隧道YK58+340-YK58+480段属于V级围岩,经过实际勘测埋深为15~30米,属于浅埋地段。该段成“V”字型冲沟,坡面陡峻,自然坡度约30°左右。坡面植被较为发育。最小埋深为10m,地质情况为:构造剥蚀中低山地貌,坡面零星基岩出露,覆土为第四系坡残积砂黏土,厚0~2m,局部斜坡存在碎石土厚0~5m不等,下伏基岩为第四系碎石、强风化板岩,碎石结构松散,抗冲刷能力差;强风化板岩岩体破碎,围岩自稳能力差,顶部及侧壁无支护时易产生坍塌现象,岩层产状与地表排水方向相同,对地表排水有利,集中降水状态下为淋雨状或点滴状出水。
3.浅埋地段施工总方案
梨眼冲隧道浅埋段里程为YK58+340-YK58+480。浅埋段施工采用Φ108管棚+Φ42超前小导管超前支护。开挖采用超短台阶法施工,初期支护由系统锚杆、I20工字钢钢拱架、钢筋网片、喷射混凝土组成,钢筋混凝土作为二次衬砌。
4. 浅埋段施工方法
4.1超前支护
梨眼冲隧道YK58+340-YK58+480段采用Φ108管棚+Φ42超前小导管超前支护。
管棚和超前小导管的环向间距为0.6m,管棚单根长28m,超前小导管单根长4.5m。
管棚和超前小导管和支护范围均为隧道拱顶140°范围。管棚外插角6°~8°,纵向搭接长度不小于3m;超前小导管外插角10°~15°,纵向搭接长度不小于1m。
4.1.1 钻孔平台布置
首先进行管棚钻孔(施工超前小导管时不用扩挖)作业空间的扩挖,其扩挖长度为管棚施工里程往后7~10m长度范围,扩挖宽度为0.5~0.7m。
利用台阶或搭设脚手架平台作为管棚钻机施工平台,钻机安设要稳定,保证能够承受钻机反推力和向下压力,并保证钻孔时钻头不发生倾斜、下沉、偏移等现象。
4.1.2 设备、机具要求
由于作业空间有限,布置一台钻机,型号为XY-2PC或其他型号电动坑道冲击钻机,钻头直径Φ70~Φ150mm,钻杆单根长1.5m~2.0m;压浆机采用DW150型压浆机一台,并配齐所有搅拌桶,吸浆管和压浆管,吸浆管长不小于6m,压浆管不小于10m,保证管道移动距离要求。
超前小导管采用普通的YT-28风钻钻孔。
4.1.3 材料要求及施工工艺要求
1) Φ108管棚
管棚采用热轧无缝钢管及钢花管,外径108mm,壁厚6mm,每节3m,6m。
施工时保证同一截面的接头数不超过管数的50%,并且保证管棚在水平方向的投影长度满足设计要求。
钢管采用内丝扣套管连接,随钻孔钻进向前跟进(若地质围岩为粘土或软弱围岩,而且整体性较好,钻进时不易坍孔时,可先直接钻孔,钻孔完毕后再安设长管棚),施工时保证钻孔冲击旋进时,丝扣不发生脱落现象,钻进时利用钻机冲击力和钻头带动管棚向前跟进,再在该管中进行注浆,若个别管棚因倾角较大管棚下方悬空太大时,可在管棚下方间隔交叉打超前小导管,尽量最大限度的降低破碎岩石的塌落现象发生。
浆液采用纯水泥(添加水泥重量5%的水玻璃)浆液,浆液水灰比为1:1(重量比),水玻璃浓度:35波美度,模数2.4,注浆压力为0.5~2.0Mpa,注浆结束后,用M10水泥砂浆充填钢管,以增强管棚强度。
2) Φ42超前小导管
小导管采用热轧无缝钢管制成,单根长4m,外径42mm,壁厚3.5mm。在前部钻注浆孔,孔径10mm,孔间距15cm,呈梅花型布置,前端加工成锥形,尾部不钻孔作为止浆段。
小导管安装采用钻孔打入法,钻孔直径比钢管直径大3~5mm,用锤击或钻机顶入,顶入长度不小于钢管长度的90%。
浆液采用纯水泥(添加水泥重量5%的水玻璃)浆液,浆液水灰比为1:1(重量比),水玻璃浓度:35波美度,模数2.4,注浆压力为0.5~1.0Mpa。
4.2 开挖
本浅埋地段采用人工手持7655型风钻,用超短台阶法施工。
洞内出渣采用无轨运输方式,装载机、自卸运输车联合作业。洞内路面设专人维护,及时道路上的废渣及余料,确保路面处于平整、畅通状态,无坑凹、积水现象。同时加强排水沟的疏通,并保持洞内照明良好,确保运输工作的安全、顺利。在洞内的行车速度,施工地段不大于10km/h,成洞地段不大于20km/h。隧道出渣废弃于进出口端指定弃渣场。
4.3支护
本浅埋段按照梨眼冲隧道施工图中SX5a衬砌施工。
(1)钢架:I20b工字钢架,设计钢架纵向间距0.6米,全环设置;纵向采用Φ22螺纹钢钢筋连接;
(2)锚杆:采用D25中空锚杆,锚杆长度为L=6.0米、3.5m,间距环纵向为1.2×0.6米,梅花型布置;
(3)钢筋网:钢筋网采用φ8钢筋,规格为20×20cm;
(4)喷射混凝土: C20喷混凝土,全环厚度26cm。
初期支护施工工艺本方案不作赘述,与SX5a衬砌段相同,见附录(图纸S5-7-8)。
4.4衬砌
本浅埋段梨眼冲隧道施工图中SX5a衬砌施工。
(1)主筋采用Φ22螺纹钢,环向钢筋纵向间距为25cm,纵向钢筋环向间距为30cm,钢筋净保护层厚度62mm。
(2)衬砌厚度为26mm;混凝土等级为C25。
衬砌施工工艺本方案不作赘述,与SX5a衬砌段相同,见附录(图纸S5-7-8)。