城市隧道施工中的地层预加固技术
隧道超前支护和地层预加固措施 超前大管棚
1. 构造组成
管棚是利用钢拱架沿开挖轮廓 线以较小的外插角、向开挖面前方 打入钢管或钢插板构成的棚架来形 成对开挖面前方围岩的预支护。
超前大管棚
大管棚支护示意图
先行插入围岩的钢管作为纵向支撑； 钢拱架作环向支撑； 锚杆、钢筋网喷射混凝土作为连接和整合介质。
超前大管棚
2. 性能特点及适用条件
超前大管棚
5. 管棚钻进流程
准备工作
套管定位
安装管棚
取出套管
钻孔
一节套管钻完
退钻
孔深到位
安装下节套管 继续钻孔
钻机移位
下一孔位
超前大管棚
模块六 超前支护与与加固围岩
6. 注浆流程（以双液浆为例）
水
水泥
水泥浆池 稀释水玻璃
注
混 三通
浆
合
钻孔注浆
泵
器
超前大管棚 7. 注浆及浆液扩散示意图
超前大管棚 超前管棚进洞施作步骤：
开
棚
固
挖
设备材料准备
超前大管棚
4. 管棚钻孔、安设施工要求
➢(引孔顶入法)当钻进地层易于成孔时，一般采用先钻孔、后插管的方法。即 钻孔完成经检查合格后，将管棚连接接长，由钻孔旋转顶进将其装入孔内。 ➢(跟管钻进法)当地质状况复杂，遇有砂卵石、岩堆、漂石或破碎带不易成孔 时，可采用跟管钻进工艺，即将套管及钻杆同时钻入，成孔后取出内钻杆， 顶进棚管，拔出外套管。
进洞前施作套拱
钻孔
超前大管棚 钻杆接长
超前大ห้องสมุดไป่ตู้棚
钢管顶入
焊接注浆接头
超前大管棚 注浆作业
超前大管棚
注浆后接头密封
管棚支护下开挖
特点： 整体刚度较大，对围岩变形的限制能力较强，且能提前承受
浅谈隧道洞口地表施工原则和预加固技术
ａ ａｙ ｅ ｎ ｌｚｄ．
关 键词 ： 隧道 ； 浆； 注 喷射 注 浆； 杆 锚
Ｋｅ ｒ ｓ ｔｎ ｅ；ｒｕｉｇｊｔｇｏ ｔ ｇ ｂ ｌ ｙｗｏ ｄ ： ｕ ｎ ｌｇｏ ｔ ；ｅ ｒ ｕｉ ； ｏｔ ｎ ｎ 中 图 分 类 号 ： ４ Ｕ５
文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ４ １ （０ ０）５ ０ ７ 一 １ １０ — ３ １２ １ １— ０ ７ Ｏ
Ｖａｕ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｌ ｅＥ ｇｎ ｅｉｇ
・
７７ ・
浅 谈 隧 道 洞 口地 表 施 工原 则 和 预 加 固技 术
Ｄｉｃ ｓ ｎ ｔ ｅ Ｃｏ ｓｒ ｃ ｉ ｎ Ｐｒｎ ｉ ｌ ｏ ｎ ｅ ｖ ｔ ａ ｃ ｒ ｈ Ｓ Ｓ ｒ ａ ｅ ａ ｄ Ｐ ｅ ｏ ｄ ｎ ｎ ｏ ｉ ａ ｉ ｎ ｓ ｕ ｓｏ ｈ ｎ ｔ ｕ ｔｏ ｉ ｃ ｐ ｅ ｆＴｕ ｎ ｌ Ｃａ ｅ Ｅｎ ｒ ｎ ｅ Ｅａ ｔ ｕ ｆ ｃ ｎ ｒ ｌ ａ ｉ ｇ Ｃｏ ｓ ｌ ｔ ｄ ｏ
１ 施 工原 则 及 地 表 预 加 固技 术 提 高围岩 的自稳 时间和 自身承 载能力 ，改善岩土体 的物理 力学性 １１隧 道 洞 口工 程 特 点 隧道 设计 应合 理 选 择 洞 口位 置 和 进 洞 能 ， ． 缩小开挖变形产 生的松弛区范围 ， 减小 围岩对初期支护 的压 力； 方案 ， 由于 线 路 走 向 、 形 、 物 的 限 制 ， 常 隧 道 洞 口具 有 ３个 特 ②锚杆 、 浆管可起到悬 挂岩土体作 用 ， 地 地 通 注 防止塌 方冒顶 ｉ 加固充填 ③ 点． ①洞 口部位 穿过 山体表 层 ， 山体表层 岩石风 化较重 ， 稳定 性差． 矿洞及其坍塌体 ， 使围岩整体 性得到加 强 ； ④封堵地表水下 渗通道 ， 如 果 洞 口开 挖破 坏 了原 山体 坡 面 的 平 衡 状 态 ， 易导 致 滑 坡 ； 果 洞 防止地表水下渗软化围岩 ； 保证 隧道 的长期稳定 ， 留隐患； 如 ⑤ 不 ⑥施 口在 山 体 陡 坡 或 悬崖 处 ， 使 围 岩 条件 较 好 ， 极 可 能 出 现 崩 塌 ， 即 也 一 工 方便 ， 程 造 价低 。 