铁路大跨度软弱围岩隧道浅埋段施工控制技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 铁路大跨度软弱围岩隧道浅埋段施 工控制技术 摘要：软弱围岩隧道浅埋段施工 是隧道施工的难点。本文结合某铁路大 跨度隧道工程的成功实践，详细阐述了 软弱围岩隧道浅埋段施工方案和施工方 法，并成功偿试了全断面施工方法，有 效的保证了隧道施工进度、质量和安全， 可供同类工程施工参考。 中国论文网 /2/view-12903170.htm 关键词：软弱围岩; 隧道; 施工 Abstract: weak rock tunnel construction stage is shallow buried tunnel construction of difficulty. This paper based on a large span railway tunnel engineering practice of success, and expounds the -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 weak rock tunnel construction scheme in the shallow section and construction method, and successfully tried to rein in the whole section construction method, the effective guarantee the tunnel construction progress, quality and safety, for similar project construction reference. Keywords: weak rock; Tunnel; construction 中图分类号：U455 文献标识码： A 文章编号： 1、 工程概况 某铁路隧道全长 3635m，出口端 类围岩长达 246m，埋深 2030m 之 间，该段地层岩性主要为太古界太华群 片麻岩夹片岩，大部分岩体受构造影响 较重、节理发育、风化颇重，表层 5 米 风化严重、围岩松散破碎。隧道开挖宽 度为 13.0 米，开挖断面达 130m2。洞口 段风化严重，岩层自稳能力极差。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 2、 施工方案 （1）洞口加固。隧道出口仰坡 坡率约为 1：0.75，与设计坡率相当， 勿需作大量的仰坡清刷，只需除去坡面 植被和浮土，使仰坡坡面平顺。洞口采 取锚、网、喷砼联合加固。 （2）洞身开 挖。隧道出口围岩软弱，洞身开挖采取 半断面法。上半断面以起拱线下 1 米控 制，下断面以边墙底控制，最后进行仰 拱开挖，见图 1，图中 1 为上半断面开 挖，2 为下半断面中槽开挖，3 为下半 断面马口跳挖，4 为微仰拱开挖，开挖 采取弱爆破、短进尺，上半断面循环进 尺 0.81.0 米，下半断面循环进尺 1.02.0 米，强支护、及时支护措施， 台阶长度 1520 米。在隧道衬砌轮廓 线以外的周边，按开挖循环所需长度， 将小导管打入围岩，利用注浆机的泵压 使浆液通过小导管管体的注浆孔渗透、 扩散到围岩孔隙中，封闭地层中的缝隙、 填充地穴，从而使围岩的物理力学性质 得到改善和提高。施工支护为：超前小 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 导管长 l=4.0 米，环向间距 0.4 米，外 插角 810。 22 砂浆锚杆，长度为 l=3.0 米，隧道每米 27 根；钢筋网沿隧 道纵向采用 10 圆钢，横向采用 6 圆 钢；格栅钢架每 3 榀/2 米，拱墙均设， 喷射砼厚 15 厘米。 图 1 隧道开挖顺序 3、施工方法 （1）洞口加固。洞口边仰坡采 用 22 锚杆、钢筋网及喷射砼防护。锚 杆长 l=3.5 米，间距为 1.21.2 米，梅花 形垂直岩面布置，锚杆外露 5cm。锚杆 安装后，在坡面上初喷 5 cm 厚的 200 砼，然后布设钢筋网覆盖，同时在锚杆 顶部设 25cm25cm 厚 10mm 的锚杆垫 板，将钢筋网焊接在锚杆上，以形成统 一的受力体系，最后复喷砼 10 cm，见 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 图 2。