泥巖地質(zhì)隧道大變形施工控制技術(shù)

1、泥巖地質(zhì)隧道大變形施工控制技術(shù)由于泥巖的強度比較低, 而且具有膨脹性 , 遇到水就會軟化 , 所以如果在泥巖地質(zhì)條件下進行地下隧道的工程施工 , 就會容易發(fā)生隧道變形, 例如拱頂下沉、 水平收斂等, 這很容易破壞隧道的初期支護。 具體表現(xiàn)為鋼架扭曲、 初期支護噴射的混凝土表面脫落等。 最后就會導(dǎo)致剛性支護前隧道的性能遭到破壞。 我國 目前在鐵路隧道施工過程中廣泛使用的是CR于口 CD方法，技術(shù)已經(jīng)成熟 , 能夠?qū)鷰r的大變形進行有力的控制 , 保證隧道施工的安全進行。工程概況宜萬鐵路紅瓦屋隧道是礦山法施工的電氣化鐵路隧道, 總長3507m，起止里程是DK90+913 DK94+417，因為要滿

2、足線路多功能的要求 , 在區(qū)間設(shè)置了非絕緣下錨段、 余長電纜腔和變壓器室等,隧道的結(jié)構(gòu)尺寸是（跨度X高度）11.14 X 8.97m,洞頂處最小覆土 厚度是24.0m。地質(zhì)概況宜萬鐵路紅瓦屋隧道位于湖北省宜昌市長陽縣榔坪鎮(zhèn)社坪村境內(nèi) , 是大山山脈到方斗山山脈的北西翼, 項目工程區(qū)屬于構(gòu)造剝蝕 , 地形起伏比較大。 沿線的地層都是三疊系中上統(tǒng), 區(qū)域的構(gòu)造應(yīng)力相對比較集中。隧道圍巖分為四個級別 , 分別是灰和深灰色泥質(zhì)的灰?guī)r夾頁巖, 地下水都是基巖裂隙水, 水量比較大。 隧道的左側(cè)圍巖存有順層軟弱面, 極易發(fā)生滑落、 坍塌 , 對洞身產(chǎn)生側(cè)面擠壓形成變形, 給施工帶來了特別大的困難。隧道變形的

3、主要原因分析不良地質(zhì)引起初期支護變形根據(jù)統(tǒng)計資料顯示, 紅瓦屋隧道變形的地段都是泥巖、粘土、頁巖、塊石土等軟質(zhì)巖, 或者是破碎的灰?guī)r和薄層砂巖等。調(diào)查的結(jié)果表明 : 宜萬鐵路隧道的初期支護變形受到構(gòu)造影響的為 4處, 占總比例19%;受到高地應(yīng)力影響而發(fā)生變形的8處,所占比例是 38.1%; 由于地下水影響發(fā)生變形的是6處, 占總比例的 28.6%;受隱伏巖影響的 3處, 占總比例的14.3%。各個原因發(fā)生的比例都沒有達到50%,所以, 高地應(yīng)力、構(gòu)造、隱伏巖、地下水只是造成隧道的初期支護變形侵限的原因 , 只要在施工過程中給予充分的重視, 嚴格規(guī)范施工操作 , 是可以避免的。設(shè)計原因引起的變

4、形根據(jù)對宜萬鐵路隧道變形情況統(tǒng)計的結(jié)果來看 , 對于個別雙線跨度比較大的軟巖隧道, 因為受到各種因素的影響, 設(shè)計施工的方法是短臺階法, 從現(xiàn)場的施工情況分析, 采取這種短臺階方法進行施工很難避免出現(xiàn)初期的支護變形侵限, 所以 , 針對一些雙線大跨度的軟巖隧道, 應(yīng)該加強對于施工方法或者輔助工法的設(shè)計。施工原因引起的變形本工程中 , 除了對于高地應(yīng)力的認識水平有限之外 , 其它的情況均和施工有關(guān), 主要原因在于施工方法、監(jiān)控測量、初期支護閉合三個方面。所以, 在施工過程中加強對于施工方法的控制、及時加強初期支護閉合、 加強監(jiān)控測量是避免初期支護變形侵限的一個主要手段, 在施工過程中 , 要嚴格