工 般在进洞前 ， 先加固仰坡山体 ； 需 ②洞 口处于 浅埋地段 ， 并且 围岩破 ２ 地 表 加 固 技 术 的 应 用 及 发展 碎软弱 ， 隧道 口部成洞较困难 ； 隧道轴线 与山体 或岩层走 向斜交 ， ③ 巴西 圣 保 罗 城 一 污 水 截 流 隧 道 采 用 盾 构 法施 工 ， 掘 进 中发 生 在 山体 对 洞 口形成 偏 压 。 压气泄漏 引起坍塌 ， 在地面塌 陷处用长 ４５ 的旋 喷桩 密排加 固， ． ｍ 不 １２隧道洞 口施工原则 隧道未开挖时 ，山坡是 稳定 的 ，无疑 同位 置 采 用 不 同布 置 方 法 ， ． 累计 施 作 的旋 喷 桩 长 度 达 ８ 米 ； 岭 万 昱 “ 进 洞 、 出洞 ” 施 工 原 则 有 利 于 稳 定 ． “ 进 洞 、 出 洞 ” 早 晚 的 在 早 晚 的施 关 隧道 位于浙江 省西北部 的天 目山区 ， 全长 １０ 其 中明洞 １ｍ， ７ ｍ， ２ 工原则基础 上 ， 理 论提出 “ 某 自然 进 洞 ” 施 工 原 则 ， 是 在 保 持 洞 暗 洞 １ ８ 按 高 速 公 路 标 准 设 计 的 双 连 拱 隧 道 ， 道 净 宽 ９７ｍ， 的 就 ５ ｍ， 隧 ． ５ 口原 自然 坡 面 的 情 况 下 ， 助 一 些 辅 助 施 工 措 施 提 前 进 洞 ， 要 包 建 筑 限界 高 度 ５ ｍ。该 隧 道 最 小 埋 深 仅 ２８ ｌ０ Ｖ 级 围 岩 、０ 借 主 ． ０ ． ｍ、１ ｍ ６ｍ 处 地 注 括： ①施工 中尽量减小对原地 表植被 的破坏 ， 以保护 土体 稳定 ； 少 Ⅵ 级 围 岩 ， 于 偏 压 状 态 ． 表 注 浆 范 围 覆 盖 整 个 暗 洞 ， 浆长 度 为 ② ５ｍ． 隧道 拱顶加 固范围 为衬砌 中 开挖 ， 特别应避免山体清方大开挖 ； ③采取 由下而上的施工方法 ， 先 １８ 注浆宽度覆盖 隧道开挖轮廓 线 ， 支护、 后开挖 ， 以减 少高边坡威胁 ； 隧道 洞 口存在地层滑坡、 ④ 崩塌、 心 线 以上 １ｍ。注 浆孔 成 梅 花 形 布 置 ， 级 围岩 间距 １０ ｍ， 级 围 ｌ Ⅵ ５ｃ Ｖ 泥 石 流 等 自然 灾害 时 ， 先治 理 ， 进 洞 。 对 于 隧道 洞 口浅埋 、 质 岩间距 ２ ０ｍ；地表注浆 愈来 愈多地在隧道洞 口施工 中得到应用。 应 后 地 ０ｃ 条件复 杂、 围岩 不 稳 定 、 季 施 工 等 不利 条 件 下 ， 该 推 行 “ 雨 应 自然 进 当 洞 口浅 埋 、 因地 面 荷 载 不 对 称 而 产 生 偏 压 时 ， 了防 止 过 大 的 地 为 洞” 的原 则 。 面 沉 降 和 土 体 水 平 滑 移 、 塌 ， 施 工 前 沿 隧道 从 地 面 向拱 顶 部 位 坍 在 １３隧 道 洞 口施 工 地 表 预 加 固技 术 根 据 洞 口特 点 和 “ ． 自然 进 打设地 面垂直锚杆． 从注 浆材料来 看 ， 单液水泥 浆、 水泥一 水玻 璃双 洞” 的施 工 原 则 ， 助 地 表 注 浆 加 固等 辅 助 施 工 措 施 提 前 进 洞 ， 借 能有 液 浆属于颗 粒型注浆材 料 ， 粒直径 一般在 ４ 一 Ｏ ￣ 比表面 积 颗 ０ ｌ０ ｍ， 效 解 决 洞 口的 工程 病 害 问题 ， 护 洞 口边 、 坡 稳 定 ， 低 洞 口 防护 为 ３ ７ ｃ ｇ 保 仰 降 １０ ｍ￣ ，难于注入渗透 系数 小于 ５ ｌ ｍ ｓ的中砂 及裂隙小 ｘＯ ／ 成本． 常用的加固方法有深孔注 浆、 地面锚杆 、 高压喷射注浆等。 于 Ｏ６ ｍ的围岩 中。根据地 层情况 ， ．ｍ 研究应用很 多新的注浆材料 ， 超 ｔ 最 ｘ Ｏ ｍ， ｘ 地 表 注 浆 应用 在 地 质 水 文 条 件 复 杂 ， 深 浅 ， 理 发 育 ， 下水 如 超 细 水 泥 ， 细 水 泥 平 均 粒 径 为 ４ ｍ， 大 粒 径 为 ｌ ｔ 比 表 面 埋 节 地 丰 富 或 存 在 偏 压 的 情 况 ， 要 适 用于 无 黏 性 砂 及 砂 卵 石 、 黏 土 地 积 为 ８ ０ ｅ ， 灌 入 渗 透 系 数 小 于 ｌ ｌ ｍ／ 的 细 砂 中 ， 灌性 主 亚 ０ ０ｒ ／ 可 ａｇ ｘ０ ｅ ｓ 可 层 。