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长管棚在红岩隧道坍方体治理中的应用浙江省隧道工程公司主要内容•一．工程概况•二．工程地质条件•三．塌方体治理方案•四．塌方体治理措施•五．施工注意事项•六．治理效果分析一、工程概况浙江省隧道工程公司红岩隧道地处泰顺县境内，是双车道隧道。施工过程中遇到长达44米的断层带，首先采用了下侧壁导坑掘进，同时采取加强喷砼和抬棚架强行通过大断层的临时支护体系。由于地质条件急剧变坏，坍方频繁，我们重新采取缩小导坑开挖断面并加强抬棚（密排棚架）支护措施，实现了全隧道的小导坑贯通。但在随后的断面扩挖施工中，原来由抬棚支撑的岩体发生了大坍方，坍方破坏了原已安设好的抬棚，并由原先的粉末状变为间杂岩块，坍空区已延至断层外基岩影响带，坍方高度约50m，坍方长度约23m。浙江省隧道工程公司二、工程地质条件坍方体位于断层破碎带，与隧道轴线斜交，长度44m，为大型压扭性大断层。断层破碎带岩性由灰色砂砾岩、断层泥及角砾岩组成，岩石强烈高岭土化及縻棱岩化，并呈角砾状松散结构，岩石整体性差，易失稳、局部有渗水。浙江省隧道工程公司三、塌方体处理方案由于坍方体范围较大，围岩扰动强烈，地下水发育，坍方体岩质极不均匀且坍碴松散而无任何稳定能力，因此使坍方体具有一定的支承力和自稳能力是保证开挖安全的技术关键。坍方体治理方案：管超前、预注浆、多循环、短开挖、强支护、勤量测、早封闭。工作面预注浆长管棚施工小导管施工，上、下半断面开挖与支护底板开挖与支护二次衬砌施作与铺设坍方治理流程图浙江省隧道工程公司四、塌方体治理措施在隧道坍方体前方围岩较为稳固的位置将设计断面扩挖1m做为施作长管棚的工作室，并在开挖轮廓线外预埋外插角为4°（隧道坡度为1°）的Φ127导向管，钢管长为3m，间距为30cm；同时在工作面内预埋外插角为1°，长度为3m，间距为30cm的Φ108导向管。导向管预埋完毕后用模筑砼固定，以保证长管棚或工作面预注浆孔施工时的钻孔方位和间距基本不变。（一）、预埋导向管浙江省隧道工程公司四、塌方体治理措施在坍方段体两端分别浇筑厚度为70cm和50cm的C25模筑砼止浆墙。砼止浆墙上、下部分要用Φ25螺纹钢伸入开挖轮廓线以外1m，钢筋间距为50m，并且要与模筑砼振捣密实以保证预注浆的质量。（二）、浇筑止浆墙浙江省隧道工程公司四、塌方体治理措施工作面预注浆是采用分段前进式注浆，第一段注浆长度为8m，其余的每段长5m。浆液类型以水泥单液浆为主，必要时采用C-S双液浆。工作面预注浆的目的是对工作面和开挖轮廓线附近的松散体进行充填和固结，以保证长管棚钻孔方位的精度，同时也稳固工作面，给管棚提供足够的支撑力，确保工作面的开挖安全。（三）、工作面预注浆浙江省隧道工程公司四、塌方体治理措施隧道拱部开挖轮廓线外（钻孔中心距隧道开挖轮廓线50cm）钻凿仰角为4°的近水平钻孔，钻孔间距为30cm，孔长为26m。钻孔应一次性成孔，如遇到个别部位不能成孔时，可注入少量的C-S双液浆再进行钻凿。钻孔完毕后，采用机械或工人将直径为Φ89mm，厚度为5mm的无缝钢管分节顶入钻孔底部。钢管节间以丝扣连接，相邻钢管的节间缝应相互错开3m。管棚注浆采用分段后退式注浆，分段长度为5m~8m，并且分三序孔注入，注入的顺序依次为C-S双液浆、水泥单液浆、水泥砂浆。