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摘要：本文简要的介绍了长沙市营盘路湘江隧道工程陆域浅埋暗挖富水圆砾层段的土建施工的一些做法和体会，通过采用合理的施工方案：地面管井降水及袖阀管；洞内超前大管棚支护和超前注浆小导管支护结合；工作面初支背后回填注浆；隧道二衬施工紧跟开挖初支；安全的通过了营盘路湘江隧道东岸陆域浅埋暗挖段。
关键词 浅埋暗挖超前支护注浆 施工降水
1、工程概况
长沙市营盘路湘江隧道工程主线为双向四车道隧道，设计行车速度50km/h；匝道为单向单车道隧道，行车速度40 km/h。隧道主线平面分南、北两线，东西岸各设一进一出两匝道。其中东岸主线暗陆域暗挖段单线长648m（南线、北线各324米），隧道采用复合式衬砌，初支为钢架+网喷砼，明暗挖交界设结构变形缝。衬砌内净空尺寸为8.35m（高）*10.1m（宽）。二衬拱墙和仰拱混凝土采用C35（耐腐蚀）防水混凝土，衬砌厚度为55cm,仰拱填充为C15混凝土，隧道防水等级为一级。
2、工程地质、水文情况及周边环境
工程地质：隧道位于湘江东岸，距湘江大堤约350m。隧道拱部主要位于圆砾层中，最大厚度6.5米，圆砾层向上依次为粉质粘土层、杂填土层。圆砾层：褐黄色，饱和，中密状。圆砾含量60%以上，成分以石英质为主，磨圆度较好，一般粒径0.20－2cm。混卵石20%以上，粒径为4-6cm，中细砂充填为主。
水文地质：孔隙承压水：含水层由粉细砂、圆砾层组成，地下水量丰富，地下水化学类型主要为HCO3—Ca，圆砾渗透系数K＝11.98-27.60m/d，影响半径R＝36.61-69.92m。
周边环境及管线：本地处长沙市商业繁华地带，暗挖隧道横穿交通繁忙的营盘路，西侧为湘江，东侧为金满地地下步行街。本工程地下管线众多，暗挖隧道上方有暗渠、污水、雨水、供水、煤气、电缆、通信、路灯等各种管线。
3、暗挖施工总原则
1、暗挖施工遵循“先地表、管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测、先治水”的指导方针。
2、暗挖隧道应在无水状态下施工。隧道上断面开挖时，利用地表降水井降水，将地下水位降至粘土层附近。降水过程中，降水管均设双层100目滤网，严格控制降水含砂率。
3、结合实际地层现状情况以及暗挖隧道地质情况，隧道开挖采用四部“CRD”工法。
4、管线安全也是本工程的重点。探明管线平面位置及埋深，采用洞内超前注浆加固管线周边土体，注浆压力合理控制。严格控制管棚施工角度及长度，避免超前支护施工损坏管线。管线部位采用密排小导管通过。
4．地表袖阀管
针对东岸过圆砾层段，设计地质情况以强风化板岩为主，实际以圆砾层为主，富含地下水，且与湘江底相连。考虑到工期及现场场地情况，采用袖法管注浆的方式进行地表加固，加固范围为隧道开挖轮廓线外6米范围内，加固深度以进入中或强风化岩2米为标准，对于隧道底部地质变差差时，加固深度应达到隧道底部6米。袖阀管注浆采用1：1水泥水玻璃双液浆，注浆间距为1.5m，梅花形布置。注浆结束后，通过钻孔取芯法对注浆效果进行检查评价，从而确定注浆质量。
5. 地表降水井
东岸陆域暗挖圆砾层段采用管井法进行降水，降水井沿营盘路纵向布设，位于南北两主线隧道中间，降水井间距15米～20m一个，深度到隧道开挖底。施工前将场地进行平整，由测量组对桩位进行放样。为确保降水效果，达到降水水位，所有管井采用旋挖机成孔，井深满足设计井深要求。井管采用钢筋笼外包钢丝网，水位以下包缠2层60目钢丝网。井笼下入后立即填入滤料，滤料具有一定的磨圆度，滤料含泥量(包括含石粉)≤3%，粒径5～10mm。填砾料时，滤料沿井管外四周均匀填入，宜保持连续。下管、填料完成后立即进行洗井，成井-洗井间隔时间不能超过8小时。抽水采用泵管及潜水泵，置于距井底以上1.5m～2.0m处。通过降水井将暗挖隧道范围内地下水位降至隧道上断面以下，减少隧道上部开挖时的围岩出水量。