当浅埋 隧道 洞 口 围岩 自稳 能 力 差 ， 至 没 有 自稳 能 力 时 ， 加 固 与 化 学 浆 液 相 近 ， 石 强度 大 于化 学 浆 液 ， 地 下 水 及 环 境 无 污 染 ， 甚 可 结 对 地层 ， 同时 也 起 到堵 水作 用 ， 善 隧 道 成 洞 条 件 ， 改 降低 地 表 下 沉 ， 减 为 “ 色注 浆材 料 ” 绿 。 轻偏压和地下水对开挖 的影响。目前常选用的注 浆材 料有单液水泥 ３ 结束 语 在 隧 道 洞 口段 坡 面 滑 动 、 崩塌 可 能 性 大 ， 压 严 重 ， 地 表 可 能 偏 或 浆、 泥一水玻璃双液浆。 水 砂 浆锚 杆 在 洞 口段 预 计 破 裂 范 围 内设 置 ， 其 与 岩 土 体 结 成 一 严 重 下 沉 时 ，采 用地 面 加 固 的 方 法 加 固地 层 是 洞 口施 工 的 有 效 方 使 常用的方法有深孔注 浆、 面锚杆 、 地 高压 喷射注浆等。通过地表 体 ， 浆锚杆起到“ 子 ” 砂 锲 的作 用 ， 制 隧 道 开 挖 后 岩 土体 的 移 动 ， 抑 防 法 ， 止边、 仰坡塌方或滑动。 主要适用于洞 口浅埋 、 面荷 载不对称而产 加 固措 施 ， 提 高 围 岩 的 自稳 时 间和 自身 承 载 能 力 ， 善 围岩 物理 地 可 改 力学性能 ， 小开挖 变形产生 的松驰 区范围 ， 小围岩对初 期支护 缩 减 生偏压的情况。 锚 注 防 加 地表高压旋 喷注浆适用于含水软弱地层 ， 如第 四纪的冲（ ） 洪 积 的压 力 ； 杆 、 浆 管 可 起 到 悬 挂 岩 土 体 作 用 ， 止塌 方 冒 顶 ； 固 层、 残积层。对于砂 类土、 黄土等常规注浆难 以堵水 的地层 ， 采用喷 充 填 矿 洞 及 其 坍 塌 体 ， 围 ��
浅谈地铁隧道全、强风化花岗岩岩层超前预加固技术
浅谈地铁隧道全、强风化花岗岩岩层超前预加固技术地铁隧道的埋深一般均较浅，且周边大型构造物、地下管网较多，施工周边环境复杂敏感。
在采取暗挖法隧道施工时容易产生地层、地表变形及沉降，严重时将危机地面建(构)筑物、城市市政道路、地下管线等的安全。
在深圳地区的地铁隧道施工中花岗岩风化地层是普遍会遇到的不良地质情况，对围岩的超前加固关系到施工安全及主体结构的施工质量，参建各单位引起高度重视。
1、不良围岩特性或者是全、强风化花岗岩特性全、强风化花岗岩是花岗岩岩体经物理化学风化作用后残留在原地的碎屑物。
其矿物成分与原岩相比有本质的改变，原矿物成分除石英外基本风化为粘土矿物；全强风化花岗岩仍保持其原岩粒状结构，外表看起来似像岩石，但其工程性质却与原岩大不相同。
结构松散、水稳性差、黏结力小，在地下水位以上，具有较高承载力，但遇水扰动极易软化、崩解、甚至流淌的特点，属于工程不良地质范畴，其往往给隧道工程的施工带来极大的困难。
遇到此类围岩隧道采用矿山法施工时，采取超前预加固施工技术措施，对暗挖隧道施工安全、进度、沉降控制起着重要关键作用，是软弱围岩隧道施工中常用的技术，研究全、强风化花岗岩地层超前注浆加固技术具有较大的技术价值和经济意义。
2、超前注浆的目的为了加固地层和止水，提高地层的密实度、承载能力和稳定性，达到暗挖施工过程中掌子面（围岩）稳定安全，掌子面基本无渗流水。
全、强风化花岗岩地层中注浆，在一定的压力作用下以劈裂的形式进入地层，将可凝固的液体压入地层和结构物空隙内填充凝固，形成枝条状的浆脉，在风化层中硬化，从而达到改良地层和结构物性能，起到加固、止水的目的。
3、钻孔插管超前注浆加固施工技术钻孔插管超前注浆是用气腿式风钻凿孔深度6m-7m，直径Φ42mm孔，布孔间距径向0.8m，环向间距1.2m，梅花型布置，安设Φ40mm孔口管，插入Φ25mm注浆钢管，对开挖断面以外3m范围进行注浆加固。
3.1施工工艺全、强风化花岗岩地层中注浆加固是开挖施工中的辅助措施，注浆加固和堵水的方式以超前上半断面或全断面超前预注浆加固为主，目的是施工开挖前在隧道周边和前方形成一个加固后的堵水帷幕圈，注浆加固圈的范围经计算约为隧道周边以外3m范围，加固范围内不出现注浆盲区。
隧道洞口段的支护技术
