浅埋偏压小净距洞口段穿越堆积体隧道施工工法.pdf

浅埋、偏压、小净距、洞口段穿越堆积体隧道施工工法 王涛 任高峰 许适 中铁二十局集团第三工程有限公司 1 前 言 临夏至合作高速公路公路 LH7 合同段路线起点 K39+820，路线终点 K43+646，路线 全长 3.826km。曲奥隧道左线长 334m、右线长 300m，进出口均位于河流左岸山体斜坡处、 地形陡峭，基岩为下三叠系板岩夹砂岩岩层，地层产状 195°∠85°，洞线走向SW260°， 和岩层走向小角度相交，不利于围岩稳定。中铁二十局集团第三工程有限公司、中铁二 十局有限公司在曲奥隧道施工中采用了超长管棚跟进施工技术、大孔隙堆积体注浆加固 技术、超长锚杆狭小空间施工等技术，通过以上技术我单位取得了曲奥隧道顺利贯通的 良好成绩，并总结形成了浅埋、偏压、小净距、洞口段穿越堆积体隧道施工技术这一项 新成果，改技术经国内外科技查新，该成果国际先进水平，成果 2015年 10 月 15 日通 过中国铁建股份有限公司组织的有关专家评审，综合水平达到国际先进水平，该成果 2014 年获得集团公司科学技术一等奖、企业级工法，实用新型专利 1项 （一种高海拔严 寒地区箱梁预制用蒸汽养生装置专利号：ZL2014 2 0786854）该项 目结合高原地区隧 道坡积碎石土形成的大体积松散堆积体、施工技术含量高、安全风险大、工艺复杂等特 点，积极采用新工艺、新技术行课题技术研究，重点突破松散地层地质条件下偏压小净 距隧道洞口施工、隧道长管棚、隧道仰拱基底注浆加固、中加岩注浆加固、超长自钻式 锚杆施工等隧道施工安全、质量控制等难题。工法技术先进、可推广性强，在铁路、公路隧 道工程领域具有广泛的应用前景。 2 工法特点 2.1 实用性强。松散堆积体施工难度大，目前没有整套的施工理论，本课题的研究 具有非常重要的意义，为今后松散堆积体底层下偏压小净距隧道施工提供成功的施工经 验与施工依据。 2.2 操作简单。本工法工艺简单、数据处理直观、监测数据准确等特点。。 2.3 安全可靠。综合超前地质预报、裂纹裂缝监测、综合监控体系网络、深孔取芯 评定等检测技术安全可靠，使监测手段由点到面到纵横竖向三维监测一体，提升综合监 控能力，实时、全面监测，保证隧道结构安全。 3 适用范围 - 1- 适用于软弱围岩、大体积松散堆积体、山体结构不稳定、偏压明显等复杂地质隧道 施工。 4 工艺原理 考虑松散堆积体地层条件下偏压小净距隧的特殊性，施工中严格遵循 “早预报、先 治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的 施工原则，规范施工作业。 5.施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 （见图 5.1） 5.2 操作要点 5.2.1 松散堆积体套管跟进长管棚施工 技术 采用 YXZ70 型锚固钻机扩孔及单偏心 DP102 低风压型潜孔锤跟管钻具作为钻孔、 扩孔的主要配套机具；YXZ70 型锚固钻机为 电动机械式潜孔冲击式钻机。钻机由主机、 液压钻、操作台三大部分组成，用高压胶 管相互连接为一整体。 钻机水平钻进状态尺寸为 3050mmx9OOmmx1190mm，钻机总量1260kg； 主机 (含动力头、轨道和底盘架)重770kg； 液压站 (含油箱、散热器、油泵电机和支架) 重340kg；操作台(含操作台架、多路换向 阀和液压油管)重150kg；最大部件动力头 重235kg。钻机 占用工作平台面积不大，重 量轻，移动方便。DP102型潜孔锤跟管钻具 与YXZ70型锚固钻机的钻杆和管棚钢套器、导正器、 图5.1 工艺流程图 偏心扩孔钻头、套管靴等组成。见图5.2.1 -2 - 图5.2.1潜孔锤跟管钻具组合图 1.钻进系统工艺原理 1）钻进方法：由于所钻地层为松散的滑坡碎石土地层，采用常规钻进方法容易造成 钻孔坍塌埋 钻，探头石卡钻等复杂的孔内事故，而且滑坡体为松散堆积层，用泥浆钻 进严重漏浆，由于 浆体大量流经松散体内，还将造成松散体继续下滑的可能，给现场 施工带来极大的危险。为 保证钻孔质量，顺利成孔，采用空气潜孔