6．超前大管棚
隧道洞身段开挖前须打设管棚，拱部120°～180°范围内设置，环向间距30cm，管棚长18m，纵向间距12m，纵向搭接长度为6m。钢管规格为每节长3～4m的冷轧无缝钢管（∅108mm，壁厚不小于9mm）以丝扣连接而成，钻头大小∅115mm，施工管棚时运用测斜仪严格控制管棚打设方向，保证精度，钢管轴线与衬砌外缘线夹角不大于12°。长管棚注浆采用水泥浆液，水泥浆液水灰比0.8:1~1：1（重量比），注浆压力：0.5～2.0MPa。
7. 小导管支护
隧道拱部土层打设超前小导管，风钻作动力，用专用顶头将小导管顶入。小导管尾部置于钢架腹部，增加共同支护能力。小导管安装后用塑胶泥封堵导管外边的孔口。小导管采用Φ42热轧钢管，小导管沿拱顶与管棚钢管间隔布置，环向间距设计为30cm，外插角15°，纵向搭接长度≥2m，注浆管一端做成尖形，另一端焊上加劲箍。在距离加劲箍1.0m处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔75mm，呈梅花型布设，孔位互成90°，孔径6mm。超前小导管采用注浆机进行注浆，采用注浆量和注浆压力双控原则进行注浆时间的控制。注浆前，喷5～10cm厚混凝土封闭工作面，以防止漏浆。注浆压力0.5～1.0MPa。浆液采用水泥-水玻璃双液浆。
8、隧道开挖与支护
暗挖隧道施工工法为四部“CRD”工法。施工方法为：在隧道降水、超前支护完成后進行开挖。四部CRD法开挖各部间的台阶长度：1部超前2部4～5m， ③、④部依次跟进开挖，开挖面间距5m。1、2部可采用环行开挖，预留核心土，核心土高度以满足开挖需要为宜，长度根据土体稳定状态以1～3m为宜。在隧道开挖过程中严格控制洞内流水流砂，出现流砂现象应及时封闭工作面，防止流砂形成空洞。
隧道1部、3部每次开挖50cm，架立一次拱架，连接筋采用Φ22mm螺纹钢，钢筋网制作采用Φ8mm钢筋，网格间距150×150 mm，钢筋网纵横向搭接100mm。每榀拱架每侧打设4根锁拱锚杆，采用Φ42mm热轧无缝钢管，并与拱架焊接牢固。
根据设计要求，临时仰拱紧跟核心土安设。临时仰拱安设可以适当滞后上部拱架2～3榀。为防止开挖面暴露时间过长，开挖成型后，先初喷40mm厚砼，挂网，安装I22钢架，喷C25砼到设计厚度300mm，当大管棚与钢架间有空隙时，全部用喷砼回填密实，以避免大管棚下沉，引起地层沉降。初支钢架安装时，在钢架上焊接初支背后回填注浆管，及时进行初支背后回填注浆，初支背后回填注浆每3m一环，在初期结构封闭成环3～5m后，即进行初期支护背后回填注浆。回填注浆管500mm长，3m一环，环向沿拱顶及拱腰45°处设3根。注浆材料选用P042.5普通硅酸盐水泥拌制的水泥浆，水灰比0.8 ～ 1:1。回填注浆采用水泥浆或双液浆。
在隧道初支成环后，及时施作二衬仰拱及拱墙。拆除临时支撑时进行逐段拆除，每次拆除长度为5～9m，待施工完此段二衬后方可进行下段临时支撑的拆除。
为保证隧道施工安全，在施工过程中及时进行隧道监控量测，隧道监测内容主要有：沉降监测、水平位移监测、支护结构内力监测、地下水位监测及土压力监测。
8、施工小结
