下穿砂层矿山法隧道水平深孔注浆加固施工技术.doc

1、下穿砂层矿山法隧道水平深孔注浆加固施工技术摘要：本文主要针对深圳市某隧道下穿砂层段水平深孔注浆加固的施工处理方案，对该方案的施工工艺及辅助施工措施进行了详细的论述。关键词：砂层；矿山法；水平深孔；注浆； 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一、工程案例简介 1.1 周边环境 某区间隧道位于深圳市主城区，红茘路正下方，两侧有 4 栋多层居民房；左线上方有：20001600mm 的雨水箱涵，埋深约 3.1m；DN400 给水管，管顶埋深约 1.4m；右线上方有：800mm 的污水管，管顶埋深约3.1m；DN400 给水管，管顶埋深约 1.4m；110kv 的高压电缆沟（断面尺寸 10

2、00700mm） 。 1.2 工程地质 隧道下穿砂层段围岩从上到下，有素填土层、中砂、砾（砂）质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩地层，为级围岩。区间隧道大部分地段穿越 12-2-1、6-1、6-2 地层，围岩具有遇水软化、崩解，强度急剧降低的特点。 二、施工方案 2.1 施工工艺 以二重管注浆为主，裸孔注浆为辅，施工工艺流程如图 1 所示。 图 1 二重管钻机注浆工艺流程图 2.2 水平深孔帷幕注浆设计 深孔注浆为纵向 12m 一循环，注浆开挖循环长度 10m，预留 2m 止浆岩盘。 2.2.1 施工机具 坑道钻机：ZLJ250 煤矿用坑道钻机适用于砾（砂）质粘土层钻孔注浆，可以进行垂直孔、

3、斜孔及水平孔的钻孔施工。 压浆泵：SYB-60/60 型双液注浆泵；拌浆桶、灌浆管、阀门、压力表等。 2.2.2 注浆材料 采用 PO，R32.5 普通硅酸盐水泥。C 液水：水泥=1：1，A 液水：水玻璃=0.5:1，水玻璃浓度 2530Be 。 2.2.3 施工步骤 (1)孔位布置 孔位沿隧道开挖轮廓线呈环形布置，间距 0.15m0.3m。在上下台阶核心土中布置 4 孔，用于加固中心土层。孔位布置见图 03，现场由技术员放线确定位置。 图 03 深孔注浆孔位布置图 (2)钻孔布管及施做顺序 注浆管长分为 3 种：深 12m 孔，采用坑道钻机钻孔，插入20、12m 钢管进行注浆，孔位编号；深

4、8m 孔，采用坑道钻机钻孔，插入 20、8m 钢管进行注浆，孔位编号；深 4m 孔，采用人工打入 42 钢管进行注浆，孔位编号 根据现场实际施工情况，下台阶地层为全风化花岗岩地质情况较好。在实际施工布管是可以减少下台阶注浆管布设，孔位编号为、 ，孔位布置图见图 03、04。 图 04 深孔注浆纵断面图 (3)注浆参数 注浆压力：预注浆加固地层 P=0.32.0Mpa；注浆时根据实际注浆效果经技术主管同意后可进行调整。 2.2.4 注浆结束标准 (1)注浆压力逐步升高、当达到设计终压并继续注浆 10min 以上。 (2)单孔注浆量与设计注浆量大致相同，注浆结束时的进浆量小于20L/min，每循环

5、设计注浆量约为 252m3，每循环布管总长度 380m。 (3)每米注浆方量 0.66m3，12m 注浆孔每根注浆量 8m3；8m 注浆孔每根注浆量 5.3m3；4m 注浆孔每根注浆量 2.65m3。 2.2.5 注浆效果质量检验 (1)对注浆过程中的各种记录资料进行综合分析，看注浆压力和注浆量变化是否合理，是否达到设计要求。本设计要求加固后的土体承载力强度值不小于 0.8MPa。加固体的渗透系数应小于 10(-6)cm/s。 (2)检查孔应取岩芯，观察分析地层及浆液充填情况，并检查测量孔内涌水量及测算加固体的渗透系数。检查孔应沿隧道周边和中心布置。 (3)当注浆效果不能满足上述要求时，应进行

