1、 施工方法

1.1施工準備

1.1.1檢查開挖面和附近坑道的噴射砼是否達到要求，單線隧道5~10cm，雙線隧道12~20cm。

1.1.2管件加工制作：棚管采用φ80~φ180mm普通鋼管，鋼管節(jié)長4~6m，節(jié)管四周鉆φ10出漿孔眼(靠掌子面一端2m不鉆)，孔眼間距50~60cm。將事先加工好的管節(jié)聯(lián)接套焊接在每節(jié)鋼管的兩端，第一節(jié)鋼管前端焊接上合金鋼片空心鉆頭;

1.1.3檢查臺車是否完好，鉆桿和鉆桿聯(lián)接套等是否配齊;

1.2施工工藝及要求

1.2.1臺車就位和布孔：檢查臺車是否穩(wěn)固，大臂旋轉(zhuǎn)角度、方位是否正確，確認無誤后，由測量工站在車臂托籃上用紅油漆按設(shè)計準確畫出鉆孔位置，標注編號;

1.2.2鉆孔：臺車大臂頂緊在掌子面上，開孔時低速鉆進，鉆進20cm后轉(zhuǎn)入正常鉆速，第一節(jié)鉆桿鉆入巖層，尾部剩余20~30cm時停止鉆進，人工用兩把管鉗卡緊鉆桿(注意不得卡絲扣)，鉆機低速反轉(zhuǎn)，脫開鉆桿，鉆機沿導軌退回原位，人工裝入第二根鉆桿，并在鉆桿前端安裝好聯(lián)接套，鉆機低速送至第一根鉆桿尾部，方向?qū)屎舐?lián)接成一體，依次接桿直至鉆到設(shè)計深度(引導孔直徑比棚管外徑大15~20mm，孔深要大于管長0.5m以上)。鉆孔深度達到設(shè)計要求后，鑿巖機后退帶出鉆桿，人工用長鉗或大扳手卡緊前桿，鑿巖機反轉(zhuǎn)，松開連接套卸下鉆桿，按同樣方法依次拆卸鉆桿退出孔外。

2、 適用范圍：ⅠⅡ類軟弱圍巖隧道開挖施工

隧道跟管鉆管棚施工：

Ⅰ、Ⅱ類軟弱圍巖施工的總體方案，采用半斷面施工時，上半斷面采用跟管鉆施工管棚進行超前預(yù)支護，確保施工安全，提高隧道施工在軟弱圍巖帶掘進速度，從而提高隧道施工速度和節(jié)約施工成本。

跟管鉆施工管棚施工方法：

一、 施工準備

1、設(shè)備準備：有條件購置成套跟管鉆進設(shè)備，條件有限時，對現(xiàn)有開挖臺車TAMROCK316G(或水星臺車)液壓鑿巖機進行改造，在鑿巖機止增設(shè)一個管棚固定支架、導管推送器和跟管鉆偏心鉆頭。

2、購置相應(yīng)型號的管棚的管靴，管棚多采用φ89×4.5mm無縫鋼管,管棚下料加工，要與鉆進設(shè)備的工作臂和鉆桿長度相適應(yīng)，加工好接頭，接頭連接一般采用70mm長的內(nèi)外絲口接頭，保證管內(nèi)空腔無凸起部位，保持管空腔大小一致，保證鉆孔順利;外接頭部，同樣不能有過多的外凸部位，保持管外圓順，送管通暢。同時，按要求鉆好注漿眼孔。

3、 一、工程概況

某隧道大里程端左線上斷面施工至ZK50+264，右線上斷面施工至YK50+387，開挖揭露圍巖與原設(shè)計差別很大，圍巖為含碎屑的炭質(zhì)泥巖，巖體因受構(gòu)造擠壓而呈破碎狀;在巖體中可見明顯斷層錯動擦痕;受此地質(zhì)構(gòu)造影響，該段圍巖中網(wǎng)狀節(jié)理、裂隙發(fā)育，。隧道開挖中掌子面有地下水出漏，受水侵泡后圍巖呈泥狀流塑狀態(tài)，自穩(wěn)性極差，揭露即出現(xiàn)坍塌。根據(jù)該段隧道以上特點，初期支護按V級支護施作，“三臺階七步”開挖法進行施工掘進。隧道在初次支護后即出現(xiàn)持續(xù)變形，最大斷面變形量超過70cm，致使初期支護大段侵限。根據(jù)TSP203和地質(zhì)雷達超前預(yù)報分析，隧道該類圍巖在可預(yù)報范圍內(nèi)無明顯好轉(zhuǎn)跡象，為確保隧道施工安全，確保隧道二次襯砌質(zhì)量，隧道該類圍巖地段按CRD法施工。

