隧道浅埋段开挖及支护施工技术

隧道浅埋段开挖及支护施工技术中铁十三局集团三公司权国绍内容摘要：介绍隧道浅埋段弧形导坑法开挖及支护方法和台阶法开挖及支护方法。关键词：隧道浅埋开挖及支护1、工程概况：白鹿山隧道地处重庆合川市，是国道212线武胜至合川高速公路上唯一的一座隧道。隧道的里程为K96+710～K97+224（YK96+730～YK97+239），全长514米（右线长509米），属中长隧道。隧道最大埋深58米，围岩全部为Ⅱ、Ⅲ类。隧道进口段地表为填筑土及低液限粘土、卵石土，厚0.5～3.5米，基岩为泥岩、砂岩。强风化带厚4.8～8.0米，网状风化裂隙发育，岩体破碎，呈角碎状松散结构，岩质软，稳定性差。隧道出口段地表覆盖有卵石土及低液限粘土厚1.9～7.5米，基岩为泥岩及泥质粉砂岩，岩层倾角4o。基岩强风化带裂隙发育，岩体破碎，呈角碎状结构，岩质软，地表有水田，雨季含第四系孔隙水及基岩裂隙水，稳定性差。水文地质条件简单，地下水主要呈滴水状。鉴于以上不利的地质因素，加之Ⅱ类围岩开挖跨度大（达12.58米），安全顺利地通过洞口浅埋段成为本隧道的重点、难点，必须采取切实可行、稳定可靠的技术措施，确保施工安全。2、施工方案：由于结构松散，埋深浅，围岩在施工扰动后很难形成自承体系（承载拱），易松弛，产生张裂破坏，加之拱部有一软弱夹层，若施工方法和支护方式处理不当，很容易造成坍方甚至冒顶事故。据此，我们研究确定了“防治水、预加固、强支护、分部挖、短进尺、弱爆破、少扰动、快封闭、勤量测、速反馈”的原则。具体处理方案如下：2.1进洞方案2.1.1、先排水。由于地质松散，围岩裂隙发育，遇水后围岩的强度和稳定性必然降低，故此必须采取有力的排水系统，在洞顶仰坡以外及边坡以外5米处砌筑60cm×60cm的梯形截水沟，使大自然降水不冲刷隧道边仰坡，地表水不渗入地层中。2.1.2、仰坡加固。对边仰坡进行锚喷网加固，参数如下：锚杆：Ф22砂浆锚杆，长3米，铅垂向下，间距1.2米，梅花形布置。钢筋网：Ф6.5钢筋，网格尺寸20cm×20cm。施工时按4.5m×4.5m加工好成网片，钢筋间点焊连接。喷砼：总厚10cm，锚杆锚入后喷5cm，挂网后再喷5cm。仰坡加固侧面图仰坡加固正面图糕2.1.芒3丑、超前支护：津利用小导管梁再效应来确保拱独顶部分的稳定跑。具体施工参谨数如下：在拱献部设两环小导践管，内环间所距险25c坟m择，外环间饶距泥40c伸m东，排缓距滨50c但m巩。小导管采锤用问Φ笼4中2益无缝钢管，管逐长劈5钥米，管货头嫩3.廉5乐米范围预拴留关Ф刑6牢孔，间族距洒20c递m推，以利水泥浆让液能注入松散挎岩体中，小导哨管沿拱披圈尤120辰o麦范围内布设，长外插言角汪5非o额，注浆窑以屈1.0MP纸a庆为终压并持羡续雷3化分钟作为注浆挥终结控制条件索。笑节殖嘉沿东小导管环向布烫置图卧浆液采用水尝泥后―城水玻璃浆液，馋水泥与水玻璃恩体积比劣为谎1扩：亦0.福4夺，水泥浆的水最灰比巧为爱1耽：骆1刺，水玻璃浓度跪为圣3剧5唱玻美度，水玻互璃模窄数推2.惭4弦。注浆结束后擦采用锚固结剂询10c积m颤长充填无缝钢础管尾部止浆。感2.1.柄4到、安装洞外两叙榀钢拱架并与览小导管焊接，阔喷射砼覆盖后欠形成明洞的骨品架。喷砼时在遣拱架外部用铁还皮覆盖，然后箱在拱架内喷砼赛，直至将钢拱劫架全部填满覆旋盖，形成钢筋源砼明洞。券2.1.涛5往、洞口开挖。搂由于结构松散刮，在开挖时，络采用不爆破或段小爆破。能采吴用机械开挖的赚就不采用钻爆番开挖，机械开窗挖后局部有欠销挖的就采用风初镐开挖或局部经小型爆破，尽们量减少对围岩标的扰动。故此舒我们采用了弧大形导坑留核心价土的方法进行英半断面开挖。絮开挖分部《洞鹿口段分部开挖棋示意图》。协2.1.5.钞1掀、燃I慧部开挖每循环赠进校尺芒80c悦m水，先用风镐开绍挖一个直径袖为剑20c夸m忘的孔，然后以业局部弱爆破的析方法扩大开挖驳，开挖后立即滑支立钢拱架、殊挂网、喷砼。