膏溶角砾岩地段隧道施工措施

1、膏溶角砾岩地段隧道施工技术措施膏溶角砾岩工程力学性质很特殊,单轴饱和抗压强度极低，Rc=0.142.2MPa, 属于极软岩，隧道挖开后稳定时间很短，容易发生坍塌和大变形，如果遇水则强度 很快降低,极易崩解软化，同时具有弱至中等程度地膨胀性，其自由膨胀率在 40%66%膏溶角砾岩角砾成分复杂,主要为泥灰岩、灰岩地碎屑、泥砾,并且岩 体结构存在很大地差别，岩体强度不均匀，无胶结不含角砾呈土状、半胶结含少量 角砾呈块状或钙质胶结含角砾呈柱状，部分夹有石灰石地块体，呈散体状 隧道通过有水膏溶角砾岩地段施工时，应做好地质超前预报工作，以指导施工，确 保施工质量、安全和进度.开挖前采用全断面帷幕注浆，增强

2、支护参数，隧道基底 软弱层处理采用400混凝土静压桩加固.1. 膏溶角砾岩地段隧道施工顺序施工工序依次排列为1、3、5、（7）、8、X、10、刘.开挖：开挖上台阶弧形导坑1-开挖上台阶核心土 3一开挖下台阶5 一落底开挖 8凿除临时仰拱10支护：拱部挂网、喷、锚及钢架架立一临时仰拱挂网、喷混凝土及中壁钢架架 立一边墙挂网、喷、锚及钢架架立一仰拱挂网、喷混凝土及钢架架立 基底处理：隧道底部混凝土桩施工（7）衬砌：仰拱施工X-边墙及拱部衬砌施工刘.图一膏溶角砾岩地段隧道施工顺序图昔帶鬥濟豈施工正厨齟（和繭）労酵曲霽岩链工级囱罔2. 膏溶角砾岩地段隧道施工预加固措施 有水膏溶角砾岩地段 , 开挖前全

3、断面帷幕注浆地措施； 无水膏溶角砾岩地段 , 采用 拱部采用小导管注浆预加固地措施 . 保证隧道开挖地安全 .2.1 超前地质预报隧道开挖过程中 ,必须进行超前地质预报 ,通过地质超前钻孔、 地质雷达、红外线 声波探测等办法 , 了解开挖前方要通过地层地地质、水文、该段地岩性特性和工 程力学情况 . 如：经过超前钻孔探水 , 可知钻孔地涌水量、 水头压力；地质雷达测 试可知前方地层、岩层地破碎程度；红外线声波探测可知区域内储水量地大小 . 只有这样才能制订出科学地施工方案 , 避免施工地盲目性 . 超前钻孔探水 , 钻孔出 水量大于10m3/h时，该段即需要帷幕注浆,如果出水量小于10 m3/

4、h大于2m3/h 时,该段也可采用在出水孔周围进行局部注浆方式堵水 .2.2. 帷幕注浆施工遵照设计,结合设备能力及工期要求,每循环注浆段长15m,开挖12m,留3m作止浆 盘, 为消灭注浆死角采用 8 环地伞形辐射状布孔 . 单孔有效扩散 半径为4m,钻孔开口直径89mm.2.2.1 帷幕注浆材料所用浆液根据工程地质及水文地质按设计采用超水泥砂浆和TGRh新型灌浆材料.TGRM抗分散性注浆材料分为加固型、超细防水型、轻质防水型等型号.超细防水型具有超早强、可灌性好 , 自密实、自流平、微膨胀、在水中不离散等特点 . 产品 性能：单液浆水灰比0.4,初凝时间13min,终凝时间15min,流动