注浆应在钻孔下管完成后立即进行，以便在钻凿相邻孔时做为当前注浆孔的检查孔，并且所有管棚钢管内均用C30水泥砂浆充填，以加强钢管的强度。（四）、施作长管棚浙江省隧道工程公司四、塌方体治理措施长管棚注浆加固范围有限，很难达到4m的加固圈，为此在开挖施工过程中，应施作小导管注浆补强。小导管采用Φ32焊缝钢管，每根长度为5.5m，拱部间距60cm、周边间距75cm、排距1.5m、外插角41°；并且小导孔上的出浆孔采用梅花形布置，间距为20cm，孔径为5mm。小导管采用分段后退式注浆，先注入长度为60cm的C-S双液浆以加固最外层1m范围，造设止浆壳体，限制后注入水泥单液浆的扩散范围，防止水泥单液浆的流失；后注入的水泥单液浆以使固结体具有较高的强度及较好的耐久性。小导管补强注浆的目的是进一步提高坍方体固结强度，同时又起到超前支护及注浆锚固的双重作用。（五）、小导管注浆浙江省隧道工程公司四、塌方体治理措施隧道开挖采用人工开挖，但围岩稳固处可采用松动爆破后，再进行人工开挖。开挖分上、下半断面短台阶分部施工，台阶长度5m，循环进尺0.5m。上半断面采用预留核心土环形开挖，以确保掌子面的稳定与安全；下半断面采用左右错开马口式开挖，马口错开的长度为3~5m。隧道开挖与小导管注浆穿插进行，即每施工一排小导管，隧道开挖及初期支护施工3个循环。并且初期支护应紧跟隧道开挖，做到随挖随支。初期支护应在开挖完成后即时施工，以确保支护体系的及时封闭，尽早减少围岩的暴露时间，改善隧道结构的受力条件。（六）、隧道开挖与初期支护浙江省隧道工程公司四、塌方体治理措施采用监控量测技术，掌握洞室结构的动形变化，检验初期支护参数与施工方法的合理性，为修正支护参数和施工方法提供理论依据。（七）、监控量测浙江省隧道工程公司五、施工注意事项1、应严格控制长管棚、小导管的间距与方位，以确保施工质量与施工安全。2、若注浆量大，但注浆压力上不去时，应采取间隔注浆，调整浆液凝固时间，防止浆液流失。3、管棚的棚架安装在导向管的护拱上，随着隧道掘进，长达23m的坍方体重量主要作用在护拱上，因此在隧道掘进的同时应加强对护拱的变形量测，以便发生变形异常时采取加强支护等措施。4、在钻孔或开挖时应加强对注浆效果的检查，对注浆薄弱处应立即进行注浆补强处理。浙江省隧道工程公司六、治理效果分析隧道掘进的顺利贯通，表明采用长管棚、小导管结合超前预注浆技术治理红岩隧道坍方体是较为成功的，也达到了设计与施工的目的。1、在钻凿长管棚钻孔的过程中，除个别钻孔稍有卡钎外，其它大部分成孔情况都比较好，钢管顶入也比较顺利，故说明工作面预注浆取得较好的效果。2、小导管外插角41°，注浆后填补了长管棚注浆的不足，同时也起到了超前支护的作用。3、原开挖的小导坑虽已坍塌，但由于木抬棚的支撑，工作面内依然存在许多空洞，这使实际注浆量比设计量增加很多。4、原设计开挖采用上、下短台阶，上台阶预留核心土环形人工开挖，但我们在开挖过程中发现长管棚、小导管及工作面预注浆的施工效果比预期还好，于是我们改变原来的开挖方法，采用上台阶开挖，而且每循环进尺都达到1.5m。浙江省隧道工程公司结语我们通过采用长管棚、小导管结合超前预注浆技术对红岩隧道坍方体进行实施治理后取得了较大的成功，给我们今后在治理似类的病害工程提供较为宝贵的施工依据，同时也给我们在今后的施工领域里提供新的空间站。