进洞前，在隧道拱部开挖弧形以 外布设超前小导管，小导管的安设采用 钻孔打入法。将风动凿岩机回转爪拆除， 借助冲击锤将小导管导管打入岩体，外 插角为 810 。对强行打入的小导管在 注浆前要用高压风冲洗管内砂石。注浆 前，首先进行压水试验，以便检查机具 设备是否正常，管路连接是否正确。注 浆压力控制在 0.51.5Mpa 之间，单管 注浆量达到 0.05m3 时，应立即停止注 浆。注浆浆液采用单液注浆，水泥为 425普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰 比为 1：10.8：1，单管注浆量为： Q=R2Lna，式中 R 为浆液扩散 半径，拱部为 20cm；L 为小导管长度， 3.5 米；n 为岩体空隙率，经测试为 0.11； a 为浆液充填率，取 0.85； 为 浆液损耗系数，取 1.15，单根小导管注 浆量为 0.05m3，注浆结束 8 小时后即可 进行开挖施工。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 图 2 隧道洞口加固 （2）洞身开挖。 隧道开挖采用 手持风动凿岩机钻孔，眼孔直径为 43mm，周边眼间距为 30cm，采用直 眼掏槽法，非电毫秒雷管起爆。开挖爆 破设计见图 3。在上半断面开挖进尺 55m 左右，进行下半断面拉槽进洞。首 先组织机械将洞口路基土石方完全挖掉。 根据设计情况，将下导坑边仰坡一次刷 够，并将开挖轮廓线外部分用喷射砼喷 覆。下半断面进洞采取先拉中槽，再分 段跳挖马口，形成多个工作面，加快施 工进度。中槽开挖宽度为 56 米，便 于机械化作业。跳挖马口相互错开，马 口长度以 23 米为宜，间隔 10 米左右。 每开挖完一个马口，立即组织人力进行 初期支护，使格栅钢架闭合成环，以形 成强有力的初期支护，防止围岩大范围 变形形成坍塌，见图 5。初期支护手段 采用格栅钢架、喷砼和锚杆、钢筋网相 结合。根据支护成形至砼衬砌前这一段 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 时间喷砼表面观察情况，仅有少数几条 微小裂缝，说明强有力的初期支护对隧 道施工安全，特别是软弱围岩地段具有 重要的作用。其中，隧道 DK83+536+520 段，由于围岩松散破 碎，节理发育，爆破效果并不理想。爆 破后，隧道拱部出现了较大面积超挖， 其中拱顶最大超挖达 80cm。又因作业 人员为图方便，节约材料，加之施工现 场监管不力，采用了挂板砼支护，甚至 在格栅钢架背后采用干砌片石回填，由 于岩体应力重分布，致使该段挂板砼出 现开裂现象，后采取了注浆加固，才幸 免坍塌事故的发生。其后施工立即进行 拱部初喷作业，以尽早封闭岩体，减缓 围岩变形。然后施作锚杆、钢筋网、格 栅钢架和复喷砼至设计厚度，使锚杆、 钢筋网、格栅钢架和喷射砼形成了统一 的受力整体，抑制了围岩变形，确保了 施工安全。施作格栅钢架的同时，在拱 脚需施工锁脚锚杆，以保证下部开挖时 岩体的稳定。隧道上半断面开挖 110 米 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 左右时，现场围岩地质调查，围岩节理 由发育逐渐变为较发育，无涌水，仅有 少量渗水，围岩裂隙明显减少，完整性 较好，轻微风化，且隧道埋深约为 2535 米，对此后的开挖采用全断面掘 进施工，循环进尺控制在 1.52.0 米以 内。在施工中，严格爆破用药两则是控 制爆破效果的重要环节，掏槽采用斜眼 掏槽方式，光面爆破技术。现场做好围 岩地质调查，一旦岩层变差，立即采取 有效措施，如改变开挖方法、超前锚杆 等，施工支护必须及时施作，保证其施 工质量。全断面开挖施工，尽管光爆效 果不是很理想，但杜绝了软弱围岩容易 发生坍塌事故的出现，经断面检测，开 挖端面均控制在规范允许范围内，保证 了快速施工生产、安全和工程质量。 图 3 上半断面爆破设计 图 4 下 半断面开挖示意图 4、结语 软弱围岩大跨浅埋地段施工，施 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 工支护起着关键性的作用，及时施作强 有力的施工支护，能