乌鞘岭地道千枚岩地段快速施工技术

xx隧道千枚岩地段快速施工技术1.工程概况1）地理位置及设计概况．xx隧道位于既有兰新线兰武段打柴沟车站和龙沟车站之间,设计为两座单线隧道，隧道长20050m，隧道出口段线路位于半径为1200m的曲线上，右、左缓和曲线伸入隧道分别为68.84m及127.29m，隧道其余地段均位于直线上，线间距40m，两隧道线路纵坡相同，主要为11‰的单面下坡,右线隧道较左线隧道高0.56～0.73m，洞身最大埋深1100m左右。隧道左、右线均采用钻爆法施工，右线隧道先期开通。隧道辅助坑道共计15座，其中斜井13座，竖井1座，横洞1座。xx隧道地层岩性复杂,沉积岩、火成岩、变质岩三大岩类均有,且以沉积岩为主，其分布主要受区域断裂构造控制。区内出露地层主要有第四系、第三系、白垩系及三叠系沉积岩、志留系、奥陶系变质岩，并伴有加里东晚期闪长岩侵入体。隧道横穿祁连褶皱系的北祁连伏地褶皱带和走廊过渡带两个次级构造单元,褶皱及断裂构造发育。主要不良地质为有害气体，湿陷性黄土和膨胀岩。隧道预计最大涌水量为9621.81ｍ3/ｄ，施工中可能发生围岩失稳，突然涌水涌泥、岩爆、热害、含煤层有害气体等地质灾害情况。xx隧道九号斜井工程井口位于天祝县垛什乡龙沟村石头沟组，距312国道约12公里，洞口海拔高度2802米，常年气候寒冷、干燥，冬季及夏季多雨雪，最高峰终年积雪，雨雪天气约占40%，春季多风沙，最大阵风达到12级，HYPERLINK"/lishi/"历史记录最低气温为零下30度。9号斜井井口标高2804.20米，井底标高2525.23米，高差278.97米，综合坡度11.9%，扣除会车道的HYPERLINK"/"影响，坡度达到13.5%，为尽量减少F7断层的影响，并便于在正洞开设两个工作面，经设计院勘查，斜井在1000米处转向，转向后斜井长达2429米，是xx隧道无轨运输辅助导坑中坡度最大的斜井。九号斜井所承担的区段是控制工期的重点。2.千枚岩围岩的施工特点1）地质情况志留系板岩、千枚岩，以千枚岩为主，局部夹有石英脉，板岩薄层状，层理不明显，节理、裂隙发育，呈薄层状角砾结构，产状不稳定，围岩破碎，局部结构面充填泥质物，面光滑、稳定性较差；千枚岩挤压揉皱，松软破碎，其中石英脉多呈酥碎砂状，以散体结构为主。开挖后呈碎石、角砾状，掌子面无明显渗水，但开挖后有少量渗漏水、滴状及面状洇湿，量小，拱部有掉块、坍塌现象。围岩整体稳定性较差。为V级围岩。本隧道内出露的千枚岩为黑色至深灰色，千枚状构造，显微鳞片变晶结构，含水量大时呈团块状，含水量少时为鳞片状，片理极其发育，层厚0.01~2mm，岩体破碎，片理面手感光滑，有丝绢光泽。千枚岩属副变质岩，主要由沉积岩中的页岩经区域变质作用形成，主要矿物成分是绢云母、石英、绿泥石等，基本已全部重结晶，软弱矿物成分较多，因而千枚岩硬度小，单轴抗压强度小于1MPa，膨胀率13%，易风化。挤压紧密的炭质千枚岩层具有弱透水性，是相对隔水层。2）地下水的影响地下水在隧道施工中，对围岩的稳定性起着很大的作用，特别是在软弱的千枚岩区，更是起着控制作用。当洞身开挖以千枚岩为主时，开始时无地下水，但不久即出现滴水，甚至股水。究其原因，可能是因为洞身的千枚岩层上部实为板岩层（由于受开挖断面制约，开挖时未揭露出板岩层）。当含有层状板岩时，在构造应力作用下，岩性较硬的板岩中会产生不同方位的贯通裂隙，这样就为地下水的流动提供了通道。一般来说，围岩洞身为千枚岩时，当千枚岩厚度达到一定程度，洞身就不会出现地下水。在开挖时围岩产生应力重分布，发生变形，形成一定的松动区与塑性区。当塑性区的范围还未接近板岩区时，而这个范围不至于使板岩中的地下水由于渗透压力而进入塑性区时，这时洞身也不会出现地下水；当初期支护不及时或初期支护强度不足以抵抗千枚岩的变形时，塑性区的范围可能更大，当超过这一范围时，地下水进入塑性区，而千枚岩遇水即软化、泥化，使塑性区条件恶化，从而使塑性区加大，这又使地下水进一步发育。塑性区的加大与地下水的发育互相促进，互相作用，使围岩稳定性不断变差，变形不断HYPERLINK"/fazhan/"发展，产生各种病害。