6、补注浆，直到达到设计要求为止。 2.3 辅助施工措施 2.3.1 超前探水 在每循环开挖前超前探水，探水采用煤电钻机钻孔探水。探水部位为上台阶拱部 120范围。孔深 4m，打设角度 35，每开挖 1.8m 为 1 循环。探水孔封堵采用人工手持风镐顶进 42 钢管，并对钢管注双液浆，单管注浆量 0.36m3。注浆前对钢管周围缝隙采用棉纱堵塞，注浆完成后采用棉纱填塞，并在管头打设木（钢筋）销防止浆液流失。 2.3.2 超前小导管加密及注浆 在掌子面初喷后，格栅钢架架立完成后喷射混凝土 15cm 厚。从两侧拱腰部位向拱顶打设超前小导管。超前小导管原设计为拱部 120，环向距 0.3m 设置，为保证工

7、程及环境安全，在设计基础上增加小导管数量间距调整为 0.15m。原设计每循环注浆量 1.6m3、单管长度 3.5m、单管注浆量 0.18m3。增加后小导管每循环总长度为 175m、注浆量 3.2m3。 2.3.3 台阶长度控制及开挖控制 为保证一旦发生险情时，上台阶有操作空间，以及上下台阶不致贯穿。台阶长度控制 7m10m 左右，人工开挖配合手持风钻或风镐，采用斗容为 0.15m3 小型挖掘机开挖。循环进尺按 1 榀钢架间距控制。 严格控制每循环进尺，间距 0.5m，允许误差 0.05m，开挖成形后及时进行初期支护，确保工序衔接，尽早施做仰拱封闭成环，初喷厚度控制在 0.05m，初喷部位主要为

8、拱部和侧墙，以改善受力条件。由值班技术人员跟踪开挖面，掌握隧道的地质情况，异常地质要有特殊的超前支护和初期支护措施。 2.3.4 临时仰拱喷砼 由于砂层段围岩稳定性较差，因此对临时仰拱喷砼增加开挖初支结构稳定性。临时仰拱喷砼厚度 0.25m，喷砼总长度 107.94m、宽 6m，喷砼方量共计 162m3。 2.3.5 上台阶回填注浆 上台阶开挖后，根据沉降观测情况对上台阶进行回填注浆。注浆顺序：首先对锁脚锚管进行注浆，单管注浆量 0.5m3，然后在根据监测情况拱顶沉降较大时对拱部微量回填注浆。 2.3.6 路面措施 采用 10mm 钢板铺设在开挖掌子面地面对应位置，左右线各铺设长度16m、宽度

9、 4m。防止路面重车对掌子面上方土层的震动。 三、施工风险及应对措施 对本区间隧道过砂层段施工存在的主要风险点进行了归纳总结，并有针对性地对风险点可能出现的紧急情况采取应对措施。 3.1 掌子面必须停止施工的状况及对应措施 (1)掌子面出现垮塌现象，应立即挂网喷砼封闭掌子面，重新进行注浆施工。 (2)掌子面出现明水，应立即挂网喷砼封闭掌子面，重新进行注浆施工。 (3)现场材料供应不足或喷浆机等设备损坏，应停止掌子面开挖施工。(4)若接到现场要停电、停水的通知，则应在停电、停水前，立即停止掌子面开挖施工。 3.2 风险对应措施 (1)开挖前应在掌子面进行超前探水施工，若从探孔内有明水或砂流出，则

10、应封面进行注浆 (2)周边建筑物一旦出现日沉降量或差异沉降量超标的现象，应立即停止洞内开挖施工，采取地表跟踪注浆对建筑物基础进行加固。 (3)施工过程中若发现初支砼面出现纵、环向裂纹时，应立即停止前方掌子面开挖施工，洞内及时架设临时支护结构进行加固，并进行下一步施工方案研究。 (4)密切关注每天监测报表数据，地表、拱顶沉降点里程应对应，根据数据分析原因，及时采取相应处理措施。 (5)为防止因地面出现较大沉降或坍塌而引起意外事故发生，地面防护应及时跟近隧道开挖掌子面，隧道地面标识应清晰、准确，隧道掌子面里程应及时进行更新。 结束语 总之，由于地下工程地质及水文条件的不确定性，地质多变，深孔注浆不可避免存在加固盲区，难以保证地层加固的均匀性，配合超前小导管注浆可有效的弥补这一缺陷。只有在灌注中及时解决水的大量渗入，才能确保工程可以安全稳步的进行。 参考文献： 1许亚军.超浅埋暗挖隧道下穿高速公路的施工技术J.隧道建设，2009，29(01)：101104. 2陈庆怀.浅埋暗挖隧道近距离下穿管线施工技术J.隧道建设，2008，28(03)：330335.