隧道構(gòu)造裂隙及其影響帶的治理

1、隧道構(gòu)造裂隙及其影響帶的治理 簡(jiǎn)介：介紹了大茅隧道構(gòu)造裂隙及其影響帶的治理方案及施工技術(shù)，為今后隧道裂隙的治理提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。 關(guān)鍵字：構(gòu)造裂隙,治理方法,施工技術(shù)引言 大茅隧道位于海南省三亞市境內(nèi)，分左、右線兩條隧道。隧址區(qū)位于陵水19所緯向深斷裂南側(cè)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為：印支期以酸性巖侵入活動(dòng)為主、燕山期以強(qiáng)斷裂作用及酸性巖侵入為主，斷裂和侵入巖脈十分發(fā)育。通過(guò)對(duì)左線隧道ZK296+530上半斷面揭露的圍巖地質(zhì)分析，該段地質(zhì)狀況較為復(fù)雜，用KDI-3型礦井地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)，發(fā)現(xiàn)開(kāi)挖面向前18.5m范圍內(nèi)有兩條大的構(gòu)造裂隙，裂隙走向?yàn)?4，與隧道軸線夾角48，裂隙處涌水量達(dá)130L/min.

2、主要原因是由于侵入體古老，又受歷次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，巖體破碎，地層中松散殘留堆積物與巖體雜亂分布，形成多條斷層破碎帶，斷層中分布的上層滯水和潛水匯集形成了較大的涌水量。雖然山體巖石以花崗巖為主，但巖石中還含有較多的長(zhǎng)石，長(zhǎng)石因位于富水帶，多數(shù)已風(fēng)化成高嶺土，吸水性強(qiáng)，含附水飽和，并夾裂隙水和泥沙，一經(jīng)擾動(dòng)極易液化，呈泥漿狀涌出。裂隙的存在使圍巖完全喪失自穩(wěn)性和承載力，同時(shí)有產(chǎn)生動(dòng)壓的可能，因而裂隙的治理成為工程施工的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。1裂隙極其影響帶的治理方法裂隙的治理應(yīng)該以保證安全為前提，以經(jīng)濟(jì)合理和方案可行為基礎(chǔ)?？偟闹卫碓瓌t是：阻止流沙涌出、先穩(wěn)、預(yù)支，再進(jìn)行初期支護(hù)。首先，對(duì)已暴露出的裂

3、隙，要采取措施阻止向外涌流沙，防止裂隙空腔進(jìn)一步擴(kuò)展；對(duì)工程施工中的開(kāi)挖面應(yīng)及時(shí)噴射混凝土進(jìn)行封閉，打設(shè)注漿導(dǎo)管，并注漿加固圍巖；然后，采用工字鋼拱架、噴錨網(wǎng)作為初期支護(hù)體系，經(jīng)檢測(cè)巖體開(kāi)挖面穩(wěn)固后，再進(jìn)行噴射混凝土施工。2治理方案的確定對(duì)于這種自穩(wěn)性極差的圍巖，首先考慮的是對(duì)圍巖進(jìn)行注漿加固，以增強(qiáng)其穩(wěn)定性，然后考慮加強(qiáng)初期支護(hù)。2.1封閉開(kāi)挖面，泵送混凝土回填裂隙在已暴露的裂隙口，預(yù)埋155mm3m的混凝土輸送管（輸送管口盡量靠近已塌空的裂隙頂部）和3根100mm的軟式彈簧透水管，然后噴射200mm厚的C20混凝土封閉開(kāi)挖面。待以上工作完成后，使用混凝土輸送泵對(duì)裂隙內(nèi)泵送C20混凝土。為增

4、加混凝土的流動(dòng)性，混凝土骨料粒徑宜控制在50150mm.2.2超前注漿小導(dǎo)管根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，本著經(jīng)濟(jì)合理的原則，每循環(huán)打設(shè)兩排小導(dǎo)管。小導(dǎo)管采用42mm的無(wú)縫鋼管，鋼管長(zhǎng)5m，間距0.4m.第一排沿開(kāi)挖輪廓以25外插角打入。第二排在第一排間隙處打入，外插角3045。第一排導(dǎo)管起止水阻漿的作用，第二排導(dǎo)管的作用是注漿固結(jié)開(kāi)挖輪廓以上的圍巖，使開(kāi)挖輪廓3m范圍內(nèi)形成承載拱。2.3漿液制備因開(kāi)挖面涌水量大，而且裂隙內(nèi)含泥沙，因此，必須采用能止住水且凝固快的水泥-水玻璃雙液漿，其配制方法見(jiàn)表1.表1水泥-水玻璃雙液漿的配合比品名理論配合比用量/（kg/m3）注漿壓力/MPa425水泥15000.52