二、工法特點

1、能有效的控制圍巖變形和地表下沉。

2、本工法充分利用了中隔壁和臨時仰拱的支撐作用，并輔以超前注漿小導管超前支護、掛網(wǎng)和格柵噴砼等支護手段，加之開挖對圍巖擾動小，故大大的提高了施工的安全度。

3、其支護系統(tǒng)能很好的適應(yīng)圍巖的變化，與圍巖形成一個整體，能充分發(fā)揮圍巖的自承能力。

4、能有效應(yīng)用監(jiān)控量測等信息化管理方法指導施工，使整個施工過程處于受控狀態(tài)。

5、本工法采用分部開挖，其超前導坑可以起到超前預(yù)報的作用。

根據(jù)現(xiàn)場施工實際情況，首先應(yīng)進行由臺階法向CRD工法轉(zhuǎn)換的過渡施工;轉(zhuǎn)換段為掌子面至其后12m。轉(zhuǎn)換段按既定三、工藝原理

所謂“CRD”法，就是在隧道等地下工程掘進施工中，通過設(shè)置中隔壁和臨時仰拱(兩者交叉)將開挖斷面分成4個部分，然后再根據(jù)圍巖情況細分部進行開挖，此法是以新奧法的基本原理為依據(jù)，在開挖過程中盡量減少對圍巖的擾動，通過超前導管、錨噴網(wǎng)、格柵洞壁支護系統(tǒng)和中隔壁、臨時仰拱聯(lián)結(jié)，使斷面支護及早閉合，控制圍巖的變形，并使之趨于穩(wěn)定。同時，建立圍巖支護結(jié)構(gòu)監(jiān)控量測系統(tǒng)，隨時掌握施工過程中的動態(tài)變化，合理安排，調(diào)整施工工藝和修改設(shè)計參數(shù)，確保施工安全。

4、 一、工法特點

(一) 管棚是利用鋼管作為縱向支撐、鋼拱架作為橫向環(huán)形支撐,構(gòu)成縱、橫整體,剛度較大,能阻止和限制圍巖變形,并能提前承受早期圍巖壓力。主要作用機理如下：

1.梁拱效應(yīng):先行施設(shè)的管繃，以掌子面和后方支撐為支點，形成一個梁式結(jié)構(gòu)，二者構(gòu)成環(huán)繞隧洞輪廓的殼狀結(jié)構(gòu)，可有效抑制圍巖松動和垮塌。

2.加固效應(yīng):注漿漿液經(jīng)管壁孔壓入圍巖裂隙中，使松散巖體膠結(jié)、固結(jié)，從而改善了軟弱圍巖的物理力學性質(zhì)，增強了圍巖的自承能力，達到加固鋼管周邊軟弱圍巖的目的。

3.環(huán)槽效應(yīng):掌子面爆破產(chǎn)生的爆炸沖擊波傳播和爆生氣體擴展遇管棚密集環(huán)形孔槽后被反射、吸收或繞射，大大降低了反向拉伸波所造成的圍巖破壞程度及擾動范圍。

(二) 管棚一次超前量較大,支護過程中搭接較少,節(jié)省材料。亦可減少安裝鋼管次數(shù),并減少與開挖作業(yè)之間的干擾,適用于大中型機械進行大斷面開挖。

(三) 其它支護方法相比，管棚支護技術(shù)機具簡單、便宜，工藝簡單、、工期短、效率高，支護效果好，經(jīng)濟和社會效益明顯。

(四)施工安全可靠。因管棚支護剛度較大，施工時如發(fā)生塌方，塌碴也是落在管棚上部巖碴上，起到緩沖作用，即使管棚失穩(wěn)，其破壞也較緩慢。

(五)長大管棚施工可預(yù)知管棚范圍內(nèi)復雜圍巖的準確情況,對隨后的注漿、開挖提供第一手地質(zhì)資料,有利于施工方案的確定。

因此，在隧道通過淺埋、軟弱破碎巖體、塌方等不良地質(zhì)地段時，為增強隧道圍巖的穩(wěn)定性，并考慮隧道所處的地質(zhì)和水文條件、隧道長度、埋置深度、施工機械裝備、工期和經(jīng)濟等方面的情況，在決定施工方法時，眾多工程實踐證明，管棚是最常采用且最為有效的支護方法 。