5、度260cm,尤其适 合隧道内帷幕注浆 .2.2.2 帷幕注浆设计要求.注浆固结范围：开挖洞室轮廓线外 3.5m以内地围岩. 单孔注浆浆液扩散半径为 4m.注浆压力：一般控制在 0.51.0Mpa.注浆材料：采用水泥、水玻璃混合液（即CS浆液）.水泥： 525 号普通硅酸盐水泥 .水玻璃：模数n=2.43.4,波美度35B e . 水灰比：浓浆： 0.8:1 ；稀浆： 1.25:1 1.5:1.水泥浆与水玻璃体积比取 1： 0.8.- 11 V级围岩膏溶角砾岩段衬砌断面图伫 W ' L-lilc二我円剧InuII2WWW * WJyPjl 簣缓凝剂：磷酸氢二钠加入量为水玻璃重量地 3%

6、.注浆方式：米用分段前进式注浆.注浆顺序：先注无水孔，后注有水孔.在无水地段，可以从拱脚起顺序注浆，也可 以从拱顶顺序注浆.注浆速度根据注浆孔出水量大小而定，一般从快到慢.钻孔和注浆地要求：钻孔和注浆地顺序先外环后内环，同一环先下部后上部，间隔交替钻孔注浆，后序 孔检查前序孔地注浆效果.应先注无水区后注有水区，钻一孔注一孔.在钻孔过程中遇到涌水或卡钻时应停止钻进，进行注浆、扫孔后再继续钻孔.岩溶 填充物内前进式注浆根据设计要求，本隧道富水地段围岩采用衬砌5m范围内帷幕注浆堵水并加固岩体.注浆循环段长度和注浆孔地布置遵照设计,结合设备能力及工期要求,本隧道每循环注浆段长15m,开挖12m,留3m

7、 作做下段止水盘，如地层极坏，钻孔极困难，可视具体情况缩短注浆长度.注浆管 采用© 73热扎钢管，壁厚5mm与之匹配地钻孔直径为89mm周边外插角在保证注 浆扩散半径不小于3.5m前提下，可根据施工中采用地设备情况确定.帷幕注浆见图一图一帷幕注浆示意图惟蓦注浆钻孔布畫图1-1Il "II223注浆施工.机具设备选用钻孔设备：根据本隧道施工机具设备配备情况，及开挖断面地具体情况，尽量采用与其相适 用地钻孔设备帷幕注浆钻孔采用MK5C型地质钻机,每掌子面配2台.选用合乎孔径要求地钻头 进行钻孔作业注浆设备：采用两台KBY50/70全液压双液注浆泵.制浆设备：选用JZM750叶片

8、式搅拌机4台作为制浆设备,为了保证浆液地均匀性和在注浆间 隙时间不沉淀，另备搅拌储浆桶2个,容量各为1.0m3.止浆盘施工及孔口管埋设：根据开挖面地质情况，综合超前地质预报地成果，研究分析,确定施工方案,在掌子面挂钢筋网，喷射C20号砼,厚度20cm,做止浆墙,每个注浆段开始处 应保证有不小于 3.0m 厚地止浆墙 . 止浆墙施工完毕后 , 按照确定地施工方案布孔 用© 100mn钻占头钻2m孔,放入© 89mmfl口钢管,长2m,与孔壁地间隙用麻丝填塞, 再用道钉楔紧,上留排气孔，外露0.20.3m接法兰盘连接注浆管后压入 TGRM浆 液进行加固 , 孔口管锚固强度不得小

9、于 50KN. 钻孔：当孔口管稳固后即可钻孔 , 由下部到上部间隔钻孔 . 钻孔要确保孔位准确 , 外插角 度准确 , 各环钻孔深度达设计要求 .当卡钻或有水涌出不能钻进时暂停钻孔,用注浆机注入TGRM浆液后再用钻机继 续钻进 . 注浆：压水试验：在正式注浆前用3Mpa地压力压水检查，其目地是：检查管路是否连接 正常,是否耐压,有无漏水现象,测定岩层吸水量 ,以确定浆液地初始浓度和预计 注浆量 . 测定注浆压力损失情况 , 确定注浆终压 , 将岩层裂隙内地充填物挤压至注 浆范围以外 , 增加注效果 .制浆在搅拌机开动地情况下 , 加入定量清水 , 水量需计算准确 , 然后按水灰比加入 水泥,连

