穿越岩溶不良地段隧道施工工法

第7页共7页穿越岩溶不良地段隧道施工工法探讨摘要：说明综合超前地质预报及超前探测，探明岩溶不良地段的范围、岩性的必要性，重点介绍隧道穿越岩溶不良地质段的施工工法及原则，对隧道通过岩溶段的施工方案及措施进行探讨。关键词：隧道岩溶不良地质超前探测施工工法。三峡翻坝高速公路鸡公岭隧道全长4500米，地处鄂西山地向江汉平原过渡地段，隧道洞身穿越的石龙洞组白云岩，为区域性强岩溶层。地下水排泄标高460m～475m，高于隧道洞身约155m以上，隧道处于压力饱水带，洞身及洞顶围岩处于寒武系石牌组天河板泥质条带灰岩中，多崩塌与岩堆、岩溶，地质条件异常复杂，属特长高风险岩溶隧道，为了应对复杂多变的地质。对该隧道实行“动态设计，动态施工”即采用综合超前地质预报和超前多方位探孔探明前方地质情况进行设计，确定相应的施工方案，及时指导施工。综合超前地质预报针对该隧道所处地域复杂的地质及水文条件，采用多种超前探测手段进行综合超前预报，各种方法相互印证，尽可能准确地探明掌子面前方的真实情况，做到提前应对，减少施工方案的盲目性，防止事故发生，并及时指导施工。综合超前地质预报的实施要点及方法：1.1长距离预报与短距离预报相结合利用地震波反射法（TSP203、TRT）、红外线探水、地质雷达等方法对施工掌子面前方30～100m范围内的岩体进行长距离探测，重点在于断层、构造破碎带、软岩及发育位置、规模及前方岩体饱水情况。根据探测资料分析预报。以掌子面揭示围岩水文地质相似比拟法，作为近距离推测预报，来推测前方近距离的岩体、岩溶的发育情况和岩性。1.2洞内探测和洞外观察相结合对于可能存在重大不良地质问题地段，在洞内探测的同时，应在地表进行相应地质调查和观测。1.3物探和钻探相结合物探提供异常范围，使得钻探具有针对性；另一方面，钻探可以验证物探异常，通过对比分析有助于提高物探解译水平，更好的指导施工。超前探孔一般采用钻孔台车钻孔，探孔直径采用Φ76mm钻机取芯，对于岩溶及地下水强烈发育地段全断面布设5个探孔（如下图所示），探孔深20m～30m左右，其中1#、2#、3#、4#孔钻孔外插角为10°～25°，以探明隧道轮廓线外围的岩溶发育情况，每次开挖保留不小于5m厚的止浆岩盘，开始下一次探孔，超前探孔可以获得地层岩性、节理裂隙等特性，结论直观可靠，但成本较高、施工干扰大，建议采用小孔径钻进取芯，以降低超前预报费用。傍2像.成隧道穿越岩溶揭不良地段施工减2.穗1支地减穿越岩溶不良坟地质段的施工啄原则叠根据实践制定巾岩溶不良地段衰施工原则桥：誓“瞎以堵为主、限蛙量排放、排堵绕结合、综合治浇理骤”痕。具体工法：效先封闭岩体在循采用超前长管伤棚、超前小导闲管，正面长、锻短孔结合压浆确堵塞渗水通道固，甘在隧道开挖轮诞廓线外形成预植支护帷幕，粪结合管道排水壁，绝大部分地截下水尽可能封阶堵在围岩扛以外，少量水加由隧道排放；束短进尺，分多井台阶遣留核心土开挖栏，及时支护；误采用径向小导苦管注浆，固结段岩体，封闭水星路，使隧道外应围形成止水承剃压套拱。属施工中加强监递测，配足各项瘦应急设施，防讨止事故发生。驳2.2术该隧道所遇岩盯溶不良地段描偷述斤该隧道施工至殊某里程时久，历TS逆P倍超前探测显示仙掌子面前方出50m特范围内：围岩侦纵波速度变化播较大，时高时疫低，在穴2售.捞2辅～丑3前.2km月/魔s庆之间来回波动书，经物探地质蜘分默析，确定为低冻阻异常区，采秘用戒Φ伏76mm玻超前钻孔取芯砖探明，距掌子欧面前方临9.6m筛岩体为菜松散堆积体能，玩呈胶结状，岩嚼体破碎贿，认自稳能力较差宏，酬岩腔内水压为掘小型突水，施槽工中休很可能发生突爪泥扯或坍塌现象，活隧道洞身整体包从岩溶层中穿殊越桂40m碎左右，伶施工难度大。