桂長(zhǎng)利
某隧道項(xiàng)目的車速設(shè)計(jì)為100km/h,隧道結(jié)構(gòu)為分離式的,其中隧道的凈空為10.75×5.5m。與此同時(shí),該項(xiàng)目的左線出口段地質(zhì)情況復(fù)雜,地表植物眾多且發(fā)育不均;隧道的洞口地段沒有灌木植物,屬于走俏地貌,坡度為35°,隧道中心線和地形等高線斜交,隧道圍巖主要以f1斷裂破碎帶為主,寬度直徑能達(dá)到10m,破碎物主要為周圍的礫巖,由于受腐蝕作用較為強(qiáng)烈,所以該地區(qū)外表的碎片多為松散結(jié)構(gòu),穩(wěn)定性較差,需對(duì)其進(jìn)行額外的加固工作才能進(jìn)行隧道挖掘,受到圍巖影響,上下盤受風(fēng)化影響較為嚴(yán)重,節(jié)理裂縫發(fā)育明顯,破碎的程度較為強(qiáng)烈,同時(shí)表現(xiàn)為以角礫狀、碎石狀為主的山體結(jié)構(gòu)。
工作人員在前期的勘查工作中發(fā)現(xiàn)左轉(zhuǎn)的出口處集中了大量的不利于施工進(jìn)行的地質(zhì),淺埋偏壓集中于一體,還有塌方冒頂,側(cè)向山體滑移等潛在的危險(xiǎn)因素,在左線進(jìn)行相應(yīng)的隧道挖掘,施工難度較大,安全風(fēng)險(xiǎn)成為了施工作業(yè)時(shí)必須要考慮的問題。針對(duì)該情況研究人員詳細(xì)研究了類似隧道的挖掘情況,試圖從中找到類似的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),以應(yīng)用在本工程中,減少由于安全隱患而造成的意外事故出現(xiàn)。
再結(jié)合類似施工方案的實(shí)際案例,與當(dāng)?shù)刈匀坏刭|(zhì)情況的特點(diǎn)分析,研究人員最終將該段隧道的施工方案設(shè)計(jì)如下:地表注漿可以顯著提高圍巖的基本時(shí)間,同時(shí)通過優(yōu)化其內(nèi)部結(jié)構(gòu),使其承載能力和穩(wěn)定性得到顯著提升,能在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)土體的物理性能得到提升,并且縮小工作人員進(jìn)行挖掘過程中產(chǎn)生的開挖變形范圍,減少圍護(hù)支護(hù)以及二次襯砌施工所產(chǎn)生的壓力,從而實(shí)現(xiàn)工程安全系數(shù)提高的目的。注漿管具有對(duì)地表錨桿進(jìn)行巖土體懸掛的作用,對(duì)于塌方冒頂現(xiàn)象可以進(jìn)行有效的預(yù)防,提高圍巖性能。同時(shí)工作人員封堵地表地下滲透通道,這樣做是為了防止該地區(qū)的地下水持續(xù)地對(duì)圍巖進(jìn)行浸蝕,破壞圍巖內(nèi)部結(jié)構(gòu),保證在隧道的正常使用過程中,能保持較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定,為施工進(jìn)行和日后的正常通車提供一定的安全保障。為了最大程度地提高地表注漿的效用,工作人員在施工時(shí),可以采取地表注漿增設(shè)或加固施工輔助等措施,對(duì)上述措施進(jìn)行實(shí)施時(shí),需要對(duì)施工軟弱圍巖淺埋偏壓段以及山體擾動(dòng)狀況進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)查。
該工程的地表注漿主要是集中在隧道左洞的右半側(cè),由于該地區(qū)的巖體破壞情況嚴(yán)重,會(huì)直接影響到正常工作進(jìn)行,所以工作人員優(yōu)先對(duì)該地區(qū)進(jìn)行地表注漿作業(yè),保證其能維持后續(xù)正常工作所需的承載力和內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,注漿段的縱向長(zhǎng)度達(dá)到15m。
一般采用預(yù)埋注漿花管法,即先對(duì)注漿孔進(jìn)行注漿花管的下放,再根據(jù)下放的注漿花管進(jìn)行地表結(jié)構(gòu)內(nèi)的漿液注入,將漿液通過孔眼注入到圍巖之中,這樣做可以保證漿液的流動(dòng)范圍不至于太過散,可以控制漿液的材料投入,同時(shí)通過集中注入的方式,能使?jié){液更好地滲透于結(jié)構(gòu)裂縫中,保持結(jié)構(gòu)的壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)初衷[1]。
該工程的注漿孔布置大體呈梅花形進(jìn)行,孔與孔之間的間距保持在1.5m之內(nèi)。
該工程的注漿孔直徑達(dá)到89mm,之所以選擇這個(gè)直徑是因?yàn)檫@個(gè)直徑既可以保證漿液物料的及時(shí)輸送,也能形成一定的壓力,利用壓力將漿液更好地滲透于縫隙中。鉆孔深度是地面至隧道之間的距離,開挖至輪廓線外0.8m的距離,開挖輪廓線外側(cè)部分需要打至側(cè)墻地基附近。
