隧道工程顺利通过喀斯特地区的施工技术.pdf

·122·价值工程隧道工程顺利通过喀斯特地区的施工技术ConstructionTechnologyatKarstAreasinTunnelEngineering万鹏辉WANPeng—hui(中铁二十局集团第二工程有限公司，北京100142)(No．2EngineeringCorporationLimitedofCR20G，Beijing100142，China)摘要：本文结合工程实例，就遇到喀斯特地区时应如何进行隧道的施工，以保证隧道工程的安全、质量及工期的要求。Abstract：Combinedwiththeengineeringcase，thepaperpresentsthetunnelconstructionatKarstareatoguaranteethesecurity，qualityanddurationoftunnelengineering．关键词：隧道；溶岩；施工技术；钢管桩Keywords：tunnel；lava；constructiontechnology；steelpipepile中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1006—4311(2013)12—0122—021隧道概况及地形、地质、地貌情况地质、水文地质条件开展下列超前地质预测预报工作。预大坎一号隧道位于贵州省安顺西关蛉区间，为双线报的重点内容为：地下水的赋存情况：岩溶发育程度、隧道隧道，左右线线间距为5．0m，设计为6．8‰的单面下坡，全围岩变化趋势。预报的方法：隧道采用以地质调查法为基隧平面上均位于直线上，隧道进口紧邻雨窝桥特大桥昆明础，综合物探及钻孔为主进行综合超前地质预报。端桥台，出口紧邻大冲沟大桥长沙端桥台，隧道洞身最大2．2．2治水注浆施工遇溶隙、裂隙水可以以堵为主：埋深约68m，隧道进口里程D1K829+790，出口里程遇到暗河或管道流，必须以疏、排为主。D1K830+185。全长395m。2-2．3注浆效果检查注浆结束后，进行注浆效果检查。隧道区基岩大多裸露，为三叠系下统大冶组二段2。3隧底岩溶整治措施隧底溶洞采用oo75钢管桩(Tld2)地层，隧道进出口及缓坡地带有少量坡残积(Q4dl+(壁厚5ram)注浆加固，钢管桩纵横向间距0．8m，交错布e1)及坡洪积(Q4dl+p1)覆土。地质构造简单，地层单斜，岩置。加密布置qb75钢管桩，外插角为5。～10o，纵向间距层产状为：N25～35。W／5oN，节理较发育，主要有三组，分别0．8m，钢管桩长度以嵌入基岩(W：)0．5m控制。钢管桩采用为：N75。E／84。N、N50。E／88。S：隧道出口岩层单斜，岩层产qb89钻孔，钻进过程中跟进qb75钢花管(壁厚5ram)，钻孔状为N25。W／5。N，N51～82。W／90~．N82。W，83～90。S。节理间达到设计深度后压注1：l水泥浆，注浆压力1．0～1．2Mpa。距1～2．0m不等，呈密闭～微张状，延伸性较好，部分节理面钢管桩采用探灌结合的方法施工，即施工中利用钢管有黏性土充填。桩钻孔进一步探明隧底岩溶规模及填充情况、充填物性质隧址区穿越三叠系下统大冶组二段(T1dz)可溶岩地等，对隧底岩溶进步探明。钢管桩施工完成后应对其注浆效果进行检查，间隔5．0m钻孔取芯检查注浆是否饱满。层，岩性为薄～中厚层状灰岩，属于岩溶中等发育的地层。地表调查见溶沟、溶槽、溶孔、溶洞等岩溶发育；大气降雨钢管桩主要适用于流塑状淤泥质土、岩溶及岩溶多沿坡面排走，部分经溶蚀裂隙、溶沟溶槽等垂向下渗。堆积体等隧道加固，钢管桩2喀斯特地区的隧道施工技术施工工艺流程见图1。2．1施工方案必须坚持“早预报、先治水、强支护、快2．3．1施工准备施工封闭，早衬砌”的施工原则组织施工。前，施作岩溶整治所需的人施工前严格执行超前地质预报工作，通过超前地质预员、机械、材料等完全准备报资料进行分析，确定岩溶或断层破碎带延伸、规模、方向就绪，以保证施工的连续与类型，采取全断面超前预注浆结合局部注浆方法，经注性。并做好洞外控制测量，浆止水效果达到要求后，方可组织开挖施工。在洞口附近布设三角网，并2_2主要施工方法进场后，沿隧道轴线进行地形地与高级控制点联测。根据貌、裸露岩层、沟槽等调查，并作出辩识；根据地质预报资《大坎一号隧道岩溶整治设料进行分析，确定岩溶延伸、规模、方向与类型。成立技术计图》(D1K830+115～+专家组(包括地质专业工程师)，专门解决岩溶、断层破碎160)；放出每个岩溶钻孔位带施工问题，根据地质预报，提出施工方案，并现场指导施置并编号。工，防止突水突泥和坍方的发生。2．3_2搭钻孔平台安装2-2．1超前地质预报结合本隧的工程特点以及工程钻机搭设平台应一次性搭好，钻孔由大里程向小里程作者简介：万鹏辉(1980一)，男，湖南岳阳人，工程师，2007年毕业对称进行，平台支撑要着实图1于中南大学铁道学院(本科)，研究方向为土木工程；2011级北京交通大学在职研究生，在读，专业方向为地，连接要牢固、稳定，必要时在平台处浇筑lOmm厚混凝土找平，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等项目管理。 ValueEngineering·123·影响钻孔质量。钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管来进行施工。注浆应隔桩注浆，不得连续注浆，以确保浆液方向平行，必须精确核定钻机位置。用全站仪、挂线、钻杆的注浆效果。安装好单号有孔钢花管后即对孔内注浆，注导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与导向浆后再施工双号钢管。编号为双号的钢管可作为注浆质量管轴线相吻合。的检查管。注浆压力初压0．5MPa，终压不小于1．2MPa。若2．3．3钻孔为了便于安装钢管，钻头直径采用89注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，mm。钻孔深度深入基岩不小于0．5m。岩质较好的可以一直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔次成孔；钻进时产生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻进。