隧道洞口段的支护技术在不良地质条件下的隧道洞口段施工前，将隧道洞口段预加固，使隧道洞口段施工在预加固结构的保护下进行开挖，对隧道洞口段施工安全施工质量有着重要作用。
隧道洞口段预加固方法很多，主要有地表加固、洞内支护两大类。
一、隧道洞口段的地表加固隧道洞口段，埋深较小而变化幅度较大，地质条件复杂，地层条件一般都很差，围岩不稳定，由于施工方法不当或辅助加固措施不足，经常造成地表坡面的破坏。
常用的地表加固有以下几种。
1.直接加固法直接加固法通过改变滑坡体的抗滑力及下滑力来改变滑动体滑动面上的平衡条件，主要是通过增加边坡的抗滑力来实现，如填土、地表锚杆、抗滑桩、挡墙、错索等方法，其中地表锚杆施工方法是最为常用的方法。
2.间接加固法间接加固法是以控制滑动因素、降低滑动力为目的。
其中水的影响是极大的，它可以减小围岩强度，促进滑动，常采用防渗法和排水法，如防渗层、暗沟、疏干巷道等。
间接加固法中还有排土法，它是通过减小滑坡体的下滑力来实现，即通过改变边坡的平衡条件，从而提高边坡的稳定性。
应当注意的是，不是任何不稳定边坡经过排土法就能增加其稳定系数，这与排土方式有关，要具体分析。
一般情况下，排土法和填土法是结合在一起使用的。
二、隧道洞口段的支护隧道洞口段的支护，有超前管棚支护、超前小导管注浆、超前锚杆预支护等方法。
1.超前管棚支护超前管棚是沿开挖轮廓线周线，钻设与隧道轴线平行（或有微小角度）的钻孔，随后插入不同直径的钢管，并向管内注浆，固结管周边的围岩，并在预定的范围内形成棚架的支护体系，如图11-1所示。
图11-1 超前管棚支护示意图超前管棚能提高管周围的抗剪强度，先行支护围岩，把因开挖引起的松弛控制在最小范围内，具有梁效应和加固围岩效应。
梁效应即为因钢管是先行施设，掘进时，钢管在以掌子面和后方的支撑支持下，形成梁式结构，防止围岩崩塌和松弛。
加固围岩效应即为钢管插入后，压注水泥浆，加强钢管周边的围岩。
在浅埋的情况下，地表有建（构）筑物存在时，为把隧道开挖的影响限制在最小限度内，要尽量防止围岩的松弛，采用管棚方法是一种有效的支护方法。
跨隧道洞口施工地表预加固技术分析与实际应用探究
跨隧道洞口施工地表预加固技术分析与实际应用探究摘要：我国地大物博、面积宽广，地质相对比较复杂，隧道是建筑施工人员在进行隧道施工时，需要面临很多的困境。
尤其是在面对跨隧道洞口作业的时候，对于施工地表的预加固更是一个挑战。
本文根据笔者的实际工作经验，对于跨隧道洞口施工地表的预加固技术进行分析，探索能够在我们现有的技术条件下，恰当的对隧道洞口施工地表进行预加固，以期能够实现工程的目标。
关键词：跨隧道洞口；施工地表；预加固技术abstract: china is a vast land, area is broad, geology is relatively complex, tunnel is building construction personnel in the tunnel construction, need to face a lot of difficulties. especially in the face of the tunnel across assignments, for construction of the surfacepre-reinforcement is a challenge. in this paper, according to the author’s practical experience, the tunnel construction to cross the surface pre-reinforcement technology are analyzed, and the exploration can in our existing technology conditions, the right of the tunnel hole surface for pre-reinforcement construction, so as to realize the goal of the project can be.keywords: cross tunnel hole; construction surface;pre-reinforcement technology中图分类号： u45 文献标识码：a 文章编号：我国的地形高低起伏，很多地方地表崎岖不平，地表地质相对比较脆弱，如果想顺利的进行交通道路，就必须进行隧道施工，才能够保证道路的通行。
