浅谈软弱围岩隧道施工技术

 

浅谈软弱围岩隧道施工技术

【摘要】软弱围岩隧道施工以控制隧道开挖后的围岩松弛和变形为重点,本文以某软弱围岩隧道施工为例,探讨了其采取的超前支护、初期支护与二次衬砌技术。

【关键词】软弱围岩;隧道;施工技术

一、工程概况

某隧道为单向公路隧道。隧道地层主要以石英云母片岩夹炭质片岩为主,具有薄层状夹中厚层,节理裂隙较发育,片理面光滑,岩质软,层间结合差,易剥落掉块,局部夹有破碎夹层等状态。在实际开挖施工过程中隧道地质情况多变,围岩破碎,以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主,多为碳质片岩,松散、破碎、且左右侧岩质不均,遇水成泥,易塌方,岩体扭曲、揉皱现象明显,节理发育,岩体节理面光滑亮泽,往往夹杂有石英岩脉侵入体,并伴有地下水渗流,结构面之间结合差,易分离剥落。隧道围岩大变形破坏都发生在炭质片岩地段,该段隧道最大埋深850m,隧道宽12.56m,高8.48m。

二、施工方法的确定

为解决该软弱围岩炭质片岩段的施工难题,确保工程质量、工期和施工安全,经多次论证,最后采用三台阶七步平行流水作业开挖法施工。在碳质片岩破碎、围岩自稳能力弱的地段,先采用超前小导管预注浆固结、止水等辅助措施,上部弧形导坑法短开挖施作拱部初期支护,再左右错位开挖及施作边墙初期支护,仰拱紧跟下台阶及时施作,尽早闭合成环形成支护体系受力。

在拱部1200范围内采用小导管超前支护并预注浆加固地层。具体参数为:小导管采用无缝钢管直径ф=32mm,厚度?=3.25mm,长L=2.5m(每循环开挖进尺为:0.5m,导管长度为循环进尺的2倍,搭接长度≥1m,综合考虑后确定导管长度为2.5m)水平仰角≤100,环向间距30cm,纵向搭接长度1m。

初期支护由喷射混凝土、锚杆(管)、钢筋网和钢架等组成,各部分联合受力。初期支护为Ⅰ25工字钢,2榀/m,喷射砼32cm,其中中台阶设型钢混凝土临时仰拱,采用中、下台阶栈桥连接出碴施工方法。超前小导管每架设两榀钢架施作一次,长度3.5m,间距20cm,外插角不大于10°,小导管尾部与钢拱架牢固焊接,注浆饱满。钢架架立时要与岩面密贴,钢架连接处设不少于4根锁脚锚杆,钢架脚底架立在牢固的基础上。系统锚杆采用φ22的砂浆锚杆。中台阶落底时左右两侧错开0.5m,左侧落底后拆除一榀临时仰拱,施作右侧。初期支护及临时仰拱在开挖后及时施作,尽快封闭成环。上台阶人工翻碴,中、下台阶挖掘机配合自卸车出碴。二衬紧跟仰拱施工。施工中根据施工监测情况,增大预留变形量,左右两边预留变形量50cm,拱顶根据实际情况预留30~50cm不等;严格控制爆破打眼深度和装药量,采取松动爆破技术,严禁抛掷爆破,减少对围岩

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