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隧 道／ 地 下工 程 隧道施工坍塌突涌泥石流处理技术 李庆成 中铁十八局集团第五工程公司， 天津塘沽3 0 0 4 5 0 摘要 介 绍在 隧道施 工 中遇到软流 塑地质 ， 坍塌 突涌泥石流 。 采用大管棚双液注浆 固结 岩层 ， 钢拱 架 网喷混 凝土 强 支护。 保 证安全施工及进度 ， 取 得 良好效果。 关键词 铁路 隧道 ；管棚 注浆 ；喷射 混凝土 中圈分类号 U 4 5 7 ． 2 文献标识码 B 文章编 号 1 0 0 42 9 5 4 2 0 0 6 0 5 0 0 6 6 0 2 1 概 况 改建贵昆铁路沾昆段皮家山隧道出I Z l 在施工过程 中， D K 5 4 02 6 1 ． 8～D K 5 4 02 5 6段 因山体地质原 因 于 2 0 0 5年 1 1月 3日晚发生突泥性坍塌。当时， 泥石 流堆积体近 6 0 0 0 m ， 淤积至 D K 5 4 0 3 2 0处 ， 单侧淤 积近 6 0 m， 过后发现 山顶沿线 D K 5 4 02 5 8 ． 9处有 1 个塌陷 1 3 m2 0 m， 深 7 m 的大坑 图 1 。业 主、 设 计 ， 监理 、 施工 四方 ， 就有关 问题 进行研究决 定 ， 采取 “ 挡墙封堵流泥、 整 体注浆 固结 、 施作 超前管棚 、 动态 管理开挖、 钢架网喷加强初支 、 提 高二衬厚度及强度” 的原则进行处理。 D 型 塑 l嫡 椿’ 塑型 堕 D I C 4 0 3 2 0 ． 1 琵 看 流 1 已施作的仰拱 图 1 隧道坍塌示意 2 实施方案 2 ． 1 施作挡墙封堵流泥 首先尽量清理坍塌淤积的泥石流， 施作挡 墙挡住 淤积泥石 流， 喷射 C 2 0混凝土全封 闭坍体斜坡 面后 ， 对坍塌 体的斜坡 面进行 预注浆 固结 ， 注浆导 管采 用 64 2 、 壁厚 4 m m、 长 3～ 6 m的 P V C管 ， 间距 4 0 a m 4 0 a m梅花形布置。P V C管钻设注浆孔 ， 孔径 81 0 m m， 问距 1 5 2 0 c m。注水泥一 水玻璃浆液， 浆液凝固时间 51 0 ra i n ， 水泥浆扩散半径 0 ． 3 0 ． 4 m。坍塌体的斜 收稿 日期 2 0 0 5 一O l ～2 7 作者简 介 李庆成 1 9 7 4 一 ， 男 ， 工程 师 ， 1 9 9 6年 毕业 于石 家庄 铁道 学 院隧遭工程与地下工程专 业， 工学学 士 坡面固结后作为后步施工的作业平台。 2 ． 2封堵 山顶塌陷坑 清除山顶塌陷坑周围的稀泥 、 杂草等物 ， 填 4 m厚 硬土并分层夯实， 铺 2层防水板 ， 然后灌满 C 2 5防水混 凝土与山坡面平顺 ， 在塌陷坑周围做好排水沟 ， 防止地 表水再流进坑内。 2 ． 3拱顶注浆固结 在坍塌处后方 2 ． 8 m已施作二衬混凝土拱部开始 沿拱腰至拱顶 布置 4排长 孔注浆 固结。第 1排孔 长 1 1 ． 3 m， 孔间距 0 ． 4 m， 注浆孔径 6 4 8 ， 向前仰角 4 5 。 ， 采 用分节前进式注浆 ， 每节 3 m， 要求注浆固结层厚度从 设计衬砌内轮廓线向外 8 m。第 2排孔 长 1 6 m， 孔 间 距 0 ． 4 m， 与第 1排排距 0 ． 8 m， 注浆孔径 64 8 ， 向前仰 角 3 0 。 。 采用分节前进式注浆 ， 每节 3 m， 要求注浆固结 层厚度从设计衬砌 内轮廓线 向外 8 m。第 2排注浆孔 作为向前开挖超前管棚支护 ， 故 注浆后再沿注浆孔重 新钻眼插入长 8 m、 4 } 4 2钢管并重新注浆 固结钢管。第 3和第 4排 注浆 管棚 待 开 挖 前进 一 定 深度 后 才 能 施作。 2 ． 4挑顶高度的设定 开挖挑顶高度拟 自原设计二衬 内轮廓线向外预留 2 ． 