隧道及地下工程注浆堵水和加固技术精品
隧道及地下工程注浆堵水和加固技术1 前言水是隧道工程之首害。
由于隧道的开挖，揭开了地下水的通道，水的流出带走了大量的岩石赖于胶结充填的物质，使围岩的整体结构强度降低，支护效用大打折扣；水压力的作用又使围岩应力重分布及其变形进程加剧，发生坍塌的可能性加大，严重影响工程的安全顺利进展。
大瑶山隧道班古坳竖井突水淹井，延误工期一年多，直接经济损失几百万元；日本青涵海底隧道涌水淹没平导3000m，淹没正洞1200m，误时一年零四个月，经济损失也非常巨大，有的更为严重的水害迫使工程停止或废弃改道。
因此，如何有效地克服地下水的危害，保障隧道工程的安全顺利进展，对于实现隧道工程施工技术、经济效益的提高，具有世界性的重要意义。
以前山岭隧道施工的防水原则是“以排为主，以堵为辅，排堵结合”，利用自然坡实行自然排水来克服水害，但是，随着环保问题日益受到重视，为避免地下水位大幅下降，破坏周围环境，影响居民生产、生活。
注浆作为堵水和加固围岩的一项技术，对于克服地下水是非常有效的，它具有效果好，安全性较高，施工技术易于掌握等优点，在目前隧道工程中得到广泛的应用，设备、材料、工艺迅速发展，日臻完善。
在一般情况下，注浆由于相对造价较高，工序较复杂，不是隧道施工的正常工序。
但是对于克服涌水危害，通过复杂困难地质地段，注浆是一种有效的手段，也是作为一项必不可少的技术储备和应急措施。
2 注浆概述2.1 注浆的发展注浆用于堵水和改良地层已有几百年的历史。
注浆技术的历史大致可分为四个阶段：原始粘土浆液阶段（1802～1857年），初级水泥浆液注浆阶段（1858～1919年），中级化学浆液注浆阶段（1902～1969年），现代注浆阶段（1969年以后）。
早在1802年，法国人查理斯·贝里格尼在修理第厄普冲刷闸时，用一种木制冲击筒装置，人工垂击方法向地层挤压粘土浆液，被认为是注浆的开始。
此后法国在19世纪中叶，应用这种注浆方法对建筑物的地基进行加固，1802年到1857年期间，注浆技术处于萌芽阶段，浆液主要是粘土、火山灰、生石灰等简单材料。
隧道偏压地段围岩预加固技术
学堂堡隧道浅埋偏压地段围岩预加固与预支护技术五处西南公司X恩惠杨光【内容提要】针对渝怀铁路学堂堡隧道浅埋偏压地段，小管棚代替大管棚所采取预加固措施与“盖挖法”初步应用技术的阐述。
【关键词】浅埋偏压预加固预支护1 前言围岩预加固与预支护是对于不能形成“拱效应”的浅埋，偏压地段或围岩自稳时间小于锚喷支护发挥作用时间的软弱围岩地段，在隧道开挖之前采取的加固或支护措施。
它可使围岩具有足够的自承能力，维持隧道开挖后至锚喷发挥支护作用的时段内围岩的稳定，能使工程进展顺利和施工安全。
渝怀铁路第8标段学堂堡隧道采用了地面垂直砂浆锚杆预加固和小导管注浆预支护技术，有效地控制了开挖面的稳定和拱顶下沉，顺利地通过了浅埋、偏压地段。
2工程概况学堂堡隧道位于XX市XX区石沱镇四角村境内。
起讫里程DK104＋765－DK105＋090，进口6米明洞，隧道全长325米。
该隧穿越地层简单，岩层单斜，产状N600E／180S－N700E／180S，节理N200E┴，N700W ／570。
岩性以J2S之泥岩夹砂岩，砂岩为主。
进口端顶板较薄，上覆崩坡积砂粘土。
该隧道设计施工方法采用正台阶开挖，设计支护参数DK104＋771－＋791段采用2榀／M型钢钢架（拱墙）与Φ108大管棚注浆（拱部）加强支护。
大管棚共一环，每根钢花管长20米，环向间距0．4米。
大管棚前方小导管与大管棚搭接长度不小于2米。
进口DK104＋791－＋801采用1榀／M格栅钢架钢架（拱墙）与Φ42超前小导管注浆（加强）拱部支护。
