大管棚超前支护技术在南山隧道岩溶处理施工中的应用第28卷第3期2008年6月彪莲谨TunnelConstructionVn1.28No.3June2OO8大管棚超前支护技术在南山隧道岩溶处理施工中的应用郭群(中铁隧道集团有限公司洛湛指挥部,广西贺州542800)摘要:阐述超前大管棚支护设计与施工在南山隧道岩溶处理过程中的应用,重点介绍大管棚支护的施工工艺,安全措施及效果评定等.工程实践表明,以大管棚为超前预支护的方法在充填型岩溶处理中是有效的,其成功经验对后续工程有指导作用.关键词:隧道;大管棚;超前支护;岩溶处理:U455文献标志码:B:1672—741X(2008)03—0336—03ApplicationofLargePipe-roofAdvanceReinforcementTechnologyinKarstTreatmentConstructionofNanshanTunnelGUOQun(Luoyang—zhan激angHeadquarters,ChinaRailwayTunnelGroupCo.,Ltd.,Hezhou542800,Guangxi,China)Abstract:Thedesignandconstructionofthelargepipe—roofadvancereinforcementappliedinthetreatmentofthekarstsinNanshantunnelarepresentedinthepaper,withtheemphasisbeingplacedonthepresentationoftheconstructionprocess,safetycontrolmeasuresandeffectassessmentofthelargepipe—roofreinforcement.Theengineeringpracticeprovesthatthelargepipe—roofadvancereinforcementtechnologyiseffectiveinthetreatmentofthefillingkarstcaves.Thesuccessfulengineeringexperiencecanprovidereferenceforsimilarworksinthefuture.Keywords:tunnel;largepipe—roof;advancereinforcement;karsttreatmentl工程概况南山隧道全长5013m,处于低山丘陵剥蚀地区.隧道范围内降雨量丰富,地下水为第四系土层中的孔隙水,基岩裂隙水及岩溶水.其中D3K281+255一+460段地层岩性为泥盆系东岗岭组(Dd)灰岩夹泥质灰岩,白云岩,位于三步梯向斜(D3K280+925一D3K281+380)南西翼.该段隧道埋深约70—80m,地表为坡积覆土,松树林.根据设计地质说明,在三步梯向斜可能岩溶发育.隧道进口施工至D3K281+362时,掌子面拱顶偏左侧处出现一股流量为12m/min的涌水,含泥量约为50%.施工过程中共出现塌方7次,塌落物主要为块石,黄泥和粉细砂,累计约6000m,排水13700m,清淤约3loom.且在D3K281+370一+394段地表发现一条47m长的裂缝,裂缝最宽达30cm,从线路左侧延伸至线路右侧,之后D3K281+386处出现另一条裂缝,地表裂缝扩展趋势明显.隧道出口施工至DK281+378时,采用手持风钻对掌子面作4m超前钻孔,当钻至1.5—2.0m时,探孔出现黄色浑水喷涌,水平喷距最大约3m,估测涌水速度约2m/min,含泥量约40%,判断为溶洞.在随后施工中,溶洞涌出块石,黄泥约2800m,涌水速度约为8m/min.2岩溶处理原则根据现场实际情况,本着使"隧道结构不留后患,不产生环境问题,安全可靠,实施容易"的岩溶处理基本原则,采取以洞内为主的处理方案.先用地表物探结合洞内钻探探明岩溶情况,然后采用大管棚注浆进行超前预支护,在开挖过程中使用密排22号工字钢拱架,双层钢筋网,喷混凝土进行联合初期支护.施工过程中严格控制开挖进尺,二次衬砌采用抗水压钢筋混凝土,以确保隧道衬砌结构安全不留后患.3大管棚超前支护设计3.1工艺原理长大管棚施工是在软弱地层或岩层裂缝中钻孔并打人大管棚钢管,通过向管内注入具有一定压力且有一定胶凝时间的浆液,对大管棚周围的软弱,松散岩体进行固结,使土层或岩层的力学性质得以改善,形成一个整体棚架式的加固拱圈,从而起到超前支护作用.收稿日期:2008一Ol一31;修回日期:2008—05—05作者简介:郭群(1962一),男,1984年毕业于西南交通大学隧道与地下工程专业,大学本科,高级工程师,主要从事隧道与地下工程的施工管理工作.第3期郭群:大管棚超前支护技术在南山隧道岩溶处理施工中的应用3.2参数选择大管棚采用西108mm,壁厚6mm热轧无缝钢管,节长分别为3,6m,管棚环向间距为40am,外插角3～5.,管棚长度和倾角视实际情况而定.为增大管棚刚度,大管棚内设置钢筋笼,钢筋笼由4根西22螺纹钢筋及固定环组成,大管棚构造如图1所示.管棚尾部采用2榀间距30am的钢架进行支承.有孔,无孔钢管相间布设.有孔钢管布设并注浆完毕后再布设无孔钢管.有孔钢管上注浆:fL:fL径12mm,孔间距20am,梅花型布置,尾部50am范围内不钻孔...