管棚法处理隧道塌方施工方案(附图).doc

管棚法处理隧道塌方施工方案 【摘 要】 主要介绍了隧道塌方管棚法处理的施工技术根据开挖塌方断面的实际地质情况，对塌方原因进行分析，提出隧道塌方段处理方案：超前小导管加密钢拱架法及大管棚法通过方案对比及现场验证，最终采用大管棚法，结合深孔注浆，使隧道掘进方向的掌子面、拱顶区域的围岩达到固结作用，确保隧道开挖施工顺利进行施工结果表明，该技术对处理隧道塌方效果很好 【关键词】 隧道塌方 大管棚法 深孔注浆1 工程概述 乔原隧道位于乡宁县乔原村东侧约20m，设计为左右分离式，总体走向呈西北-东南向，隧道左洞全长1572m，最大埋深104.2m，上覆湿陷性黄土，浅黄色，土质均匀，结构松散，大孔隙及虫穴发育，具垂直节理，呈坚硬状态2 塌方情况及原因分析2.1 塌方情况简介 隧道进口ZK9+225-ZK10+550段洞体埋深为28.4-104.2m，洞体围岩由第四系中冲洪积黄土组成，土质较匀，含有少量钙质结核及砾石，呈硬塑状态，松软结构，围岩等级为Ⅳ3级，长度为1325m，设计采用超前小导管+钢支撑+挂网喷射砼支护，上下台阶法开挖，在2013年9月24日晚21点上台阶开挖至ZK9+675处掌子面发生滑塌，塌落体为湿陷性黄土，浅黄色。

塌方处没有冒顶，塌腔体积较大，约100m32.2 塌方原因分析 经现场调查分析后认为隧道本次塌方主要由地质因素引起的该处正处于通过一冲沟，埋深通过最浅处，土体硬塑状态，松软结构，无支护开挖易小范围产生坍塌及小范围滑塌现象，侧墙易失稳，在加上该冲沟地表上有大范围的汇水面积，渗水出水量加大，土体极易失稳，正常的开挖支护不能保证围岩的稳定而发生塌方3 塌腔的处理 为避免洞顶土体的塌陷，初期支护施做完成后，对拱顶空腔处采取吹粉煤灰填充处理4 塌方处理方案及措施4.1 大管棚法施工处理方案的提出 在坍塌初期，采用加设钢拱架，间距调整为30cm,加设超前小导管，采用短进尺越过塌腔，但经两次尝试均以失败告终土体持续失稳，掉落的土体将架设好的钢拱架砸弯，使得初支失败，无法继续进行，故考虑采取大管棚处理方案4.2 管棚设计支护形式 采用“管棚+钢拱架+系统锚杆+钢筋网喷射混凝土支护”的方法管棚参数：采用φ1086热轧无缝钢管，每节长12m，以长150mm的丝扣连接，打设仰角2- 5管棚沿拱部120范围布置，间距50cm钢管内配置等长度的3根φ22钢筋束，钢筋束侧边布置φ25pvc注浆管。

钢筋接头采用对焊焊接，管壁上间距200mm钻φ12mm小孔管棚端部应与格栅钢架焊接使钢架与管棚共同形成棚架支护体系钢拱架主要参数：钢拱架采用i18a型工字钢制作，间距0.5m每榀钢架底角设2根φ25、l=3.5m的锁脚锚杆相邻钢架用φ25mm钢筋焊接连接，间距为1.0m系统锚杆：拱部采用φ22mm，l=2.5m药包锚杆，间排距0.5m1.0m，梅花式布置；拱墙采用φ22mm，l=3.0m药包锚杆，间排距0.5m1.0m，梅花式布置 管棚施工工艺1）管棚施工顺序支护工艺流程为：施工准备—超前预注浆—管棚施工—钢拱架架立—系统锚杆—喷射混凝土2）施工准备施工准备的主要工作首先用洞渣反压塌方体护脚，使土体稳定采用c25喷射混凝土封闭塌方体表面，混凝土厚度12cm，作为止浆墙，预埋孔口管其他准备工作还包括钢管及钢拱架的加工，工作台架设，管棚定位并确定轴向标志，架设钻机等3）超前预注浆在塌落体及软弱破碎带钻机成孔难度大为确保成孔效果，对塌落体实施超前预注浆加固土体注浆材料采用水泥砂浆，注浆方式采用后退式，当钻孔至孔底，然后从孔底向孔口分段注浆注浆顺序从拱顶顺序向下进行4）砼导向墙施工支立格栅钢架两榀，间距0.6m，施作砼导向墙，预埋导向管。

工字钢与管棚导管焊成整体导向管及工字钢固定时需精确测量定位5）钻孔搭设工作平台，测量定位隔孔施钻钻孔选用比管棚直径大20mm～30mm钻头在土质层中钻孔采用低压钻进钻孔顺序由高孔位向低孔位进行6）钢管插入及孔口密封钢管由机械顶进，钢管节段间用丝扣连接，钢管顶到位后，钢管与导向管间隙堵塞严密7）注浆钢管周围及孔口采用塑胶泥封堵，预留排气孔钢管中注水泥砂浆；注浆初压力0.5～1.0mpa，终压力2.0mpa，注浆半径不小于0.5m采用定量注浆法控制注浆量当注浆压力达到设计终压10min后，注浆量仍达不到设计注浆量时，也可以结束注浆注浆结束后用m30水泥砂浆填充，增强管棚的刚度和强度4.3 开挖支护 遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的方针，采用小型机械配合人工开挖，预留核心土以便施工，实行短开挖，循环进尺控制在0.8m之内开挖一榀，安装一榀，及时焊接与施打锚杆并注浆安装完成后，挂网喷射混凝土然后开挖下一循环5 结语 该隧道塌方采用大管棚处理方案获得成功管棚施工完成后，仅用半个月的时间就完成了塌方段的开挖支护，整个过程安全顺利，充分验证了大管棚在塌方处理过程中的效果。

在塌落体和破碎带中，超前预注浆加固土体是保证钻机成孔的关键 由于塌落物和裂隙带内土质不均、土质软弱，保证注浆效果是管棚处理方案成功的关键，通过注浆使围岩形成固结体，防止塌方继续发生，确保了开挖顺利进行实施短开挖，充分利用大管棚的支撑作用，早封闭，保证了开挖顺利安全进行 加强超前地质预报工作，提前制定应急措施，改进支护方案，可有效避免塌方发生，既可节约成本，缩短工期，又能保证人员及机械设备的安全附：管棚法治理隧道塌方图。