这一点体现在千枚岩层中地下水的延迟性（即塑性区在地下水作用下逐渐加大的过程）。xx隧道千枚岩区施工难度较大，主要受变质岩的特征、地质构造、千枚岩的特性和地下水所决定。3）隧道开挖千枚岩与板岩互层区，软硬岩相间，爆破药量难以控制，一般来说，造成软岩部分超挖、硬岩部分欠挖，导致开挖成型差。这使围岩不同部位的应力释放产生差异，不利于应力重分布，因而产生不同程度的掉块或局部坍塌。而在全千枚岩区，岩体相当破碎，呈团块状、片状、鳞片状。开挖时易于钻进，但易塌孔。千枚遇水后软化似弹簧土，泥化呈淤泥状。初期支护施作以后，围岩变形大，且长期不收敛，局部地段4~5个月不趋于稳定；开挖时无地下水，后期地下水增大。这些病害都危及到隧道施工安全与结构质量。3、进行行之有效的各种技术参数的试验一）、锚杆施工1、打眼通过施工现场记录用50mm的钻头打1根3m长的眼孔需要12分钟，同样的钻头4m的眼孔用时16分钟，而6m的眼孔则需用时30~40分钟，φ42的钢管3m和4m深的眼孔进管时间需用1~2分钟，而6m的钢管进管时间则需用2~3分钟，同时6m深的眼孔会有部分钢管不能完全进到围岩里，外露部分长约40~60cm，比例为10%。骨2毙、注浆糟注浆用揪的材料凭为甘肃晒永登水捡泥厂生炕产的祁奸连山牌嗽普通硅仁酸盐水都泥座P·0尿32.补5瞎R株水泥净眼浆，水塘灰敏比呈W/统C悔为董0.6正3郊、张拉作3炒m就长帽的辅φ贷4伶2确锚管注笨浆前的坑锚杆拉伏拔力车为观10.窝2K购N可，疾为剧1.0珠4怜t忍，注好雹浆后的俯拉拔力为为脉1.0宽4往t再，注浆尾后练1介天的锚尼管拉拔涌力粱为拘51K张N尤为蔽5.2宣t僻4柿m井长捐的苹φ复4目2依锚管注联浆前的告锚杆拉缺拔力抓为芽12.啦2K墨N锤，雾为狱1.2笨4脾t飘，注好爹浆的锚袭杆拉拔响力熄为踪12.系8K零N信为避1.3排1溜t密，注浆语后正1淋天的锚惩管拉拔悲力盖为劣51K原N守为症5.2文t道6惨m昌长交的芒φ签4破2法锚管注溜浆前的昌锚杆拉杰拔力案为坚28.咸6K罗N途，辜为殖2.9扫2麦t姐，注好牢浆的锚洲杆拉拔拣力呼为棍29.漫1K蜻N芬为姐2.9提7丽t久，注浆虏后葛1残天的锚雹管拉拔迷力焰为耀61.状2K讨N筛为轻6.2秩4t疑3初m啊长的锚娘杆田2浙8汁天的拉扒拔力纷为划6~8堪t滚。臂4狱、污200饱4摔年肤7再月里2捡日，在秀武威方狗向闸YDK疤175芒+37解5~+逝38拔0这段边墙蛇部位准对说φ转3狐2盯的锚管旬进行试耽验，其渠中无4盗m趟深的眼列孔登3梁根埋，升6短m用深的眼吊孔藏3搬根，注沟浆浆液祖配比不滴变忽，停36切h耗后张拉舅，脆4肉m予长的锚虫管张拉茎力届为女81.匹6K拖N序、觉81.源6K旱N衫、雄96.蚀9K烤N奴，平均终拉拔力兄为门86.音7K脸N爬，陕为仍8.8队5班t欣，崇6闻m甜长的锚虹管张拉鞠力政为送96.咸9K棚N稼、产96.烫9K六N若、番102类.2K泼N满，平均轰拉拔力辽为规98.汁6K县N液，币为睛10.节1验t帝。浙通过以籍上试验唇结果并于对比，思得出：幕在施工藏中采尖用圆φ定3发2乞的锚管峡可以达通到设计指要求。模二）、疯水泥浆善液的试眼配与配团比选择呀1鞠、秃200誓4宣年洽7戴月沃5优日，对买浙江金狂华华夏扭注浆材稿料有限兰公司生明产置的订M葱C读型注浆典材料（腿以下简选称超细委水泥）错掺水玻栋璃双液轰浆进行凤试验试誓拌坝试验条枯件：水动玻治璃围S=3肺0B舰e冠’锁，亭W/C鼻=0.脆8鸣，胶凝航时间终为蜡24黄s意，室杏温吉1屈7叶℃拐水棵温甜1赚1淹℃芝，双液区浆拨W/C饱=0.归8毙C袍：耕S=戒1还：思1间试验结服果：扁时间旱4h撞6h瓶8h汗1d品2d书3d头强度值枪（厉MPa零)周1.8钓4.8叛6.3姜8.5编7.0秀12.碑5留超细水累泥掺水库玻璃：峰时间纳1d梢2d巡3d街强度值披（毒MPa之)胃掺股量挠0%本

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