0 m， 即初期支护 3 0 a m 其 中 I 2 0工字钢拱架 占 2 0 a m， 喷射混凝土钢拱架上下保护层各 5 a m ； 给设计预 留 1 ． 7 m， 其中 ， 变形 、 下沉 、 施工误差等 3 0 a m； 护拱及 二次衬砌 1 ． 4 m。确定挑 顶 高度 的依 据 主要有 以下 几点。 1 考虑拱顶塌体通 过注水泥浆 固结 6～8 m层 厚范围内已达到密实， 并有一定强度及超前管棚预支 护的支撑作用。 2 考虑 初期支护结 构的加强。I 2 0工 字钢作拱 架 ， 每延长米 2榀 ， 网喷 C 2 5混凝土厚 3 0 a m。 3 给护拱及二次衬砌结构 的变更设计 预留了空 间。设计二次衬砌结构厚度未定 ， 本方案预留 1 ． 4 m， 并增加变形 、 下沉 、 误差等预留 3 0 a m。 4 根据现有 的施工条 件和机具设备 ， 考虑施 工 的可操作性。 5 借鉴以往处理大塌方施工的经验。 3上部开挖及拱部继续注浆施作管棚 1 利用第二排管棚 的棚 效应， 向前 开挖到二 衬 铁道 标准设 计RA I L W AY S T A ND A RD D E S I G N 2 0 0 6 5 维普资讯 李庆成一隧道施工坍塌突涌泥石流处理技术 混凝土边沿后再插打 4 5 。 ～6 0 。 注浆管 ， 对拱顶进行补 充注浆固结 。然后开挖至管棚底 ， 施作第 1榀钢拱架 ， 钢拱架用 I 2 0工 字钢制作 ， 钢拱架与管棚焊接连成一 体 。再掘进 0 ． 5 m， 高度至管棚底 ， 施作第 2榀钢拱架 与管棚焊接连成一体 ， 第 l 、 第 2榀 钢拱架横 向每隔 0 ． 5 m用 2 5螺纹钢筋焊连 ， 空间挂 网喷射 C 2 5混凝 土厚 3 0 a m。再掘进 0 ． 5 m， 高度 至管棚底 ， 施作第 3 榀钢拱架与管棚焊接连成一体 ， 第 2 、 第 3榀钢拱架横 向每隔 0 ． 5 m用 2 5螺纹 钢筋焊连 ， 空间挂 网喷射 C 2 5 7 昆 凝土厚 3 0 c m， 按此法施作至第 6榀钢拱架 图 2 。此时， 开挖段已有 2 ． 5 m工作面 ， 开挖挑顶高度已 达 2 ． 0 m， 施作第 3排仰角为 1 5 。 的大管棚 。管棚采用 t h 8 9 ， 壁厚 6 m m， L 2 0 I l l 的钢管制作 ， 节长分别为 3 、 6 m 螺丝扣连接 。布管间距 0 ． 4 m， 管身钻 1 O出浆 孔 ， 间距 1 5 a m梅花形布孔。注水泥一 水玻璃浆液 ， 浆 液凝固时间 2 0 m i n ， 水泥浆扩散半径 0 ． 6～ 0 ． 8 m。尔 后 ， 再掘进施作 2 3榀钢拱架后 ， 钻孔施作第 4排仰 角为 5 。 左右的大管棚。管棚采用 t h 8 9 、 壁厚 6 m m、 L 2 0 m的钢管制作 ， 节长分别为 3 、 6 12 1 螺丝扣连接 。 布管间距 0 ． 4 m， 管身钻 1 0出浆孔 ， 间距 1 5 c m梅花 形布孔。注水泥一 水玻璃浆液 ， 浆 液凝 固时间 2 0 mi n ， 水泥浆扩散半径 0 ． 6 m。 墨垄塑旦 笙 第一排管棚 1 1 ． 3 m 锚和网喷混凝土封闭 初期支护 二次衬砌 ＼ 日日五皇 堕堡壁封围 支撑挡墙 第二排管棚￡ 1 6 In ／ 第三排管棚L ffi2 0m 4 5 。／ 0 。 ／整哩 } 笪 塑 兰 垫 亟 ⋯ 孺 菇 图 2整 治 方 幂 示 器 2 在每架设完一榀钢拱架 之后 ， 在拱脚部位打 入 4 2钢管， 长 5～ 6 m注浆锁脚 ， 每侧 4根 ； 并在每排 拱架空间的拱顶部位打一排间距为 0 ． 5 m， 仰角 5 0 。 左 右的注浆孔 ， 注浆管采用 t M2 、 壁厚 3 ， 5 mi ll 、 L8 m的 钢管制作 ， 钢管钻设 注浆孔， 孔径 1 0 m m， 间距 1 5 c m 梅花形布置 ， 注水泥一 水玻璃浆液 ， 作为拱顶补充整体 注浆固结。