二、適用范圍

根據(jù)國內(nèi)外的施工實踐，綜合我國目前管棚支護應(yīng)用的實際案例，管棚可適用于: 特殊困難地段,如極其破碎的巖體、塌方體、巖錐地段、砂土質(zhì)地層、強膨脹性地層、強流變性地層、裂隙發(fā)育巖體、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等圍巖的隧道施工;應(yīng)用于地鐵等穿越城區(qū)的地下工程的開挖預(yù)支護，可作為既有建筑物、公路、鐵路及地下結(jié)構(gòu)物下方修建隧道的輔助方法;可作為隧道洞口及修建大斷面隧道施工的輔助工法及作為其他施工的輔助工法，也常用于淺埋但宜明挖地段或淺埋隧道情況下，地表有建筑物、或隧道接近地中結(jié)構(gòu)物時等對施工降有特殊要求的工程等。

5、 一、工法機理及適用范圍

本工法采用非爆破的大斷面開挖、復合式襯砌。拱部在開挖前采用超前管柵(必要時注漿)加固地層，以減少尚未形成初期支護前的地層壓力;用鋼架、鋼筋網(wǎng)噴混凝土和錨桿形成聯(lián)合初期支護體系，為圍巖提供主動抗力、抑制圍巖有害變形，使圍巖充分發(fā)揮自承能力，是主要的受力結(jié)構(gòu);第二次襯砌僅承受部分地層壓力;在整個施工過程中通過對圍巖的量測、監(jiān)挖來指導設(shè)計和施工。

本工法適用于開挖洞徑在12m以內(nèi)，拱頂復土厚大于0.3倍洞徑的黃土、粘土、砂、礫石等四系地層的雙線鐵路隧道及相應(yīng)的地下工程。有進下水時應(yīng)另行采以有效的排、降水措施。

二、工法特點

(一)采取非爆破的大斷面開挖、噴錨支護，不僅節(jié)約了木料，同時也為使用大型機械創(chuàng)造了條件，提高了施工進度，使用勞力少。

(二)拱部開挖前采用超前管柵、自上而下的分層開挖和用量測結(jié)果指導施工，能有效地控制塌方，施工較安全。

(三)全斷面開挖完成后，拱墻模筑混凝土一次完成。

(四)本工法適應(yīng)性強，可使用大型機械，也可以使用小型機械，可使用有軌運輸，也可以使用無軌運輸。

三、施工工藝

(一)施工順序

斷面分為上、中、下三導臺階，自上而下地開挖。施工順序如圖1所示。上、中層臺階開挖時可并行操作。上臺階挖下的土經(jīng)水平運輸后從上而下地倒在中臺階上，連同中臺階挖下的土在中臺階上裝車運出洞外。下臺階的開挖和上、中臺階開挖采用交替作業(yè)。即在開挖下臺階時停止上、中臺階開挖，待下臺階開挖至一定長度后才停止開挖，作臨時順坡段L2再開挖上、中臺階。

6、 即超前支護先行(Ⅳ級圍巖采用超前中空錨桿超前支護,Ⅴ級圍巖采用超前小導管超前支護);上臺階采用弧形導坑法短開挖,施作拱部初期支護;中、下臺左右錯位開挖及施作邊墻初期支護;仰拱緊跟下臺階并及時施作盡早閉合成環(huán).

對Ⅵ級圍巖遵循“弱爆破、短開挖”的原則采用光面爆破或預(yù)留光爆層做振動控制爆破技術(shù)開挖上半斷面,以減小對圍巖的擾動,炮眼深度一般控制在1.5～2.0m為宜.對Ⅴ級圍巖,洞身采用人工風鎬、挖掘機、弱爆破相結(jié)合開挖,為確保施工安全,根據(jù)圍巖情況每循環(huán)開挖進尺50～120cm.

全斷面共分三個臺階和仰拱部分共六個工作面平行流水進行,各臺階長5m左右,相錯5m左右.同時仰拱、二襯緊跟,距下臺階掌子面分別為20～30m.