们特别注意在拱释脚处设锁脚锚库杆，锁脚锚杆君长期3.陷5贯米，因岩层平驱行于隧道走向渔，故锁脚锚杆样向下惊俯或10晕0歉2.1.5.塑2弯、乐I梳I瓦部核心土保吧留容3递m渣，露Ⅱ绝部开挖完处马胆上施亲工绳1涨6吊工字钢反拱，北间距与钢拱架话相同，并与钢泼拱架锁在一起翻。工字钢安装吨要施加一定的茎预拱度。挂2.1.5.借3兔在半断面进赢尺增35菠m纽后，开始开挖熄下半断面。下评半断面采用先害挖中槽再开挖星马口，马口开僚挖利用挖掘机吐挖除，进尺严渔格控制蚂为匠80c干m酷，开源挖裕Ⅳ顷部立即接长格蛋栅，进行锚喷菌网支护，施工赏完笔Ⅳ量部后猎按咸Ⅳ船部同样的方法倒施魄工犁Ⅴ嫌部。硬2.1.5.拘4妥、及时施工仰来拱及回填糖：悲刚由于围岩稳定贝性差，长时间箱达不到稳定状梢态，喷射混凝对土出现了大面贤积的开裂掉块循，而支护能力际又难以加强，轧这时及时施工纳仰拱及回填混插凝土，使拱圈酱形成封闭状态脖，以改变围岩比变形条件，通异过监控量测，承发现仰拱施工柿后，无论隧道选拱顶下沉还是票隧道围岩收敛叨变化趋势明显纷减弱。抽平单爱絮水洞身段分部开因挖示意图志2.1.5.柱5写二次衬砌参与疤受力：按新奥汽法原理，隧道恶二此衬砌基本参不参与受力，证故二次衬砌施湖工时间一般在画初期支护基本香稳定后施工。饿在仰拱施工后抛，初期支护变叔形明显减弱，悬但仍呈递增趋少势，隧道内喷视混凝土开裂，甜掉块仍有发生闷。故此，我们崭及时施工二次穿衬砌，以防初限期支护变形由她量变到质变，逮最后发生坍塌水甚至冒顶。爆2.仓2病、浅埋段洞身夸施工方案烧2.2.亭1瓦、超前支护秋：嘴Φ茄4弓2救注浆小导管浸长丢5.0头m酸，环向间洽距撑40c版m持，外插宿角吹5肉o黄，搭接长肉度击1返m敢，拱更部牧120役o罩范围布置。买淋小导管布置图束2.2.右2泪、初期支护：饱2.2.2.哪1牙系统锚杆附为锻CD2伤5吊中空注浆锚杆登，羡长齐350c贞m尘，外兴径姑25m垂m砍，壁圣厚构5m博m恼，垂直于开挖袋轮廓线布设。兽灌浆的砂浆配侧合比：水泥：凳砂：水溉＝通1话：谢0.7辱5依：源（奥0.4钥0和～州0.4袜5最），砂粒粒径许不大盟于胖1m芳m硬，掺加早强剂凉，砂浆强度赔为阳C2庆0滑（得12亮h庄龄期抗压强度液大钞于泳15MP房a惕），砂浆强度船达兽到店5MP腐a酬后立即上紧垫即板螺帽。破2.2.2.鲜2所钢筋网津：北Ф晕6.兽5覆钢筋，间辈距自20cm×2救0c狐m侵，钢筋网事先脱在钢筋加工房擦按玩4.5m×4共.5纺m亏和底3m×3浸m葱两种规格加工凡好，再拿到隧倾道内安装。驾2.2.2.告3雨喷射砼：喷射伐厚际度娱20c逗m秆，分三次喷射逗。痰霞剂白律锚杆平面布置计图孔尚赏晶抓Φ猛6.抓5众钢筋网平面布滔置图智2.2.2.撑4斯钢拱架：在设以计的基础上适撤当改进钢拱架首。设计上牲共右7哄个单元，根据竞现场实际，我舌们改进成上断鲁面疾3怜个单元，下断不面扔2汤个单元，不仅叮节省了钢材辰（级2译个标准接头雨），而且优化用了施工工艺（掀施工过程中安脆装时间缩短）球。陕2.2.垃3蚁、掌子面正面斜喷砼：涨开挖后根据掌摔子面的自稳性脚情况，若自稳逝性差则喷派射吗3墙～栽5c减m图的砼，覆盖掌复子面，这样被势封闭的围岩和倡开挖面前方岩想土体的含水量粱不变，使岩土束体的强度和稳符定性保持稳定爬。而且新开挖堤的工作面经封屿闭后不与洞内窃潮湿气体接触灰，可以减缓对腐岩土体风化作梳用的影响从而西防止掌子面的摘自稳性。另外邮通过目视喷射趴表面是否有龟通裂发生可以获壤得有无崩塌发梳生的信息，以念便及时采用有许效措施，避免俗崩塌发生。掌子面支护图屿2.2.竞4偿、开挖：采用旅上下台阶开挖跟。开挖分部见职下图耗2.2.4.届1助、山Ⅰ艰部每循环进亦尺般100c迹m税。开挖后立即顿支立钢拱架、喇挂网、喷砼。翠拱脚处设锁脚绘锚杆，锁脚锚店杆参数与洞口球段相同。聋2.2.4.斧2巴、皆在上半断面进志尺叨35c布m宴后，开挖下半地断面。下半断删面采用先挖中摇槽