楊文博

（中鐵二十局集團第四工程有限公司，山東 青島266000）

1 工程概況

玉鐵鐵路北海段沿線山高林密、地質松軟、結構眾多、交通不便，嚴重制約著施工進展。本段共有隧道12座，計5798延米。Φ108mm大管棚施工923m，其中出口管棚438m。本文依據(jù)其中某一隧道為例。該隧道縱坡為單面下坡，坡度為4‰，位于半徑為4500m的曲線段上。長133m，全隧為Ⅴ級加強圍巖。進出口均位于淺埋地段，圍巖差，采用I16工字鋼架，間距0.8m，Φ108mm管棚各長35m。

2 出洞方案選擇

該隧道出洞地段為路塹開挖與高填方結合部，且水、電、路不通，短期內難以達到施做大管棚的條件。因圍巖屬于淺埋支護，洞身輪廓較大，若選擇洞內開挖，則安全性極差，且管棚施工成本大、周期長，影響隧道后續(xù)及路基、鋪架施工。經(jīng)四方紀要確認，該隧道出洞超前支護變更為雙層Φ42注漿小導管，單根長3.5m，每環(huán)24根，縱向間距1.6m。縱向相鄰兩排小導管的水平投影搭接長度不小于1.0m。

3 超前小導管支護施工工藝及方法

正洞上臺階每循環(huán)開挖支護進尺不得大于1榀鋼拱架間距，嚴格按照短進尺，弱爆破、早封閉、強支護、勤監(jiān)測的原則。開挖成拱，超前小導管配合鋼架使用，其縱向搭接長度不小于1m，見超前小導管支護示意圖。

圖1 超前小導管支護示意圖

3.1 鋼管加工

超前小導管規(guī)格：熱軋無縫鋼管，外徑42mm，壁厚3.5mm。在管身設注漿孔，孔徑10mm，孔間距15mm，呈梅花型布置，前端加工成錐形，尾部焊上箍筋，長度不小于1m，作為不鉆孔的止?jié){段。具體鋼管加工形式見小導管加工示意圖。

圖2 小導管加工示意圖

3.2 超前小導管施工的工藝流程

3.3 主要施工工藝方法

3.3.1 鉆孔、安裝小導管

鉆孔前利用測量儀器準確測出拱部開挖輪廓線，按照設計要求標出小導管孔位。鋼管外插角分別采用45°、5°和-10°交錯布置。小導管安設一般采用鉆孔打入法，鉆孔直徑比鋼管大3～5mm，然后將小導管穿過工字鋼架頂部，用錘擊頂入，頂入長度不小于鋼管長度的90%，并用高壓風將鋼管內砂石吹出。頂管至設計孔深后，將孔口用水泥漿將鋼花管與孔壁之間的縫隙封堵。

圖3 超前小導管工藝流程圖

3.3.2 注漿參數(shù)設計

選定1.0的水泥砂漿，確定注漿壓力0.5-1.0Mpa，對于涌水量較大的松散破碎帶，可采用有針對性的特殊注漿材料，如水玻璃、早強水泥等。

為了避免串漿，采取分序施工或對串漿孔同時注漿。漿液擴散半徑可根據(jù)導管密度確定。

單根導管的漿液注入量Q可按下式估算：

式中：R——漿液擴散半徑（取小導管中心間距的0.6倍）；

L——導管長度；

η——巖體孔隙率（各地層條件下圍巖孔隙率參考值不同，一般砂土取40%，粘土取20%，斷層破碎帶取5%）。

3.3.3 注漿順序

注漿前先采用C25噴射混凝土封閉掌子面,厚度10cm,以防漏漿。注漿順序為先下后上、先兩則后中間，間隔鉆孔注漿。為保證注漿工作順利，注漿開始前應進行水壓試驗，檢查無異常后，即可開始注漿。先注稀漿，然后逐步變濃?？紤]到注漿后需盡快開挖，注漿宜用普通水泥加早強劑。注漿直至漿液從孔口周邊溢出或壓力表達到設計壓力值為止，每根小導管注漿要“一氣呵成”，注漿時注意將孔中氣體排出，確保漿液注滿孔體。一根小導管注漿完成后，迅速卸下注漿管和小導管接頭，清洗后移至下一根小導管使用，若停泵時間較長，則在下根小導管注漿前要放掉注漿管內殘留的灰漿。

4 結束語

隧道出洞超前小導管施工，本著經(jīng)濟適用、解決隧道管棚施工成本大、周期長、場地條件要求高等問題。施工時應準確辨識地質狀況，根據(jù)實際情況制定方案，為隧道順利、安全出洞創(chuàng)造條件。