7、 臺階法六步平行流水施工工藝流程見圖,臺階法六步平行流水施工工序見圖

1施工工序

(1)第一步施工

①在拱部超前小導管的支護下，人工風鎬配合機械沿開挖輪廓線，由上而下開挖上弧導坑并預(yù)留核心土，遇硬巖時采取弱爆破，每循環(huán)開挖0.5～1.2m。核心土保證其長度和寬度，上弧導開挖5～6m時，方可開挖核心土。

②開挖后及時初噴4cm厚砼，封閉作業(yè)面，在含水量較大易掉塊處，先鋪掛一層鋼筋網(wǎng)，再進行初噴，確保開挖面圓順且無大的超挖現(xiàn)象。

在我國城市水資源極端緊缺的條件下，根據(jù)用水的類別，提高工程施工用水的重復利用率是十分必要的。此外，我國南方地下隧道工程施工中，一般地下水比較豐富，因此合理利用地下隧道工程中地下水，也具有非常重要的意義。本工法遵循從實際出發(fā)，在保證安全和適用的前提下，實現(xiàn)對地下隧道工程中地下水和施工用水的二次循環(huán)利用，并且解決了隧道施工污水易引起城市污水管堵塞，造成的環(huán)境污染問題。

7、一、前言

我國南方諸多地下隧道工程施工，一般地下水位偏高，補給充足，水量較大。地下水和施工廢水易與隧道內(nèi)泥土混合、夾雜形成含泥量高、水質(zhì)渾濁的污水。目前，常用方法是直接通過高壓水泵將其排入廢水池，污水直接流入城市污水管道。

由于污水中含有大量的泥沙，容易引起下水道的堵塞。為了防止下水道被泥沙堵塞，通常需要投入大量的人工來排泥和清污。施工中，一方面大量污水被直接排掉，既污染環(huán)境，又影響施工，水資源被大量浪費。另一方面施工承包方還需耗費財力購買工程作業(yè)所需使用的大量施工用水。如果能夠?qū)@些隧道地下污水進行處理，將其直接運用于施工作業(yè)，那么它所帶來的價值就不言而喻了。

由XX集團XX工程有限公司承建的廣東省廣州市軌道交通五號線XX站隧道土建工程施工項目成功應(yīng)用本工法，收到了較為理想的效果。

二、工法特點

1、環(huán)保。采用水循環(huán)過濾沉淀工藝，解決了隧道施工污水造成的環(huán)境污染，下水道易堵塞等后遺癥。

2、節(jié)能。節(jié)省了人力、物力和購水資金投入。

3、經(jīng)濟。需要的設(shè)備造價低，占地面積小，社會效益顯著，利潤價值可觀。

4、高效。該工法工藝操作程序化，作業(yè)效率高。

三、適用范圍

地下水量較大的地下工程。

四、工藝原理

綜合考慮了隧道地下水含泥量高、水質(zhì)渾濁、不易處理的特點，利用研制的多級鋼隔箱室設(shè)備形成的過濾沉淀區(qū)，通過緩沖設(shè)置及多級過濾裝置，達到將動態(tài)水變靜態(tài)水過濾沉淀的過程。通過水壓及沉淀淤泥的自重產(chǎn)生的壓力，將沉淀淤泥自動擠壓排出的過程。

工程概況

龍頭山隧道是目前國內(nèi)第一座分離式雙向八車道高速公路隧道(特大斷面隧道)。龍頭山隧道單洞總長 2012 米 ，凈寬 2 × 18 米 ;隧道 ( 左線長 1010m ，右線長 1002m ) 最大埋深 98m ，最大開挖跨度 20.7m 。隧道施工采用雙側(cè)壁導坑開挖技術(shù)。

隧道洞口處主要為坡殘積土及全 - 強風化花崗巖，結(jié)構(gòu)松散，不穩(wěn)定，土黃色、硬塑 ~ 半堅硬，含 15 ～ 20% 石英砂巖，可見原巖結(jié)構(gòu)，偶含少量風化碎石塊。

? 大管棚超前支護的必要性及相關(guān)的工作原理

由于隧道斷面大，洞口處巖體風化十分嚴重，土體松散，所以洞口開挖面極易發(fā)生坍塌，施工進洞困難。采用大管棚結(jié)合小導管對洞口段堆積體進行注漿固結(jié)然后再開挖，這樣可以有效保證洞口邊仰坡安全，而且使開挖部位形成棚幕和一層殼體，從而大大增加了進洞施工的安全性，確保順利進洞。

