楊大喜

(貴州路橋集團有限公司)

1 工程概況

蹬嶺崗隧道場區(qū)地處貴州中北部黔北山地高原，屬正安縣中觀鎮(zhèn)長嶺村所轄。隧道貫穿叢狀山體，總體地勢北高南低，進口位于河谷陡壁，出口位于斜坡地帶。隧道區(qū)附近海拔690.0～1 254.0 m，相對高差564.0 m;隧道通過段地面高程在812.57～1 229.47 m 之間，相對高差416.9 m，隧道進出口基巖大部裸露，洞身段基巖局部裸露。地貌類型屬構造侵蝕、溶蝕型低中山地貌，隧道進出口距公路遠，交通不便。

隧道左線平面位于縱坡為2.595% /984;隧道右線平面位于縱坡為2.595% /950。隧道左右線進口洞門均為端墻式洞門。隧道共設置緊急停車帶1 處，車行橫通道1 個，人行橫通道2 個。

2 蹬嶺崗隧道超前支護方案

2.1 超前大管棚支護技術

該技術是把一組鋼管沿開挖輪廓外己鉆好的孔中打入地層內(nèi)，并與鋼拱架組合形成強大的棚架預支護加固體系，支承來自于管棚上部的荷載，通過鋼管的梅花形布置的注漿孔加壓向地層中注漿，以加固軟弱破碎的地層，提高地層的自穩(wěn)能力。

2.2 超前小導管支護技術

超前小導管支護就是也就是沿著隧道拱部周邊環(huán)向打一層或雙層小導管，通過在小導管里注漿液，通過小導管上的梅花孔擴散至松散巖體，利用漿液來固結(jié)巖體，連同小導管一起形成穩(wěn)定的固結(jié)拱體。鋼管在此起雙重作用:一是超前管棚作用;二是注漿加固作用。

3 蹬嶺崗隧道超前支護施工要點

3.1 超前大管棚支護施工

(1)套拱施工。

套拱施工用鋼模作內(nèi)模，采用人工按照套拱內(nèi)輪廓尺寸安裝。套拱長2 m，套拱厚70 cm，采用C25混凝土，內(nèi)埋設I18 工字鋼及φ127 孔口管，固定鋼筋與孔口管采用雙面焊接，焊接長度大于5 d。套拱兼作長管棚導向墻并在洞口段襯砌外輪廓線以外施作，沿開挖線外10 cm 以40 cm 間距將孔口管牢固焊接在I18 工字鋼上，防止?jié)仓炷習r產(chǎn)生位移。套拱混凝土澆完后及時進行養(yǎng)護。施工中注意事項:

①套拱基礎必須穩(wěn)定，保證地基承載力達到設計要求。保證管棚施工過程中套拱不偏移、不下沉，必要時增加一些臨時支撐。并對拱頂進行監(jiān)控量測，對量測數(shù)據(jù)及時上報，保證管棚施工安全。

②混凝土套拱作為大管棚導向墻必須在明洞外輪廓以外施作，需嚴格放放線、定位測量，保證開挖施工凈空，二襯(明洞)凈空及厚度。

(2)鉆機就位。

采用MK－5 風動潛孔鉆機帶130 mm 鉆頭鉆機，鉆機平臺利用自行設計、加工的全斷面開挖臺架，它是一系列型鋼(工字鋼、槽鋼、角鋼及鋼管)拼焊成骨架，鋪設鋼筋網(wǎng)片作支撐平面，在平整場地上一次加工好。然后整體拖拉到套拱前支墊牢固、穩(wěn)定，避免在鉆孔過程中鉆機發(fā)生位移、下沉以及擺動的現(xiàn)象，從而避免鉆孔的質(zhì)量受到影響。移動轉(zhuǎn)機平臺至鉆孔位，調(diào)整鉆機高度，將鉆桿放入套拱孔口管中，使用鉆桿、掛線以及經(jīng)緯儀導向綜合的方法，對鉆桿進行不斷的調(diào)整，從而保證鉆機位置的準確性。

(3)鉆孔。

鉆孔由兩臺鉆機由高孔位向低孔位對稱進行，為了能順利安裝管棚鋼管，鉆頭直徑選用φ125 mm。鉆機定位經(jīng)儀器量測，鉆桿桿方向和角度滿足設計要求后方可開鉆，鉆孔開始時選用低檔，待成孔1.0 m 后適當加壓，退出接鉆桿，繼續(xù)鉆進。在鉆孔的過程中必須要加強對鉆桿角度的關注，做好其角度變化的記錄，從而避免鉆機發(fā)生位移的現(xiàn)象。在鉆孔中，每次鉆進5m 之后都需要使用相關儀器對鉆孔角度的準確性進行復核，從而對鉆孔方向的準確性進行保證。在鉆孔過程中需要時常使用測斜儀器對鉆機的位置進行測量和確定，以鉆機的狀態(tài)為主要依據(jù)，對成孔的質(zhì)量進行保證，并且保證能夠及時的對鉆孔中出現(xiàn)的質(zhì)量通病進行處理。

