1工程概况某区间隧道管线设计中存在燃气管线,对比设计图纸进行现场管线调查,存在一根距离隧道拱顶2.26 m、管线尺寸为D400 mm的燃气钢管,燃气管线走向为斜角本项目隧道右线。根据设计图纸提供的燃气线信息,通过物探测定燃气线横跨区间里程为右DK16+287。目前,右线掌子面里程为DK15+645,距离燃气线642 m(小里程方向);施工范围内燃气线最大埋深7.98 m(右线),隧道最大埋深10.24 m(右线),燃气线位于右线拱顶位置为约2.26 m处。燃气线位于黏质粉土层,隧道右线轨面线以上为黏土层,轨面线以下为坚硬石灰岩层。根据地质扫描结果显示,右线掌子面前方100 m范围内存在较多空洞,造成爆破施工时多次出现地表及管线沉降预警,继续施工存在安全隐患。为保证下穿燃气线施工安全,按期完成土建施工任务,应对隧道下穿此燃气管线采取加固措施,加固措施采用双液浆。燃气管线周边主要为黏土,厚度较大,土体中孤石及风化残留体普遍发育,软弱不均,土体结构性强,易受扰动破坏。为探明燃气线具体实际位置,采用超前探测仪器进行路面探测,探测反射波效果较好,可探明具体位置及深度。2总体方案(1)燃气管线加固范围:线右DK15+721~DK15+740。(2)加固措施:以往的钢筋格栅间距为0.8 m,现调整为0.5 m;隧道拱采用超长小导管间距3.5 m,调整为2 m;在拱部外侧160° 范围内增加打入一排小导管,导管长度为2.5 m,仰角为25° ,纵向间距为100 cm,环向间距为30 cm。(3)加密布设洞内拱顶沉降观测点:设置洞外路面沉降观测点,每5 m设置一道,隧道内两侧收敛点增加一倍,若管线沉降达到橙色预警,应在隧道拱顶补充打入2 m×2 m注浆管,进行补充注浆。(4)注浆浆液:采用水泥水玻璃双液浆进行注浆。3注浆设计及施工3.1注浆原材料注浆水泥采用普通硅酸盐水泥P.O42.5,经检测已合格;水玻璃浓度为35波美度,采用自来水供水;根据实际情况确定添加剂,并准备到位;准备波纹管、止浆栓塞、配套止水阀、堵漏剂等施工材料。3.2注浆设计参数(1)浆液:注浆所用材料为双液浆(水泥-水玻璃),水泥采用42.5的普通硅酸盐水泥,水玻璃浓度为35波美度,水灰质量比为1∶1,水玻璃掺量体积比为40%。(2)注浆孔:开孔直径为50 mm,深度L=3.0 m。(3)孔位布置:0.8 m×0.8 m(环×纵),梅花形布置。(4)孔口套管:孔口套管采用Φ42无缝钢管,长度3 m,管尾安装止水阀门。(5)注浆压力:0.3~0.5 MPa。(6)扩散半径:1 m。(7)注浆段长度:3 m。(8)浆液凝结时间:80~120 s。3.3注浆工艺流程施工顺序:现场准备→隧道清渣及引流→布孔及套管安装→注浆。(1)现场准备:现场施工水泥直接运输到隧道注浆掌子面附近,再进行水泥浆制作。为减少材料运输量、提升施工进度,在竖井口设置一个存放箱用以存放施工用水玻璃,施工时通过铺设临时管道将水玻璃输送至注浆机内,以满足注浆作业需要的水玻璃施工准备。每次开钻前,应确认拱部上方及前方的岩层地质情况,确认后开挖进尺。在拱顶部超前探孔每次不少于2个位置,角度向上且不小于45° ,探孔长度4.0 m。超前探孔打设时,比较钻杆的前进速度,钻爆工作人员根据经验感知岩石的软硬程度。如遇空洞,应按照图纸要求施工,严格控制施工进尺,上台阶开挖每循环进尺为一榀,及时对超前小导管及锁脚锚管进行注浆,初支完成后应及时注浆,保证初支后密实,注浆位置距开挖工作面5 m。(2)隧道清渣及引流:在施工前应先将隧道出水部位积水排出,并将垃圾、浮渣、淤泥清理干净。完成清渣后,在出水点位置打设1 mΦ50孔,安装Φ42无缝钢管作为引流管,引流管口安装止水阀门、排水软管,将水引流至注浆范围外,引流管管壁与注浆孔前缝隙使用堵漏粉封堵严密。(3)布孔及套管安装:根据出水点位置进行布孔,注浆孔开孔直径为50 mm,深度L=3.0 m,孔位布置0.8 m×0.8 m(环×纵),梅花形布置。钻孔过程中,如遇到钻出水量明显增加时,应停止钻进,减少钻注施工过程中的排出水量。注浆孔管口位置安装1 m注浆Φ42无缝钢管用作注浆套管,注浆管口安装止水阀门,注浆套管与注浆孔前缝隙使用堵漏粉封堵严密。