1、洞內(nèi)管棚處理塌方技術(shù)工程概況與地質(zhì)概況尖山 1 號隧道為杭瑞高速遵義至畢節(jié)段的雙車道隧道， 是該 合同段控制工程。當隧道開挖至 ZK1745+065時遇到斷層，原設(shè) 計為S- IVb結(jié)構(gòu)襯砌，采用上下臺階開挖，格柵拱架加 22藥卷錨桿支護。當上臺階施工到 ZK1745+061 時，由于地質(zhì)條件急劇變壞， 頻繁坍方。撐子面圍巖為碎石土及粉質(zhì)粘土，遇水呈流狀。ZK1745+061上臺階坍方堆碴涌至 ZK1745+068致使 ZK1745+061ZK1745+068段初支變形。后采取不連續(xù)的清碴辦法，但每次清 碴至工作面后，又發(fā)生塌方，恢復(fù)原狀，并且?guī)r碴由原先的粉末 狀變?yōu)殚g雜13m3的巨大巖石，撐

2、子面上方地表出現(xiàn)塌陷。坍方體處理施工技術(shù)方案施工方案與治理原則施工方案根據(jù)坍方體的工程地質(zhì)特點，ZK1745+061ZK1745+068段初支變形段在拱部251。范圍內(nèi)施作 42*4小導(dǎo)管注漿加強， 小導(dǎo)管長 6m 對 ZK1745+043- ZK1745+065段拱部采用 108*6mm 長管棚，管棚環(huán)向間距 40cm。長管棚施作前先對撐子面進行反 向回填土，回填成臺階以防止撐子面向前推移，然后用C20噴射混凝土對撐子面進行封閉以防止管棚注漿流失。 管棚在施工中若 遇空腔則利用管棚泵送 C25 混凝土回填，管棚采用分區(qū)間隔施 工，先鉆孔施工奇數(shù)孔位管棚， 待注漿完成后再施工偶數(shù)孔位管 棚，以

3、便檢查奇數(shù)孔位注漿效果。技術(shù)難點與關(guān)鍵長管棚與注漿在拱頂形成了穩(wěn)固可靠的固結(jié)殼，注漿是 松散坍體固結(jié)成整體，作為支承松散坍方體超前支護體系 ( 保護 殼) ，是保證開挖安全和防止坍方的進一步擴大的關(guān)鍵技術(shù)。管 棚與超前注漿構(gòu)成了超前支護的主體，是坍方處理的關(guān)鍵技術(shù)。坍方體內(nèi)大部分為中風化泥灰?guī)r局部夾薄層泥巖及灰 巖，且又局部存在溶腔，施鉆困難，成孔性差、容易卡鉆、下管 難度大。這些問題的解決直接關(guān)系到管棚的安裝成功率和注漿的 效果，也是坍方處理的難點所在。坍方段地處斷層破碎帶，坍方體松散度大，局部又存在 溶塌空腔。治理的原則 施工方案和治理原則可簡單概括為“管超前， 預(yù)注漿， 多循 環(huán)，短開挖

4、，強支護，勤量測，早封閉”。施工技術(shù)要點施工工序與步驟撐子面反向回填噴射混凝土封閉撐子面f管棚施工上臺階開挖及支護中臺階開挖及支護下臺階開挖及支護二 襯。撐子面反向回填在長管棚施工前， 應(yīng)對撐子面進行反向回填以防止撐子面向 前推移，另外為管棚施工提供工作平臺。噴射混凝土封閉撐子面回填完成后對撐子面進行噴射 C20混凝土封閉，防止管棚注 漿是注漿量流失，并讓松散塌體達到更好的注漿固結(jié)。長管棚試作與注漿管棚參數(shù)鉆孔仰角46 （不含路線縱坡），管棚間距 40cm,管 棚長度22m,采用108X 6mm熱軋無縫鋼管，共計39根管棚。鉆孔工藝預(yù)設(shè)127導(dǎo)向管-120套管鉆進15m -110鉆孔鉆 進22

5、m 下管（帶110鉆頭）取出 108套管圭寸孔注漿。管棚注漿注漿分三序孔注入 , 注入順序依次為 C - S 漿、水泥漿、水 泥砂漿。 注漿應(yīng)在鉆孔下管完成后立即進行， 以便在鉆相鄰孔時 可做為當前注漿孔的檢查孔。所有管棚鋼管均以 30 號水泥砂漿 充填，以加強鋼管的剛度。注漿參數(shù)：雙液漿:水泥漿 W： C = 0.8 : 11.5 : 1 ,水玻璃漿35Be，C： S =1 : 11 : 0.3 ,注漿終壓2MPa,注漿速度3060LPmin, 凝結(jié)時間35min,緩凝劑加入1 %3 %，擴散半徑1m單液水泥漿：W C = 0.8 : 11.5 : 1,注漿終壓 2MPa注 漿速度3060L