(4)清孔驗孔。

在鉆孔作業(yè)結(jié)束之后需要對鉆孔進行清掃，主要方法是采用地質(zhì)巖心鉆干配合鉆頭的方法對鉆孔進行來回的清掃，從而保證能夠?qū)⒖椎椎母≡謇砀蓛簦A防堵孔的現(xiàn)象。接著再使用高壓風從孔的底部對鉆渣進行清理，最后使用相關測量儀器對孔的深度、孔傾角進行驗收。

(5)安裝管棚鋼管。

為綜合利用鋼管整料(即長度為9 m 整)，基于管節(jié)長度下為3 m、6 m，并分別予以奇偶數(shù)編號，奇偶數(shù)不同的管長相差3 m(將下料好的管棚鋼管分節(jié)鋼管在專用管床上加工好外絲扣，棚管四周鉆φ15 出漿孔(靠暗洞口4.5 m 的范圍棚管不鉆孔);為便于入孔，首節(jié)鋼管管頭焊成圓錐形。大管棚鋼管分節(jié)安裝采用厚壁管箍工藝，絲扣連接，絲扣長度150 mm，φ106 ×6 套絲鋼管長30 cm，相鄰孔間管節(jié)奇偶錯開，前期靠人工送管，當阻力增大，人力無法送進時，用10 t以上卷揚機配合滑輪組多方向反壓頂進，頂進中始終保證反壓合力方向與孔軸線一致。

(6)孔口密封處理。

注漿前在每根管棚尾部用鋼板焊封管口，在鋼板上穿孔安裝兩通接頭。

(7)注漿。

大管棚注漿主要采用的漿液是水泥漿液，注漿用的漿液參數(shù)如下:水泥漿水灰比:1∶1，水玻璃濃度:35 波美度，水玻璃模數(shù):2.4，注漿壓力:初壓0.5～1.0 MPa、終壓2.0 MPa，現(xiàn)場注漿施工時根據(jù)試驗合理調(diào)整注漿參數(shù)。在注漿的過程中應該按照從低孔位向高孔位的順序進行注漿，注漿的壓力應該由小到大逐漸并且緩慢的升高，在注漿壓力達到終壓后繼續(xù)壓注5 min 以上，這樣可以有效的保證鋼管周圍的孔隙和鉆孔周圍的巖體都能夠被漿液進行填滿，這樣才可以將注漿作業(yè)進行結(jié)束。在注漿結(jié)束之后，需要使用水泥砂漿將鋼管內(nèi)部進行填實，這樣可以將大管棚的強度和剛度進行有效的增強。

3.2 超前小導管支護施工

(1)鉆孔。

超前小導管主要是使用φ42 mm，壁厚為4 mm 的熱軋無縫鋼管加工制成，長度根據(jù)圖紙設計要求，鋼管前段加工成錐形，尾部焊接φ6 鋼筋加強箍，管壁四周鉆φ6 mm 注漿孔。鉆孔時使用孔眼較管徑大20 mm 以上，用臺車鉆桿鉆孔并按設計控制鉆桿仰角，孔鉆好后，進行吹眼，后再將鉆桿換釬尾，將導管以10°～15°外插腳貫入孔中，鋼管環(huán)向間距為40 cm，縱向排距為240 cm，外露20 cm，以便連接注漿管，同時需要將小導管周圍存在的空隙要進行封堵，避免出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象。在施工中，小導管進入巖石的一端應該按照設計要求做成錐形，這樣可以保證裝管的順利性。如果鋼管入巖時比較困難，那么可以事先在管端采用比較簡單的推進工具，接著使用風槍加速鋼管入巖。在鉆孔的過程中，應該在小導管管壁的周圍按照設計要求鉆設φ6 花眼，每一個花眼之間的距離為0.15 m，并且花眼之間應該互相交叉布置，這樣可以促進注漿過程中漿液能夠有效的向圍巖擴散。為了避免在注漿過程中出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象，嚴禁在小導管管尾的1.05 m 的范圍內(nèi)進行花眼的布置，與此同時需要在鋼管頂端布置好止?jié){閥。表1 為超前鋼管施工規(guī)定值或允許偏差。

項次 項目 規(guī)定值或允許偏差1長度/mm 不小于設計2孔位/mm ±50 3 鉆孔深度/mm ±50 4孔徑/mm 大于鋼管直徑+20

(2)注漿。

小導管注漿采用壓力—流量雙條件控制，使用KBY50/70 型注漿泵，其注漿壓力及注漿量與巖石裂隙、土壤滲透系數(shù)等有關，根據(jù)現(xiàn)場試驗而定。漿液材料初步擬定為水泥漿，水灰比W/C=0.5～1.0，注漿壓力一般控制在0.5～1.0 MPa，必要時在孔口設止?jié){塞。注漿材料、注漿方式及注漿壓力在實際操作時將根據(jù)現(xiàn)場實際暴露的圍巖情況進行調(diào)整，注漿完成后管內(nèi)用M30 水泥砂漿緊密填充。

4 結(jié) 語

綜上所述，在隧道施工中超前支護技術的運用對于隧道施工的安全和質(zhì)量是非常重要的，必須要根據(jù)工程實際情況采取合理的超前支護技術。在蹬嶺崗隧道施工中采取的主要超前支護技術是超前大管棚支護以及超前小導管支護技術，在實際工程施工中必須嚴格工程施工規(guī)范和要求進行施工，從而保證工程隧道施工順利進行。

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