烏鞘嶺地道千枚巖地段快速施工技術

xx隧道千枚巖地段快速施工技術1.工程概況1）地理位置及設計概況．xx隧道位于既有蘭新線蘭武段打柴溝車站和龍溝車站之間,設計為兩座單線隧道，隧道長20050m，隧道出口段線路位于半徑為1200m的曲線上，右、左緩和曲線伸入隧道分別為68.84m及127.29m，隧道其余地段均位于直線上，線間距40m，兩隧道線路縱坡相同，主要為11‰的單面下坡,右線隧道較左線隧道高0.56～0.73m，洞身最大埋深1100m左右。隧道左、右線均采用鉆爆法施工，右線隧道先期開通。隧道輔助坑道共計15座，其中斜井13座，豎井1座，橫洞1座。xx隧道地層巖性復雜,沉積巖、火成巖、變質巖三大巖類均有,且以沉積巖為主，其分布主要受區(qū)域斷裂構造控制。區(qū)內出露地層主要有第四系、第三系、白堊系及三疊系沉積巖、志留系、奧陶系變質巖，并伴有加里東晚期閃長巖侵入體。隧道橫穿祁連褶皺系的北祁連伏地褶皺帶和走廊過渡帶兩個次級構造單元,褶皺及斷裂構造發(fā)育。主要不良地質為有害氣體，濕陷性黃土和膨脹巖。隧道預計最大涌水量為9621.81ｍ3/ｄ，施工中可能發(fā)生圍巖失穩(wěn)，突然涌水涌泥、巖爆、熱害、含煤層有害氣體等地質災害情況。xx隧道九號斜井工程井口位于天祝縣垛什鄉(xiāng)龍溝村石頭溝組，距312國道約12公里，洞口海拔高度2802米，常年氣候寒冷、干燥，冬季及夏季多雨雪，最高峰終年積雪，雨雪天氣約占40%，春季多風沙，最大陣風達到12級，HYPERLINK"/lishi/"歷史記錄最低氣溫為零下30度。9號斜井井口標高2804.20米，井底標高2525.23米，高差278.97米，綜合坡度11.9%，扣除會車道的HYPERLINK"/"影響，坡度達到13.5%，為盡量減少F7斷層的影響，并便于在正洞開設兩個工作面，經設計院勘查，斜井在1000米處轉向，轉向后斜井長達2429米，是xx隧道無軌運輸輔助導坑中坡度最大的斜井。九號斜井所承擔的區(qū)段是控制工期的重點。2.千枚巖圍巖的施工特點1）地質情況志留系板巖、千枚巖，以千枚巖為主，局部夾有石英脈，板巖薄層狀，層理不明顯，節(jié)理、裂隙發(fā)育，呈薄層狀角礫結構，產狀不穩(wěn)定，圍巖破碎，局部結構面充填泥質物，面光滑、穩(wěn)定性較差；千枚巖擠壓揉皺，松軟破碎，其中石英脈多呈酥碎砂狀，以散體結構為主。開挖后呈碎石、角礫狀，掌子面無明顯滲水，但開挖后有少量滲漏水、滴狀及面狀洇濕，量小，拱部有掉塊、坍塌現象。圍巖整體穩(wěn)定性較差。為V級圍巖。本隧道內出露的千枚巖為黑色至深灰色，千枚狀構造，顯微鱗片變晶結構，含水量大時呈團塊狀，含水量少時為鱗片狀，片理極其發(fā)育，層厚0.01~2mm，巖體破碎，片理面手感光滑，有絲絹光澤。千枚巖屬副變質巖，主要由沉積巖中的頁巖經區(qū)域變質作用形成，主要礦物成分是絹云母、石英、綠泥石等，基本已全部重結晶，軟弱礦物成分較多，因而千枚巖硬度小，單軸抗壓強度小于1MPa，膨脹率13%，易風化。擠壓緊密的炭質千枚巖層具有弱透水性，是相對隔水層。2）地下水的影響地下水在隧道施工中，對圍巖的穩(wěn)定性起著很大的作用，特別是在軟弱的千枚巖區(qū)，更是起著控制作用。當洞身開挖以千枚巖為主時，開始時無地下水，但不久即出現滴水，甚至股水。究其原因，可能是因為洞身的千枚巖層上部實為板巖層（由于受開挖斷面制約，開挖時未揭露出板巖層）。當含有層狀板巖時，在構造應力作用下，巖性較硬的板巖中會產生不同方位的貫通裂隙，這樣就為地下水的流動提供了通道。一般來說，圍巖洞身為千枚巖時，當千枚巖厚度達到一定程度，洞身就不會出現地下水。在開挖時圍巖產生應力重分布，發(fā)生變形，形成一定的松動區(qū)與塑性區(qū)。當塑性區(qū)的范圍還未接近板巖區(qū)時，而這個范圍不至于使板巖中的地下水由于滲透壓力而進入塑性區(qū)時，這時洞身也不會出現地下水；當初期支護不及時或初期支護強度不足以抵抗千枚巖的變形時，塑性區(qū)的范圍可能更大，當超過這一范圍時，地下水進入塑性區(qū)，而千枚巖遇水即軟化、泥化，使塑性區(qū)條件惡化，從而使塑性區(qū)加大，這又使地下水進一步發(fā)育。