1、中宅岭隧道左洞进洞浅埋段 处理方案,一、工程概况 （一）设计情况 宁波市北仑白洋线公路局部路段改建工程第3合同段主线起点里程为K8+300，终点里程为K10+561，全长2.261公里，北港区连接线ZbK0+000ZbK1+430，长1.430公里，主线与接线成T字交叉。本合同段内有分离式中宅岭隧道一座，左洞长725m（ZK8+645ZK9+370），右洞长690m（YK8+675YK9+365）。隧道进出口为V级围岩，进出口各30m区段采用108-6超前管棚支护，V级围岩其余区段采用42-5超前小导管支护。隧道断面形式为单心圆曲墙，开挖最大跨度为12.68m，开挖最大高度为10.28m，左洞
2、出洞口浅埋段里程为ZK9+315ZK9+350，长35m，最大埋深12.5m，小于隧道2.5d。,（二）地质情况 地表地貌概况 中宅岭隧道出口为山前冲洪积谷地，左洞左侧为山脊，洞口正位于谷口，地表植被主要为低矮草本植物，无大型树林，地形平缓，自然坡度15左右，靠近山坡处有坟墓若干座。隧道左洞出口地质地貌图见图1、图2。 地质情况 中宅岭隧道岩性主要为强微风化玻屑熔结凝灰岩。隧道进出口表部为第四系残坡积含碎（砾）石粘性土厚度0.33.0m，下部岩体完整性较差，围岩级别为级。该段岩体破碎，围岩稳定性差，围岩空隙率比较大，且受地表径流及地下水共同影响，围岩透气性和透水性均比较大，左洞出口浅埋段地质纵
3、断面剖面图见图3，浅埋段ZK9+315ZK9+350隧道地质横断面见图4、图5。,图1 中宅岭隧道左洞出口地貌图,图2 中宅岭隧道左洞出口地貌图,图3 中宅岭隧道左洞出口纵断面地质图,（三）目前施工情况 本项目于2009年3月1日开工，但由于前期受政策处理及洞口征地拆迁问题影响，于2009年5月17日才开工。目前隧道左右洞出口明洞边仰坡开挖及防护已施工完毕，右洞YK9+345管棚护拱已施工完毕，左洞ZK9+350护拱已施工完毕，108mm大管棚于2009年7月2号开始钻孔施工，由于左洞出口洞顶存在堆积层，钻孔过程中发生大面积漏气、卡钻等情况，目前两台钻机施工14天仅完成1#、2#、3#孔。又因
4、隧道进口至今政策处理未解决，使隧道本应两端同时进行的，目前只能由出口进去，减少了一个正常施工的工作面，造成了工期更加紧张。,（四）存在问题及解决办法 由于隧道左洞出口ZK9+315ZK9+350段位于不良地质构造中，围岩空隙率较大，管棚钻孔时，不断发生严重的大面积高压风泄漏、卡钻现象，造成管棚钻孔施工过程中石屑不能及时排出、钻头不能拔出、堵管等现象，从而无法进行大管棚钻孔施工，洞顶漏气现象见图4、图5。 我项目部立即将此情况上报监理及业主，2009年7月9日经过与设计院、业主、监理等单位现场协商，对左洞钻孔高压风漏气现象拟定出以下处理方案。,图4 中宅岭隧道左洞出口洞顶漏气图,图5 中宅岭隧道
5、左洞出口洞顶漏气图,1、方案一 地表小导管预注浆施工方案 施工方案 在左洞ZK9+315ZK9+350段出口端管棚钻孔施工前，首先采用42mm5mm小导管对山顶堆积层地表进行预注浆固结，从而有效的控制高压风泄漏现象。采用此种方案预计管棚施工工期为22天。 增加工程量 425mm小导管长度：595根*7.42m=4415m（计算见附图6、附图7、附图8）； 土体加固体积：（94.97m2+131.53m2）/2*35m=3963.75m3； 1：1水泥浆液体积：109.2m2*35m*30%+3.14*（0.042m/2）2*4415m=1152.7m3。（注浆土体置换率30%计算；土体置换面积
6、109.2m2；注浆长度35m；小导管直径0.042m；小导管总长度4415m） 方案一增加工程量详见表1。 表1 地表小导管预注浆增加工程量增加费用 方案一共计增加费用759878元（计算过程见附表预算表）。,2、方案二 循环钻孔注浆施工方案 施工方案 在管棚钻孔施工过程中，遇到钻孔漏气堵管现象后，拔出钻头进行压浆施工，封闭孔道，待浆液凝固后再进行钻孔施工，如此反复循环作业，直至钻孔达到设计深度后进行最后压浆施工。我项目部选取21#孔为试验孔进行钻孔压浆试验，2009年7月10号首次钻进6m后遇到漏气堵管现象，用时2小时5分钟，然后进行压浆施工；2009年7月11号进行第二次钻孔施工，钻进7
