浅埋软弱围岩隧道施工

浅埋软弱围岩隧道施工分二种情况：1、洞口段施工；2、洞身段施工 洞口段浅埋软弱的围岩施工

根据资料及经验，拟采用“先加固、后进洞，大断面开挖”的方法进行。为确保洞口洞顶及边仰坡的稳定，对洞口地表进行预加固注浆，对边仰坡打锚杆挂网喷砼加固。地表加固

1.1导管注浆法 1.1.1导管注浆的设计

注浆孔按2.0×2.0m梅花形布置，导管采用Φ108普通钢管管上梅花形布置径向Φ10mm溢浆孔，孔距30×30cm。注浆范围：根据设计地质资料确定。纵向布置：浅埋软弱围岩段加上隧道净高； WTD25锚杆6～2.5mφ8@250×250挂网C20喷砼正面侧面横向：隧道开挖宽度加2隧道净高，从隧道底沿纵向，深15m以内导管长度为6米，15~25m内导管长度为12m，25m~40m内导管长度为20m。注浆材料、采用普通硅酸盐水泥425#，Ⅱ型水玻璃，比重为1.25g/cm，模数为2.65。注浆参数：

注浆压力2~4Mpa，浆液扩散半径为1.0m。洞口边仰坡加固：采用WTD25锚杆水平锚固+挂网+喷砼锚杆按环向×径向1.0×2.0m梅花形布置。该锚杆能通过溢浆固压浆锚固紧靠开挖轮廓线一排锚杆最后，约为6m，然后沿径向逐排减短，减至2.5米长施工。 WTD25锚杆6～2.5mφ8@250×250挂网C20喷砼正面

侧面2灌浆锚杆法 主要适用于偏压隧道 1.2.1地表加固

①地表采用地面灌浆锚杆，锚杆采用3根Φ25的焊接钢筋束，纵、横间距1.5m×1.5m梅花形布置，锚杆尾部用Φ25的焊接钢筋，并用砂浆保护。隧道产生偏压一侧山体方向布置若干排。

②锚杆布置设于隧道开挖线外1.0m，锚杆伸入预计破裂面以下2.5m。 ③地表锚杆钻孔且径为108mm，砂浆标号200号，灌浆施工中必须保证，锚杆内砂浆饱满，符合设计要求。

锁脚锚杆L=3~5mφ22注浆导管格栅钢架φ18短筋与锚杆及格栅焊接④设备配置：

a、XY-1型工程地质钻机 台； b、卧式灰浆搅拌机一台；

c、XY-1型工程地质钻机自射管带及W-120泵 台。 d、110压浆阀 套，1寸压浆管m。 ⑤施工技术及质量措施：

场地整理：平整山坡工作面，开挖泥浆循环池，清水池确保施工场地清洁。 钻机一字摆开，首先施工高相对较低一排锚杆。 锚杆施工工序为：

为确保钻孔内开残留岩碴和孔壁的稳定性，采用泥浆循环钻进，当钻至设计高时，采用108钻头，加无泵手捞碴，并在开孔和钻进过程中采用地质罗盘

随时校正，钻机的垂直度确保钻孔不内交。

钢筋采用10d单面搭接焊成三根一束同束每根焊接头错开1m以上，下钢筋束采用导向器导向。

使用大清水泵，力求在较短时间内将孔内泥浆置换干净。

浆液制备严格按1:1配合比配制，并搅拌均匀，且随机抽取锚杆数的15%~20%浆液制作抗压强度试件。

灌至孔内冒纯浆，且实际灌注量大于理论灌注量时，即有灌，拨出灌浆管。否则封住孔口将灌浆压力提高到0.2~0.5Mpa，自至实际灌注量大于理论灌注量，在灌注砂浆(M20)时，藻浆管埋深在砂浆内5~8m深以保证砂浆锚杆的质量。

3施工工艺流程

在施工中除按钻注设计及有关注浆参数施工外，还要根据具体民政部进行细控，本工程以劈裂注浆为主，兼有渗透和压密。

4注浆质量控制

注浆终结必须达到设计质量要求，主要用注浆压力和注浆量进行。注浆结束标准应以注浆压力是否达到设计规定值(2~4Mpa)其终压值允许在上下限值内，且稳定一段时间；注浆量与设计量大致相同，并允许有出入；注浆过程中，单位时间的港口 注量比开始时小，注浆各顺序孔平均每延米吸浆量递减，整个过程施工正常，没有中断现象，没有大量串浆，冒浆现象。耱浆过程中要认真记录种种原始数据，根据各孔次的反馈信息，并综合设计、施工、地质等资料，凭借丰富的钻注施工经验，对整个注浆孔、段的质量作出科学的正确的判断。并按设计要求取得检验，满足要求时方可开挖。