5、要求, 及時檢查 , 一旦發(fā)現(xiàn)問題立即修改。泥巖隧道施工中的注意事項(1)上下臺階之間不能拉的過長,通常情況下,在20mr- 30m 之間最為適宜。開挖施工不能由于人為的因素延長時間 , 要具有時效性。超前支護施工一定要按照設(shè)計的方案進行操作, 每一步都力求到位。(4)初期支護工作在完成5m- 10m之后,為了有效控制隧道的偏壓變形, 要及時對軟巖處進行壁后注漿處理。二次襯砌和仰拱一定要緊跟掌子面, 通常二次襯砌應(yīng)該控制在150m的范圍之內(nèi)，仰拱控制在100m范圍之內(nèi)。5 泥巖地質(zhì)變形控制措施上臺階臨時封閉仰拱法筆者通過對現(xiàn)場圍巖測量的資料進行分析發(fā)現(xiàn): 在開挖下臺階之前 , 上臺階的圍巖情況

6、已經(jīng)基本穩(wěn)定, 拱角的周圍以0.15mm/d 的速度收斂, 拱底也以 0.1 的速率下沉。為了防止由于下臺階的開挖而導(dǎo)致上層臺階的變形, 在施工的過程中可以采用臨時封閉仰拱的方法。上臺階臨時封閉仰拱法工藝流程。用弱爆破的方式開挖上臺階, 在上臺階附近做臨時支護以及初期支護的施工，初噴4cm厚的混凝土，然后鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，在上臺階的初期支護上安裝鎖腳錨桿和拱架, 在鉆設(shè)徑向錨桿之后再按照設(shè)計要求再次噴混凝土。監(jiān)測上臺階圍巖的情況。安裝臨時的仰拱鋼架。用弱爆破的方式開挖下臺階, 在下臺階附近做臨時支護以及初期支護的施工，初噴4cm厚的混凝土，然后鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，在下臺階的初期支護上安裝鎖腳錨桿和拱架, 在

7、鉆設(shè)徑向錨桿之后再按照設(shè)計要求再次噴混凝土。(5)在下臺階開挖10m之后，開挖第三個臺階，下臺階噴混凝土。分析上臺階的監(jiān)控測量結(jié)果, 等初期支護收斂之后把仰拱鋼架拆除, 做下臺階仰拱施工。5.2 上臺階扇形臨時支撐在開挖下臺階之前 , 上臺階圍巖還不能保持穩(wěn)定狀態(tài), 拱腳周邊的水平收斂速度是0.6mm/d, 拱頂沉降速率是0.3 。 在下臺階開挖的過程中 , 為了盡量減緩上臺階的變形, 施工的時候可以使用臨時的扇形支撐, 也就是把環(huán)向鋼架補加在已經(jīng)施工完成的初期支護鋼架的里面, 以增強初期支護的強度和剛度, 進而達到抗力要求。上臺階扇形臨時支撐法的施工流程。用弱爆破的方式開挖上臺階, 在上臺階

8、附近做臨時支護 以及初期支護的施工，初噴4cm厚的混凝土，然后鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，在上臺階的初期支護上安裝鎖腳錨桿和拱架, 在鉆設(shè)徑向錨桿之后再按照設(shè)計要求再次噴混凝土。監(jiān)測上臺階圍巖的情況。安裝臨時的仰拱鋼架, 加設(shè)扇形支撐。用弱爆破的方式開挖下臺階, 在下臺階附近噴厚度為 4cm的混凝土 , 然后鋪設(shè)鋼筋網(wǎng) , 把鋼架接長, 加鎖腳錨桿, 在鉆設(shè)徑向錨桿之后再按照設(shè)計要求再次噴混凝土。(5)在下臺階開挖10m之后，開挖第三個臺階，下臺階噴混凝土。(6) 分析上臺階的監(jiān)控測量結(jié)果, 等初期支護收斂之后把仰拱鋼架拆除, 做下臺階仰拱施工。5.3 二次襯砌在仰拱施工結(jié)束之后 , 如果隧道支護與圍巖的變形仍然在繼續(xù)的話 , 就可以采用二次襯砌的方法來加強支護的抗力能力。通過分析圍巖的測量結(jié)果可以看出 , 如果初期的支護變形一直在繼續(xù) , 變形的速率也沒有明顯的下降趨勢的話, 就應(yīng)該盡快進行二次襯砌。通常襯砌采用鋼模臺車整體式的施工方法 , 這種方法施工工藝以及方法都比較簡單, 為了達到安全穩(wěn)定的效果, 可以適當(dāng)增加襯砌的厚度及配筋率。6 結(jié)語根據(jù)實際經(jīng)驗說明 , 上臺階臨時封閉仰拱法和上臺階扇形臨時支撐法工序簡單, 操作方便 , 進度也比較快, 但是如果其剛性結(jié)構(gòu)支護抗力