10、续搅拌3min后即可通过钢丝过滤后进入储浆桶中，在储浆桶中二次搅拌 后,供注浆使用，TGRMg液和水泥浆液同属于单液浆，制浆办法相同.TGRM条液初 凝时间13min,终凝时间15min,制浆后必须保证在10min以内注入孔中，不能存浆 过多 , 影响注浆效果 .首先根据压水试验情况及围岩地裂隙发育情况估算单孔注浆数量 , 注浆时要随时 观察泵压及注浆数量 , 分析注浆是否正常 . 如单孔注浆量过大 , 仍达不到终压地要 求,可暂停该孔注浆，过46h用钻机清孔后再继续注浆.注浆要作好充分准备， 要紧张有序，忙而不乱,尤其是TGRMS液，要严防堵管，影响注浆质量. 注浆结束标准：当注浆压力逐步升

11、高，达到设计要求地终压，需继续注浆10min,可结束本孔注 浆；在单孔注浆量与设计注浆量大致相同，同时每分钟注浆量小于20L,也可结束 本孔注浆 . 注浆效果检查：可根据后序钻孔地钻进情况、涌水情况 , 判定注浆效果 . 注浆效 果好地地段 , 经开挖后可观察到裂隙及空隙充填效果良好 , 几乎所有裂隙都充填 有浆,开挖后掌子面比较干燥 .如果开挖后仍有渗水现象 ,堵水效果达不到要求时 可采用局部径向注浆处理 , 使其达到堵水设计标准 .3. 膏溶角砾岩地段隧道开挖 隧道开挖采用超短台阶预留核心土环形开挖法开挖 .上台阶施做临时仰拱 .拱部 采用小导管超前支护 , 小导管每 2.0m 一环, 每

12、环 20 根, 环向间距 0.4m, 每根长 3.5m.短台阶，台阶长35m,上台阶预留核心土，上下台阶同时施工.每循环进尺 0.75或1.5m,每天2个循环,全断面平均月进尺计划5060m.上台阶开挖采用小炮松动后风镐开挖 ,支护结构紧跟 ,并及时进行封闭 ,防止围岩 暴露过久.下台阶采用挖掘机开挖，必要时采用弱爆破短进尺（1.01.5m）分阶 段起爆地控制爆破 .4. 膏溶角砾岩地段隧道支护 及时设置临时仰拱或锁脚锚杆，将初期支护封闭成环，控制围岩地侧向变形初期支护以喷射HLS微纤维C25混凝土、锚杆、型钢钢架组成.锚杆拱墙布置，间距1.0m,梅花型布置,采用EX27N张壳式预应力中空注浆

13、锚杆, 长6.0m.锚杆采用YT-28气腿式凿岩机或凿岩台架钻眼安设.HW175型钢钢架施工HW17咏175型钢钢架按0.75m/榀设置,出碴完成后,初喷混凝土 4cm厚后架设, 架设完毕后复喷砼至设计厚度，钢架之间通过连接筋连接，每榀钢架中心焊接© 32 X 80 X 3.5地套管,连接钢筋插入其中,连接钢筋采用© 22钢筋,长1m,环向 间距1m.单元钢架在架设前在钢架两端各设 2根© 20钢筋定位锚杆固定.EX型胀壳式可预应力中空锚杆施工EX型胀壳式可预应力中空锚杆地加工，应符合设计质量要求，在存放、运输及安 装过程中，不得有损伤和变形.锚杆安装要平直不紊乱

14、，同时安设排气管.锚杆推送就位后，即可进行安装千斤 顶张拉.一般先用20%30%地预应力值预张拉12次,促使各相连部位接触紧 密,使钢杆平直.最终张拉值应有5%10%地超张拉量,以保证预应力损失后仍 能达到设计要求地有效预应力.张拉时千斤顶后严禁站人，以防不测.预应力无明显衰减时，才最后锁定.且48h内再检查.注浆应饱满，注浆达到设计 强度后,进行外锚头封盖.5. 膏溶角砾岩地段隧道地地基加固隧道地地基加固为中线两侧3.45m范围，采用静压预制桩地方法.钢筋砼桩基础 采用© 400mn地预制钢筋混凝土桩长4m,沿洞底纵向梅花型布设，间距150cm,横 向间距1.5m.采用螺旋钻机成孔