拱顶补充整体注浆 固结数量要覆盖完拱顶 坍塌地段。 3 在开挖洞 内塌落体 时， 前端正面可能仍有水 或流泥 ， 当遇到软流塑土层 ， 则采用超前小导管注浆进 行辅助加固。注浆导管采用 4 2 、 壁厚 4 mm、 6 m 的 P V C管 ， 间距 4 0 c m 4 0 c m梅花形布置。P V C管钻 设注浆孔 ， 孔径 8～1 0 I n m， 间距 1 5～ 2 0 c m。注水泥一 水玻璃浆液， 浆液凝 固时间 5～1 0 ra i n ， 水泥浆扩散半 径 0 ． 4～0 ． 5 m。 4 水泥一 水玻璃浆液配制及注浆参数控制 铁道标准设计R A I L W AY S T A N D A R D D E S I G N 2 0 0 6 5 隧 道／ 地 下 工 程 ①拱顶固结及管棚注浆用水泥一 水玻璃浆液， 要求 凝固时间为 2 0 m i n 。 注浆材料采用 P ． 04 2 ． 5水泥 ， 水泥浆液水灰比为 0 ． 8 1 ； 水玻璃浆液 3 9 ． 2 B e ； 水泥浆体积 水玻璃浆体 积 1 0 ． 1 7 ， 磷酸二氢钠掺量为水泥质量的 3 ％。 拱顶 固结注浆采 用前 进式 注浆 ， 每节 钻、 注 3 I n ， 注浆压力为初始压力 1 2 ． 5 M P a ， 注浆过程中压力逐 渐升高 ， 到 3 ． 5 MP a时稳压 5 m i n停止注浆 。注浆扩散 半径为 0 ． 8 m， 经计算 ， 每节 3 m 注浆用浆量 q 。 1 5 6 I n 。 拱顶大管棚注浆采用后退式注浆 ， 小导管在大管 棚中每节后退注 1 I n ， 注浆压力为初始压力 1 2 MP a ， 注浆过程中压力逐渐升高 ， 到 3 ． 0 MP a 时稳压 5 m i n停 止注浆 。注浆扩散半径为 0 ． 6 I n 。经计算， 每节 L1 I n 注浆用浆量 Q 0 ． 3 0 I n 。如管长 2 0 I n ， 注浆用浆 量为 6 ． 0 I n 。 ②小导管辅助注浆加 固采用一次性 满注浆 ， 注浆 压力 初始压力 0 ． 51 MP a ， 注浆过程 中压力逐渐升 高 ， 到 1 ． 5 MP a时稳压 2 3 rai n停止注浆。浆液凝固 时间 51 0 m i n ， 注浆扩散半径 0 ． 4 I n 。 注浆材料及配合 比 P ． 0 4 2 ． 5水 泥， 水泥浆水灰 比 1 0 ． 6 ， 水玻璃为 2 5 B e ， 水泥浆 水玻璃浆 1 0 ． 8 ， 磷酸二氢钠掺量为水泥质量的 2 ． 5 ％。 经计 算 ， 每 根 管 L6 I n 注浆 用 浆 量 Q 0． 7 9 I n 。 4下一步开挖 在顶部注浆固结保护层及超前管棚和加强初期支 护保障下紧接着进行下一步正常扩大断面开挖作业， 初期支护参数同上不变， 但上节与下节钢拱架必须焊 接牢固并打锁脚锚杆。上部台阶开挖支护完成后紧跟 二 、 三步台阶开挖支护 ， 尽快使初期支护闭合确保施工 安全。 5 二次衬 砌 1 坍塌段开挖掘进 至一定距离 ， 满足衬砌条件 时应尽快施做二次衬砌， 保证隧道安全。为 了洞身二 衬圬工表面的整齐美观 ， 采用整体钢模衬砌台车拱墙 一 次整体浇筑。 2 二衬结构按设计实施。本方案预留二衬混凝 土厚度连同预留变形 、 下沉 、 施工误差等共 1 ． 7 I n 。 6施工中应注意的有关事项 1 施工全过程对塌体的稳定性实施不 间断地跟 踪监控 ， 加强开挖、 支护后的变形量测 ， 确保施工安全。 2 坍塌体开挖检查过程中若发现由于注浆渗透 67 维普资讯 隧 道／地 下 工 程 钻孔咬合桩在地铁围护工程中的应用 陈冬瑞 浙江树人大学城建 学院 ， 杭州3 1 0 0 1 5 摘要 介绍对杭 州地 铁秋 涛路 站咬合 桩 的机械 选 型、 施 工工 艺夏施 工要 点 ， 施 工 过 程 的技 术 分 析 ， 探 讨 深 基 坑 围 护施 工 技术 。 