超前支護的基本工作原理是在待開挖洞頂輪廓線以外一定角度范圍內(nèi)，環(huán)向按照一定的間距超前打入鋼管，并在鋼管內(nèi)進行壓力注漿。環(huán)向鋼管形成棚架，為開挖及初期支護作業(yè)提供了安全保障;漿液固結(jié)后鋼管和圍巖之間組成了一個共同的固結(jié)圈，從而在隧道的縱向和橫向分別形成一個剛度較大的梁結(jié)構(gòu)和拱結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)能有效提高圍巖的承載力及自穩(wěn)能力，減小圍巖的變形;同時，隧道開挖后與鋼架一起共同組成剛度較大的支護結(jié)構(gòu)，以抵擋隧道開挖后產(chǎn)生的圍巖壓力和變形。

? 大管棚超前支護設(shè)計

3.1 大管棚設(shè)計參數(shù)

( 1 )鋼管規(guī)格：采用Φ 108mm 壁厚 6mm 的熱軋無縫鋼管，長 40m 。鋼花管內(nèi)設(shè)置鋼筋籠，鋼筋籠主筋 4 Φ 25 ，采用Φ 42 鋼環(huán)(壁厚 3mm )作固定環(huán)，固定環(huán)節(jié)長 5cm ，與鋼筋籠主筋焊接，如下圖所示;

( 2 )管距：環(huán)向間距為 40cm ;外插角： 1 °～ 3 °;

( 3 )同一環(huán)管棚中接頭的位置應(yīng)相互錯開不小于 1m ，管棚節(jié)長度為 6m + 6m + 6m + 6m + 6m + 6m + 4m 或 4m + 6m + 6m + 6m + 6m + 6m + 6m 。

( 4 )施工時應(yīng)先打編號為單號的鋼花管，注漿后再打編號為雙號的鋼花管。編號為雙號的鋼花管可作為注漿質(zhì)量的檢查管，若單號鋼花管注漿有不密實之處，應(yīng)在雙號鋼花管中注漿填實。

3.2 管棚漿液參數(shù)

( 1 )注漿材料及配合比：注漿漿液采用 M30 水泥漿，水灰比為 1:1 ;

( 2 )注漿壓力： 2 ～ 2.5MPa ;

( 3 )漿液擴散半徑：不小于 0.5m ;

3.3 大管棚超前支護與小導管的結(jié)合

為了使大管棚超前支護更好的發(fā)揮作用，在管棚支護的同時結(jié)合了小導管(見導向墻施工圖)。具體為：第一環(huán)長管棚范圍內(nèi)不設(shè)注漿小導管，但小導管與長管棚至少有 100cm 的搭接長度;注漿導管分兩排，第一排長 500cm ，外插角為 6 °;第二排長 450cm ，外插角為 15 °;搭接長度不小于 100cm ;注漿導管四周采用混凝土封孔，封孔深度為 20cm ;注漿材料為 M30 水泥漿液，水灰比為 1 ： 1 ，注漿壓力為 0.5 ～ 1.0MPa 。

? 大管棚的施工及相關(guān)的技術(shù)要求

大管棚簡要的施工工藝流程如圖：

4.1 施工前的準備工作

4.1.1 疏排水源

疏導洞身附近的水源，砌筑頂溝;增設(shè)環(huán)型截水溝，攔截地表水;建立枝狀排水系統(tǒng)，使地表水盡快順暢地排出洞口不穩(wěn)定范圍。

4.1.2 導向墻施作

導向墻對于控制鋼管的鉆孔方向至關(guān)重要 , 同時也可兼作止?jié){墻。導向墻的厚度為 90cm ，材料采用 C20 的鋼筋混凝土，其中按設(shè)計鉆孔位置預(yù)埋Φ 127mm 壁厚 5.5mm 的導向鋼管 , 并將孔口預(yù)埋一定的上抬量。具體的施工圖如下：

4.1.3 鋼花管制作

鋼花管按照設(shè)計要求制作，管頭加工成錐形以便送入，為確保接頭質(zhì)量，以長 15cm 的絲扣連接，或在端頭連接處采用一根長 1.0m 的Φ 100 鋼管，伸入Φ 108 鋼管中 40cm ，在端部用電焊將管之間焊縫焊滿，剩余 60cm 用作送入前一根鋼管的尾部，并用電焊焊滿，起連接和導向的作用。為防止?jié){液倒流，每根管棚尾部均焊接有止?jié){板，止?jié){板采用 2cm 厚鋼板制作，中間鉆有Φ 20 帶羅紋的眼，以備注漿時用。

