道路與橋梁：洞口段施工質(zhì)量控制

　　洞口段施工質(zhì)量控制

　　隧道施工中，洞口段圍巖一般比較破碎、地質(zhì)條件較差，應遵循盡量減少對巖體擾動的原則，以提高洞口段巖體和邊、仰坡的穩(wěn)定性。《設計規(guī)范》及《施工規(guī)范》均作了規(guī)范性要求，強調(diào)“早進洞、晚出洞”，盡量避免大挖大刷，在保持邊、仰坡穩(wěn)定的前提下，及時施作洞口，并在進洞之前，結(jié)合洞口的實際情況，先作好洞口地表的防排水措施。在大斷面、淺埋和地質(zhì)條件差的情況下通常采用地表預注漿、超前長管棚注漿等預加固措施。隧道洞口段施工質(zhì)量控制重點是進洞施工質(zhì)量和地表預加固質(zhì)量。

　　(1)進洞施工要嚴格遵循“短進尺，小循環(huán)，早錨噴，強支護，快封閉”的原則，及時施作洞門及其排水系統(tǒng)。通?？刹捎枚膛_階或超短臺階法施工，先施工上臺階，凡能用十字鎬、風鎬進行人工施工的情況，不允許爆破;需爆破時，可采用由隧道中心掏槽分段起爆，嚴格控制藥量，人工風鎬修邊，控制超欠挖，減少對圍巖的擾動。開挖斷面尺寸修整至設計要求后，及時進行初期支護，一般可初噴混凝土一層，然后打系統(tǒng)錨桿并架設鋼格柵、掛鋼筋網(wǎng)，最后噴射砼至設計厚度。施工中要監(jiān)測圍巖變形速率和變形量，量測項目包括水平位移收斂、拱頂下沉及拱頂?shù)乇硐鲁?，發(fā)現(xiàn)異常及時調(diào)整施工工藝并采取輔助措施。

