地表注浆在隧道工程中的应用

2022-11-13

新岭格进口段隧道位于泉州市永春县锦斗镇新岭格与桂洋镇新岭头交界处, 隧道轴线走向北西-南东向, 穿过新岭格、新岭头分水岭, 与2 0 3省道呈小角度交叉。左线起讫桩号为:ZK91+072～ZK92+070, 右线起讫桩号为YK90+832～YK91+830段。本隧道型式为分离式隧道, 两隧道间的距离约4 0米。

2007年9月2日, 右洞掘进至桩号YK91+010～011时, 掌子面处出现塌方, 且初支已施工完成的YK90+984.5～YK91+011.5段同时开始下沉, 经量测一天内最大下沉数据达1.2米。经过业主召集有关专家勘查后研究决定:由于洞顶覆盖层为坡残积土, 地质情况差, 浅埋偏压, 地下水丰富, 导致该段初支下沉变形, 最大下沉变形量达1.2 m, 经研讨, 处理方案如下。

(1) 增设I20a钢拱架护拱, 护拱间距1m。

(2) 临时支撑加固完后, 对该段落采用Φ5 0注浆小导管环向注浆。

(3) 变形段落注浆加固完后, 对该段落拱架逐榀拆换, 并逐榀加强初支及对初支完成后立即加强二衬施工。

(4) 对还未施工的YK91+011～YK91+086段隧道埋深较浅, 最小埋深只有1 2米, 地质条件差, 洞顶覆盖层为坡残积土、结构松散, 已开挖段落地表多处出现裂缝, 洞顶房屋出现倾斜、开裂。鉴于新岭格隧道目前情况, 决定对该段落采取地表注浆的处理方案, 以保证隧道掘进的安全、隧道的工期以及以后运营期间的安全。

1 注浆目的

由于隧址地质水文条件复杂, 埋深浅, 节理发育, 地下水丰富且存在偏压, 为了改善成洞条件, 根据专家要求用地表注浆的方法, 把隧道周围的岩层及开裂土层进行注浆加固, 形成一个整体, 降低或匀化岩土的压缩性, 提高岩土变形模量, 改善不均匀性, 从而降低地表下沉, 减轻偏压和地下水对开挖的影响, 进一步达到整个隧道的安全、稳定, 保证施工和运营的正常进行。

2 地表注浆范围及注浆孔布置

地表注浆范围为还未施工的YK91+011～YK91+086段隧道埋深较浅段, 施工长度75m, 采用Φ76无缝钢管, 隧道左右侧各12米控制, 隧道中线右侧布设间距为120cm×120cm, 左侧布设间距为150*150cm, 梅花形布置, 钢管壁厚4 m m, 隧道拱顶8米以上管口段不开孔, 其余部分按1 5 c m间距交错设置注浆孔, 孔径1 2 m m。钢管垂直打入地面, 导管最大深度不大于3 0 m。施工时在隧道暗洞开挖轮廓范围内, 导管端部椐开挖轮廓线50cm。

4 钻孔设备及实施方法

经过实际放样, 现场共需钻孔1 2 1 0根, 钻孔总长为23666.5米, 在施工过程中为了满足业主要求的工期, 前期采用1 0台钻机x y-1 5 0 y y型岩芯回转钻机进行钻孔, 一台钻机配备5人。后期在大量工作面完成后采用5台钻机进行钻孔, 在开始钻进时, 根据设计图纸要求确定出孔位, 孔位偏差一般要求不大于1 0 c m, 并在钻进施工中注意控制钻孔倾斜率, 偏差值不宜大于5°, 以使孔位及孔斜误差满足施工规范要求, 钻孔完成且确认达到设计要求后, 可按要求尽快安放注浆管, 以防止塌孔。

x y-1 5 0 y y岩芯回转钻机其钻速6 4/128/287/587, 钻进最大深度150m, 开孔最大直径3 0 0 m m, 最小直径1 0 0 m m, 卷扬能力16kN, 泵量180L/min, 最大泵压1.5MPa, 钻机质量9 0 0 K g, 配备功率1 2 K W。

根据钻孔得知, 线路覆盖层注浆范围内主要是残坡堆积物, 局部段落有大量的孤石夹层, 因孤石坚硬, 钻进速度平均为3 m/h, 经过8 4天施工完成全部段落的钻孔。