4.2 管棚的施作

4.2.1 測量放樣、鉆機定位

測量放樣出隧道設(shè)計輪廓線并按 40cm 的間距標出管棚的位置。將鉆機移動并定位至標定位置。

4.2.2 鉆孔

使用頂驅(qū)液動錘按設(shè)計角度 1 °～ 2 °，把套管與鉆桿同時同步?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆入巖土層內(nèi)至設(shè)計度。套管與鉆具同時跟進，產(chǎn)生護孔功能，避免內(nèi)鉆桿在提出孔后產(chǎn)生塌孔或涌水事故，提供臨時護孔，方便往孔內(nèi)插管注漿。

鉆孔要求精度高，終孔位置準確，各開孔的孔眼與終孔的孔眼落在同一周界面上，避免產(chǎn)生較大的偏差和變形。同時要確保鉆孔的同軸度，以避免管棚送入時受卡。

4.2.3 清孔

鉆孔完結(jié)后，先把套管內(nèi)孔注水清洗潔凈后，才把鉆桿取出。套管仍保留在孔內(nèi)供護孔作用。

4.2.4 頂進鋼管棚

把按設(shè)計要求加工好的鋼花管頂入套管內(nèi)，接頭采用 15cm 長的厚壁管箍，上滿絲扣;并把鋼管輕輕打入巖土地內(nèi)，以固定鋼管不易滑出孔口。鋼管插進完畢后，取出套管，鉆進其它孔眼。套管取出時，冒落的巖土會于孔內(nèi)壓緊鋼管。鋼管口與孔口周壁用水泥密封。

當管棚安裝完畢后，用小木楔在鋼管與圍巖壁楔緊，再用防水膠泥(錨固劑)將空隙封閉住。

4.2.5 再次清孔并插入鋼筋籠

再次清孔并將鋼筋籠插入鋼花管內(nèi)，使之與鋼花管成為一體。

4.3 注漿

利用漿液的滲透作用和壓密作用將周圍巖體預(yù)先加固并封堵圍巖的裂隙水，這樣既能起到超前預(yù)支護的作用，同時也加強了管棚的強度和剛度。

4.3.1 工藝流程

4.3.2 注漿的技術(shù)要求

( 1 )注漿時一般總是先注無水孔，后注有水孔。在無水地段可從拱腳起順序注漿。注漿速度根據(jù)注漿孔出水量大小而定，一般從快到慢。注漿結(jié)束時將閘閥關(guān)閉，卸下進漿管，進入下一循環(huán)。

( 2 )注漿結(jié)束的標準：①注漿壓力逐步升高，達到設(shè)計終壓并繼續(xù)注漿 10min 以上;②進漿量一般為 20 ～ 30L/min 。注漿結(jié)束后用 10 號水泥砂漿充填管棚鋼管，增強鋼管的強度和剛度。

( 3 )時刻注意觀察注漿管周圍防水膠泥變化情況，防止?jié){液壓力增加時將其沖裂。

( 4 )注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串漿現(xiàn)象，如發(fā)生串漿，應(yīng)立即停止注漿或采用間歇式注漿封堵串漿口，也可采用麻紗、木楔、快硬水泥砂漿或錨固劑封堵，直至不再串漿時再繼續(xù)注漿。注漿過程中壓力如突然升高，可能發(fā)生堵管，應(yīng)停機檢查。

? 效果評價

( 1 )對注漿加固區(qū)進行鉆芯取樣，漿液的填充情況基本良好。

( 2 )開挖過程中進行掌子面觀察，沒有發(fā)現(xiàn)大量涌水出現(xiàn)。

( 3 )對洞口段的收斂變形、拱頂下沉、邊坡位移、拱圈位移、接觸壓力、錨桿受力、鋼拱架及鋼筋應(yīng)力等方面進行了全面的監(jiān)測。

監(jiān)測結(jié)果表明：布設(shè)監(jiān)測點的斷面基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，能夠滿足設(shè)計和規(guī)范要求;只有個別斷面處于不穩(wěn)定狀態(tài)，表現(xiàn)為不均勻沉降，經(jīng)過施工單位的及時補救使斷面后來的監(jiān)測數(shù)據(jù)基本趨于穩(wěn)定。