（其余段略）进口端DK104+771—+789段沿山坡通过且属岩堆地质，地面横坡50°－60°，覆盖层1．4米－1．8米，浅埋、偏压严重，是本隧道施工的困难地段。
3施工方案制订3．1 方案原则方案确定主要是针对DK104＋771－＋791段。
设计支护是大管棚。
其特点是支护能力强大，适用于含水的砂土质地层或破碎带以与浅埋隧道。
地铁工程地层预加固技术综合
作用 。 施工速度快； 可以根据实际情况， 随时确定小导管 易， 注浆的使用与否， 并能配套使用多种注浆材料， 造价较 低； 小导管注浆压力较小， 对周边建构筑物及地下管线 小导管注浆适应性强， 可以根据实际情 影响小 。此外， 况， 随时变更施工方法 。 缺点是小导管注浆施工规模 小， 加固范围相对较小； 注浆效果不均匀， 不能有效形 成加固范围， 可靠性较差； 控制地表沉降的效果一般， 是一种近距离超前支护方法 。 3 ） 适用范围 超前小导管注浆是城市隧道浅埋暗 挖法施工中最为常用的超前注浆预加固处理方法， 该 方法已经成为浅埋暗挖隧道的常规施工工序， 在Ⅳ级 及其以上围岩， 无特别风险源的情况下被大量采用 。 但对于风险较大的工程， 一般不单独采用， 需要与其他 地层预加固技术配合使用 。 1． 3 管棚预支护 1 ） 加固原理 梁拱效应 、 加固效应 、 环槽效应 、 群
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施 工 技 术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2012 年 6 月 第 41 卷 增刊
地铁工程地层预加固技术综合分析
吕 波
（ 中建市政建设有限公司， 北京 100161 ）
［ 摘要］ 通过从加固原理、 优缺点、 适用范围、 技术与成本对比等方面对超前锚杆预加固 、 超前小导管预加固、 管棚预 高压旋喷桩预支护、 注浆预加固， 以及冻结法、 管幕法等 7 种地层预加固技术进行综合分析比较， 综合比较， 支护、 注浆预加固技术在经济技术上都具有一定优势 。 ［ 关键词］ 地铁工程； 加固； 适用范围； 比较 ［ TU753． 3 中图分类号］ ［ 文献标识码］ A ［ 8498 （ 2012 ） S0006804 文章编号］ 1002-
Comprehensive Analysis on Stratum Prereinforcement Techniques for Subway Engineering
隧道洞口施工地表预加固技术分析与应用
隧道洞口施工地表预加固技术分析与应用摘要：针对隧道洞口的围岩的特征，分析了地表加固技术及其适用范围和隧道洞口的施工原则，对隧道洞口地标预加固技术的进展状况和应用情况进行了总结。
通过在施工过程之中使用地表加固技术，提高隧道洞口围岩的物理力学的性能，使围岩的自身稳定性性能得到提高，减少围岩松弛区域，将隧道口围岩对初期支护的压力降到最低。
通过注浆管和锚杆等技术可以将岩土体悬挂起来，并运用超前注浆的技术使坍塌体得到加固，将地表水下渗的通道及时封堵。
关键词：隧道口地标预加固分析与应用在一些山岭地区，隧道口所处地区的围岩性能差，地面的横坡陡峭，很容易受地下水和地表水的影响。
隧道口的部位都是处于浅埋的状态之下，地质条件和地形条件十分复杂，围岩的性能十分不稳定，载拱在隧道开挖的过程之中很难形成。
隧道在开挖的过程之中很容易引起围岩的松弛，使地面发生崩塌、偏压、地表下沉和滑动。
特别是在施工条件不佳的状态之下，例如：雨季施工、浅埋偏压、软岩和陡坡等，更应该注意进洞安全的问题，以免在施工的过程之中引起大滑坡的现象。
一旦发生洞口车体滑坡，不仅会使施工周期延长，造成经济上的严重损失，更会使人的生命财产安全遭受到巨大的损失。
因此在隧道施工的各个细节之中，隧道口的稳定是其关键，它影响到了隧道能否顺利的进行施工。
当坡面发生滑动、严重偏压、地表下沉或者崩塌时，一定要在隧道开挖之前就采取地表加固技术，保证隧道施工的安全。
1、地表预加固技术和施工原则在对隧道进行设计时，要充分的考虑到进洞的方案和洞口的位置，由于隧道洞口经常受到地形、地物和路线走向的限制，所以对隧道洞口的选择要符合以下三个特点。
