引汉济渭秦岭隧洞延伸段塌方段施工总结

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摘要：本文主要阐述了引汉济渭秦岭隧洞3号勘探试验洞主洞延伸段工程K24+303塌方段的坍塌段施工处理技术和开挖支护的施工方案，希望可以带给读者有用的启示。

关键词：引汉济渭秦岭隧洞；隧洞工程；塌方处理

中图分类号：TV554文献标识码：A文章编号：

1.工程概况

3号勘探试验洞主洞延伸工程与支洞夹角为37°31′45″，设计段落为K23+642.226～K27+643.006,位于安康市宁陕县四亩地镇,主洞上游施工至里程K24+325，设计以花岗岩为主属Ⅱ类围岩，开挖后拱顶坍塌掉块严重，围岩为以石英片岩、片麻岩为主，经工程人员察看后确定将此段由Ⅱ类围岩变为Ⅳ围岩，加强支护。

2012年6月18日，主洞上游施工至里程K24+308被确将由Ⅱ类围岩变为Ⅲ类加强围岩。至2012年6月21日，施工至里程K24+301.2处发育一断层，受地质构造影响严重，岩体呈碎块状压碎结构，节理裂隙发育，片理、片麻理很发育，岩体破碎，围岩极不稳定，拱部不间断掉块，初喷混凝土无法封闭，坍塌体迅速将开挖台架掩埋，目前坍塌体已将拱顶封住，但仍能听见间歇性渣体下落声音。

2.坍塌段施工处理

2.1掌子面渣体加固

为避免掌子面渣体继续向后部滑移，我部立即对渣体进行喷砼封闭，待等强后对渣体进行注浆加固。目前我部已按梅花形布置向渣体插入φ42注浆管，准备对渣体进行注浆。

2.2 K24+308～K24+303段加强支护

目前拱部坍腔的可存在以下几种形态：

图1拱部坍腔存在的形态

对此段的处理措施是：先对已支护完地段加强量测观测，再对已施工完里程K24+308～K24+303段拱架加护拱支护，同时施做拱部注浆管，注浆加固此段拱部围岩或塌腔。因塌腔部位拱顶隧洞断面轮廓线以上松散体极易受扰动，需要对此部位加强注浆支护。

2.3套拱、导向管施工

为准确控制长管棚方向的正确，需要施做套拱导向墙，套拱内设置两榀I16工字钢，钢架间距设置为1m，为了减少管棚的外插角，采取在导向墙内两榀I16工字钢腹板开孔的办法，导向管采用φ150mm钢管与钢架腹板焊接，纵向通过φ22螺纹钢与拱架加强连接。导向管设置角度为6°～8°（通过调整钢架半径，间接调整导线管角度），长度设定为100cm，钢架间均铺挂φ8钢筋网片，网片间距15×15cm，拱架纵向采用φ22连接相连，间距0.7m，每榀钢架径向打设锁脚及环向锚杆，锚杆长度3.5m，环向间距1m，与钢架焊接牢固。采用喷混凝土封闭。套拱侵限部位可以后期衬砌施工前进行割除。具体布置见图2：

图2套拱及导向管布置图

2.4止浆墙施工

掌子面渣体加固后进行清理，对渣体进行一定修整后，顺坡形施做止浆墙。止浆墙分两层，两层间有3m平台，避免一次性浇筑的混凝土体积过大。止浆墙具体施做位置根据现场情况确定，原则是尽量靠近掌子面，便于有效利用超前大管棚的长度。

止浆墙采用组合钢模板支撑，泵送混凝土浇筑成型。模板要做足够斜撑，经过安质部、工程部检查合格后再进行混凝土浇筑，浇筑过程中派专人值班。止浆墙临渣面随坡形浇筑，模板侧坡度为1：0.3，止浆墙开始里程：K24+306.4。套拱与止浆墙整体浇筑。

在止浆墙顶部做1或2根弯管直插入空腔体内，待止浆墙强度达到后对拱顶空腔进行回填，回填过程可以和K24+308～K24+303段注浆加固相结合，增强拱部围岩的整体性。

3.开挖支护施工方案

在施做超前大管棚后，为减少对围岩的扰动在下一步掘进过程中采用台阶法进行施工。掌子面恢复掘进前，先按既定位置施作超前迈式锚杆进行超前支护，同时根据钢架间距逐环拆除止浆墙混凝土，按先拱部后边墙进行，并及时架设钢架，拆除原则：尽可能采用人工拆除，当人工拆除困难时，采用弱爆破进行，严格控制装药量及进尺，避免爆破引起较大的振动。

3.1超前支护（迈式锚杆）

3.1.1迈式锚杆施做

初期支护的做法是：在有超前大管棚形成上部支撑的情况进行开挖，开挖后先施喷3-5cm砼对拱部进行封闭并架好钢支撑，然后在拱部范围内沿法线方向打设R38N迈式锚杆、压注水泥单液浆，喷射初期支护砼，在隧洞的拱部形成整体支护结构的保护下进行开挖。

