２０１３年４月 豫黼圈蓑晦 交通建设 【文章编号】１６７３—００３８（２０１３）１０—０２８９—０２ 隧道塌洞处理施工技术的分析 贾进勇 （中铁九局集团第六工程有限公司） 摘 要：隧道设计规范适用于山岭隧道，对城市化区域较多采用的浅埋隧道并无规章规范可依。本文笔者结合项目隧 道的施工，开创了隧道设计的先河。 关键词：隧道；基坑支护 沿途所经区域均属高度城市化区域。常驻人口达１Ｏ万人以 面破碎围岩进行素喷Ｃ３０混凝土７ｃｍ厚进行临时封闭；然后沿 上。为保护环境质量和地方经济发展需要，某高速在该路段采用 桩号ＳＫ２３２＋６８６拱部开挖轮廓线以上５ｃｍ位置施打单排 了类似城市隧道的明挖浅埋隧道，设计行车速度为１００ｋｍ／ｈ，由 ＋８０＠３００、Ｌ＝１５ｍ的超前管棚（外插角１￣３。），注浆后对前面塌方 于隧道平面存在５５０ｍ小半径曲线，运营期隧道中行车按８０ｋｍ／ｈ 部位进行超前支护（见图１、图２所示）； 限速。隧道总长为１９８８ｍ。隧道结构形式采用左右线整体式框架 结构。 １场地工程概况 隧道地处地处剥蚀残丘间夹洼地或三角洲平原地貌，地形有 一定起伏，地面标高约ｌ０．３０～２７．５４ｍ，东高西低。隧道岩土层主 要由第四系冲积粘性土、砂层、海陆交互相软土及残积粘性土层 及基底震旦系混合岩系及少量中侏罗统的砂岩、泥质粉砂岩组 成。勘察未发现活动性断裂在场地内通过，从区域地质角度出 发，场地是稳定的。从岩土工程角度出发，场地土属中硬场地土 类型，仅局部见有不良地质或特殊性岩土分布，工程场地稳定性 较好。坡积土层，具一定的承载能力，可作为隧道的天然地基持 图１桩号ＳＫ２３２＋６８６ ＳＫ２３２＋６７１塌方支护示意图 力层，基岩各风化带，风化程度差异较大，岩面起伏亦较大，承载 能力和基坑侧壁自稳能力较好，但具有遇水软化特点。场区内地 下水贫乏，主要的含水层砂层局部分布，埋藏较浅，厚度不大，地 下水富水程度一般。场地内部分地段地下水对混凝土结构有分 解类弱一中等腐蚀性，设计施工时按有关规范规定采取防腐措 施。地下水控制避免进行大面积长时间排水降水，宜采用侧向截 流加坑底固化截水措施。 ２支护措施 图２桩号ＳＫ２３２＋６８６塌方支护示意图 因塌方处在洞口，决定从洞口桩号ＳＫ２３２＋６８６单侧对前面 （２）由于该段围岩较差，为减轻光爆对周边围岩的扰动，确保 塌方段进行扩挖支护处理。 扩挖施工安全，按照每次进尺１．５ｍ进行掘进，不再进行爆破，只 （１）为确保扩挖支护施工安全，首先对桩号ＳＫ２３２＋６８６掌子 一块轨道板精调完成后，暂不移动后视棱镜和４号标架，连续测 前完成了轨道板铺设任务。 量第二块板，将测得的偏差显示到调板工人，并指示调整，然后 利用工人正在调板的时间完成重新架设后视棱镜和４号标架的 参考文献 操作，使Ｎｉｔ￣Ｎ始终与调板作业同步进行，不耽误时间。 ［１］《京沪高速铁路ＣＰＭ控制网测量作业指导书》．京沪高铁建设总指挥部， ５结束语 ２０１０（１）． 通过严格的控制、方法和操作的改进，有效的提高了ＣＲＴＳ 【２】 沪高速铁路ＣＲＴＳⅡ型轨道板精调作业指导书》．京沪高铁三标段一 Ⅱ型轨道板精调测量的精度、效率，并使施工工期大大缩短，提 工区，２０１０（１）． ［３］《高速铁路工程测量规范》试行版．中华人民共和国铁道部，２０１０． ・２８９・ 交通建设 用钩机开挖，避免再次出现塌方； ５ｃｍ厚进行临时封闭，并架立型钢拱架支护； 蕾赫蜀蒜持 ２０１３年４月 花型布置，钢管尾部２ｍ不钻孔作为止浆段；管头焊成圆锥形，便 （３）完成开挖后，及时对扩挖暴露面进行素喷Ｃ３０混凝土 于入孔；②棚管采用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。 注浆：①安装好有孔钢花管后即对孔内注浆；②浆液采用Ｐ． （４）完成掘扩１．５ｍ后，沿桩号ＳＫ２３２＋６８６拱部开挖轮廓线 Ｏ．４２．５级普通硅酸盐纯水泥浆、水灰比１：１；③采用液压注浆机将 以上５ｃｍ位置施打单排＋４２＠２００、Ｌ＝６ｍ注浆小导管（外插角 水泥浆注入管棚钢管内，初压０．５ＭＰａ，终压１．０ＭＰａ，持压１５ｍｉｎ ３ｏ），并沿开挖轮廓线施打单排＋３２＠２００、Ｌ＝６ｍ超前锚杆（外插 后停止注浆。注浆量浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周 角１－３ｏ），超前锚杆与小导管呈梅花型上、下交错布置（见图３所 岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填，方可终止注浆；④注浆结束 示）： 后及时清除管内浆一般为钻孔圆柱体的１．