結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,最終工程設(shè)計(jì)人員在該工程中選擇的注漿管其直徑達(dá)到50mm,材料為鋼管,壁厚達(dá)5mm,前端鉆花孔孔徑為8mm,間距100mm,呈現(xiàn)梅花形式進(jìn)行布置,尾部500mm不設(shè)花孔。
由于該工程的施工段覆蓋厚度比較薄,為了保證具有足夠的承載力,注漿厚度也比較薄,在注漿過程中很容易會(huì)出現(xiàn)漿液從地表冒漿的情況,為了防止多余的材料被浪費(fèi),也為了防止地表冒漿影響后續(xù)工作進(jìn)行,在注漿工作開始前,首先安排專業(yè)工作人員在該地區(qū)的地表處設(shè)置止?jié){盤,止?jié){盤的制作需要選擇規(guī)格為200mm厚的雙層鋼筋網(wǎng)噴以及C20的混凝土,在進(jìn)行止?jié){盤的制定時(shí),需要將網(wǎng)格間距控制為300mm,需要進(jìn)行止?jié){盤施工的范圍為注漿區(qū)域以及周邊孔外2m處,為了防止管孔縫向上反將的情況出現(xiàn)導(dǎo)致紙漿盤造成隆起、破壞,而影響最終的注漿效果,在運(yùn)行工作時(shí),工作人員首先會(huì)對(duì)管孔縫隙進(jìn)行糊縫處理,這里采用的糊縫材料為CS膠泥[2]。
該工程使用的注漿材料中,水泥采用水玻璃雙液漿,強(qiáng)度等級(jí)為425等級(jí),水玻璃的模數(shù)為2.4,緩凝劑為NO2HPO4。
該工程采用的水泥漿,水灰比為1:1,水玻璃體積比為2:1,緩凝劑得摻入量控制在2~3%之間。
注漿工作的形式壓力控制在0.5~1MPa之間,終止壓力控制在2.0~2.5MPa之間。
為了保證良好的注漿效果,對(duì)于注漿順序,應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行深入研究后最終確定,最終該工程確定的注漿順序?yàn)槭紫仍跍蟼?cè)周邊孔進(jìn)行注漿,然后在高處周邊孔進(jìn)行注漿工作,注漿工作的主要順序?yàn)橄韧瓿赏鈬淖{工作再完成內(nèi)部注漿工作,為了防止在注漿工作時(shí)出現(xiàn)串漿的情況,一般情況下傾向于選擇間隔注漿法進(jìn)行注漿作業(yè),同時(shí)根據(jù)實(shí)際施工情況對(duì)于注漿孔施工間隔時(shí)間進(jìn)行施工的調(diào)整,即待前一個(gè)孔注漿內(nèi)的漿液凝固得差不多時(shí),再進(jìn)行下一個(gè)相鄰礦洞的注漿操作。
為了確保地下水物流到洞口區(qū)段等隧道開挖區(qū)之內(nèi),在工程進(jìn)行過程中,必須有針對(duì)性、有計(jì)劃地形成截水溝系統(tǒng)和排水溝系統(tǒng),以確保系統(tǒng)內(nèi)的地下水能按照原始設(shè)計(jì)方案順利的流出開挖區(qū)域之外。
3.2.1 測(cè)量放點(diǎn)
為了保證最后的施工質(zhì)量,工作人員應(yīng)該在實(shí)地進(jìn)行勘察,確保所有的注漿孔都按照原設(shè)計(jì)圖紙的位置標(biāo)定進(jìn)行。
3.2.2 鉆孔
該工程選用了潛風(fēng)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè),在鉆孔操作時(shí),需要按照現(xiàn)場(chǎng)事先布置好的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行鉆孔作業(yè),在作業(yè)過程中對(duì)于轉(zhuǎn)桿的垂直度要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,以確保鉆孔作業(yè)符合設(shè)計(jì)深度要求。
3.2.3 埋管
在鉆孔內(nèi)放置注漿花管,若鉆孔過大,則需要工作人員逐根進(jìn)行鋼管焊聯(lián),焊連完畢后再進(jìn)行放置,第一節(jié)鋼筋底端需要適當(dāng)收斂,將每節(jié)鋼筋長(zhǎng)度控制在5~6m。
3.2.4 糊縫
再往孔內(nèi)插入鋼管線,在未開設(shè)花孔段與開設(shè)花孔段之間焊接兩根,鋼筋圓環(huán),間距保持2cm,兩個(gè)圓環(huán)之間纏麻絲作為紙漿環(huán),謹(jǐn)防灌漿操作時(shí),出現(xiàn)糊縫砂漿現(xiàn)象。
在紙漿盤的制作完成后,所有注漿前的準(zhǔn)備工作就全部完成,開始注漿時(shí)工作人員要緊密連接注漿管線,使用規(guī)定漿液進(jìn)行注漿工作。
綜上所述,注漿作業(yè)的質(zhì)量直接影響到隧道開挖工程的效果表現(xiàn),所以在隧道施工中,工作人員要重視注漿作業(yè)的質(zhì)量,為了保證注漿作業(yè)的質(zhì)量,應(yīng)在注漿開始之前進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)備工作,以提高注漿作業(yè)的效果。
[1]王 雷.大跨偏壓路灣隧道信息化動(dòng)態(tài)施工技術(shù)研究[D].成都:西華大學(xué),2012.
[2]彭琦.淺埋偏壓小凈距隧道圍巖壓力及施工力學(xué)研究[D].長(zhǎng)沙:中南大學(xué),2008.