北京路橋瑞通養護中心
110輔路應急線工程
袞天溝隧道流砂段處理
施工方案
k1+608——k1+614.5
編制年月日
複核年月日
審核年月日
一、工程概況：
110輔路應急線工程位於延慶南部山區八達嶺景區，路線設計起點位於黑龍潭北部停車場，起點（k0+000），終點為k1+845.528，路線全長1.84公里。
道路設計標準：山區**公路，路基寬度：8.
5公尺，路面寬度：7.0公尺，行車道寬度：
3.5公尺，設計行車速度：40公里/小時。
沿線修建3處隧道,分別為：東關1號隧道（長73m），東關2號隧道（長83m），袞天溝隧道（長176m），均為短隧道。隧道圍岩考慮按ⅴ級採用，隧道支護結構均採用複合式襯砌結構，襯砌結構採用va、vb形式；終點至八達嶺景區袞天溝隧道，隧道建築限界：
淨寬9m（0.75m+0.25m+3.
5m×2m+0.25m+0.75m）限高5.
0m。二、人員組織機構：
人員組織機構框圖
三．概述
110輔路應急線工程袞天溝隧道於k1+610處開挖遭遇砂層，並在爆破之後出現塌方事故。我專案部當即採取封閉掌子面並進行注漿處理方案。後經地質鑽探結果顯示塌方後於拱頂上方出現空腔，且已趨於自然拱壓穩定狀態。
在採用空洞注漿方案的同時，發現空洞上移，且地表可見，長約6.5公尺，寬約7.2公尺，最大深度5.
7公尺，最小深度3.9公尺，空腔體積約210m3，經研究決定，現將原空洞注漿方案改為幫浦送混凝土回填。對於此流砂段，將原懸噴掘進改為小導管注漿掘進。
四．空洞示意圖。
1-1）上移前
1-2）上移後
四．施工方案
（一）．流砂段施工
1． 流砂段採用超前導管注漿預加固開挖的方法向前掘進，由於村民阻路，施工改由出口端向進口端掘進。
2． 注漿管採用無縫鋼管加工成花管，以便注漿加固岩體，前端加工成錐形，以便送入或打入，並防止漿液前衝，梅花布設溢漿孔孔徑8mm，間距為15cm，其中大管尾部2m，小導管尾部1.5m範圍不鑽孔，防止漏漿，末端最好焊接直徑為6mm的環形箍筋，防止打入是管身開裂，影響注漿管每小段的連線。
工藝流程
見下圖。
3施工方法
1）鑽孔
鑽孔遵從如下步驟及工藝要求：
根據注漿平面布置圖測量放樣定出孔位；
鑽機就位後，利用垂球結合水平尺檢查鑽機水平及鑽桿垂直度。同時，在鑽孔鑽進過程中對鑽孔垂直度進行檢查；
鑽孔時採用比重1.2～1.3的泥漿作為護壁泥漿；
必須做好鑽孔施工詳細記錄，以指導後期注漿施工引數。
2）下管
鑽機從孔後，利用鑽機吸漿管將套殼料混合液壓入鑽孔內。分節（每節4m）將袖閥管下入已填滿套殼料的孔內，相鄰兩節袖閥管採用套箍聯接。袖閥管接至地面後，用封口蓋蓋緊袖閥管管口。
3）封孔
在套殼料混合液已達到初凝後，掌子面以內1m處孔口周圍採用錨固劑，以防止注漿過程中冒漿現象發生。
4）注漿芯管推入
封口後4～8小時，推入注漿芯管。
注漿芯管採用2m一節φ20鍍鋅鋼管製成，節間用螺紋套管聯接。
注漿芯管推入前根據袖閥管深度配足芯管節數，並檢查芯管及注漿管頭內是否殘留結石體，清理乾淨後方可下管；
注漿芯管推入時，防止地面泥漿回灌入袖閥管內，造成注漿芯管推入及拔管困難；
將注漿芯管插入袖閥管中保持方向豎直向下，兩人或三人協調配合，均勻使用管鉗推入芯管。
5）注漿
未保證注漿效果，採用多條注漿管同時注漿。注漿漿液採用水泥-水玻璃雙液漿，水泥採用42.5級普通矽酸鹽水泥，水灰比：
0.8:1～1:
1。注漿壓力：初壓0.