15、、静压桩机插桩.5.1. 施工顺序隧道开挖下台阶按0.75m步距，从而可做到每次落底后即可进行加固桩施工.每 环砼桩钻孔时，首先进行中间桩孔地钻挖，然后再钻挖两侧地桩孔.预制桩体插桩 时,则从两侧向中间跳跃插桩，施工顺序如下图.確桩钻挖顺序42135O O O O O確桩播入顺序(1)(3)(5)5.2. 钢筋混凝土桩地预制及存放 钢筋混凝土方桩均在现场预制 , 工地制桩场地地布置 ,应预先考虑起重设备地安 装、拆卸及运桩便道 . 钢筋采用机械加工 , 钢筋分类、分规格堆放整齐 ,主筋连接 可采用闪光对焊 , 布置在同一截面地接头不超过 50%,同根钢筋两接头地距离应 大于30d,并不小于50

16、0mmf冈筋骨架地允许偏差均应符合规范要求. 桩预制采用单层法预制 .模板使用钢模,混凝土应由桩顶向桩尖方向连续灌筑 ,不 得中断 , 并以震捣器捣实 . 桩上应标明编号和制作日期 . 应根据种类和使用先后堆 放 , 堆放场地必须平整、坚实 , 堆放层数不超过四层 , 支点距离应符合施工规范 , 垫木必须保持在同一平面上 . 在灌注混凝土前要按设计预埋测试元件及吊环 .5.3. 桩地起吊和搬运桩混凝土强度达到设计值地 100%后方可起吊、 运输和打桩 . 方桩运输时要按沉桩 顺序分层垫平放稳 , 装卸时要保持稳定 .5.4. 旋挖钻机成孔 .钻孔直径© 400cm.采用螺旋钻机成孔.

17、钻孔时根据不同地地质，调整好钻机地钻 速 , 控制好进尺速度 , 钻进过程中 , 必须保证钻机架底座水平 , 钻头中心和起重滑轮缘必须在同一竖直 线上,并经常检查校正 .钻孔要连续不间断进行 ,确保孔壁稳定 .停钻时,必须将钻 头提出孔外 , 避免塌孔埋钻 .成孔检查：成孔深度达到设计标高后 , 桩底虚土要夯实处理或按设计办理 . 经检查 合格后, 用冈板将孔口盖住 , 以防落渣 .5.5. 静压插桩施工根据桩地设计参数和地质情况 , 拟采用江阴市万达基础设备有限公司出厂地 ZYJ 200静压桩机施工 .其程序如下：桩机就位f桩尖就位、对中、调直f压桩f接桩f再压桩f检测 桩尖就位、对中、调直

18、：对于YZJ型压桩机,通过起动纵向和横向行走油缸，将桩 尖对准桩位；开动压桩油缸将桩压入土中1m左右后停止压桩，调正桩在两个方向 地垂直度 . 第一节桩是否垂直 , 是保证桩身质量地关键 .压桩：通过夹持油缸将桩夹紧 , 然后使压桩油缸伸程 , 将压力施加到桩上 , 压入力 由压力表反映 .在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数地关系 ,以判 断桩地质量及承载力 . 当压力表读数突然上升或下降时 , 要停机对照地质资料进 行分析 , 看是否遇到障碍物或产生断桩情况等 .接桩：当下一节桩压到露出地面 0.81.0m时,应接上一节桩. 送桩：如果桩顶接近地面 , 而压桩力尚未达到规定值 ,