钢管前端加工为尖锥形,尾部焊接Φ8 mm钢筋加劲箍,管壁上每隔10 cm梅花形钻眼,眼孔直径8 mm,尾部长度不小于50 cm,尾部焊接一圈6 mm加强筋。(4)注浆:注浆浆液选用水泥水玻璃双液浆,水泥采用P.O42.5,水玻璃采用40波美度的水玻璃。注浆采用双液注浆泵,注浆压力控制在0.3~0.5 MPa,水泥浆水灰比为1∶1(质量比),水泥浆与水玻璃稀释液的配比为1∶0.3(体积比)。控制浆液凝结时间,控制在80~120 s效果较好。3.4注浆量计算查勘察报告可知黏质粉土孔隙比为0.691,渗透系数为347,黏土孔隙比为0.790,渗透系数为3.74,钢管间距为800 mm×800 mm,采用梅花桩布孔方式,直径为1 m,注浆断面面积为40 m2。水泥浆:水玻璃为1∶1,水泥浆水灰比为1∶1。空隙比为0.691,孔隙率为0.409,注浆断面需要62根钢管,每根管加固土体体积0.785 m3,每个注浆管的注浆量为230 L/m,每延米总注浆量14 260 L,根据燃气影响范围,左、右各增加5 m,以30 m长度计算,每根注浆管长为3 m,注浆开挖长度为3 m,总注浆量55.8 m3。4地表监测方案4.1仪器沉降监测(1)基准点为本工程控制点引入,高程点不少于2点,平面坐标点不少于3点,采取标识围护措施。(2)监测点采用常规测量监测点,钢制测钉,严禁监测点打设过程中接触燃气管线,每5 m布置一道燃气管线。(3)每次爆破后监测一次,施工至燃气管线前后10 m范围内施工循环监测3次(爆破施工前一次、爆破后监测一次、拱架喷射混凝土后2 h监控一次)。监测数据有突变时,监测频率加密到2~3 次/d。(4)地面沉降值为±2 mm/d,累计沉降值-20~+8 mm,若管线监测数据有较大异常,应及时预警,立即停工,撤出工作人员,地面严禁车辆通行,找出原因后做进一步处理,沉降速率趋于稳定后,预警平台及时消警。(5)将监测日报、监测点的监测动态曲线报送相关单位,并上传至专用网络平台;数据预警后立即分析原因并制定对策。4.2沉降控制措施(1)严格按照目前图纸进行施工,与项目管理单位总工办和设计院加强沟通,将监测日报和监测点的监测动态曲线报送设计单位,每日登陆可视化监测平台查看数据。(2)注浆前隧道台阶位置须增加临时横撑,必要时增加竖向支撑,临时横向支撑可采用22#工字钢,两端焊接在格栅钢架上。竖向支撑可采用20#工字钢,工字钢顶部与隧道顶部支撑精密,工字钢须符合国家规范要求,验收符合标准方可使用。在工字钢上方每2 m布置一道监测点,发现工字钢变形超过2 cm时,应加密布置工字钢,并密切观察。(3)安排专人每日巡检路面情况,专人每隔3 h在道路上巡视一遍,详细记录道路变化情况并留存影像资料。(4)燃气管线影响范围30 m内道路满铺钢板,钢板厚度为20 cm,钢板上每隔1 m横向焊接直径12 mm螺纹钢筋。(5)隧道开挖已经采取超前地质预报,但每次开钻前需要先施工拱部的超前探孔,明确前方拱部上方、前方的岩层地质情况后开挖进尺,确保地质资料准确无误。超前探孔每次不少于2个(若两个探孔不能确认,可增加),在拱顶部,角度向上不小于45° ,探孔长度4.0 m。打设超前探孔时现场施工技术人员须现场旁站,严禁出现方向错误导致钻杆接触燃气管道。(6)施工过程中不可避免出现沉降,经过设计院同意,沉降控制在2 cm以内,沉降最大速率不超过±2 mm/d,沉降速率趋于稳定后,预警平台应及时消警。(7)注浆过程中若发现地面监测点累计达到+8 mm,应立即停止注浆,调整注浆压力,注浆压力过大导致地面隆起会对地面产生较大损伤。(8)严格控制施工进尺,上台阶开挖每循环进尺为一榀,随挖随支,及时对超前小导管、锁脚锚管进行注浆,初支完成后应及时注浆,保证初支后密实,注浆位置距开挖工作面5 m。5结语本工程项目探测燃气管线的具体位置,分析具体走向埋深、影响范围内的岩土水文地质情况,查找相关资料和技术参数,采用水泥水玻璃双液浆进行注浆加固,在过程中注浆量和工程费用得以有效控制。施工工程中应同时进行隧道内、行车路面监控量测,爆破时控制爆破震动速度,施工过程中以数据为支撑,保证隧道施工安全和燃气管线的安全。

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