炉2.3榴窗穿越估岩溶不良地段费施工工法解奏a曲、封闭岩体粒对探测结果进颂行认真分析后刃，取停止掌子面的膝施工，困紧贴掌子面叹采栗用去C2拦0搏砼施作止浆墙融，阀止浆墙厚证2m样，踏全断面施作，淡对裸露岩体进诉行封闭诵，洁止浆墙沿隧道吴轮廓线埋设碰Φ狮127像长管棚预留孔更，古止奖墙兼做长漫管棚施作导向弊架。娇b浮、插打长管棚敌，注浆预支护进止水惹长管棚请采裹用响Φ吹108×趁6mm仗无缝钢管，抚每循环施作屡1鸽2再米温，料搭接长度为铜2m闹；管壁设置直芝径秩1cm清排浆孔，间距新50cm愿梅花状布置；中长管棚施作外耳插角矮为雹20障°穴，萌隧道起拱线开温始环向布设，阿环向间距为知50cm艇。长管棚施作孩完毕后，采缩用拣M30膝水膛泥禾-登水玻璃双浆液移通过长管棚哗对不良岩体嚷进行欣超前高压预注块浆蚊（注浆参数见盘后探讨）邪，使岩体遣在隧道开挖轮桂廓线外汗形成善预支护止水拱有圈。c、开挖支护扮拆除止水墙，养采冬用燕Φ男45床长齐4.及5雷米深的超前注浆小丈导管亩超前补注浆晃辅助跨施工，短进尺御、公分台阶唤、留核心土絮开挖。开挖后千及时采悲用吧I18吓工字钢支护初非喷，开挖一榀投支护一榀；同演时采弦用摇C2赚0渠喷射砼及时封斥闭掌子面，若闻有裂隙水采用匆埋设排水管集肃中排放。司为初支受力后陵不岗下沉艳同时封堵不良稼岩体，每开挖求一个循环，均醒采逗用归C1码5外砼偷施作临时仰拱鼓，临时仰拱厚极度为援1m酱，采肾用姜Φ趁42康小导管下插对半其底部注浆，调确保临时仰拱腥的稳定性。呆d病、径向注浆形排成抗压止水套垒拱貌每施工一榀初装支，沿工字钢吉径向布额设冰Φ恐42×渔3.5mm麻径向注浆小导却管，长度为惹4.5m仔，环向间距为光50cm狮，呈梅花型布践置，并及时对驻小导管亭采用双浆液昂注浆肥（注浆参数见膛后探讨）践，使隧道开挖童轮廓线外形阴成惭3俗～模3鹅.5m歌厚的止水抗压慰套拱，以确保特隧道施工安全驶。魂根据长管棚长持度，每朵10m唤为一个循环，委每循环施作前讯均设置止浆墙械，待上命导坑掘进一定关距离后，按每谊榀初支的间距籍拆除临时仰拱剑，再根据隧道帖原有设计图，悲施工永久仰拱墨。详加强隧道已开们挖初支段的监档控量测工作，积计算最佳时机蓄及时施作二次环衬砌。恰岩溶不良地质公段施工立面图寿岩溶不良地质背段施工止水抗祖压套拱声3蛾注浆工艺探讨其根据地质条件浙及围岩特性，萌注浆的目的不靠同，注浆材料蛋一般分为两类抬：第一类为注恶水泥浆，其主胖要作用是增强很钢管的钢度。降第二类为水泥平浆和水停泥械—欠水玻璃双浆液放等化学浆液，轧其主要作用为亚：定a伍)倘浆液通过超前拿压注到岩体裂骆隙中，经过物熟理化学作用，匠即能将破碎岩馋体在短时间内捎胶结成粉整体胆，起到超前预鹿支护的作用，恰为隧道的昌开挖施工安全拢提供保障，和位增强围岩的整帜体稳定退性贺;b敬)索浆液填充棋岩您(富土档)帅体的空污隙惠,轿凝结固化基后而,龟阻隔了地下水蜘向坑道的渗往入撞,皱起到了堵水防画水作用。杏该隧道在穿越青岩溶不良地质挣时采用了超前碰预注浆和径向答小导管套拱注拢浆，其目的均僚是花将少破碎岩体在短馒时间内胶结成吴整体穿，剥增强围岩的整侮体稳定性乓，晨阻隔了地下水栏向坑道的渗图入络,坑起到了堵水防踪水作用；所以亮施工中均采用坊水浙泥博—母水玻璃双浆液卸进行施作，现斑将忙水窜泥夏—现水玻璃双浆液业施工工艺进行禁重点讨论。泛3.馋1谢宫双液浆的配置搭及特性将双液浆的特性玉主要反映在浆贵液黏度、颗粒狭度和凝胶时间瑞长沟短仁,捎浆液配合比应泉由现场试验确催定奉;矿浆液可采用水妹灰比为眠0.7宪∶释1诵～鸽1.愈5萄∶侨1鞋,陷水泥浆与水玻倚璃的体积比一键般叫在深1济∶锦0.3臭～肠1沃∶绩0.7歉,我在此范围内随慧着水玻璃用量册减廉少颠,肌其凝固时间缩坡短。也可加入摸食盐、三乙醇氏胺速凝剂等缩描短凝结时间。呢当水泥浆与水睁玻璃的体积比君在抛1勿∶犹0.4鱼～跑1鼻∶哗0.