呂巖

一、工程概況

莆炎高速三明尤溪中仙至建寧里心段工程YA3標(biāo)段起點(diǎn)（K297+900）標(biāo)段線路總長(zhǎng)11.720km。設(shè)計(jì)速度100km/h，雙向四車道，整體式路基寬26m，分離式路基2×13m，最大縱坡3.85%。隧道為該標(biāo)段的重點(diǎn)施工內(nèi)容，采用到超前支護(hù)施工技術(shù)，包含大管棚支護(hù)和超前小導(dǎo)管支護(hù)兩種方式，共同創(chuàng)設(shè)安全的施工環(huán)境。

二、超前長(zhǎng)管棚施工技術(shù)分析

超前長(zhǎng)管棚材料選用的是Φ108×6mm熱扎無縫鋼管，按照40cm的環(huán)向間距有序設(shè)置。在明洞襯砌外設(shè)C30鋼架混凝土套拱（厚度為70m、縱向長(zhǎng)3.0m），以保證鉆孔方向的合理性。鉆孔過程中有一定的下垂變化趨勢(shì)，為抵御該部分變化，鉆孔方向適當(dāng)向上偏1～3°。

1.測(cè)量放樣。以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，測(cè)定縱向中軸線的位置、拱架腳高程及拱架的縱向間距。對(duì)于導(dǎo)向管的測(cè)量放樣，先準(zhǔn)確確定其平面位置，定在工字鋼架外輪廓線上；引入前后差距法，用于控制導(dǎo)向管的外插角，使該值穩(wěn)定在1～3°。

2.套拱施工。厚度為70cm、縱向長(zhǎng)2m的C30鋼架混凝土套拱，內(nèi)埋四榀I20b工字鋼，間距均為50cm。Φ14固定鋼筋與Φ133孔口管、I20b工字鋼焊接于一體，為保證連接的穩(wěn)定性，焊縫長(zhǎng)度至少為5d?？紤]到鉆孔和注漿的便捷性要求，在明洞開挖環(huán)節(jié)預(yù)留合適尺寸的施工平臺(tái)，以便在該處高效開展管棚和套筒的施工作業(yè)。

3.鉆進(jìn)成孔。按從左至右的順序?qū)?dǎo)向管編號(hào)，共形成51個(gè)編號(hào)。自下而上用鉆機(jī)鉆孔，鉆進(jìn)初期保持低速、低壓的運(yùn)行狀態(tài)，隨著鉆進(jìn)深度的增加，若無異常則逐步提高鉆進(jìn)速度。鉆進(jìn)期間加強(qiáng)對(duì)鉆機(jī)偏斜度的檢測(cè)與控制，及時(shí)糾偏。鉆孔順序?yàn)椋合茹@左側(cè)1號(hào)孔，再鉆右側(cè)51號(hào)孔，在此過程中同步對(duì)已鉆進(jìn)成型的1號(hào)孔注漿；隨后，鉆左側(cè)的2號(hào)孔，期間對(duì)右側(cè)已鉆進(jìn)完成的孔進(jìn)行注漿。按照前述方法對(duì)稱施工，及時(shí)將鉆孔和注漿作業(yè)落實(shí)到位。巖層條件較好時(shí)，一次成孔。因地質(zhì)條件欠佳或是施工方法不當(dāng)?shù)仍蚨?、卡鉆時(shí)，先根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)注漿，再繼續(xù)鉆進(jìn)。

4.清孔。鉆孔過程中產(chǎn)生的巖粉等雜物易堆積在孔內(nèi)，不利于管棚的安裝以及注漿，因此需清孔。用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭掃孔，并向孔底注入高壓風(fēng)，有效清理鉆渣。

5.管棚的制作與安裝。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在加工場(chǎng)分節(jié)制作管棚，鋼管接頭用絲扣連接，相鄰鋼管接頭錯(cuò)開量至少為1m。為注漿管編號(hào)，其中有孔注漿管為奇數(shù)號(hào)，無孔注漿管為偶數(shù)號(hào)。管棚安裝時(shí)注重對(duì)順序的控制，先將奇數(shù)號(hào)的注漿管安裝到位，再進(jìn)一步安裝剩余的管道（偶數(shù)號(hào)）。