5、水玻璃溶液0.6300水15002.4開(kāi)挖方法為防止掌子面坍塌，采用臺(tái)階分步法開(kāi)挖，即留核心土，先開(kāi)挖上弧導(dǎo)?；?dǎo)高度1.51.7m，每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺0.5m.開(kāi)挖完畢，即噴射混凝土封閉開(kāi)挖面，進(jìn)行立拱架、噴錨網(wǎng)施工。下半斷面的施工支護(hù)方法是先在上半斷面初期支護(hù)拱腳處打設(shè)雙排注漿小導(dǎo)管（導(dǎo)管長(zhǎng)4m，間距0.5m，呈梅花形布置），然后注漿。24h后，進(jìn)行半邊開(kāi)挖，開(kāi)挖進(jìn)尺0.5m，并及時(shí)進(jìn)行拱架和噴錨網(wǎng)支護(hù)。2.5鋼拱架及噴錨網(wǎng)支護(hù)鋼拱架由I20b工字鋼加工而成。上半斷面有4個(gè)單元，單元與單元之間采用20mm厚的A3鋼板作聯(lián)接板并用高強(qiáng)螺栓連接。鋼拱架與鋼拱架之間的間距為0.5m，采用22mm螺紋

6、鋼連接，連接筋間距0.5m.拱架內(nèi)、外輪廓焊接8mm圓鋼組成的雙層鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距0.2m0.2m.鋼筋網(wǎng)與鋼拱架焊接牢固后，沿徑向打設(shè)間距0.5m1m、長(zhǎng)3.5m的錨桿，端部焊接在鋼拱架上。待鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、系統(tǒng)錨桿施工完畢，即可進(jìn)行噴射混凝土施工。3施工工藝3.1小導(dǎo)管施工工藝選用節(jié)長(zhǎng)5m或4m的鋼管，加工成鋼花管（即在管壁四周以250mm間距鉆10mm的注漿孔，端部留1m不鉆），鋼管頭加工成尖錐形，采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔和頂管，鉆進(jìn)過(guò)程中，掌握好鋼管的偏斜度，注漿時(shí)以自下而上順序注漿。3.2注漿施工工藝注漿前先對(duì)開(kāi)挖面作止?jié){墻，厚度50mm，注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿，水、水泥、水玻璃體

7、積比為1：1：0.5，采用BW-250/50型注漿泵進(jìn)行注漿。注漿時(shí)，如發(fā)生漿液從其它孔流出的現(xiàn)象，則應(yīng)在串漿孔口處安裝止?jié){塞，待該管注漿時(shí)再拔下止?jié){塞，并以高壓風(fēng)和高壓水清洗管內(nèi)雜物，然后再注漿，直至全部終孔。3.3安裝工字鋼架首先，在洞外按設(shè)計(jì)尺寸將工字鋼架加工成型，試拼后，分片運(yùn)往洞內(nèi)。在施工作業(yè)平臺(tái)上，對(duì)拱架進(jìn)行安裝架設(shè)，焊接聯(lián)接。安裝前應(yīng)先檢查開(kāi)挖斷面有無(wú)侵限部分，在對(duì)侵限部位處理后進(jìn)行測(cè)量放樣，確定拱架、拱腳位置及拱頂標(biāo)高。4注意事項(xiàng)4.1必須建立監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)檢測(cè)、分析和處理量測(cè)數(shù)據(jù)。在初期支護(hù)施工的同時(shí)，每隔5m埋入錨固件，采用圍巖收斂?jī)x進(jìn)行周邊位移收斂量測(cè)，拱頂采用精密水平儀懸掛鋼尺觀測(cè)拱頂下沉量。量測(cè)后經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，將位移隨時(shí)間變化的時(shí)態(tài)曲線進(jìn)行回歸分析處理，監(jiān)視時(shí)態(tài)曲線的變化規(guī)律。如果發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)對(duì)已開(kāi)挖的下斷面進(jìn)行二次襯砌施工，若下半斷面尚未完成，則應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)。4.2在架設(shè)工字鋼拱架過(guò)程中，如果工字鋼不能緊靠初噴混凝土面，背后超挖部分應(yīng)使用C20噴射混凝土回填密實(shí)。4.3在下半斷面開(kāi)挖中，嚴(yán)禁采用先拉中槽、后挖馬口的施工方法。采用半邊開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行噴射混凝土封閉。4.4下半斷面開(kāi)挖支護(hù)完畢，應(yīng)及時(shí)施作仰拱，盡早封閉成環(huán)，防止由隧底涌沙冒水。5結(jié)語(yǔ)在大茅隧道左線施工中，由于采用了超前注漿導(dǎo)管預(yù)注漿的輔助施