5地表锚杆挂网喷砼加固

为了更好地加固地表，防止因雨水造成滑坡，在地表注浆结束刷好边仰坡后，采用打锚杆喷砼对地表土层给予加固。

锚杆选用Φ22筋，长度3.5m~7.0m，垂直于坡面1×1m(2×2m)梅花形布置。挂网Φ8(6)20×20cm，喷c25砼。施工中钢筋网必须与锚杆、钻孔注浆出露的管套焊按，钢筋网用点焊焊成整体。喷砼时必须保证钢筋网保护层不小于5cm。

6注浆与锚喷加固效果分析

从进洞后开挖过程中的观测，监测资料分析地表下沉量和洞内下沉量，采用架归分析，检测是否需重新补渗加固。

7隧道开挖采用台阶法，分拱部、中层、下层三部分见下图，采用小导管超前支护和格栅钢架(0.5m/)支撑。径向采用WTD25锚杆和普通砂浆锚杆，锚杆长3m，环向间距1m，纵向问题0.5m，并挂网喷砼(厚10~20cm)。每完成6个循环(3.0m)后施作套拱，即刚度较大的砼支护。开控时断面已预加大25cm，因此砼支护不致侵入衬砌断面。当此道为大跨度时或采用CRD法，套拱采用成品工字钢边接后，喷15~20cm的厚砼支护。

锁脚锚杆L=3~5mφ22注浆导管格栅钢架φ18短筋与锚杆及格栅焊接下部开挖为避免围岩暴露过大，造成坍塌，分上下两层台阶开挖支护参数同拱部，各层间格栅架(钢拱架)必须焊接(连接)牢固。衬砌紧跟掌子面，且到安全通过浅埋软弱地段。不应等到围岩变形速率<0.2mm/d或变形量达到允许量的80%以后。

洞口段洞身初期支护系统

根据端头浅埋，软弱围岩自稳能力差，结构受力复杂等特点。必须按以下规定操作：①新奥法施工；②初期支护系统承受施工过程中人武部荷载，支护结构要有足够的强度和刚度；③二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。变瑚基本稳定应符合下列条件：

隧道周边变形速率有明显减缓趋势；

水平收敛(拱脚附近)速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d； 施作二次衬砌前的总变形时，已达预计总变形量的80%以上；

初期支护表面裂缝不再继续发展。

④坚持短进尺、弱爆破，快封闭、强支护、动量测的厚测；⑤加强监控量测，及时调整、支护型式，支护参数采取补救措施。

1总体施工原则：采用短正，台阶法开挖，台阶尺度10~15m： 开挖顺序：拱部——中槽——马口——仰拱 初期支护顺序：拱部——边焊——仰拱 二衬顺序：仰拱——边墙——拱部 ⑴超前小导管注浆固结地层

小导管选用42mm左右，普通钢管制成，岩石质不易成孔，易选用“过”式锅，长度视现场情况确定，为3.5~7.0m，管尾预留0.2~0.3m以便拧螺口上三通注浆管，中间段钻成Φ10~12mm的溢浆孔，间距20~25cm，梅花形径向布置孔。小导管沿洞，周边布没，径向间距40cm，外倾角5~15，每环搭接长度不小于1.0m，有时为了增加小导管的承载能力，可在小导管内插一根与小导管差不多的Φ18~Φ22钢筋。然后封堵注浆。打管方法：Φ80m用潜孔钻或人力撞击扦入；Φ142m用Φ50钻头打眼，风钻或人力插入。

注浆材料与浆液配比参数选定：使用水泥与水玻璃混合液较佳。①浆液可灌性好，易二注入地层中；②稳定性好能在较短时间内凝固，固体有一定强度；③价优源广操作简便易行；④对操作人员无害，对环境无污染。

⑵打眼放炮：为减少围岩扰动，采用微振爆破。眼位压至开挖线以下1m，打眼6~10个。装药2~3kg，周边0.5m左右用风镐开挖，不允许超挖，每循环进尺控制在1.0~1.3m。

⑶立格栅钢架、钢筋网。找顶、自理欠挖后，按中线水平架立必要时采用

型钢代替格栅钢架。钢筋网制成块板一般为1.2×2m或1.0×1.0m等视民政部而定。立完格栅钢架后，把钢筋网粘在围岩与格栅之间，然后连接纵向Φ18~Φ22筋。超挖较多部位可放双层或多层钢筋网。钢筋网保护层保证5cm。对于喷砼减少回弹量及增加喷砼厚度等方面起到重要作用。

