２０１３年第１０期 （总第２３６期） 黑龙江交通科技 ＨＥｌＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＩｚＪ Ｎｏ．１０，２０１３ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２３６） 岩内隧道出口进洞施工技术方案 符治安 （贵阳公路桥梁工程有限公司） 摘要：根据厦（门）安（溪）城际快速路岩内隧道出口进洞段的成功施工，总结了浅埋、地质条件极差段进洞 施工的宝贵经验，提出了正交斜做的施工措施，可供同类工程参考。 关键词：岩内隧道；浅埋；套拱；长管棚 中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１３）１０—０１０２—０２ １工程概况及地质条件 岩内隧道为厦门至安溪城际快速路（站北互通～厦门 互通段）上难度较大的工程之一，岩内隧道为双向分离式隧 道，隧道左右线均按双车道设计，起点桩号为ＺＫ１８＋７３０、 ＹＫ１８＋７３０，往南沿线分别下穿规划站北五路、规划东浦一 路、在建福厦铁路、规划站南路、岩内小学及部分民房，埋深 ４～２０ ｍ不等，属浅埋隧道，终点桩号为ＺＹＫ１９＋７５８、 ＹＫ１９＋７４８。隧道结构形式由分离式明洞、分离式暗洞组成。 隧道出口局部位于池塘，原始地貌类型为冲洪积阶地， 隧道洞顶以上范围内主要为素填土、含有机质高液限粘质 土、中液限粘质土，洞身岩土层主要为中液限粘质土、含细粒 土中砂及残积低液限粘质土，围岩级别为Ｖ级。隧道整体围 岩地质条件较差，极易坍塌变形。 南侧出口暗洞段接明洞，明洞顶为福（州）厦（门）铁路， 围岩条件极差，地下水位较高，埋深较浅（４—８ ｍ不等），前 方３０ ｍ有民房（三层楼），施工难度大，为确保能够安全进 洞，特制定此方案。 ２施工技术方案 ２．１边仰坡防护措施 操作。钻孔由两台钻机从高孔位向低孔位对称进行，可缩短 移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位。 ②钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行， 必须精确核定钻机位置。用全站仪、挂线、钻杆导向相结合 的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孑Ｌ口管轴线相吻合。 （４）钻孔 边仰坡开挖后，立即采用８ ａｍ厚Ｃ 挂网喷射混凝土 （钢筋网ｄ＃６．５×中６．５间距２０ ｅｍ×２０ ｅｍ）进行封闭坡面， 仰坡采用中２２（梅花型布置间距１５０ ｅｍ×１５０ ｃｍ）Ｌ＝３．５ ｍ 长砂浆锚杆进行加固，边坡采用ｄ９２２（梅花型布置间距 ２００ Ｘ２００ ｏｍ）Ｌ＝３．５ ｍ长砂浆锚杆进行加固。 ２．２施作套拱及管棚 （１）洞Ｉ＝Ｉ仰坡喷锚加固后，开始施作Ｃ 。钢筋混凝土套 ①为了充分扩孔便于安装钢管，钻头直径采用西１１５ ｍｍ。 ②钻孔顺序一般由高孔位向低孔位进行。 （５）清孔验孔 ①用地质岩芯钻杆配合钻头（ １１５ ｍｍ）进行来回扫 孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。 ②用高压风从孔底向孔口清理钻渣。 ③用全站仪、测斜仪等检测孑Ｌ深，倾角，外插角。 （６）安装管棚钢管 ①管棚长度为４０ ｍ，热轧无缝钢管 １Ｏ８ ｍｍ，壁厚 ６ ｍｍ，节长３ ｍ、６ ｍ。管棚接长采用管箍丝ＩＺｌ连接。钢管应 在专用的管床上加工好丝扣，棚管四周钻中１５出浆孔（外端 ３ ｍ的棚管不钻孔）；管头焊成圆锥形，便于入孔。钢管布置 在圆心角１５０。的隧道拱部，钢管环向间距４０ ｅｍ，距隧道衬 砌结构外轮廓７２ ｃｍ，倾角：钢管轴线外插１。，方向：与路线 中线平行。 ②棚管顶进采用钻孔引导和棚管机钻进相结合的工艺， 利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。管箍壁较钢管厚。 然后把钢管顶入注浆孔内。 拱，作为长管棚的导向墙，套拱分三步施工，第一步根据卸载 平台施作拱部套拱，套拱施作需嵌进边坡３０～５０ ｅｍ，套拱 倾斜坡度１：０．