第一，隧道洞口的位置如果需要穿过山体。
由于山体表层的岩石存在着稳定性差和严重风化的现状，一旦隧道洞口开始施工，会使山体的坡面的平衡状态受到严重的损害，引起滑坡现象的发生。
崩塌也可能出现在悬崖或者山体的陡坡之上，洞口处于这样的位置周围，及时围岩具有良好的条件，也要先对仰坡山体进行加固，然后再进洞。
城市地铁隧道超前小导管预加固技术简介
单管置 ！ 排布
Ｉ
ｆ 廖维勇， 勇． 导管注浆超 前支护在某工程 ３ 】 钱 ／ Ｊ 、 中的应用【， Ｊ 铁道工程学报， ０ ．６ ５ｍ Ｊ ２ ４ （： ０ ６ ）９ ［ 高学春． ４ 】 超前小导管在武汉地铁某区 间中的
应用ｆ． 国 水 运， ０ ．９： ６２７ Ｊ中 １ ２ ９ （） ４ －４ ０ ９ ２
３（） ８－８ ４２ ： ０２ ３ ２
ｅ 、横 向小导管沿开挖轮廓布置如图２ 。
用作小导管的无缝钢 管，前端以一定的 角 度插入开挖断面 外深部 围岩 ，后 端支撑在钢拱 架上面 ，并与钢拱 架焊接在一起 。导管钢管可 以看作是一端 为绞 支 ，一端为滚 轴支座的简 支 梁 ，隧道开挖后可 有效承受卸荷 产生的部分松
０ 引言 、
道 及地 卜 工程 地 层加 固 ， 也 可用 于处 理塌 方
体 。对砂 层、砂卵石层 、断层破碎带 、涌水 隧 道也有很好的效果。其加固机理为 ：
ａ 梁 支 撑 效 应 、
图１导管纵向布置
誊 考文献 ： 参 【 １ 】韩兴 国， 崔江余． 地铁施工中复杂条件下超前 加固技术的应用ｆ． Ｊ铁道建筑， ０２２： － ． １ ２ ６ （ ５ ５ ０ ）２ ４ ［ ２ 】史金栋 － 导管注浆 在软弱地层隧道施工中 ／ ｊ 、 的机理及 其应用… ．建厂 科技交流 ，２ ｏ ， Ｏ ｏ
降低，强度提高。 ｃ 、联接作用 浅埋段一般土 体强度较低 ，整体性较 差 ，
关键词 ｝城市地铁 、 超前加 固、小导管注浆
中图 分类号 ： Ｔ ４ ６ Ｕ ７ 文 献标 识码 ：Ｂ
性注浆 宜采用单排管 ，大 断面 或注浆效果差时 采用双排管（ 见阁２ 。 ） 渗入 性注 浆导管 环向 间距通过 实验确定 ，
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是很 多 ， 都 山 隧 道 曾有 过 报 导 ［ 。 日本 这 方 面 的 军 １ ］
Ｉ 引 言
城 市隧 道施 工 中的浅埋 暗挖 法 ， 开式 （ 是 无压 或
报导 则很 多 。
２ ４ 水 平旋 喷注 浆 ．
水 平旋 喷注 浆法 是在 一般 导管 注浆 基础 上发 展 起来的， 以高压旋 喷 的方 式压 注水泥 浆 ， 隧道开 挖 在 轮廓线 外形 成拱 型 预衬砌 以起 到 预加 固 的作 用 。
动 ； ５ 具 有低 强度 各 向异 性 的 塑性 土 ， （） 其地 表 沉 降
往 往采 用管 棚法 。管 棚与 小导 管 区别是 管棚 所用 的 钢 管直 径较 大 为 ｆｌ ０ｍｍ～ ６ ０ｍｍ， ￣Ｏ ｏ 长度 一般 在 ２ ０ｍ～４ 左 右 ， 刚 度更 大 ， ０ｍ 其 对地 层 的预 加 固效
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第２ Ｏ卷 第 ３期
土 工 基 础
Ｓ ｉＥｎｇａ ｄＦ ｕ ｄ ｔｏ ｏｌ ．ｎ ｏ ｎ ａｉ ｎ
Ｖ． ．Ｏ ０ ２ Ｎ ｏ ３ １ Ｉ
２０ 年 ６ ０６ 月
Ｊ ｎ． ０ ６ ｕ ２ ０
城 市 隧 道 施 工 中 的 地 层 预 加 固技 术
和 Ｂ ｎ ｒ ｒ ２ 次提 出工 作 面稳 定性 系数 Ｎ 的 ｅ ｅｍａｋ［ 首 ］
经典 概念 ， ： 即
Ｎ ＝ （ｓ ｙ 一 盯 ） ５ ａ ＋ Ｚ０ Ｔ ／。 （） １
平旋 喷注 浆等 ， 分述 如下 ：
２ １ 小 导管 ． 所谓 的小导 管 即是 由 ３ ２ｍｍ～ ６ ０ｍｍ 的 钢
意义。
３ 地 层 预 加 固技 术 研 究 现 状
３ １ 浅埋 隧道 工作面 的稳 定 性研 究 ． ・
２ 地 层预 加 固 的 主 要方 法
常采 用 的预加 固技 术 有 小 导 管 、 管棚 、 杆 、 锚 水
