成孔1.0 m 后適當(dāng)加壓，退出接鉆桿，繼續(xù)鉆進(jìn)。在鉆孔的過程中必須要加強(qiáng)對(duì)鉆桿角度的關(guān)注，做好其角度變化的記錄，從而避免鉆機(jī)發(fā)生位移的現(xiàn)象。在鉆孔中，每次鉆進(jìn)5m 之后都需要使用相關(guān)儀器對(duì)鉆孔角度的準(zhǔn)確性進(jìn)行復(fù)核，從而對(duì)鉆孔方向的準(zhǔn)確性進(jìn)行保證。在鉆孔過程中需要時(shí)常使用測(cè)斜儀器對(duì)鉆機(jī)的位置進(jìn)行測(cè)量和確定，以鉆機(jī)的狀態(tài)為主要依據(jù)，對(duì)成孔的質(zhì)量進(jìn)行保證，并且保證能夠及時(shí)的對(duì)鉆孔中出現(xiàn)的質(zhì)量通病進(jìn)行處理。

(4)清孔驗(yàn)孔。

在鉆孔作業(yè)結(jié)束之后需要對(duì)鉆孔進(jìn)行清掃，主要方法是采用地質(zhì)巖心鉆干配合鉆頭的方法對(duì)鉆孔進(jìn)行來回的清掃，從而保證能夠?qū)⒖椎椎母≡謇砀蓛?，預(yù)防堵孔的現(xiàn)象。接著再使用高壓風(fēng)從孔的底部對(duì)鉆渣進(jìn)行清理，最后使用相關(guān)測(cè)量?jī)x器對(duì)孔的深度、孔傾角進(jìn)行驗(yàn)收。

(5)安裝管棚鋼管。

為綜合利用鋼管整料(即長(zhǎng)度為9 m 整)，基于管節(jié)長(zhǎng)度下為3 m、6 m，并分別予以奇偶數(shù)編號(hào)，奇偶數(shù)不同的管長(zhǎng)相差3 m(將下料好的管棚鋼管分節(jié)鋼管在專用管床上加工好外絲扣，棚管四周鉆φ15 出漿孔(靠暗洞口4.5 m 的范圍棚管不鉆孔);為便于入孔，首節(jié)鋼管管頭焊成圓錐形。大管棚鋼管分節(jié)安裝采用厚壁管箍工藝，絲扣連接，絲扣長(zhǎng)度150 mm，φ106 ×6 套絲鋼管長(zhǎng)30 cm，相鄰孔間管節(jié)奇偶錯(cuò)開，前期靠人工送管，當(dāng)阻力增大，人力無法送進(jìn)時(shí)，用10 t以上卷揚(yáng)機(jī)配合滑輪組多方向反壓頂進(jìn)，頂進(jìn)中始終保證反壓合力方向與孔軸線一致。

(6)孔口密封處理。

注漿前在每根管棚尾部用鋼板焊封管口，在鋼板上穿孔安裝兩通接頭。

(7)注漿。

大管棚注漿主要采用的漿液是水泥漿液，注漿用的漿液參數(shù)如下:水泥漿水灰比:1∶1，水玻璃濃度:35 波美度，水玻璃模數(shù):2.4，注漿壓力:初壓0.5～1.0 MPa、終壓2.0 MPa，現(xiàn)場(chǎng)注漿施工時(shí)根據(jù)試驗(yàn)合理調(diào)整注漿參數(shù)。在注漿的過程中應(yīng)該按照從低孔位向高孔位的順序進(jìn)行注漿，注漿的壓力應(yīng)該由小到大逐漸并且緩慢的升高，在注漿壓力達(dá)到終壓后繼續(xù)壓注5 min 以上，這樣可以有效的保證鋼管周圍的孔隙和鉆孔周圍的巖體都能夠被漿液進(jìn)行填滿，這樣才可以將注漿作業(yè)進(jìn)行結(jié)束。在注漿結(jié)束之后，需要使用水泥砂漿將鋼管內(nèi)部進(jìn)行填實(shí)，這樣可以將大管棚的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行有效的增強(qiáng)。