钻机隙均为浆液充填，方可终止注浆。注浆前，先将钢管口外径开钻时，可低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐与孔口周边的岩石用水泥密封，但要预留一小通气孔，注调整钻速及风压。钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，浆时，使钢管与孔壁的环形空隙内的空气容易从此通气孔并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻冒出：管口注浆时，直至浆液由通气孔冒出为止，注浆可采进过程中出现的事故。用多孔同时注浆，其水灰比控制在1：1，注浆结束后用M5钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆水泥砂浆封孔。为了保证注浆效果，注浆采用一次升压法钻进。第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20-30cm时停止钻施工，即从注浆一开始就在短时间内将压力升高到设计规进，人工用两把管钳卡紧钻杆(注意不得卡丝扣)，钻机低定值，并一直保持到注浆结束。在规定的压力下，根据进浆速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根量情况分级调整浆液浓度，直至裂隙逐渐被填充，单位吸钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根浆量逐渐减小，达到结束标准即停止注浆。注浆顺序按照钻杆尾部，方向对准后联接成一体。每次接长钻杆，均可按分左右幅分序进行，先施工右半幅，再施工左半幅，先压注上述方法进行。换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无无水孔，后压注有水孔。如遇串浆或跑浆，可间隔一孔或几损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保孔灌压。正常作业。钻孔达到要求深度后，按同样的方法拆卸钻杆，在注浆过程要注意以下几点：①应采用物探和钻探等钻机退回原位。施工中应核实溶洞规模及地质情况，利用手段进行检测验收。②当现场注浆范围、注浆量及注浆压钢管桩钻孔进一步探明隧底隐伏岩溶发育规模，当发现与力与设计不符时，施工单位应及时上报监理、设计、建设单本设计不一致时，应及时提出，以便处理，确保安全。位，由公司组织现场会勘后重新组织并确定注浆范围及注2．3．4清孔验孔①用地质岩芯钻杆配合钻头浆数量等参数。fd~90mm)进行来回扫孔，清除浮碴至孔底，确保孔径、孔深2．5注浆参数及效果检查评定当注浆压力达到设计符合要求、防止堵孔。②用高压气从孔底向孔口清理钻碴。终压值并稳定持续lOmin不进浆的情况下可结束注浆。③用全站仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。钢管桩施工完成后应对其注浆效果进行检查，间隔2．3．5安装钢管钢管应在专用的管床上加工好丝5．0m钻孔取芯检查注浆是否饱满，并对检查孔进行压水扣：首先每隔一孔钻一孔，先打编号为单号的钢花管，每钻检查，在1．OMpa压力下，进水量不大于2lJmin．in，加固后完一孔便清孔验孔后项进有孔钢花管，施工时应先打编号用轻型触探仪对基底进行地基承载力实验，复合地基承载为单号的钢花管，管棚顶进利用钻机的冲击力和推力低速力不小于200Kpa，否则应补充注浆。顶进钢管。接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应3安全质量保证措施前后错开。同一横断面内的接头数不大于50％，相邻钢管成立安全生产领导小组，负责安全施工的制度、条例、接头至少错lm。安装前应在地面预先排好再依次安装，保奖罚办法的制定、审查和安全生产的监督检查，以及安全证接头分布符合要求。生产责任事故的调查处理。由队长、各业务职能部门负责钢管顶进的作业要点：①管件制作：采用+75mm热轧人、安全工程师、各施工组组长任组员，严格执行三级安全无缝钢管。接长时先将前一根钢管顶入钻好的孔内再联接生产管理模式，实行统一领导、责任分明，坚持管生产必须事先加工好的管节联接套。(接长管件应满足受力要求，管安全的原则。施工过程中，施工安全将予以高度重视，坚相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一断面受力。③决贯彻“安全第一，预防为主”的方针，严格遵守现行《铁路钻机施作时，用钻机顶进~b75mm钢管。在顶进时钻机上隧道施工技术规范》，认真执行抓好落实工作，切实地做到必须安装与钢管直径相应的钢管项进连接套，并在大臂上安全施工。改换钢管扶直器。待引导孔钻好后，使用顶管大臂进行项4结束语进作业。④顶管作业：将钢管安放在大臂上后，钻机对准已在隧道施工中会遇到岩溶地段，这给我们的施工带来钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在1．8了很大的难度，给工程的安全及质量也提出了难题，为保2．0MPa，推进压力控制在4～6MPa。⑤接管：当前一根钢管证此种地质情况下隧道工程能安全如期的修建成功，达到推进孔内，孔外剩余30～40cm时，开动凿岩机反转，使项质量及运营要求，施工中必须采取相应的措施，严格按专进连接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，人工装上后一节项施工方案中的工艺进行施工。钢管，大臂重新对正，凿岩机缓慢低速前进对准前一节钢参考文献：管端部(严格控制角度)，人工持链钳进行钢管连接，使两[1]《公路隧道施工技术规范)(JTJ042—94)．节钢管在连接处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推进压【2]李钢．高速铁路隧道施工技术【M]．北京：中国铁道出版社，力低速顶进钢管。2009．2．4注浆施工工艺注浆前先检查管路和机械设备状【3】王子珏．特殊地质情况下的隧道施工技术【M】．华北科技，况，确认正常后做压浆实验，以选择合适的注浆参数，以此2011