6.注漿。注漿設(shè)備為KBY-50/70注漿機(jī)，材料為水泥漿液，水灰比1∶1。注漿時(shí)，分階段控制注漿壓力，初壓保持在1.0MPa，后續(xù)適當(dāng)提升壓力，終壓2.0～2.5MPa，通過壓力的作用，將漿液推送至指定位置。注漿完成后，及時(shí)清除管內(nèi)漿體，以免凝固，并用M30號(hào)水泥砂漿填充密實(shí)。

注漿施工環(huán)境復(fù)雜，可能出現(xiàn)異常狀況，此時(shí)需及時(shí)分析具體情況，采取合適的處理措施。若有小裂漿，則用麻絲（提前用水浸泡）填塞裂隙，并對(duì)漿液的配比等相關(guān)參數(shù)做靈活的調(diào)整，避免跑漿。若注漿壓力異常升高，則只注純水泥漿或清水。若有堵管現(xiàn)象，開啟孔口泄壓閥，將孔口進(jìn)漿閥關(guān)閉，停機(jī)后，查明具體原因并處理。巖土對(duì)管壁產(chǎn)生較大阻力時(shí)，前段可采用φ125mm鉆頭，后段則轉(zhuǎn)為φ120mm鉆頭，此時(shí)能夠有效頂入鋼管，順利施工。此外，在鋼管末端以焊接的方法增設(shè)擋圈，同時(shí)用膠泥麻筋箍成楔形，經(jīng)過相關(guān)處理后，有利于鋼管順利頂進(jìn)孔，同時(shí)也能夠保證鋼管外壁與孔壁的緊密貼合。

三、超前小導(dǎo)管注漿施工技術(shù)分析

根據(jù)隧道洞口Ⅴ級(jí)圍巖段的地質(zhì)特點(diǎn)，確定與之相適應(yīng)的注漿施工方法，即超前小導(dǎo)管注漿支護(hù)。通過漿液的注入，改善圍巖的力學(xué)性能，保證圍巖的穩(wěn)定性，同時(shí)封堵地下水，規(guī)避水損害問題。加之鋼架支護(hù)結(jié)構(gòu)的聯(lián)合應(yīng)用，共同構(gòu)成完整性較好的棚架式支護(hù)體系。

具體操作要點(diǎn)為：在加工場(chǎng)加工注漿小導(dǎo)管，外徑50mm，壁厚5mm，長(zhǎng)度5.0m，于管壁上鉆φ8mm壓漿孔（呈梅花形布置，間距為15cm），管口預(yù)留1m作為止?jié){段；注重對(duì)小鋼管兩端的處理，將前端加工成錐形，在尾端設(shè)加勁箍；用鑿巖機(jī)鉆孔，由施工人員將加工成型的小鋼管打入孔內(nèi)，再制備漿液，用注漿泵注入其中。

1.施工要點(diǎn)

（1）布孔：以噴射混凝土的方式封閉掌子面；測(cè)放孔位，做好標(biāo)記。

（2）鉆孔：作業(yè)設(shè)備采用的是風(fēng)洞鑿巖機(jī)，在預(yù)設(shè)的點(diǎn)位處鉆進(jìn)成孔；鉆孔后，向孔內(nèi)注入高壓風(fēng)，有效清理堆積在孔內(nèi)的巖粉等雜物，將孔內(nèi)沉渣量控制在合理范圍內(nèi)。

（3）封口、試泵：由施工人員將鋼管推送入孔，到位后用麻絲和錨固劑封堵管口；隨后，旋上孔口閥，將注漿管路連接成型，使其具有通暢性與嚴(yán)密性。注漿前試運(yùn)行20min，判斷注漿系統(tǒng)的實(shí)際使用情況。注漿泵壓水，用于檢查管路是否滲漏以及設(shè)備是否異常，隨后再壓水試驗(yàn)，此舉可沖洗巖石裂隙內(nèi)的雜物，形成更加通暢的注漿通路。