关键词 地铁车站 ；深基坑 ； 咬合桩 ；施工技术 中图分类号 U 4 4 3 ． 1 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 2 9 5 4 2 0 0 6 0 5 0 0 6 8 0 3 1 工 程概 况 杭州地铁试验段秋涛路 站位 于汽车南站附近 ， 沿 钱江新城婺江路横跨秋涛路并穿越新开河。该站为地 下双层岛式车站。车站结构顶板覆 土埋 深约 5 ． 0 m， 结构底板埋深约 1 8 m， 基坑支护采用 I o o o 7 5 0钻 孔咬合灌注桩 。钻孔咬合桩不仅要求达到止水帷幕的 作用 ， 并且要作为下道工序 即深基坑 土方开挖 的支撑 围护 ， 咬合桩平面示意见 图 1 。 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 图 1 咬合桩 平面示意 单位 mm 收稿 日期 2 0 0 51 1 一l 5 作者简介 陈冬瑞 1 9 5 5 ～ ， 女 。 副教授。 2 施工设备 根据钻孔咬合桩施工工艺和工序 的要求 ， 钻孔成 孔时间必须满足素桩在缓凝 6 O一7 0 h内完成 2次切 割咬合。咬合桩桩长大部分在 3 0 m以上 ， 且在孔深超 过 2 0 m以下存有粉砂层 、 砂质粉 土夹粉砂 、 粉质黏土 层。为保证有较大的起拔力和较大的扭矩 ， 工程选用 了旋挖钻进行开挖取土作业 ， 旋挖钻与套管钻机配合 施工 的设备组合形式施工。 3 施 工工 艺 3 ． 1 导墙施工 导墙是在施工咬合桩的地面上浇筑一道用来控制 咬合桩平面位置和垂直度的混凝 土导 向墙 ， 以提高套 管钻机就位效率 ， 避免钻机作业时的稳定性对 咬合桩 垂直度的影响 ， 同时起到防坍 、 支撑机具及其他机具行 走 的作用。导墙结构见图 2 。 A_J 二] I 至 垒 Q Q 至 Q j 2 璺 Q 』 A A 图 2 钻孔咬合桩导墙示意 单位 mm 1 导墙质量指标墙面与纵轴偏差为 4 - 1 0 m i l l ， 内 不均匀 ， 固结不完全而造成渗漏水或土体松脱掉块 、 塌 落， 应立即补喷混凝土封闭并补注浆 ， 注浆过程中应视 注浆效果及时调整浆液配合比， 保证注浆效果。 3 在进行下一环管棚施工前 ， 注意预 留管棚 的 搭接长度， 且预留的搭接长度不少于 2 m。 4 坍塌体开挖时必须保证前方有不小于 2 m的 注浆固结层 ， 开挖到一定程度 ， 应分层补打水平钢管探 测前方坍塌体的堆积 和积水情况 ， 提前排出积水后再 进行开挖。 5 由于衬砌混凝土厚度增大 ， 台车受力增加 ， 为 保证衬砌施工安全 ， 衬砌作业时 ， 应对台车加强加 固， 灌筑混凝土时严格控制灌筑速 度， 配制混凝 土应掺加 外加剂 ， 增加二衬混凝土早期强度 ， 并且采取措施预防 大体积混凝土温度应力裂缝问题。 6 洞身二衬支护到一定距离， 即施作仰拱 ， 使其 与初期支护一起及时闭合成环。 参考文献 [ 1 】 程骁。 张风祥． 士建注浆施工 与效果测试[ M】 ． 上 海 同济犬学 出 版社， 1 9 9 8 ． [ 2 】 T B 1 0 0 0 3 --2 0 0 1 ／ J 1 1 7 2 O O 1 ， 铁路隧道设计规范[ S 】 ． [ 3 】 T B 1 0 2 0 4 --2 0 0 2 ／ J 1 6 3 --2 0 0 2 。 铁路隧道施工规范[ s 】 ． [ 4 1 关宝树． 隧道施工要点集[ M】 ． 北京 人 民交通 出版 社， 2 0 0 3 ． [ 5 】 吉天林， 刘高飞． 西寨隧道涌水 涌泥整治技术 [ J 】 ． 铁道标 准设计。 2 0 0 2 4 1 ． 6 8 铁道标 准设 计R A I L W AY S T A ND A RD D E S I G N 2 0 0 6 5 维普资讯