3.2 超前小導(dǎo)管支護(hù)施工

(1)鉆孔。

超前小導(dǎo)管主要是使用φ42 mm，壁厚為4 mm 的熱軋無縫鋼管加工制成，長(zhǎng)度根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，鋼管前段加工成錐形，尾部焊接φ6 鋼筋加強(qiáng)箍，管壁四周鉆φ6 mm 注漿孔。鉆孔時(shí)使用孔眼較管徑大20 mm 以上，用臺(tái)車鉆桿鉆孔并按設(shè)計(jì)控制鉆桿仰角，孔鉆好后，進(jìn)行吹眼，后再將鉆桿換釬尾，將導(dǎo)管以10°～15°外插腳貫入孔中，鋼管環(huán)向間距為40 cm，縱向排距為240 cm，外露20 cm，以便連接注漿管，同時(shí)需要將小導(dǎo)管周圍存在的空隙要進(jìn)行封堵，避免出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象。在施工中，小導(dǎo)管進(jìn)入巖石的一端應(yīng)該按照設(shè)計(jì)要求做成錐形，這樣可以保證裝管的順利性。如果鋼管入巖時(shí)比較困難，那么可以事先在管端采用比較簡(jiǎn)單的推進(jìn)工具，接著使用風(fēng)槍加速鋼管入巖。在鉆孔的過程中，應(yīng)該在小導(dǎo)管管壁的周圍按照設(shè)計(jì)要求鉆設(shè)φ6 花眼，每一個(gè)花眼之間的距離為0.15 m，并且花眼之間應(yīng)該互相交叉布置，這樣可以促進(jìn)注漿過程中漿液能夠有效的向圍巖擴(kuò)散。為了避免在注漿過程中出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象，嚴(yán)禁在小導(dǎo)管管尾的1.05 m 的范圍內(nèi)進(jìn)行花眼的布置，與此同時(shí)需要在鋼管頂端布置好止?jié){閥。表1 為超前鋼管施工規(guī)定值或允許偏差。

項(xiàng)次 項(xiàng)目 規(guī)定值或允許偏差1長(zhǎng)度/mm 不小于設(shè)計(jì)2孔位/mm ±50 3 鉆孔深度/mm ±50 4孔徑/mm 大于鋼管直徑+20

(2)注漿。

小導(dǎo)管注漿采用壓力—流量雙條件控制，使用KBY50/70 型注漿泵，其注漿壓力及注漿量與巖石裂隙、土壤滲透系數(shù)等有關(guān)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)而定。漿液材料初步擬定為水泥漿，水灰比W/C=0.5～1.0，注漿壓力一般控制在0.5～1.0 MPa，必要時(shí)在孔口設(shè)止?jié){塞。注漿材料、注漿方式及注漿壓力在實(shí)際操作時(shí)將根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際暴露的圍巖情況進(jìn)行調(diào)整，注漿完成后管內(nèi)用M30 水泥砂漿緊密填充。

4 結(jié) 語

綜上所述，在隧道施工中超前支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于隧道施工的安全和質(zhì)量是非常重要的，必須要根據(jù)工程實(shí)際情況采取合理的超前支護(hù)技術(shù)。在蹬嶺崗隧道施工中采取的主要超前支護(hù)技術(shù)是超前大管棚支護(hù)以及超前小導(dǎo)管支護(hù)技術(shù)，在實(shí)際工程施工中必須嚴(yán)格工程施工規(guī)范和要求進(jìn)行施工，從而保證工程隧道施工順利進(jìn)行。

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［3］雷春潔.超前支護(hù)在淺埋及軟弱圍巖隧道施工中的應(yīng)用［J］.鐵道建筑，2009，(6):89－90.