塑性區(qū)的加大與地下水的發(fā)育互相促進，互相作用，使圍巖穩(wěn)定性不斷變差，變形不斷HYPERLINK"/fazhan/"發(fā)展，產生各種病害。這一點體現在千枚巖層中地下水的延遲性（即塑性區(qū)在地下水作用下逐漸加大的過程）。xx隧道千枚巖區(qū)施工難度較大，主要受變質巖的特征、地質構造、千枚巖的特性和地下水所決定。3）隧道開挖千枚巖與板巖互層區(qū)，軟硬巖相間，爆破藥量難以控制，一般來說，造成軟巖部分超挖、硬巖部分欠挖，導致開挖成型差。這使圍巖不同部位的應力釋放產生差異，不利于應力重分布，因而產生不同程度的掉塊或局部坍塌。而在全千枚巖區(qū)，巖體相當破碎，呈團塊狀、片狀、鱗片狀。開挖時易于鉆進，但易塌孔。千枚遇水后軟化似彈簧土，泥化呈淤泥狀。初期支護施作以后，圍巖變形大，且長期不收斂，局部地段4~5個月不趨于穩(wěn)定；開挖時無地下水，后期地下水增大。這些病害都危及到隧道施工安全與結構質量。3、進行行之有效的各種技術參數的試驗一）、錨桿施工1、打眼通過施工現場記錄用50mm的鉆頭打1根3m長的眼孔需要12分鐘，同樣的鉆頭4m的眼孔用時16分鐘，而6m的眼孔則需用時30~40分鐘，φ42的鋼管3m和4m深的眼孔進管時間需用1~2分鐘，而6m的鋼管進管時間則需用2~3分鐘，同時6m深的眼孔會有部分鋼管不能完全進到圍巖里，外露部分長約40~60cm，比例為10%。骨2斃、注漿糟注漿用揪的材料憑為甘肅曬永登水撿泥廠生炕產的祁奸連山牌嗽普通硅仁酸鹽水都泥座P·0尿32.補5瞎R株水泥凈眼漿，水塘灰敏比呈W/統(tǒng)C悔為董0.6正3郊、張拉作3炒m就長帽的輔φ貸4伶2確錨管注笨漿前的坑錨桿拉伏拔力車為觀10.窩2K購N可，疾為劇1.0珠4憐t忍，注好雹漿后的俯拉拔力為為脈1.0寬4往t再，注漿尾后練1介天的錨尼管拉拔涌力粱為拘51K張N尤為蔽5.2宣t僻4柿m井長捐的蘋φ復4目2依錨管注聯漿前的告錨桿拉缺拔力抓為芽12.啦2K墨N錘，霧為獄1.2笨4脾t飄，注好爹漿的錨襲桿拉拔響力熄為蹤12.系8K零N信為避1.3排1溜t密，注漿語后正1淋天的錨懲管拉拔悲力蓋為劣51K原N守為癥5.2文t道6慘m昌長交的芒φ簽4破2法錨管注溜漿前的昌錨桿拉杰拔力案為堅28.咸6K羅N途，辜為殖2.9掃2麥t姐，注好牢漿的錨洲桿拉拔揀力呼為棍29.漫1K蜻N芬為姐2.9提7麗t久，注漿虜后葛1殘?zhí)斓腻^雹管拉拔迷力焰為耀61.狀2K討N篩為輕6.2秩4t疑3初m啊長的錨娘桿田2浙8汁天的拉扒拔力紛為劃6~8堪t滾。臂4獄、污200飽4摔年膚7再月里2撿日，在秀武威方狗向閘YDK疤175芒+37解5~+逝38拔0這段邊墻蛇部位準對說φ轉3狐2盯的錨管旬進行試耽驗，其渠中無4盜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，注溝漿漿液祖配比不滴變忽，停36切h耗后張拉舅，脆4肉m予長的錨蟲管張拉莖力屆為女81.匹6K拖N序、覺81.源6K旱N衫、雄96.蝕9K烤N奴，平均終拉拔力兄為門86.音7K臉N爬，陜?yōu)槿?.8隊5班t欣，崇6聞m甜長的錨虹管張拉鞠力政為送96.咸9K棚N稼、產96.燙9K六N若、番102類.2K潑N滿，平均轟拉拔力遼為規(guī)98.汁6K縣N液，幣為睛10.節(jié)1驗t帝。浙通過以籍上試驗唇結果并于對比，思得出：幕在施工藏中采尖用圓φ定3發(fā)2乞的錨管峽可以達通到設計指要求。模二）、瘋水泥漿善液的試眼配與配團比選擇呀1鞠、禿200誓4宣年洽7戴月沃5優(yōu)日，對買浙江金狂華華夏扭注漿材稿料有限蘭公司生明產置的訂M蔥C讀型注漿典材料（腿以下簡選稱超細委水泥）錯摻水玻棟璃雙液轟漿進行鳳試驗試誓拌壩試驗條枯件：水動玻治璃圍S=3肺0B艦e冠’鎖，亭W/C鼻=0.脆8鳴，膠凝航時間終為蠟24黃s意，室杏溫吉1屈7葉℃拐水棵溫甜1賺1淹℃芝，雙液區(qū)漿撥W/C飽=0.歸8斃C袍：耕S=戒1還：思1間試驗結服果：扁時間旱4h撞6h瓶8h汗1d品2d書3d頭強度值槍（厲MPa零)周1.8釣4.8叛6.3姜8.5編7.0秀12.碑5留超細水累泥摻水庫玻璃：峰時間納1d梢2d巡3d街強度值披（毒MPa之)胃摻股量撓0%本

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