（4）漿液配制：提前組織試驗(yàn)，確定合適的漿液配合比。本次施工中，漿液為C30水泥漿，用臥式攪拌機(jī)生產(chǎn)。制備漿液時(shí)，嚴(yán)格控制原材料的用量以及加料的順序、速度，予以充分的攪拌，以防漿液結(jié)塊。遵循隨拌隨用的原則，在保證供料充足的前提下，避免漿液過量供應(yīng)，否則會(huì)造成浪費(fèi)。對(duì)于制備好的漿液，先對(duì)其做過濾處理，此后方可進(jìn)入泵體，此舉目的在于篩除漿液中不利于施工的雜質(zhì)，避免注漿管路或泵體遭堵塞。

（5）注漿：注漿設(shè)備采用的是UB-3型注漿泵，在清孔到位的前提下，按照自下而上的順序注漿，且漿液的濃度做到先稀后濃。若注漿期間有串漿或跑漿的異常狀況，則隔孔灌注漿液。注漿壓力的控制是注漿施工中的重點(diǎn)內(nèi)容，首先啟用注漿泵，待該設(shè)備維持正常運(yùn)行狀態(tài)后，關(guān)閉泵口閥門，暫停泵的運(yùn)行，由專員結(jié)合實(shí)際情況旋轉(zhuǎn)壓力調(diào)節(jié)旋鈕，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)油壓（使其達(dá)到特定的油壓要求）。正式注漿時(shí)，若注漿阻力增加，為將漿液注入指定位置，對(duì)應(yīng)的泵壓應(yīng)有所提升。

（6）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：注漿施工采取的是“雙控方法”，即注漿壓力和注漿量均要同時(shí)滿足要求，只有在此前提下，方可結(jié)束注漿作業(yè)。以單管設(shè)計(jì)注漿量為標(biāo)準(zhǔn)，若實(shí)測(cè)注漿壓力達(dá)到終壓值且穩(wěn)壓時(shí)間維持20min及以上，盡管此時(shí)的進(jìn)漿量不達(dá)標(biāo)，也依然可結(jié)束注漿作業(yè)。

（7）注漿裝置的清洗：經(jīng)過注漿施工后，及時(shí)將注漿混合器及注漿系統(tǒng)清洗干凈，以免固結(jié)在裝置上。

（8）注漿質(zhì)量檢驗(yàn)：以開挖的方法檢查，判斷漿液的滲透以及固結(jié)情況；根據(jù)注漿施工數(shù)據(jù)生成壓力漿量曲線圖，據(jù)此展開分析。

2.注漿施工中異常狀況的處理思路

（1）串漿時(shí)，同時(shí)啟用多臺(tái)泵，同步注漿；除此之外，也可堵塞串漿孔，隔孔注漿。

（2）注漿壓力異常增加時(shí)，可能出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，此時(shí)隨即停機(jī)，檢查實(shí)際情況，采取可行的處理措施。

（3）進(jìn)漿量在短時(shí)間內(nèi)異常增加、注漿壓力長(zhǎng)期維持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)（未按照要求提升）時(shí)，則對(duì)漿液的配合比、濃度做合理的調(diào)整，縮短凝膠時(shí)間，并轉(zhuǎn)變注漿施工方法，以小量低壓力注漿的方法為宜，或是采取間歇式注漿的方法，延長(zhǎng)漿液在裂隙中的停留時(shí)間，使其凝膠。但需注意的是，漿液在裂隙中的停留時(shí)間不宜過長(zhǎng)，即不可超過混合漿的凝膠時(shí)間。

四、結(jié)語

綜上所述，高速公路隧道施工環(huán)境復(fù)雜，潛在圍巖失穩(wěn)、變形等諸多隱患。在工程實(shí)踐中，需結(jié)合實(shí)際情況，采取行之有效的超前支護(hù)措施，提升圍巖的承載性能，保證圍巖的穩(wěn)定性。通過本文的分析，提出一些高速公路隧道超前支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)，希望可作為同仁的參考。