? 結(jié)語

工程實踐證明，大管棚施工方法在龍頭山隧道洞口開挖中的應(yīng)用是成功的。大管棚工法的梁效應(yīng)和固結(jié)效應(yīng)，既能阻止松散圍巖的坍塌又能有效控制沉降，為隧道洞身的安全、順利通過創(chuàng)造了條件。

地鐵過街隧道施工中的支護措施

【摘要】介紹在廣州地鐵二號線東風路過街隧道采用淺埋暗挖法施工中,根據(jù)過街隧道的地質(zhì)和環(huán)境特點,對各工序采用了不同的支護方法,取得了良好的效果。

【要害詞】隧道開挖　復合襯砌支護　支護方法

中鐵十二局集團廣州地鐵工程指揮部承建的廣州地鐵二號線東風路過街隧道,全長49.859 m , 采用淺埋暗挖法施工。隧道覆蓋層厚3.7～5.2 m , 覆土拱部以上主要是淤泥砂層,下部為中密殘積土層,地下水豐富,且道路下各種市政管線密布,非凡是東風路下的1.8 m ×1.25 m 混凝土排水涵,距隧道結(jié)構(gòu)頂線僅1.7 m。東風路是交通主干道,地面震動荷載較大。

1 　隧道開挖支護方法及工藝

根據(jù)新奧法原理,結(jié)合隧道的地質(zhì)情況,決定采用人工雙側(cè)壁導坑開挖的施工方法,襯砌采用復合式結(jié)構(gòu)。初襯以超前大管棚為主,輔以錨噴支護;二襯用模筑混凝土,確保支護結(jié)構(gòu)在圍巖產(chǎn)生塑性破壞前起承載作用。作業(yè)中,首先進行拱部全長大管棚預(yù)支護,開挖雙側(cè)壁導坑,開挖分上下超短臺階進行,上臺階向前掘進0.5～1 m 后,下臺階緊隨其后平行作業(yè),并及時對側(cè)壁導坑進行支護。側(cè)壁導坑分段拉通后,澆筑二次襯砌邊墻,并設(shè)兩道水平橫撐頂緊邊墻,然后開挖和支護中部上臺階,澆筑拱部二次襯砌。暗挖通道拱墻二襯全部拉通后,開挖和支護中部下臺階,并立即澆筑二次襯砌底板中部。每次側(cè)壁導坑臺階及中部上臺階的基坑里對第三節(jié)箱涵進行現(xiàn)澆混凝土施工。箱涵長度15 m , 結(jié)構(gòu)及外形尺寸與頂進段箱涵相同。

由于第1 方案在開挖基坑后,距候車大樓和信號樓太近,影響建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定,所以采用了第2 種方案:兩節(jié)頂進段箱涵并排預(yù)制,先將第一節(jié)向前頂進25 m , 再將第二節(jié)用千斤頂橫向平移,使兩節(jié)箱涵處在同一中心線上,并在兩節(jié)箱涵之間放置千斤頂和鋼橫梁,然后同第一方案一樣,采用中繼間法繼續(xù)向前頂進,使兩個箱涵一前一后頂進到設(shè)計位置。

2 　各施工工序的支護技術(shù)措施

2.1 　超前大管棚預(yù)支護

在隧道開挖前,根據(jù)主體結(jié)構(gòu)履蓋層厚度,分三段進行跟進式大管棚注漿預(yù)支護加固地層,兩段管棚間的搭接長度為2.0 m , 如圖1 所示。

圖1 　大管棚縱斷面示意圖

2.1.1 　大管棚施工工序

(1) 管棚鋼管采用壁厚為8 mm 的<108 mm 無縫鋼管。導向墻分三段按順序施工,并同時預(yù)埋管棚導向管?？卓谖恢迷诘谝?、三段沿隧道拱部開挖輪廓線250 mm 布置;第二段沿隧道拱部開挖輪廓線100 mm 布置。鋼管分節(jié)安裝,兩節(jié)間用螺紋長度為150 mm 的絲扣連接,相鄰兩根鋼管的接頭錯接長度為1.0 m 。

(2) 從管棚導向管定位處鉆孔。鉆孔時將鋼管隨鉆頭一起鉆入地層內(nèi),達到設(shè)計深度后停機,鉆頭與鋼管、鋼管之間用絲扣連結(jié)。注漿管上有<10 mm 以200 mm 梅花型布置的注漿孔,鋼管尾部(孔口段)2.0 m 內(nèi)無孔,為止?jié){段。