５倍，若注浆量超限， 未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注液，并用Ｍ５．０号水泥 砂浆充填，增强管棚的刚度和强 ３．２超前小导管施工 （１）施工机具：气腿式手风钻。 （２）施工方法： 注浆参数：注浆压力：０．５ＭＰａ；扩散半径：３０ｃｍ；环向导管间 图３桩号ＳＫ２３２＋６８１、ＳＫ２３２＋６７６塌方支护示意图 距：２０ｅｍ；导管长度：６ｍ；导管外插角３ｏ；浆液为Ｐ．０．４２．５级普通 （５）掘扩支护至桩号ＳＫ２３２＋６８１时，再次沿拱部开挖轮廓线 硅酸盐纯水泥、水灰比１：１。加工小导管：小导管采用＋４２ｒａｍ的无缝钢管，管长６ｍ；小 以上５ｅｍ位置施打单排＋４２＠２００、Ｌ＝６ｍ注浆小导管，并沿开挖 ａｍ，孔距３００ｍｍ，四周梅花状布设出浆 轮廓线施打单排＋３２＠２００、Ｌ＝６ｍ超前锚杆，超前锚杆与小导管 导管上出浆孔直径为＋６ｒ呈梅花型上、下交错布置。 孔。 ３施工方法及工艺 ３．１超前管棚施工 管棚加固机理：沿开挖轮廓线外打入一排纵向钢管，并且在 插入钢管后，再往管内注浆以固结软弱围岩、充填钢管与孔壁之 间的空隙，使管棚与围岩固结紧密，以提高钢管的强度。开挖后 架设钢拱架支护，共同形成牢固的棚状支护结构。 ３．１．１施工工艺流程 布孔：沿设计开挖轮廓线进行布孔，风钻钻孔，孔径需较管径 大２０ｍｍ以上，钻孔外插角应控制在３。。 安设小导管：将小导管插入钻孔，外露２０ｃｍ，以便连接注浆 管并用塑胶泥将小导管周围空隙封堵严实。 注浆：注浆前先冲洗管内积物后在注浆，浆液先稀后浓，顺序 是由下而上向小导管内注浆，小导管注浆压力严禁超过允许值， 以防压裂工作面，同时还要控制注入量，若孔口压力已达到规定 施工准备一测量放样一开孔一跟管钻进一封孔一注浆一检 查验收。 ３．１．２施工机具及方法 值，可结束注浆；注浆后工作面的开挖时间应在注浆结束后８ｈ （纯水泥浆液）。 施工注意事项：施工过程中要严格按照设计布眼；钢管外插 角要严格控制；操作过程中要严格规范程序操作；钢管要与拱架 焊接牢固，注浆后注浆孔要堵塞密实。 （１）施工机具：潜孔钻。 （２）施工方法： 施工参数：钢管沿隧道拱部开挖轮廓线外５ｃｍ布置；钢管环 向间距为３０ｃｍ；外插角ｌ～３。；管棚长度１５ｍ，热轧无缝钢管 ＋８０ｍｍ、壁厚５ｍｍ。注浆泵选用４．０ＭＰａ以上，注浆压力：１．０ＭＰａ； 浆液采用Ｐ．Ｏ．４２．５级普通硅酸盐纯水泥浆、水灰比１：１。 ４围岩收敛稳定分析 塌方支护处理完成后，为了检测围岩的稳定性，在ＳＫ２３２＋ ６７６部位利用水准仪进行拱顶下沉量测，利用周边收敛仪进行围 岩周边收敛量测，收敛位移量测是监控围岩变形的主要手段。 假定拱项只产生竖向位移，侧墙只发生水平位移。量测频率 钻孔：①为了便于安装钢管，钻头直径采用 １１０ｒａｍ；②岩性 较好的可以一次成孔；钻进时产生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻 和时间在塌方支护处理完成后２ｄ进行，开始时１０ｄ内三测线以 ２ｄ进行，后１５ｄ内５ｄ两次，１个月后，一般来说位移值已收 进；③钻机开钻时，可低速低压，待成孔１．０ｍ后可根据地质情况 １次／２ｍｒｒｄｄ以下，不再量测。 逐渐调整钻速及风压；④钻进过程中经常用测斜仪测定其位置， 敛，只有０．并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过 ５结束语 大胆借鉴了地铁、市政、建筑行业的成功经验，突破公路山岭 程中出现的事故；⑤钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头 按同心圆钻进；⑥认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩 隧道设计建设的局限和相应行业技术标准的空白，在隧道结构、屑进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报，作为指 基坑支护、抗浮设计等方面，将铁路、建筑、岩土等行业的成功实 践与交通行业既有的经验进行了整合，填补了高速公路明挖浅 导洞身开挖的依据。 清孔验孔：①用钻杆配合钻头（ １１０ｍｍ）进行来回扫孔，清 埋隧道设计的空白，对后续类似项目的设计有重要的参考价值。除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔；②用高压气 从孔底向孔口清理钻渣；③用经纬仪、测斜仪等检测孔深，倾角， 外插角。 安装管棚钢管：①棚管四周钻 ８出浆孔，孔距３０ｅｍ，呈梅 ・２９０・