7、m后遇到漏气堵管现象，较第一次钻孔施工钻进1m。然后进行第二次注浆试验，2009年7月12进行第三次钻孔施工，钻进9m后又发生漏气堵管现象。正常施工情况下每天按2次循环钻孔压浆计算，一根30m大管棚施工至少需要7天左右才能完成，未施工管棚共计30根，2台钻机同时施工工期为105天。 增加工程量 1：1水泥浆液：8.823m3*30根=264.69m3（8.823m3为每根管棚注浆量，计算过程见表2） 30根管棚循环钻孔总长度：7560m（计算过程详见表2）。 增加费用 单根管棚施工费用为：41406元（见预算表）， 30根管棚施工总费用为：41406元*30根=1242180元。,3、方案一与
8、方案二经济性比较表3方案一与方案二经济性比较,4、方案一与方案二对比，方案一存在以下优点 施工工期短，效率高，排除了洞身开挖存在的塌方安全隐患； a、方案一工期 ZK9+315-ZK9+350地表小导管注浆（7天）大管棚施工（15天）进洞，共需22天，假如按今天即2009年7月15日开始，则可于2009年8月5日进洞。 b、方案二工期 依据21#试验孔试验情况，每根大管棚钻孔需要7天左右，未施工管棚共计30根，如果由2台钻机同时施工，需要105天。 大管棚施工（105天）进洞，共需105天，假如按今天即2009年7月15日开始，则可于2009年10月27日进洞。 方案一比方案二可提前83天进洞
9、。 施工费用低，方案一相对方案二可降低482302元施工成本； 由于方案二工期太长，由此带来洞口边仰坡暴漏时间过长，边仰坡失稳可能性较大，导致方案二的安全性太差； 由于方案一注浆固结了隧道外周围岩，使隧道开挖的安全性更好，排除了隧道级围岩开挖后周边围岩不稳定等安全隐患。 根据以上两种方案的对比情况，我部推荐采用方案一。,二、中宅岭隧道左洞地表小导管预注浆施工方案 （一）施工方案概述 目前中宅岭隧道左洞出口浅埋段围岩的特殊情况，采用地表小导管预注浆施工方案进行处理，处理范围为ZK9+315-ZK9+350，宽度14m，为最大固结围岩，采用水泥浆液注浆，注浆压力保持在1.52.0MPa，并持续15
10、分钟以上。 （二）施工参数 注浆扩散半径取0.5m，小导管以梅花型布置，间距1.0m，钻孔孔径为50mm，小导管深度以大管棚外侧线高程控制，注浆浆液采用1：1水泥浆液，水泥采用P.O.32.5，注浆压力1.52.0MPa。经监理和项目部现场量测确认，小导管注浆处理范围为：纵向里程为ZK9+315ZK9+350，长度为35m，横向宽度为15m，小导管施工参数及工程量计算见图6、图7和图8。,注：1、图中单位以mm计；2、小导管共计595根,纵向布置35m，横向布置14m。图6 地表注浆小导管平面布置图,注：1、图中尺寸单位以cm计；2、小导管以梅花型布置，间距1.0m，小导管深度以护拱外侧线高程
11、控制，注浆浆液采用1：1水泥浆液， 水泥采用P.O.32.5，注浆采用分段注浆，分段按照标高统一确定，最底端注浆压力不小于 1.2MPa；钢花管最上部1.5m不开孔，作为止浆段，钻孔时，在四周及最深处，均布设观察孔，以随时了解注浆情况，评定注浆质量。3、小导管注浆按固结导管周围有限范围内土体设计，浆液扩散半径不小于0.5m。4、425mm小导管计算平均长度计算方式为：ZK9+350断面小导管平均长度597.5mm;ZK9+315断面小导管平均长度887.3mm;425mm小导管平均长度为（597.5+887.3）/2=742mm;425mm小导管总长度为7.42m*595根=4415m。图7