　　(2)洞口預加固措施一般有兩種：①地表預加固，主要措施有錨網(wǎng)噴支護、地表注漿、地表錨桿、抗滑樁、錨索等;②洞口正面圍巖預加固，主要措施有超前長管棚注漿、超前小導管注漿(配合格柵鋼架)、掌子面封閉等。以下強調(diào)幾種常用的預加固措施的施工質(zhì)量控制重點。 ①錨網(wǎng)噴支護，可加固地表，防止因降水造成滑坡。一般在刷好邊、仰坡后，采用錨網(wǎng)噴對地表給予加固。錨桿錨桿可采用全長砂漿錨桿或中空注漿錨桿，錨桿直徑、長度、布置方式及掛網(wǎng)規(guī)格和噴射砼標號可根據(jù)地質(zhì)條件確定，。施工質(zhì)量控制重點：鋼筋網(wǎng)必須與錨桿焊接，且鋼筋網(wǎng)須用點焊焊成整體;噴砼時必須保證鋼筋網(wǎng)保護層厚度滿足設計要求。 ②地表注漿預加固，一般應用于圍巖較差的淺埋隧道，通常采用熱軋無縫鋼管作為套管，呈梅花形布置;一般圍巖段(涌水量不大)采用穩(wěn)定性、粘度、可注性、結(jié)石強度及抗?jié)B性均較好的超細水泥單注漿，特殊地段(富含地下水)采用超細水泥與水玻璃雙注漿。在施工中要保證漿液原材料的質(zhì)量和漿液配合比，根據(jù)地層地質(zhì)條件確定漿液配比、注漿壓力及注漿孔間距。以往采用地表注漿預加固洞口段的工程中，有在隧道開挖中發(fā)現(xiàn)注漿局部區(qū)域內(nèi)漿液不呈樹狀滲透至巖層中，而是呈團狀包裹在鋼管周圍的現(xiàn)象。該情況主要是漿液配比與地層不匹配及注漿壓力不足造成的。在地表注漿預加固施工中要強調(diào)必須根據(jù)地層地質(zhì)條件確定漿液配比，并保證注漿壓力滿足設計要求。同時要強調(diào)合理確定注漿范圍，范圍過大，會增加工作量和材料成本，范圍過小，不能達到預期目的，甚至會給施工留下隱患危及施工安全，必須根據(jù)地質(zhì)條件合理確定注漿范圍，并依此確定注漿孔間距。施工中應注意先灌注邊孔，使松散圍巖形成一個相對封閉的注漿環(huán)境，達到不漏漿、不跑漿;然后依次向內(nèi)推進。每排注漿孔中，宜間隔交替注漿。施工質(zhì)量控制重點：按照設計孔位開孔，嚴格控制孔口位置偏差在設計允許范圍內(nèi);注漿工程中監(jiān)控注漿壓力變化，若突然增大或減小，應停機檢查，查明原因采取措施后方可繼續(xù)注漿;注漿結(jié)束前，應采用最大注漿壓力閉漿一段時間，一般可取10分鐘左右，并及時封堵注漿口。 ③超前長管棚注漿，長管棚超前支護距離長，整體剛度大對圍巖變形限制能力強，能承受早期圍巖壓力;注漿能改善圍巖狀況，提高圍巖自承能力，對防止圍巖初期松弛、土體坍塌有顯著效果。超前長管棚注漿主要適用于圍巖壓力來得大且快，對圍巖變形及地表下沉有嚴格控制要求的軟弱破碎圍巖隧道。長管棚一般采用熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距可取30～50cm，沿隧道周邊的外插角可取2～4°，有孔、無孔鋼管交叉布設。在洞口前端設置長套拱作為管棚導向墻，套拱內(nèi)預埋U型鋼并與孔口套管焊接牢固，施工中要保證孔口套管與沿拱圈環(huán)向布設間距、位置及方向應準確。鉆孔完成后及時安設管棚鋼管，避免出現(xiàn)塌孔。待有孔鋼管已全部注漿完畢后，再進行無孔鋼管的鉆孔、安設。施工中質(zhì)量控制重點：(a)鉆孔前掌子面必須按要求先噴一層素混凝土作為止?jié){墻，以確保掌子面在進行壓力注漿時不出現(xiàn)漏漿、坍塌。鉆孔時根據(jù)地質(zhì)情況選擇加泥漿護壁或可加套筒或?qū)@頭直接焊接在鋼管前端鉆進，并保證成孔角度;(b)鋼管逐節(jié)頂入，采用絲扣連接，隧道同一斷面處的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管接頭至少應錯開1m，并及時將鋼管與鉆孔壁間縫隙填塞密實?？v向兩組管棚間應有不小于3.0m的水平搭接長度。要保證鋼管外露端法蘭盤、止?jié){閥的焊接質(zhì)量;(c)注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串漿現(xiàn)象，如發(fā)生串漿，應立即停止注漿，并采取措施(如快硬水泥砂漿或錨固劑封堵)或采用間歇式注漿封堵串漿口，直至不再串漿時再繼續(xù)注漿。注漿過程中壓力如突然升高，可能發(fā)生堵管，應停機檢查。注漿結(jié)束前，應采用最大注漿壓力閉漿一段時間，一般可取5分鐘左右,并及時封堵注漿口;(d)施工中應及時檢驗注漿效果：對注漿加固區(qū)進行鉆孔取芯，觀察注漿充填情況;另外在進行無孔鋼管鉆孔時觀察孔內(nèi)涌水顏色及涌水量，水顏色如較澄清或夾帶水泥渣塊，涌水量較小，則注漿效果較好，如涌水為泥漿顏色或涌水量較大時，應補注或重注。④超前小導管注漿(配合格柵鋼架)，注漿小導管既能加固洞周一定范圍內(nèi)圍巖，又能支撐圍巖，其支護剛度和預支護效果均好于超前錨桿。超前小導管配合格柵鋼架具有類似管棚的作用，支護能力較大。雖然支護能力弱于管棚，但簡單易行、靈活經(jīng)濟。小導管一般采用熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距可取20～40cm，沿隧道周邊的外插角可取10～20°。施工中質(zhì)量控制重點：(a)縱向兩組小導管間應有不小于1.0m的水平搭接長度;(b)漿液可采用純水泥漿或加入水玻璃，根據(jù)地質(zhì)情況確定漿液配比及注漿壓力(參見地表注漿要求);(c)注漿過程中應注意：小導管注漿前，應對開挖面及5m范圍內(nèi)的隧道噴射厚為5~10cm的混凝土封閉;保證注漿壓力滿足要求，必要時可在孔口設置止?jié){塞，止?jié){塞應能承受規(guī)定的最大注漿壓力;注漿結(jié)束標準：注漿壓力逐步升高，當達到設計終壓并繼續(xù)注漿10min以上、與設計注入量大致接近;注漿后至開挖前的時間間隔，視漿液種類而定，一般宜為4～8h，開挖時應保留1.5～2.0m的止?jié){墻，防止下次注漿時孔口跑漿;(d)格柵鋼架拱腳處設置鎖腳錨桿，防止開挖下臺階時，鋼架移動和下沉。

