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管棚法处理隧道塌方施工技术　　(中铁六局呼和浩特铁建公司，内蒙古呼和浩特010050)　　摘要：文章介绍了隧道塌方管棚法处理的施工技术。根据开挖断面的实际地质情况，对本隧道塌方原因进行分析，结合同类工程施工经验对隧道塌方段采用大管棚法，结合掌子面深孔注浆，从而使隧道掘进方向的掌子面、拱顶、边墙全方位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有很好效果。关键词：隧道塌方；大管棚法；深孔注浆　　中图分类号：U457文献标识码：C文章编号：1007—6921(XX)14—0096—031概述　　阮家窑新建双线隧道位于内蒙古丰镇市境内，全长935m，隧道进口至DK425+572.6位于缓和曲线上,其余洞身段至DK426+360位于R=1200ｍ曲线上。隧道地貌单元为玄武岩低山丘陵区，地形起伏。隧道最大埋深60m。　　隧道范围内岩层：出口设计为69mVI级围岩，属第三系始新统玄武岩，灰黑色为主，局部紫红色，弱风化，节理、裂隙很发育，岩体破碎-极破碎，呈角砾状、碎块状、块状，隐晶质结构，块状、气孔状构造，孔隙充填砂类土、黏性土、粉质黏土，块石土稳定性差。隧道出口开挖断面为B×H=13.6×11.72m。2塌方情况及原因分析2.1塌方情况简介　　隧道出口段69mVI级围岩，设计采用交叉中隔壁法(CRD法)施工，在隧道出口线路右侧上台阶施工至DK426+436.4处时，在施做超前小导管时，掌子面再次发生滑塌，在清理塌体时发生了大规模的塌方，由于北方气候的原因，顶部有约2.0m厚的地表冻结层暂未塌落，DK426+436.4-DK426+437.6段I20a型钢拱架也被压垮。塌方块体充满了整个断面并封闭了塌腔，据技术人员粗略测量，本次塌方形成一直径约6m，高约13m的塌坑，造成连同拱架、锚杆及钢筋网在内的以玄武岩碎块石、砂土为主的塌方体约500m3。该段隧道处于浅埋段，以玄武岩碎块充填砂类土为主，极不稳定，急需进行加固处理。2.2塌方原因分析　　经业主、设计、监理及施工方各方现场调查分析后认为隧道本次塌方主要由地质因素和施工原因引起的。　　地质因素：断面围岩突然变化，塌方段地层岩性为玄武岩碎块石，中间填充砂类土，层间黏结力差，围岩极不稳定，属VI级围岩。3塌腔的处理　　为确保隧道洞内施工安全，先采用机械掀顶，然后采用机械加人工削坡的方法，将塌穴四周的倒坡或直立坡削至1：0.2～0.25的正坡，然后再搭设十字形钢横梁安装模板，用输送泵泵送C20混凝土，在隧道拱顶塌穴范围内形成3.0m厚的混凝土护拱，以确保施工安全，待隧道内塌方段拱墙衬砌完成后，再回填夯实，恢复地面。4塌方处理方案及措施4.1塌方段大管棚法施工处理方案4.1.1支护形式　　支护采用“管棚+钢拱架+系统锚杆+碳素加强筋纤维喷射混凝土支护”的方法。支护工艺流程为：管棚施工—钢拱架架立—系统锚杆—27cm厚钢纤维喷射混凝土。管棚参数：孔深18m，采用Φ108×5热轧无缝钢管，每节长3m，以长150mm的丝扣连接，打设仰角1°。管棚沿拱部120°范围布置，间距3根/m，单侧布置18根。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Φ20小孔。钢管中注水泥-水玻璃双液浆，浆液材料：P042.5水泥；水灰比：1∶1～1∶0.75；施工中视实际情况可加入适量缓凝剂。注浆初压力0.2～0.5MPa，终压力0.6～1.0MPa，注浆半径不小于1.0m。注浆结束后用M30水泥砂浆充填，以增强钢管强度和刚度。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。止浆墙采用C25碳素加强筋纤维喷射混凝土，混凝土厚度12cm。钢拱架主要参数：钢拱架采用I20a型工字钢制作，间距0.6m。每榀钢架底角各设4根Φ42、L=3.5m的锁脚锚管并注浆。相邻钢架用Φ22mm钢筋焊接连接，间距为1.0m，上台阶右侧每圈布设10根。上台阶右侧每榀格栅钢架分7个单元，各单元由连接板焊接成型，单元间由螺栓连接，钢板规格240×240×14(mm)。　　系统锚杆：拱部采用Φ25mm，L=4m中空锚杆，间排距0.75m×0.75m，梅花式布置；拱墙采用Φ22mm，L=4m砂浆锚杆，间排距0.75m×0.75m，梅花式布置。　　C25碳素加强筋纤维喷射混凝土27cm。4.1.2管棚施工工艺　　4.1.2.1管棚施工顺序。工作面封闭(12cm厚C25喷射混凝土支护)，工作台架设，管棚定位并确定轴向标志，架设钻机，钻孔施工，高压风清管，注浆，撤除工作台架及钻机转入开挖施工程序。　　4.1.2.2管棚施工程序。管棚用Φ108×5mm无缝钢管，环向间距3根/m；布设方向与路