营盘路湘江隧道东岸陆域圆砾层暗挖段含水量丰富，但通过地表袖阀管加固及采用地表降水，洞内大管棚、小导管及初支背后注浆，并加强施工过程中的隧道监控量测，指导施工，顺利的通过了此不良地质。
参考文献：
1、《长沙市营盘路湘江隧道施工设计图》（中铁隧道勘测设计院2009.11）
关键词 浅埋暗挖超前支护注浆 施工降水
1、工程概况
长沙市营盘路湘江隧道工程主线为双向四车道隧道，设计行车速度50km/h；匝道为单向单车道隧道，行车速度40 km/h。隧道主线平面分南、北两线，东西岸各设一进一出两匝道。其中东岸主线暗陆域暗挖段单线长648m（南线、北线各324米），隧道采用复合式衬砌，初支为钢架+网喷砼，明暗挖交界设结构变形缝。衬砌内净空尺寸为8.35m（高）*10.1m（宽）。二衬拱墙和仰拱混凝土采用C35（耐腐蚀）防水混凝土，衬砌厚度为55cm,仰拱填充为C15混凝土，隧道防水等级为一级。
2、工程地质、水文情况及周边环境
工程地质：隧道位于湘江东岸，距湘江大堤约350m。隧道拱部主要位于圆砾层中，最大厚度6.5米，圆砾层向上依次为粉质粘土层、杂填土层。圆砾层：褐黄色，饱和，中密状。圆砾含量60%以上，成分以石英质为主，磨圆度较好，一般粒径0.20－2cm。混卵石20%以上，粒径为4-6cm，中细砂充填为主。
水文地质：孔隙承压水：含水层由粉细砂、圆砾层组成，地下水量丰富，地下水化学类型主要为HCO3—Ca，圆砾渗透系数K＝11.98-27.60m/d，影响半径R＝36.61-69.92m。
周边环境及管线：本地处长沙市商业繁华地带，暗挖隧道横穿交通繁忙的营盘路，西侧为湘江，东侧为金满地地下步行街。本工程地下管线众多，暗挖隧道上方有暗渠、污水、雨水、供水、煤气、电缆、通信、路灯等各种管线。
3、暗挖施工总原则
1、暗挖施工遵循“先地表、管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测、先治水”的指导方针。
2、暗挖隧道应在无水状态下施工。隧道上断面开挖时，利用地表降水井降水，将地下水位降至粘土层附近。降水过程中，降水管均设双层100目滤网，严格控制降水含砂率。
3、结合实际地层现状情况以及暗挖隧道地质情况，隧道开挖采用四部“CRD”工法。
4、管线安全也是本工程的重点。探明管线平面位置及埋深，采用洞内超前注浆加固管线周边土体，注浆压力合理控制。严格控制管棚施工角度及长度，避免超前支护施工损坏管线。管线部位采用密排小导管通过。
4．地表袖阀管
针对东岸过圆砾层段，设计地质情况以强风化板岩为主，实际以圆砾层为主，富含地下水，且与湘江底相连。考虑到工期及现场场地情况，采用袖法管注浆的方式进行地表加固，加固范围为隧道开挖轮廓线外6米范围内，加固深度以进入中或强风化岩2米为标准，对于隧道底部地质变差差时，加固深度应达到隧道底部6米。袖阀管注浆采用1：1水泥水玻璃双液浆，注浆间距为1.5m，梅花形布置。注浆结束后，通过钻孔取芯法对注浆效果进行检查评价，从而确定注浆质量。
5. 地表降水井
东岸陆域暗挖圆砾层段采用管井法进行降水，降水井沿营盘路纵向布设，位于南北两主线隧道中间，降水井间距15米～20m一个，深度到隧道开挖底。施工前将场地进行平整，由测量组对桩位进行放样。为确保降水效果，达到降水水位，所有管井采用旋挖机成孔，井深满足设计井深要求。井管采用钢筋笼外包钢丝网，水位以下包缠2层60目钢丝网。井笼下入后立即填入滤料，滤料具有一定的磨圆度，滤料含泥量(包括含石粉)≤3%，粒径5～10mm。填砾料时，滤料沿井管外四周均匀填入，宜保持连续。下管、填料完成后立即进行洗井，成井-洗井间隔时间不能超过8小时。抽水采用泵管及潜水泵，置于距井底以上1.5m～2.0m处。通过降水井将暗挖隧道范围内地下水位降至隧道上断面以下，减少隧道上部开挖时的围岩出水量。