5～1.0mpa，穩壓：2.
0～3.0mpa。
施工中採取先外邊後中間、隔孔交替分段式注漿，每段注漿長度稱為注漿步距。花管長度為注漿步距長度。注漿步距採用0.4 m，減少地層不均一性對注漿效果的影響。
注漿過程中，每段注漿完成後，採用空心千斤頂向外移動乙個步距的心管長度。或人工採用2個管鉗對稱夾住心管，兩側同時均勻用力，將心管移動。每完成4m注漿長度，要拆掉一節注漿芯管。
注漿結束後，在注漿管上蓋上悶蓋，以便於復注施工。
6）注漿效果檢驗
注漿效果採取取芯檢驗。當一段注漿結束後，對注漿效果進行取芯檢測，若注漿填充不密實，則對注漿孔進行補注。
4． 主要技術措施
（1）注漿前，應該準確掌握注漿量、注漿壓力、水灰比等指標。配製漿液嚴格按照制漿料配比投料，不得隨意增減數量；
（2）漿液攪拌好放入儲漿桶，在吸漿過程中不停攪動，防止漿液離析；
（3）注漿幫浦吸漿頭用紗網包裹，防止大顆粒吸入造成吸漿能力減弱，並間隔一定時間提起吸漿頭晃動，防止漿液堵塞吸漿頭；
（4）注漿開始時，先開啟進漿閥，再關閉洩漿閥；注漿結束時，先開啟洩漿閥，再關閉進漿閥，待洩壓後拆卸注漿管路；
（5）注漿過程中，若地層吸漿量很大時，注漿壓力長時間不上公升，可通過調整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，以達到控制注漿目的；
（6）注漿過程中，如發生串漿現象，可關閉該竄漿孔繼續注漿，但若發生頻繁時，應加大鑽孔與在注漿孔的間隔或鑽一孔註一孔，減少串漿現象。
（7）超前管間距15cm，上下層不同角度鑽入5°、10°。
5． 注漿結束後人工開挖，開挖步長為40cm。鋼支撐與噴錨支護每一榀（40cm）為乙個迴圈。上**階進尺相差不得低於5m。
留大核心土。開挖中如遇區域性漏沙可採用模板堵漏，如遇大面積漏沙應馬上回填封閉掌子面，再次迴圈注漿。
（二）．空洞處理
1． 為確保隧道初支穩定，先對形成空腔的洞內進行進行支撐，採用工20工字鋼，分三排扇形布置，如示意圖（1-2）。
2．洞頂及時牽拉警戒線，以杜絕洞頂地表坍塌造**員傷害事故。
3．幫浦送混凝土採用塌落度為17m～18cm的c15混凝土，c15幫浦送混凝土配比水泥：水：砂:
碎石 = 281:160:652:
1267 = 1: 0.57:
2.32: 4.