3.1.2迈式锚杆的安装

（1）按设计位置沿拱部开挖轮廓上标出锚杆位置；

（2）连接锚杆做法是，先检查钻头，锚杆中孔有无异物堵塞，如有则清理干净，然后将钻头安装在锚杆一端，再将凿岩机以套管连接在另一端；

（3）将锚杆的钻头对准掌子面上标出的钻位，对凿岩机供风供水，开始钻进，钻进应以多回转，少冲击的原则进行，以免钻碴堵塞凿岩机的水孔；

（4）钻至设计浓度后，用水或高压风清孔，确认畅通后卸下钻杆连接套，保持锚杆的外露长度10-15cm；

（5）用孔帽装配套将孔口帽（止浆塞）通过锚杆外露端打入孔口30cm左右；

（6）若锚杆需要加长，则用锚杆连接套将打入的锚杆与待接锚杆连在一起，然后继续钻进，直到设计深度。

3.1.3注浆

为了保证注浆不停顿进行，注浆前应认真检查注浆泵的状况是否良好，配件是否备齐；检查制浆的原材料是否备齐，质量是否合格。检查合格后，即可开始按以下程度注浆：

（1）将锚杆、注浆管及注浆泵用快速接头连接好。

（2）开动注浆泵注浆，直至浆液从孔口周边溢出或压力表达到设计压力值为止。应注意，每根锚杆必须“一气呵成”。

（3）一根锚杆完成后，应迅速卸下注浆软管和锚杆接头，清洗后移至下一根锚杆使用。若停泵时间较长，则在下根锚杆注浆前要放掉注浆管内残留的灰浆。

（4）注浆过程中，每次移位前应及时清洗快速接头， 保证注浆连接进行。主要机械设备配置与主要注浆材料。

3.2开挖方法

隧洞分为上下台阶开挖。为保护好围岩整体性，围岩尽量采用机械辅人工开挖，每循环进尺按每榀钢架间距0.7m,当围岩稳定性较差时，考虑采用中部预留核心土法施工。开挖支护示意图如下：

图3台阶法施工步骤示意图

3.3初期支护

初期支护严格按照变更参数进行支护，每开挖一循环就立即进行初期支护。

3.3.1拱架施工

初喷砼完成后，立拱架时要确保拱架与开挖面间的保护层厚度，若欠挖则处理至开挖轮廓线，若超挖则拱背用砼块回填。拱架架设必须符合以下要求：

（1）支撑接头由螺栓连接牢靠。

（2）钢架之间必须用纵向钢筋联接，钢筋环向间距1m，拱脚必须放在牢固的基础上。

（3）钢架必须垂直于隧洞中线，上下、左右允许偏差±5cm，钢架倾斜度不得大于2°。

（4）拱脚标高不足时，不得用土、石回填，而用钢板进行调整，必要时可用砼加固基底。

3.4中空注浆锚杆施工

3.4.1施工方法

（1）锚杆钻孔：按设计用红油漆标出锚杆孔口位置，采用风动钻机进行钻孔，钻孔直径为42mm。锚孔钻完后用高压风清孔，并检查锚孔是否平直畅通，不合格者重新钻孔。锚杆孔位偏差不大于200mm，孔洞保持直线，孔深不得小于设计长度。

（2）锚杆安装：将锚头安装在锚杆一端，另外一端安装止浆塞，然后将锚杆旋转插入孔中。锚杆深入孔底，将止浆塞推向孔口处，塞入孔内，安上垫板和螺母，按照需要采用锚固剂对孔口进行密封，杆体露出面的长度，不大于喷层厚度。

（3）注浆：连接注浆管路，将注浆接头拧在锚杆上。注浆机采用KBY-50/70型，注浆材料根据实际围岩情况选用，一般为普通水泥浆，水灰比0.45～0.5：1，若需要进行注浆止水则采用水泥水玻璃双液浆，水泥与水玻璃比1：1；注浆压力控制在0.3～0.8MPa。注浆结束标准为管内浆液溢出，孔内注浆饱满。

3.4.2施工技术措施

（1）锚杆原材料规格、长度、直径符合设计要求。锚杆孔位、孔深、孔径及布置形式符合设计要求，锚杆用的水泥浆，其强度不低于设计或符合规定要求。

（2）锚杆注浆完成28d后进行锚杆拉拔试验，按锚杆数1%，且不少于3根做拉拔力试验。拉拔力试验值满足设计要求。

（3）锚杆孔内砂浆或水泥浆饱满密实，砂浆或水泥浆内添加适量速凝剂。有水地段先引出孔内的水，并对注浆液配合比进行相应调整。

（4）锚杆垫板与孔口混凝土密贴。随时检查锚杆头的变形情况，紧固垫板螺帽。