6．超前大管棚
隧道洞身段开挖前须打设管棚，拱部120°～180°范围内设置，环向间距30cm，管棚长18m，纵向间距12m，纵向搭接长度为6m。钢管规格为每节长3～4m的冷轧无缝钢管（∅108mm，壁厚不小于9mm）以丝扣连接而成，钻头大小∅115mm，施工管棚时运用测斜仪严格控制管棚打设方向，保证精度，钢管轴线与衬砌外缘线夹角不大于12°。长管棚注浆采用水泥浆液，水泥浆液水灰比0.8:1~1：1（重量比），注浆压力：0.5～2.0MPa。
7. 小导管支护
隧道拱部土层打设超前小导管，风钻作动力，用专用顶头将小导管顶入。小导管尾部置于钢架腹部，增加共同支护能力。小导管安装后用塑胶泥封堵导管外边的孔口。小导管采用Φ42热轧钢管，小导管沿拱顶与管棚钢管间隔布置，环向间距设计为30cm，外插角15°，纵向搭接长度≥2m，注浆管一端做成尖形，另一端焊上加劲箍。在距离加劲箍1.0m处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔75mm，呈梅花型布设，孔位互成90°，孔径6mm。超前小导管采用注浆机进行注浆，采用注浆量和注浆压力双控原则进行注浆时间的控制。注浆前，喷5～10cm厚混凝土封闭工作面，以防止漏浆。注浆压力0.5～1.0MPa。浆液采用水泥-水玻璃双液浆。
8、隧道开挖与支护
暗挖隧道施工工法为四部“CRD”工法。施工方法为：在隧道降水、超前支护完成后進行开挖。四部CRD法开挖各部间的台阶长度：1部超前2部4～5m， ③、④部依次跟进开挖，开挖面间距5m。1、2部可采用环行开挖，预留核心土，核心土高度以满足开挖需要为宜，长度根据土体稳定状态以1～3m为宜。在隧道开挖过程中严格控制洞内流水流砂，出现流砂现象应及时封闭工作面，防止流砂形成空洞。
隧道1部、3部每次开挖50cm，架立一次拱架，连接筋采用Φ22mm螺纹钢，钢筋网制作采用Φ8mm钢筋，网格间距150×150 mm，钢筋网纵横向搭接100mm。每榀拱架每侧打设4根锁拱锚杆，采用Φ42mm热轧无缝钢管，并与拱架焊接牢固。
根据设计要求，临时仰拱紧跟核心土安设。临时仰拱安设可以适当滞后上部拱架2～3榀。为防止开挖面暴露时间过长，开挖成型后，先初喷40mm厚砼，挂网，安装I22钢架，喷C25砼到设计厚度300mm，当大管棚与钢架间有空隙时，全部用喷砼回填密实，以避免大管棚下沉，引起地层沉降。初支钢架安装时，在钢架上焊接初支背后回填注浆管，及时进行初支背后回填注浆，初支背后回填注浆每3m一环，在初期结构封闭成环3～5m后，即进行初期支护背后回填注浆。回填注浆管500mm长，3m一环，环向沿拱顶及拱腰45°处设3根。注浆材料选用P042.5普通硅酸盐水泥拌制的水泥浆，水灰比0.8 ～ 1:1。回填注浆采用水泥浆或双液浆。
在隧道初支成环后，及时施作二衬仰拱及拱墙。拆除临时支撑时进行逐段拆除，每次拆除长度为5～9m，待施工完此段二衬后方可进行下段临时支撑的拆除。
为保证隧道施工安全，在施工过程中及时进行隧道监控量测，隧道监测内容主要有：沉降监测、水平位移监测、支护结构内力监测、地下水位监测及土压力监测。
8、施工小结
营盘路湘江隧道东岸陆域圆砾层暗挖段含水量丰富，但通过地表袖阀管加固及采用地表降水，洞内大管棚、小导管及初支背后注浆，并加强施工过程中的隧道监控量测，指导施工，顺利的通过了此不良地质。
参考文献：
1、《长沙市营盘路湘江隧道施工设计图》（中铁隧道勘测设计院2009.11）