　　情況主要是漿液配比與地層不匹配及注漿壓力不足造成的。在地表注漿預加固施工中要強調(diào)必須根據(jù)地層地質(zhì)條件確定漿液配比，并保證注漿壓力滿足設計要求。同時要強調(diào)合理確定注漿范圍，范圍過大，會增加工作量和材料成本，范圍過小，不能達到預期目的，甚至會給施工留下隱患危及施工安全，必須根據(jù)地質(zhì)條件合理確定注漿范圍，并依此確定注漿孔間距。施工中應注意先灌注邊孔，使松散圍巖形成一個相對封閉的注漿環(huán)境，達到不漏漿、不跑漿;然后依次向內(nèi)推進。每排注漿孔中，宜間隔交替注漿。施工質(zhì)量控制重點：按照設計孔位開孔，嚴格控制孔口位置偏差在設計允許范圍內(nèi);注漿工程中監(jiān)控注漿壓力變化，若突然增大或減小，應停機檢查，查明原因采取措施后方可繼續(xù)注漿;注漿結(jié)束前，應采用最大注漿壓力閉漿一段時間，一般可取10分鐘左右，并及時封堵注漿口。 ③超前長管棚注漿，長管棚超前支護距離長，整體剛度大對圍巖變形限制能力強，能承受早期圍巖壓力;注漿能改善圍巖狀況，提高圍巖自承能力，對防止圍巖初期松弛、土體坍塌有顯著效果。超前長管棚注漿主要適用于圍巖壓力來得大且快，對圍巖變形及地表下沉有嚴格控制要求的軟弱破碎圍巖隧道。長管棚一般采用熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距可取30～50cm，沿隧道周邊的外插角可取2～4°，有孔、無孔鋼管交叉布設。在洞口前端設置長套拱作為管棚導向墻，套拱內(nèi)預埋U型鋼并與孔口套管焊接牢固，施工中要保證孔口套管與沿拱圈環(huán)向布設間距、位置及方向應準確。鉆孔完成后及時安設管棚鋼管，避免出現(xiàn)塌孔。待有孔鋼管已全部注漿完畢后，再進行無孔鋼管的鉆孔、安設。施工中質(zhì)量控制重點：(a)鉆孔前掌子面必須按要求先噴一層素混凝土作為止?jié){墻，以確保掌子面在進行壓力注漿時不出現(xiàn)漏漿、坍塌。鉆孔時根據(jù)地質(zhì)情況選擇加泥漿護壁或可加套筒或?qū)@頭直接焊接在鋼管前端鉆進，并保證成孔角度;(b)鋼管逐節(jié)頂入，采用絲扣連接，隧道同一斷面處的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管接頭至少應錯開1m，并及時將鋼管與鉆孔壁間縫隙填塞密實?？v向兩組管棚間應有不小于3.0m的水平搭接長度。要保證鋼管外露端法蘭盤、止?jié){閥的焊接質(zhì)量;(c)注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串漿現(xiàn)象，如發(fā)生串漿，應立即停止注漿，并采取措施(如快硬水泥砂漿或錨固劑封堵)或采用間歇式注漿封堵串漿口，直至不再串漿時再繼續(xù)注漿。注漿過程中壓力如突然升高，可能發(fā)生堵管，應停機檢查。注漿結(jié)束前，應采用最大注漿壓力閉漿一段時間，一般可取5分鐘左右，并及時封堵注漿口;(d)施工中應及時檢驗注漿效果：對注漿加固區(qū)進行鉆孔取芯，觀察注漿充填情況;另外在進行無孔鋼管鉆孔時觀察孔內(nèi)涌水顏色及涌水量，水顏色如較澄清或夾帶水泥渣塊，涌水量較小，則注漿效果較好，如涌水為泥漿顏色或涌水量較大時，應補注或重注。④超前小導管注漿(配合格柵鋼架)，注漿小導管既能加固洞周一定范圍內(nèi)圍巖，又能支撐圍巖，其支護剛度和預支護效果均好于超前錨桿。超前小導管配合格柵鋼架具有類似管棚的作用，支護能力較大。雖然支護能力弱于管棚，但簡單易行、靈活經(jīng)濟。小導管一般采用熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距可取20～40cm，沿隧道周邊的外插角可取10～20°。施工中質(zhì)量控制重點：(a)縱向兩組小導管間應有不小于1.0m的水平搭接長度;(b)漿液可采用純水泥漿或加入水玻璃，根據(jù)地質(zhì)情況確定漿液配比及注漿壓力(參見地表注漿要求);(c)注漿過程中應注意：小導管注漿前，應對開挖面及5m范圍內(nèi)的隧道噴射厚為5~10cm的混凝土封閉;保證注漿壓力滿足要求，必要時可在孔口設置止?jié){塞，止?jié){塞應能承受規(guī)定的最大注漿壓力;注漿結(jié)束標準：注漿壓力逐步升高，當達到設計終壓并繼續(xù)注漿10min以上、與設計注入量大致接近;注漿后至開挖前的時間間隔，視漿液種類而定，一般宜為4～8h，開挖時應保留1.5～2.0m的止?jié){墻，防止下次注漿時孔口跑漿;(d)格柵鋼架拱腳處設置鎖腳錨桿，防止開挖下臺階時，鋼架移動和下沉。

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