７５。第二步进行长管棚施工，管棚钢管施作 完成后，进行长管棚注浆。第三步注浆完成后，将套拱边墙 先后依次落底。套拱在初期支护外轮廓线外施作，套拱内钢 筋拱架与管棚孔口管焊成整体。考虑预留变形量，套拱应加 大１２ ｏｍ施工。 套拱边墙落底注意事项：套拱边墙接长施工时，严禁两 侧同时进行开挖施工。边墙施工采用单侧施工，在一侧边墙 施工完成后，再进行另外一侧边墙施工。 ③接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错 开。下管前预先按设计对每个钻孔的钢管进行配管和编号， 以保证同一断面上钢管接头数不超过５０％，相邻钢管接头 至少错开１ ｍ。 ④棚管安装要及时、快速，以保证在钻孔时稳定地将钢 管送到孔底。在钻孔成孔后，立即进行扫孔、清孔，然后进行 管棚钢管安装，再进行下一钻孔施工。严禁将成孔空放，在 没安装管棚钢管的情况下，进行下一钻孔的施作。管棚安装 时，首先利用人工送管，当阻力增大，人力无法送进时，借助 钻机顶进。 （７）偏斜修正 钻孔中及压入钢管的偏斜，可由每隔５ ｍ测定钻孔的偏斜 而知，当钻孔发生偏斜时，需退出钻杆，重新钻进，接近偏斜部位 （２）孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾 角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。在导拱圆环内按 设计间距布置管棚孔位，按设计角度预埋孔口导向管（导向 管采用ｑ１ｆ２７钢管，壁厚４ ｍｍ，长２．０ ｍ），复核导向管的角 度。孔口管应牢固焊接在钢筋拱架上，防止浇筑混凝土时产 生位移。 （３）钻机定位 ①钻机平台：利用刷坡土方进行钻机平台整修，平台要 求密实、平整、稳固，有利于人员对钻机、接长钻杆等工序的 收稿日期：２０１３一Ｏ６—０７ 时，减小钻进速度，待穿过偏斜部位后，再进行正常钻进。 防止偏斜注意事项：（１）钻孑Ｌ前钻机的安装要牢固。 （２）精确测定导向管的位置和方向。（３）钻孔中防止钢管在 导向管上震动。 （８）注浆 ①管棚注浆选用注水泥砂浆。注浆材料：ａ水泥：４２５普 通硅酸盐水泥，ｂ经过检验合格的水。 ②浆液严格按设计配合比试配。注浆参数一般选用值： 纯水泥浆水灰比１：１—１：１．５。 作者简介：符治安（１９８０一），男，贵州贵阳人，工程师，从事交通土建施工技术管理工作。 ・１０２・ 第ｌ０期 符治安：岩内隧道出口进洞施工技术方案 总第２３６期 ③注浆前对所有孔眼安装止浆塞，对管口与孔口外侧进 行密封处理。注浆泵先压水试压，当压力达到０．５ ＭＰａ时， 稳压２ ｍｉｎ，以此冲刷坍体孔隙，扩大浆液通路，提高浆液渗 透性。 ④浆液采用拌合机制浆，注浆泵注入管棚钢管内。注浆 顺序从两侧拱脚向拱顶，采取注浆终压（０．７～１．０ ＭＰａ）和 注浆量双控注浆质量，拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶。注 浆时相邻孔眼需间隔开，不能连续注浆，以确保固结效果，又 达到控制注浆量的目的。 ⑤注浆初始压力为０．５—０．６ ＭＰａ，终止压力为０．７— １．０ ＭＰａ；持压１５ ｍｉｎ后停止注浆。 ⑥若注浆量超限，未达到压力要求，应停止注浆，在 — ／ ３Ｏ一４５ ｍｉｎ后，再继续进行注浆，如果注浆压力还没有变化， —／ 则停止注浆，进行下一个钢管注浆；如果注浆压力还达不到 设计压力，则终止注浆，进行下一个钢管注浆。 环形开挖预留核心土法 ⑦注浆结束后及时清除管内浆液，并用３０ 水泥砂浆充 （２）开挖②部，开挖完成后，立即进行混凝土初喷封闭， 填，增强管棚的刚度和强度。 再进行格栅钢架安装。安装时，必须保证与拱部格栅钢架连 （９）注浆过程中异常现象的处理 接在同一垂直环向平面，并密切、牢固，底脚用锁脚锚杆 ①注浆过程中如发生串浆或跑浆时，采用稍加停机，再 （管）进行固定，根据施工围岩情况，对①部格栅钢架底脚增 压浆或将串浆孑Ｌ堵塞的方法。但停机时间不能超过管内混 加水平支撑。 合浆液的凝胶时间。 （３）开挖③部，开挖完成后，立即进行混凝土初喷封闭， ②若在注浆过程中遇到空隙率较大，注浆量很大而注浆 再进行格栅钢架安装。安装时，必须保证与拱部格栅钢架连 压力上不去的情况，以控制注浆量为主，在达到设计注浆量 接在同一垂直环向平面，并密切、牢固，底脚用锁脚锚杆 后，稍施稳压即可停止注浆。 （管）进行固定。 ③注浆过程中应密切注意注浆压力，若压力突然迅速上 （４）开挖④部，在开挖前，①②③部初支混凝土喷射达 升，则可能堵了管，应立即关闭注浆泵，疏通管路后方能继续 设计要求。 注浆，否则会造成爆管浆液喷出伤人。 （５）开挖⑤部，开挖前，利用核心土对②③部的格栅钢 ２．３套拱段施工 架底脚进行水平向支撑，格栅钢架连接处采用点焊，并焊接 由隧道洞口套拱底脚首先施工，每开挖０．５ ｎｌ，立即进 牢固，避免由于围岩收敛而导致初支失稳。开挖完成后，立 行不成环１１８工字钢初期支护，支护内轮廓为套拱内轮廓 即封闭开挖面，然后进行格栅钢架接长，同理底脚用锁脚锚 线，顶端支撑在套拱上，（套拱在施作过程中，底面预留纵向 杆（管）固定。 水平步距０．５ ｍ，２０ ｅｍ平台作为钢支护的支点），在施工到 （６）开挖⑥部，施工方法同开挖⑤部。 套拱端部时，利用２榀并行Ｉ１８钢架连接支护。套拱段开挖 （７）开挖⑦部，开挖完成后，进行仰拱格栅钢架安装，完 完成后，立即进行仰拱施作，并进行仰拱回填混凝土到设计 成格栅钢架成环。 标高，随后进行矮边墙施工，以确保套拱段围岩及套拱的稳 ３结束语 定和安全。 通过以上施工技术方案的严格实施，该隧道已成功掘进 ２．４采用环形开挖预留核心土法进洞 了３０多ｍ，通过监控量测发现沉降在合理范围内，能保证隧 施工步序如下。 道施工及民房的安全，为以后类似隧道工程积累了宝贵的施 （１）开挖①部，进尺０．５ ｍ，开挖后立即进行混凝土初喷 工技术。 封闭开挖面，然后进行拱部钢拱架支撑并用锁脚锚杆（管） 参考文献： 固定，在拱部用２根圆木对钢架进行支撑，两根园木距隧道 ［１］公路隧道施工技术规范（ＪＴＪ ０４２—９４）［Ｓ］．北京：人民交通出 中线１．６—１．８ ｍ，圆木底端采用５ ｅｍ木板进行支垫，以保证 版社。１９９５． 圆木的支垫效果。 ［２］ 黄成光．公路隧道施工［Ｍ］．北京．人民交通出版社，２００９． （上接第１０１页） 已初凝，混凝土抱死导管；浇筑速度过快，混凝土塌落度小 易导致孔壁坍塌。应该注意，首先选用粘度、较大密度、胶体 等，这些情况都会造成浮笼。应该注意，经常上下提动导管， 率的优质泥浆，控制钻进速度，在岩溶地质上进行操作，然后 控制埋管深度在２～６ Ｉｎ，｝昆凝土供应要连续；混凝土塌落度 确定护筒埋设已进入硬土层，最后保证孔内水位高于承压水 不能太小，宜在１８—２２ ｔｉｎ。 位，钻进时及时补充泥浆。 ７．５断桩 ７．２斜孔 断桩一般发生在以下这些情况：导管提升过猛，其再次 当遇到倾斜的岩面地质时，一边硬一边软，如稍有不注 插人混凝土时将泥浆带入；混凝土浇筑时间长或混凝土浇筑 意就会造成斜孔。应该注意，往孑Ｌ内填人片石，在有倾斜状 中间停顿时间长，而导致初凝混凝土破坏，使泥浆进入。应 的软硬地层钻进时，先进行低锤快击造成一个较紧密的平台 该注意，提拔导管不可过猛，并勘测混凝土顶面高度，随时掌 后，使孔底表面略平，再提高锤正常冲击加快速度。 握埋管深度，避免塞管及导管脱离混凝土面；做好混凝土供 ７．３卡锤 应工作，保证混凝土的连续供应。 钻进速度太快，地质情况不明，岩面倾斜、孤石和溶洞时 等，容易造成卡锤。应该注意，首先选用粘度、较大密度、胶 参考文献： 体率的优质泥浆，控制钻进速度，在岩溶地质上进行操作，然 ［１］杨作兴，黄震．岩溶地层中钻孔桩施工技术［Ｊ］．铁道建筑。 后确定护筒埋设已进入硬土层，最后保证孔内水位高于承压 １９９５，（１１）：７—１１． 水位，钻进时及时补充泥浆。 ［２］张金柱，杨荣．岩溶地层冲击钻孔灌注桩施工［Ｊ］．铁道建筑， ７．４灌注时浮笼 １９９９，（１０）：２２—２３． 灌注混凝土时，混凝土供应不上，或者埋管过深，混凝土 ［３］ 吕云峰．浅谈岩溶地层钻孔桩施工技术［Ｊ］．安徽建筑，２００３， （６）：８５—８６． ・１０３・