对 不 排水 条 件 下 的 工 作 面稳 定性 问 题 ， ｒｍｓ Ｂｏ
曹红林
（ 道 部 第 四勘 察 设 计 院 ， 北 武 汉 ４ ０ ６ ） 铁 湖 ３０ ３
摘
要 ：较 为 全 面 地 概 括 了城 市 隧道 施 工 中地 层 预 加 固技 术 及 其 理 论 研 究 的 现 状 ， 出深 入 研 究 上 覆 地 层 结 构 的 指
பைடு நூலகம்
稳 定 与 失 稳 是 解 决 地 层 预 加 固技 术 问题 的关 键 。 关 键 词 ：浅埋 暗挖 法 ， 层 预 加 固技 术 地 中图 分 类 号 ：Ｕ４ １ ５ 文献标识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：１０ —１ ２２ ０ ）３０ ６—３ ０４３ ５ （０ ６ ０—０ ５０
收稿 Ｅ期 ：２ ０ —４Ｉ ｌ ０ ５０ 一 Ｉ
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和 Ｐ ｔｓ ４针对 干 砂 ， 导 了 二 维 工 作 面 稳 定 性 的 ｏｔ Ｅ ３ 推 上 、 限解 。研究 认 为 ， 下 工作 面 的失稳 破坏 力不 受相
破 坏是 由于 隧道 上 方 的 土块 向下 移 动 ， 体 产 生 拉 土 伸 引起 的 ； ３ 隧 道发 生塌 陷处 附 近的 毛细孔 压力 会 （） 突 然下 降 ； ４ 隧道上 方 土体 的移 动几乎 是垂 直 向下 （） 的 ， 隧道 稍远 的 土体 趋 向于 一 个小 角 度 向 隧道 移 离
果 也更 理想 。但 施工 时对 地层 的扰 动过 大 。 ２ ３ 锚杆 ．
剖 面要 比高强 度各 向异 性土 体沉 降 剖面要 陡一 些 。
关于排水 条件下工作 面 的稳定 性研究 ， ｋｎｏ Ａｔｉｓｎ
锚杆 是岩 石 隧道预 加 固技术 中应 用最 广 的一种 技术 手段 ， 软土 隧道 中 ， 国用 锚杆 的工 程 实例不 而 我
挖 轮廓 线外 一定 范 围 内 ， 向前 上方倾 斜 一定 角度 ， 如 若 间距 合适 ， 浆饱 满搭 接 ， 能 在隧道 轮 廓线 以外 注 则 形 成一 定 厚度 的结 构 ， 既能加 固又能支 托 围岩 。
２ ２ 管 棚 ． 为 防 止 由 于隧 道 开挖 造 成 的超 量 不 均 匀下 沉 ，
式中： ｙ为土 的容重 ； 为地 表 至 隧 道 中心 的距 离 ； 为地 表 附 加 荷 载 ；＇ 隧 道 工 作 面 的 主 动 支 护 Ｏ Ｔ为
力 池 为隧 道轴 线上 的不 排水 剪切 强度 。
管 制成 。它 包括 锥体 管头 、 管及 管体 三部 分 ， 度 花 长
一
般 为 ３ｍ～６Ｉ。沿隧 道纵 轴方 向布 置 ， ｎ 在拱顶 开
对埋深 （ ／ Ｚ Ｄ；０ ５ １ ２ ４ 和 土密度 的影 响 ， 与 隧 ． 、 、、） 但 道 直径呈 线性关 系 。
工作 面位 移 ； 工作 面加 固效 果 主 要 取决 于 加 固布 ②
置 如数量 和长 度等 ， 同时锚杆 的长度存 在最 小值 。
经王 梦 恕等研 究 ， 对软 土隧道 ， 国基 本上 不使 我
给 出的工 作面失 稳 临界值 Ｎ 小于 等 于 ６ 约 。
Ｊｒ ａ ｅ ｒ ｉ Ｊ ｋ ｍｕａ等 ［ 对 塑性 指 数 为 １ ｏ ３ ０和 ２ ５的 两种 正常 固结 的粘 性 土 ， 行 了二 维 未 衬砌 隧道 的 进 离 心模 型试验 及上 限解 的验 证 。试验 表 明 ： １ 未 衬 （） 砌 隧道 的不 排水 稳 定 性 随 Ｚ Ｄ 的增 大 而增 大 ； ２ ／ （）
用 金属锚 杆作 地层 预 加 固， 对 玻璃 钢 （ ） 杆 加 但 管 锚
裸 露） 作 面 ， 工 为了保证 开 挖工 作面 的稳 定 以及控 制 地 表沉 降 ， 要 对 地 层 采取 预 加 固处 理 。本 文 即总 需
结 国内外 地层 预加 固技 术 与 理论 研 究 现 状 ， 出新 提 的研 究思 路 ， 对 城市 隧道 的设计 、 工都 具有 指导 这 施