(3) 鉆孔完成后,為提高鋼管的剛度及強度,鋼管內(nèi)加設(shè)4 根<16 mm 鋼筋和固定環(huán)組成的鋼筋籠。固定環(huán)采用外徑<42 mm 、壁厚8 mm 、長60 mm 的短管環(huán),短管環(huán)間距1.0 m 。在管棚鋼管孔口用法蘭盤連接上孔口管( <42 mm , 壁厚4 mm , 長500 mm) 。

(4) 根據(jù)地層的孔隙和地下水情況,注漿漿液選用水泥漿和水玻璃混合漿,漿液配制為525 # 普通硅酸鹽水泥,水玻璃模數(shù)η= 2143 , 玻密度β= 30～45′;水泥.漿水灰比為0.5∶1 ; 水泥漿與水玻璃體積比為1∶1～1∶0.5～1∶1 ; 緩凝劑為水泥用量的3 % 。

(5) 鉆孔時水平偏距沿相鄰鋼管方向控制在100 mm 內(nèi), 垂直偏距沿相鄰鋼管方向控制在200 mm 內(nèi)(對管棚前端,而非管棚孔口) 。

(6) 向管棚內(nèi)注漿時,按先上后下順序全孔一次性注完。注漿壓力控制在0.5～1 MPa 。

① 在管棚導向管的鉆進過程中,采用水平測斜儀定期量測管棚偏斜度并及時糾偏; ② 注漿時,注重觀察注漿壓力的變化、注漿管的需漿量、止?jié){墻周邊注漿管的冒漿情況和壓力的變化,控制各注漿管的注漿量; ③ 如產(chǎn)生串漿,應(yīng)及時關(guān)閉串漿孔口閥門,導管注漿的注入量應(yīng)盡可能加倍。

.2 　噴混凝土支護

噴混凝土前先用高壓風將巖面吹干凈,全斷面初噴40 mm 厚C20 早強混凝土找平,并及時封閉圍巖,待格柵鋼架等全部安架好后,再全環(huán)噴射厚度為300 mm 的C20 早強混凝土?；炷僚浜媳葹?( 水泥) ∶1.83 (砂) ∶0.44(水) ∶1.73(石) ∶0.05(FDN25) 外加劑。噴射時,分片依次自下而上進行并先噴鋼格柵與巖面之間, 再噴兩鋼格柵之間。

2.3 　錨管支護

錨管采用壁厚為3.5 mm 、長度為3.0 m 的<32 mm 熱軋無縫鋼管。錨管間距縱向為500 mm , 環(huán)向為800 mm , 梅花形布置。錨管上有<10 mm 的注漿孔。漿液為水灰比為0.75∶1 的水泥漿,注漿半徑為0.3～0.4 m , 注漿壓力為1 MPa 。

2.4 　鋼筋網(wǎng)支護采用<8 mm 鋼筋網(wǎng)片全斷面布設(shè), 網(wǎng)格尺寸為150 mm ×150 mm , 鋼筋網(wǎng)與錨管應(yīng)接牢。

2.5 　格柵鋼架支護

格柵鋼架需全斷面安設(shè),縱向間距為500 mm , 縱向間采用@1 000 mm 、<22 mm 鋼筋拉桿焊接成一體。每榀鋼架由6 片組成,制作分為Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ 個單元。根據(jù)側(cè)壁及中部導坑的施工順序,先后安架Ⅱ2 Ⅲ2 Ⅰ2 Ⅳ 單元鋼架,每單元鋼架間用聯(lián)接鋼板配以螺栓連接。鋼架安設(shè)時,首先與<18 mm 的定位系筋焊接(定位系筋另一端錨入圍巖深度為1.0 m) ,然后再與錨管焊接牢固。在鋼架與初噴混凝土間隙較大處,需分別綁設(shè)1 號、2 號墊塊。格柵鋼架支護斷面如圖2 。

圖2 　格柵鋼架支護的斷面示意圖

3 　結(jié)語

東風路過街隧道的施工,由于根據(jù)具體地質(zhì)狀況及地表建筑物、地下管線分布情況,采用合理的開挖及復合襯砌支護方法,適時調(diào)整施工參數(shù),確保了主體工程在53 d 內(nèi)順利竣工,而且路面的沉降量均控制在30 mm 內(nèi),保證了東風路交通的平穩(wěn)通暢。