51幫浦送混凝土應根據配合比計算出的每盤材料用量嚴格控制，必須保證攪拌均勻，混凝土幫浦送過程中要及時做好全面記錄，並取樣，避免發生堵管現象。
考慮到原襯砌砼的承壓有限及受力不均勻，幫浦送混凝土採用分層幫浦送法，要求進行均衡幫浦送、分層回填，每次幫浦送孔混凝土自流半徑為3.0m，每層回填厚度不超過1.0m。
混凝土幫浦送過程中，每回填一層將幫浦送混凝土管向上接1.0m，確保每層回填混凝土厚度為1.0m以保證回填混凝土質量。
4．回填拱頂與塌方面接觸注漿
考慮到幫浦送混凝土完成後，由於混凝土水化熱過程中發生收縮變形，混凝土回填面與塌方面存在一定空腔，故需對回填拱頂與塌方面進行接觸注漿，接觸注漿直接從拱頂打入孔口管壓入。
完成回填拱頂與塌方面接觸注漿後，將幫浦送混凝土管道孔用混凝土填實。
5．為保證支護安全採用壁後注漿。
6． 噴錨環節與鋼支撐環節中間間隔不得超過1小時，且噴錨出噴錨手靠近掌子面外，其餘人員遠離掌子面必須超過6公尺。噴錨手必須有人監護。
7． 如遇施工**現湧砂現象，採用噴錨封閉掌子面，用高壓注漿機注漿控制流砂，並打入孔口管灌注因流砂造成的空腔或空洞。完畢後方能準備下一迴圈開挖掘進。
（三）.空洞下初期支護方案
1． 空洞下施工方案在回填空洞後進行。
2． 注漿採用改性水玻璃固結流沙層再進行掘進，試驗資料及方案如下：
超前小導管每榀一打,採用內徑為42 mm、長1.7 m 的鋼管, 注漿管一端做成尖形, 管壁每隔10 ～20 cm 梅花形交錯鑽眼, 孔位互成90 °, 眼孔直徑6 ～8 mm。注漿鋼管沿暗涵開挖輪廓線布置, 外插角7 °～15 °, 注漿小導管環向間距15 cm,上台階範圍內打設,採用風管吹孔然後再安設小導管。
根據試驗表明酸與水玻璃配合比在1 ∶3 ～1 ∶4 ( 體積比) 之間時, 混合液ph 在3 ～3.5 之間, 在空氣中凝結時間較長, 具有良好的可注性; 同時, 在卵礫石土中凝結時間較短, 從試驗看固結效果較好
五．安全措施
1．施工現場實行交**制度，遵守崗位責任制。
2. 施工前鑽機注漿幫浦及高壓管路先進行試驗運轉，確認機械效能和各種閥門管路，壓力表完好後，進行施工。
3.每次注漿前，檢查安全閥、壓力表的靈敏度，調整到規定注漿壓力位置。
4.注漿過程中，禁止現場人員在注漿孔附近停留，防止密封膠圈衝式閥門破裂傷人。
5.注漿做到不停水停電，為保證注漿，配備發電機組及蓄水罐。
6.注漿施工期間，配備機電修理人3人，及時處理機械和電器出現的故障。
7．流砂層的特殊性，導致開挖現場情況千變萬化，這就需要有經驗的技術人員對地質情況作出準確判斷來為開挖安全保駕護航，總體要堅持「超前探、小斷面、短進尺、弱爆破、強支護、快閉和、勤量測、早襯砌」的施工原則。
8．由於砂層塌漏在拱頂造成空腔，存在二次塌方的隱患，因此初期支護做扇形支撐顯得尤為重要。鋼拱架支護採用置換法，左右幅交替支護。
9． 因掌子面留有大核心土，機械不能挺進掌子面。只得人工開挖，為避免震動給初期支護帶來擾動，只要人員在掌子面作業，所有機械必須靜止。待人員撤離掌子面到安全區域，機械才能進行作業。
10．冬季施工裝置加強保養、防凍，不得帶病作業，不得違規作業、違章駕駛，寧慢十分，不快一秒，提高施工安全係數。
11． 冬季平均氣溫都在冰點以下，防滑措施必須到位，定期檢查清理人員及機械通道，徹底避免因結冰照成的滑，摔，砸等事故。
12． 管道的防凍措施必須到位，洞內掘進採用空氣壓力作為動力，因管道接頭閥門等地方用鑄鐵器件比較多，而這種材料在冬季容易凍裂，必須勤檢查勤更換，以防止爆裂帶來的鐵屑飛濺造成傷害。
六．結語
根據以往施工經驗，由於地質原因，在隧道的施工過程中塌方等事故不可避免，我們針對隧道塌方空腔處理基本處理方法是：加強噴錨支護、做拱上拱支護和增加二次支護引數來確保隧道安全。如果在圍岩較差，且隧道埋深較淺，以上方法只能暫時對隧道起到加固作用，在隧道的長期運營過程中，無法從根本上消除安全隱患。
因此，我們要在實踐過程中不斷的摸索新的、好的和有效的施工方法，保證我們的施工質量和信譽得到更進一步的提高。
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