12、地表注浆小导管断面布设图,注：1、图中尺寸单位以cm计； 2、425mm小导管扩散半径暂按0.5m计算，则横向断面注浆宽度为 15m，纵向长度为45m，水泥浆液注浆体积计算方式按照管内注浆 浆液饱和，小导管周围土体注浆按照30%土体置换率计算，计算方 式为： ZK9+350注浆断面面积94.97m； ZK9+315注浆断面面积131.53m； 平均注浆断面425mm小导管面积7.42m*0.042m*15根=4.05m； 平均断面土体置换面积（94.97+131.53）/2-4.05=109.2m； 3、1：1水泥浆液体积： 109.2m2*35m*30%+3.14*(0.042/2)*441
13、5m=1152.7m. 图8 地表注浆小导管注浆浆液计算示意图,（三）施工组织及施工顺序 主要人员投入主要机械投入根据工程规模特点和专业要求，结合我单位施工管理经验，拟组建1个专业施工队伍，负责左洞出口地表小导管预注浆施工任务。,（四）施工方法 1、测量放样 根据小导管孔位平面布置，进行测量放样，小导管孔位布设见附图4； 2、钻孔 采用潜孔钻进行钻孔，钻孔孔径为50mm，小导管深度以大管棚外侧线高程控制。若钻进过程中发生坍孔，必须重新钻孔，钻孔深度一次到位。 3、清孔 每一个孔钻到设计深度后，都要进行扫孔，直至孔内清扫干净。 4、小导管制作 小导管采用42mm热轧无缝钢管，管壁厚5mm，小导管
14、端头加工成锥形，以利于小导管插孔安装，小导管最上部1.5m不开孔，作为止浆段，小导管下部钻设孔径10mm、间距40mm、呈梅花型布置的花孔。 5、下管 采用人工配合挖机进行小导管插管施工，小导管在安设过程中要保持竖直，如果阻力过大采用挖机配合施工。 6、注浆 通过42mm小导管向围岩注浆，注浆顺序，应先四周、再中间、先最低、再往高，不得随意乱注，造成“夹心”现象。注浆压力保持在1.52.0MPa，并持续15分钟以上。 7、注浆评定 钻孔时，在四周及最深处，均布设观察孔，以随时了解注浆情况，评定注浆质量。,（五）施工注意事项 1、施工时要注意天气变化，雨天不得进行高处作业。 2、洞顶土方剥离应清
15、除干净，避免素土影响注浆效果。 3、注浆质量关系到暗洞开挖安全，因此必须把好每一关，以确保注浆质量。 4、在作业前，必须对洞口处的永久及临时排水系统进行完善，确保能顺利排出雨水，使水害对工程的影响减至最低。 （六）质量保证措施 1、确保所有进场材料的性能及技术指标符合标准，杜绝不符合质量标准的材料入场，从源头把好质量关。 2、严格按照设计的深度进行钻孔，确保注浆深度达到大管棚处，确保大管棚成孔顺利。 3、小导管成孔后，必须进行清孔，将泥浆等杂物冲出孔外，以确保注浆质量。 4、注浆顺序必须按照设计的顺序进行。 5、注浆时，必须保证管路畅通，压力稳定，若压力达不到设计压力，必须查清原因并改正后，才
16、能继续施工。 6、观察孔是测量、评定注浆效果的重要手段，必须派专人认真进行观测、记录。,（七）安全保证措施 1、成立以项目经理为首的安全领导小组，由安质部长全面负责，作业工班设安全员，安全组织机构贯彻“安全第一，预防为主”的方针和“管生产必须管安全”的原则，确保施工生产的安全。 2、左洞洞顶地表小导管注浆属高处作业，施工现场的布置应符合防触电、防雷击等安全规定的要求。 3、施工材料往洞口上方倒运要注意施工安全，必须有专人指挥，专职安全员巡视。 4、注浆泵注浆施工时，操作人员不能正对注浆孔，防止压力过大浆液喷出伤人。,三、增加工程量及增加费用 （一）方案一增加工程量 425mm小导管长度：595根*7.42m=4415m（计算见图6、图7、图8）； 土体加固体积：（94.97m2+131.53m2）/2*35m=3963.75m3； 1：1水泥浆液体积：109.2m2*35m*30%+3.14*（0.042m/2）2*4415m=1152.7m3。（注浆土体置换率30%计算；土体置换面积109.2m2；注浆长度35m；小导管直径0.042m；小导管总长度4415m） 方案一增加工程量详见表1。 表1 地表小导管预注浆增加工程量（二）方案一增加费用 增加费用759878元。,中铁二十局集团第一工程有限公司 北仑白洋线3标段工程项目部 二九年七月十五号 制作人：李新凯,
