石膏山水庫1#公路隧道塌方段施工方案簡介

摘 要：文章以靈石縣石膏山水庫沁南公路改線1#隧道工程為例，主要介紹了1#公路隧道塌方段處理的施工方案。

關鍵詞：鋼拱架 小導管注漿

中圖分類號：U455.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0070-01

1 工程概況

靈石縣石膏山水庫沁南公路改線1#隧道工程，進口高程為1152.4 m，出口高程為1150 m。洞型為城門洞型，開挖斷面寬6.2 m，高6.892 m，洞長518 m。初期支護噴C20砼厚度為15 cm，Ф20鋼格柵間距1 m；Ф25超前錨桿長3.5 m，間距30 cm，沁南公路改線1#隧道為規劃中沁南公路改線的一部分。該工程于2008年8月洞口明挖，2009年3月份開始洞室開挖，于2009年8月17日全線貫通。在混凝土襯砌階段時，因地質情況不良于2009年9月4日晚洞內樁號0+446～0+483發生大塌方。

2 公路隧道塌方段地質資料

樁號0+446～0+483段工程地質情況為：地層巖性為太古界太岳山群石膏山組第五巖組混合花崗巖、淺粒巖。洞頂圍巖厚14～32 m，主要發育三組節理裂隙：（1）N30°～51° E.SE∠52°～68°。（2）N59°～80° W.NE∠62°～78°。（3）N82°～8° E.SE∠60°～74°。其中第①組節理較發育，一般延伸較長，寬度一般0.1～0.2 cm，裂隙面較平直，無充填；第（2）、（3）組節理不甚發育，一般延伸0.4～0.8 m，寬度一般0.2～0.3 cm，裂隙面粗糙，有少量泥土充填。第（1）、（2）組裂隙組合結構面走向與洞軸線夾角較小，對隧洞有不利影響。圍巖類別為V類。

3 塌方段處理方案

3.1 施工準備

（1）現場準備。

①在距塌方6.0 m處搭設寬4.0 m、高5.0 m的滿堂紅腳手架，提供工作平臺。

②為確保管棚施工安全，砼襯砌應施工到管棚工作室附近。

③測量放線，準確測出小導管孔位，并做出標記。

④現場配備10 m3的空壓機2臺，電力功率最小為75 kW/h。

⑤鋼管加工：鋼管采用Φ40 mm無縫管，沿縱向散布Φ6 mm注漿孔，孔間距250 mm。

（2）調試風鉆。

①風鉆入孔的位置及仰角，必須在測量隊提供的可靠的測量數據上進行。

②孔位確需移動時，需經設計、甲方與監理三方同意。

③計算仰角時應將隧道坡度考慮在內，鋼管打設時原則上不允許向內偏斜。

（3）鉆孔、安裝及注漿。

①鉆進前應對風鉆定位情況、方位、傾角情況，孔口管對中情況，空壓機情況進行全面復檢，確認正常后進行試孔。

②鉆進前需先開氣，待壓縮空氣流通正常后，方可鉆進。

③鉆進時，空氣壓縮應控制在0.8 MPa左右，勻速中速鉆進。

④注漿時應控制在0.4 MPa左右為宜，保持壓力平穩。

⑤現場需及時進行鉆具前端長度及管長度記錄。每鉆進一定距離需排一次沙土以防抱鉆。

（4）提前備料，準備足夠用于塌方處理的材料，以防材料供應不及時而耽誤生產，造成二次塌方。

3.2 施工方案

（1）首先噴C20混凝土100 mm封閉掌子面，以防止管棚注漿時漿液流失和拱部石渣滑落。

（2）超前鋼管（管棚）：隧道拱部縱向鉆孔、安裝φ40 mm、長4 m、間距300 mm的超前小導管30根并注漿。小導管注漿用42.5等級普通硅酸鹽水泥，遇水加適量水玻璃，注漿壓力0.4 MPa；小導管安裝在鋼拱架上面，仰角為5°，每排小導管搭接1m，注漿后12～24 h開始開挖，開挖后立即設鋼拱支撐，開挖最大進尺為超前導管長度的1/2～1/3，開挖后導管尖端留在圍巖內的長度應不小于0.5左右，且導管應前后排交錯布置。

（3）開挖（清渣）分上、下兩部分臺階式進行。上半部分開挖高度3.89 m，下半部分開挖高度3.0 m。上半部分每開挖2 m，拱部縱向鉆孔、安裝一排超前小導管并注漿，為保證施工作業安全，依次進行3個循環（約6 m左右）后再開挖下半部分。

（4）上半部分每開挖0.5 m，立18#工字鋼拱架，每榀工字鋼拱架間距0.5 m，拱架間用φ25縱向筋連接，間距0.5 m。每榀拱架兩側垂直巖面鉆孔、安裝φ40 mm、長4 m、間距500 mm小導管并注漿。小導管注漿用42.5等級普通硅酸鹽水泥，遇水加適量水玻璃，具體摻量按廠家提供的數據確定，注漿壓力0.4 MPa；然后掛Φ6@ 200×200 mm鋼筋網，噴C20混凝土厚250 mm。如拱頂有空洞，可用方木支撐。

（5）下半部分每開挖0.5 m，接18#工字鋼架，工字鋼架間距0.5 m，架與架間用φ25縱向筋連接，間距0.5 m。每榀工字鋼架兩側垂直巖面鉆孔、安裝φ40 mm、長4 m、間距500 mm小導管并注漿。小導管注漿用42.5等級普通硅酸鹽水泥，遇水加適量水玻璃，具體摻量按廠家提供的數據確定，注漿壓力0.4 MPa；然后掛Φ6 @200×200 mm鋼筋網，噴C20混凝土厚250 mm。

在保證安全生產的前提下，視開挖施工中的實際情況，及時進行鋼筋混凝土襯砌，處理一段及時襯砌一段。

4 結語

通過以上技術方案對塌方段的施工，安全順利的通過了塌方段，并通過了工程驗收，現石膏山水庫1#公路隧道已投入運行，實踐證明其施工技術成熟，方案經濟可行。

參考文獻

[1]徐利鋒.小導管超前注漿法在通過隧道塌方段施工中的應用[J].鐵道建筑，2002（2）.

[2]閆艷軍，小導管注漿技術在南水北調工程中的應用[J].山西建筑，2007（9）.