6、Pmin,凝結(jié)時間1015h,速凝劑加入3%6% 擴散半徑在管棚注漿時為1m而在工作面預(yù)注漿時為1.5m(工作 面主要為坍方松散體 ) 。水泥砂漿： 30 號水泥砂漿，充填鋼管和充填較大的坍方空洞。開挖與初期支護 初期支護與開挖緊跟， 即每開挖一個循環(huán)立即立拱掛網(wǎng)噴砼施作初期支護。開挖分上、中、下三臺階分部施工，臺階長度w 3m, 開挖進尺0.51m。因坍方體高度不明，開挖后洞室變形及結(jié)構(gòu) 承載力不能較為準確的計算， 為防止變形過大造成初支結(jié)構(gòu)侵入 襯砌凈空，根據(jù)工程類比在開挖中預(yù)留15c m的下沉量，即擴大開挖斷面 15cm。施工中的問題與解決措施存在的主要問題管棚孔的施鉆與管棚制安中,主要

7、存在卡鉆、掉鉆頭、 坍孔、退鉆與頂管困難等問題。 其主要原因是施鉆范圍中風化泥 灰?guī)r局部夾薄層泥巖及灰?guī)r, 而且局部存在溶塌空腔, 從而致使 鉆孔成孔與下管極其困難。主要技術(shù)措施4.2.1 帶鉆頭頂管 采用套管跟進施鉆只能有效地解決坍孔、卡鉆等技術(shù)難題,因為套管跟進越長孔壁周坍碴、 碎石與管壁的摩阻力就越大， 鉆 進負荷扭矩也越大， 致使鉆進困難， 同時也容易產(chǎn)生管接頭因扭 矩大而損耗斷管等嚴重事故， 一旦發(fā)生斷管現(xiàn)象， 則整個孔將被 廢棄。總體施工工序的調(diào)整按設(shè)計， 應(yīng)首先進行工作面預(yù)注漿， 在此基礎(chǔ)上進行管棚施 工。但由于工作面注漿量大，注漿工作時間長，造成鉆孔作業(yè)空 閑時間多。為此，對施

8、工工序進行了調(diào)整 , 即在工作面注漿的同 時穿插進行部分管棚孔的施工。注漿施工的技術(shù)措施 采用間隔注漿獲得注漿加固效果在進行管棚注漿時關(guān)鍵是獲得管棚內(nèi)外形成厚約2 m的注漿加固圈，但由于坍體內(nèi)有許多 塊石相互棚架， 致使坍體內(nèi)空洞大而多， 這些空洞有的直接與坍 空區(qū)相連，注漿時漿液在壓力作用下通過這些空洞泄流至坍空 區(qū)，而不能在管棚附近均勻擴散，從而使注漿加固圈無法形成。施工質(zhì)量與效果評定導(dǎo)向管外插角為 46,間距40cm,滿足設(shè)計與規(guī) 范要求，為保證管棚制安精度創(chuàng)造了條件。管棚孔鉆進過程中僅有一個孔打偏與另一管棚相交 , 僅 占管棚總數(shù)的 2%。根據(jù)下管記錄,因卡鉆、斷管等原因 39 根管

9、棚中只有 4根共計 17m 未頂進,僅占設(shè)計管棚總長度的 1.1%。 根據(jù)開挖所揭示的情況,管棚制安基本達到了整齊劃一的要求,在開挖線外形成了穩(wěn)固的護拱棚架作用，總體質(zhì)量達到了優(yōu)。每二序孔鉆孔時出現(xiàn)了全孔回水，鉆孔、下管容易 , 鉆 孔物中有水泥凝結(jié)塊等現(xiàn)象， 與開始第一序孔鉆孔時卡鉆無回水 形成了對比， 說明第一序孔注漿已起到了明顯的效果， 并達到了 固結(jié)充填的好效果。根據(jù)注漿記錄 , 第二序孔注漿時注漿壓力上升明顯快于 開始注漿時，也說明坍方體空洞回填充實。管棚施工完成后在工作面共打檢查孔3個，前12m回水好，12m后回水逐漸減少，16m后基本無回水，說明注漿效果 前段要好于后段。根據(jù)以上分析，注漿加固可分為三段，注漿效果很好段、較好段、一般段，開挖施工時在后 510m段要特別引起注意，并 加強周邊注漿。開挖事實證明，注漿效果的判斷是正確的，前15m開挖坍碴固結(jié)效果良好，管棚與注漿結(jié)石體形成了良好的棚 架護拱作用，小導(dǎo)管僅作超前錨桿使用，后 10m 坍碴固結(jié)整體 性較差，最終也安全通過。結(jié)束語管棚施工完成后，僅用了不足 20天時間即完成了 22m 坍方段開挖施工， 整個開挖過程安全順利