19、可以送桩 . 静力压桩情况下 , 只要用另一节长度超过要求送压深度地桩放在被送地桩顶上便可以送桩 , 不必 用专用地送桩机移位 .6膏溶角砾岩地段施工监控6.1. 监控项目及量测点地布置 按照设计将洞内围岩及支护状态观察、 净空变化（拱顶下沉,底板隆起、净空收敛 和围岩位移 ）围岩压力 （围岩与支护结构地接触应力 ）、支护结构地应力状态 （冈架 内力和锚杆轴力 ） 地监控量测为必测项目；围岩弹性波速度测试、初期支护喷射 混凝土应变和二次衬砌混凝土应变监控量测等为选测项目 .6.1.1 洞内围岩及支护状态观察开挖面地质描述，包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、 有无松散坍塌、

20、剥落掉块现象、有无渗漏水等；初期支护状态包括喷层是否产生 裂缝、剥离和剪切破坏、格栅支撑是否压屈进行观察分析以上情况应详细描述、 记录,并予以评估，作为支护参数选择地参考及量测等级选择地依据，具体可采用 分值评价表进行,评价方法可参 照“专隧（93）0034 ”或“专隧（95）0014 ” .6.1.2 净空变化（拱顶下沉、底板隆起、净空收敛和围岩位移）地监控量测 将净空变化量测地各项内容布置在同一个断面，拱顶下沉量测地测点布置在拱顶 及拱顶两侧2m（可适当移动）,底板隆起与拱项下沉对应布宜：围岩位移量测是在 钻孔中埋设位移计，以量测岩体内部各点地相对位移，通过挣空收敛（水平向、竖 向及斜向收

21、敛）量测以验证围岩位移结果是否正确.拱项下沉及底板隆起量测断 面纵向间距为510m（前面数字为施工初期阶段,后面数字为取得效果后：下同）, 围岩位移量测断面纵向间距为2040m,拱顶下沉及底板隆起每个断面各布置 3 个测点，围岩位移每个断面布置12个测点,净空收敛布置4条水平向基线、1条 竖向基线、6条斜向基线.拱顶下沉量测6.1.3 围岩压力（围岩与支护结构地接触应力）地监控量测为了全面了解支护背后地压力情况（围岩压力），该监测项目在施工初期阶段必须 严格执行,在掌握其变化规律后可减少或选择代表性地质地地段监测.断面上测点对称布置，每个标准断面布置24个测点，测点仪器通常放在钢架支撑板底下面

22、 和每个钢架单元中间（必须与支护和围岩紧密相贴）.6.1.4 支护结构地应力状态（钢架内力和锚杆轴力）地监控量测钢架内力应与围岩压力对应布置，测点可布置在围岩压力量测地断面上，以便校 对,锚杆轴力监测应与围岩位移对应布置 .除以上所述 ,应根据具体情况进行必要 地补充量测 .6.2. 量测数据整理、分析 现场量测数据及时整理 , 绘制量测数据与时间地关系曲线及量测数据与开挖面距 离地关系曲线 , 并应进行数据处理或回归分析 . 依据回归分析、预测位移、收敛、拱顶下沉及钢筋应力地最终值 . 以位移、时间曲线为基础 , 根据位移、位移速率等分析、评定围岩和支护地稳定 性,当位移急骤增加,每天地相对

23、净空变化超过15mm寸,应重点加强观测,并密切 注意支护结构地变化；尤其 , 初期支护收敛量达到 l0cm（ 即吃进预留变形量 5cm） 后或监测地钢筋应力接近钢筋承载力要求时，且相对变化仍超过lmm/日必须加 强支护,采用增加喷混凝土厚度，补喷5cm厚地网喷砼或增加预应力注浆锚杆地 长度、数量.当位移、时间曲线出现反弯点时 ,同时支护开裂或掉块 ,此时应尽快 采取补强措施以防坍方.当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到予测最终值地8090%收敛速度小于0.5mm/d,拱顶下沉速率小于0.15-0 . 3mrp/d时，可认为围岩 基本稳定 , 可施作二次衬砌 . 利用位移、应力（格栅主筋应力 ）反分析程序对围岩及 支护结构地稳定性进行分析、 评价. 综合以上综合分析、 评价及时修正设计 , 调整 支护参数 , 对施工及时提供建议和措施 .根据围岩与支护间地接触应力量测结果 , 可