⑷锁脚锚杆：位置在格栅钢架拱脚处，每侧边墙2~3根。锚杆长3.5m，Φ22，锚杆孔径Φ50，用锚固药填充锚杆孔。打锚杆时间可在立完格栅钢架后或调整到喷砼完毕后。目的是防止钢支撑有较大的移动和下沉，特别是下部开挖的。

锁脚锚杆L=3~5mφ22注浆导管格栅钢架φ18短筋与锚杆及格栅焊接⑸喷砼：采用湿喷法进行，可选用TK—961型国产湿式喷射机，喷砼实行一掘

一喷。拱脚以上1.5m左右则可一次喷到设计厚度。拱部分二次喷。第一次喷至3/4补喷1/4。

材料：水泥为525#普通水泥，骨料最大粒径≤15mm。

配合比：水泥：砂、石：速凝剂=1:3.5:0.05，砂占砂、石总量的55%水灰比为0.4~0.6。用量拱脚可调整到5%，拱顶在6%左右，喷射砼回弹量15%左右

1.4.2初期支护结构施工工艺流程

3①开挖：上半断面施工到一定长度(约15m)，须施工下半断面，目的是初期支护层快成环和解决上半断面临时弃碴问题，确保围岩稳定，中槽总长不宜大于5m，否则暴露时间过长，马口失稳出现纵向裂纹。②中槽开挖5m左右时立即开挖马口，施工中不允许爆破开挖，防止对围岩的过份扰动。每次单边进尺控制在2m以内。另一侧马口可在对侧喷砼超前3~5m时开挖，绝不许同时对开。③挖下半断面时，拱脚须加撑口梁。拱墙格栅钢架连接采用搭接焊20cm，确保焊接质量，防止拱脚换失稳。④仰拱早作以形成封闭环，仰拱每次开挖长度不大于5m，特别是靠近墙脚1m范围内必须人工开挖为保持墙脚稳定，格栅钢架墙脚处加锁脚锚杆。为了适应衬砌占车的需要，填充必须衬砌到顶。一般要求仰拱距开挖工作面的距离不大于1倍洞径。为保证仰拱及早受力，仰拱设计可选用早强砼，⑤二次衬砌。按规范规定二衬的施作，应在围岩和喷锚支护变形基本稳定并具下列条件时进行：a、位移率有明显减缓趋势；b、水平收敛小于0.2mm/d，拱顶下沉小于0.1mm/d；c、施作二衬前位移值，占总位移值的80%以上。根据经验，若收敛速度无明显下降，且喷射砼出现大量的明显裂缝等情况，必须立即采取措施，加强初期支护，并修改原支护参数。

由于围岩压力大和支护无收敛趋势时，应立即提前做二衬。因此，叶锚完

成后10~15天内就必须及时进行二衬，抑制围岩变形，以确保围岩稳定，防止坍塌。

4若设计中有防水要求，则在初护及二[衬之间加防水板，具体操作见防水板施工。

1.4.5初期支护的监控量测与信息反馈

监控量测是新奥法施工的重要内容，它所测得的开挖后围岩的变形量，是反映地下工程师稳定状态的综合指标，是确定既经济又安全的支护结构参数及合理施工方法的重要依据。

由于监控量测的项目和方法很多，根据本工程中的实际需要，主要监测以下几个项目：

①工程师地质及支护状态的观察：即通过观察岩性，结构面产状，检查喷层有无裂损，锚杆有无松动等，以便及时掌握围岩的工程性质和围岩与支护的稳定民政部为安全施工惧直观的，必要的信息。②周边收敛位移监测：即通过安装收敛杆件现场量测，分析研究围岩的变形规律，确定二次衬施作时间，制定施工安全措施。③拱顶下沉监测：此项量测的目的是了解地层与结构共同作用的民政部是否正常。④锚杆抗拨力试验：通过测锚杆轴向力，根据锚杆极限抗拉强度与锚杆应力的比值K即锚杆安全系数来检验锚杆效果与锚杆强度。

⑤地表下沉监测，对洞口段Ⅱ、Ⅲ类围岩中其覆盖层厚度小于40m的地段进行地表沉降监测，目的是为了判定开挖对地面的影响程度和范围。

通过以上五项监测，经分析自理后的数据为工程师的安全施工，施工方法与支护形式的调整以及变更设计提供了有力的依据。