向6插范围口时哲,炒浆液使石体抗番压强度最高。柿我们实际在工垂程中采用的双居液浆昼为盏1娘∶凶1彩水灰比的水泥奥浆破和丛35°B漫e闻的水玻傲璃危,觉前者与后者的偿体积比描为军1灶∶嫁0.约5滩。水玻璃的比陈重理论推算朵为惰145/(1箱45-35)锄=1.318宴t/m3,右1染∶许1道水泥浆的实际秋试验比重螺为俗1.512狗t/m3超,呼该双液浆初凝险时间为辫6约min承,醋终凝时间为热9络0mi席n躲。总3.资2得克注浆压力底注浆压力是促唉使浆液在荐岩磨(尸土叉)叶层裂隙中流动烘扩散的一种动早力祥,妙必须有足够的得注浆压力来克蓄服宾岩妈(自土唤)与内天然水头压炉力和地层裂隙丛阻闹力锡,载才能使浆液充帝分扩散填址充扬,不达到加固堵水组的作用。因朝此孙,串在浆液的黏稠燕度固定的情况吓下驼,造注浆压力直接毕与例岩束(柱土竿)纷层的裂隙宽度吉和粗糙度、裂贪隙发育程度、蹄裂隙水头压力房有关。压力过胖高亦会劈裂浸岩单(饮土态)男体闲,准因此注浆压力贵一般饥宜口控制混在释0.5MP找a哑～饼1.0MP忽a博。英3.3谁注浆量计算凉导管注浆单管你浆液扩散半径泻一般为妹0.5m其～汪1.0m畅。实际施工中党因钻孔偏差或孩钻眼内的地质薄原率因绸,痕注浆液窜浆或哪跑浆经常出摩现丙,两每个注浆管内尼的注浆量很不山均肯匀压,凤因此理论单眼框注浆量尚不能袜作为单孔注浆弦的一个控制指都标横,慢应以整排导管戒的理论推算总皱量作为控制指故标。故按整排仪导管上下各折0.5m停～待1沫.0煎m评范围的岩土体洁内均已注浆填佩充考强虑蚕,乌用日下列公式估算被注浆总量。贯Q霸总茫=亏(缠π乎×按θ扇/360)×盯[(R+t)欧2-(R-t骆)2]膊×概η貌×L,造式申中哈:贤南Q繁总马—项—鲁注浆巴总该量牧,m3复；泼θ—拐—利拱部嚼导管布设范围园相对于圆心的诸角度档；腾R既——且导管位置相对钟于圆心的半径纤；槐t伙—险—疯浆液扩散半商径搬,离0.5m见～迟1m曾；倦L脾——核导管有效长乖度璃,m酸；财η—抢—妇岩体孔隙拿率竖,%律；旧Ⅱ身类辈3%顺～剥5%胸,柜Ⅲ液类硬停岩挖3%炮～艘5值%鸭、软转岩戴2%轨～鹰3%杀,睡Ⅳ沈类硬山岩杆2%栗～厌3%淡,截软编岩棍1%号～狸2%佛。按此理可推且算同一断面上换单排或多排泻导管的注浆总蜜量。膝3.胀4鞭慧施工控制注意辈事项席a卡)冶注浆前应对开蚀挖面层及附近手5m岩范围内的坑道关喷射厚度为章5cm孕～靠10cm剩的喷射砼或模烈筑砼封闭作为病止浆层。待止掏浆层有一定强烈度时方可注好浆手,脏防止浆液从各搬岩面裂隙中反瘦渗。袄b含)剧安装注浆管朱时策,业应在注浆与空始口岩面相交处译用胶对泥碎(饺水玻璃与水班泥挨)途和麻丝缠涨绕柔,馅使之与钻孔孔裳壁充分挤压塞晴紧宪,卷实现注浆管的棕止浆和固定。疑胶泥未凝固到遵一定强度不得跌注浆。状c)坝浆液应先经过蒜过滤防止杂物己进入注浆泵或腾进入果导管。座d强)稳注浆时应先注毅无渗水行孔惯,模后注有渗水孔容。步e窄)识严格控制注浆羞压脾力灌,摆以防压裂开挖贡面。注浆机压蜡力应与规定压俩力配恳套创,恢不宜升压过快茄。注浆压力达朱到规定时应予贝以稳压一定时缝间替,蛛以利浆液进一悦步渗缝。辅f夫)巾一个导管注浆辱时圆,身相邻导管应打剥开止回阀让原闻来管内贮存的膊裂缝水从相邻榨的导管流智出劝,良当相邻的导管鸣内流出浓浆时欧停止注售浆集,坏关闭相邻管的孕止回准阀呀,月再待达到控制况压力时关闭该插管的止回阀。窄然后在相邻管龟接上注浆软谱管垦,放打开止回阀进就行衬压注崇浆蹲,这待达到控制压弯力时停止压示浆董,酒关闭该止回阀分。圈g射)伐配制的浆液应逮在规定的时间饰内用完。抖h睁)织注浆时应严格膏记录注浆机吸苏管头容器原有区浆液体祝积宴,放中间加入的浆期液体积偏最终剩余浆液央体姻积酒,