軟斷層破碎帶等弱圍巖地段施工技術(shù)
發(fā)布時間:2018-06-26 來源: 日記大全 點擊:
摘 要:本文主要介紹了敘畢鐵路中隧道工程在穿越軟弱巖層、斷層以及涌水等不良地質(zhì)點的施工特點,遵循了“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤量測”的施工原則,克服了隧道工程在施工的過程中出現(xiàn)的地層涌水、圍巖坍塌與斷層破碎帶等不良的地質(zhì)現(xiàn)象,取得了不錯的效果。
關(guān)鍵詞:軟斷層破碎帶;軟弱圍巖;隧道施工;超前支護
1、鐵路工程概況
敘畢鐵路位于四川、云南、貴州三省的交界處,全長151.838公里,含敘永北接軌站改擴建工程,沿線分布永寧河、南廣河、赤水河、云貴高原等山川河流。
2、隧道工程施工方案及技術(shù)措施
2.1工程概況
本標段共新建隧道18.5座,總長度36450.4延長米,其中車站雙線隧道1070延長米,車站三線隧道626延長米,其余均為單線隧道。3座橫洞,1座斜井,總長1132延長米。
2.2工程特點
該工程有幾下幾個特點:橋隧相連、施工干擾大;橋梁工程特殊孔跨較多,隧道工程存在高瓦斯、巖溶、突泥突水、危巖落石、順層、軟巖大變形等情況,施工安全、質(zhì)量風險大;橋隧比例高,工期緊;隧道地質(zhì)復雜、施工難度大、風險高;環(huán)境保護任務重、責任大。
3、軟斷層破碎帶等弱圍巖地段施工工序
在進行軟斷層破碎帶等弱圍巖地段的施工時,首先要做好超前地質(zhì)預報,根據(jù)地質(zhì)變化及時調(diào)整支護措施。其次再選好施工方法,嚴格控制循環(huán)進尺,軟弱圍巖順層地段,力求安全穩(wěn)妥,不盲目冒進,杜絕塌方。施工中要嚴格堅持“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤量測”的原則進行施工,必要時采取超前帷幕注漿進行堵水。另外,各級圍巖開挖時按照設(shè)計要求預留足夠的變形量。最后,在初期支護完畢之后,根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果及時進行二次襯砌施工。
4、軟斷層破碎帶等弱圍巖對施工的影響及治理方法
4.1反坡排水難度大
當施工排水為反坡時,洞內(nèi)積水不能自然排出,必須配備充足的抽水設(shè)備,將積水接力抽排至洞外,抽排水設(shè)備能力按設(shè)計預測的正常涌水量的3倍配置。施工中確保洞內(nèi)排水通暢是保證隧道正常施工的關(guān)鍵。
4.2有害氣體
隧道區(qū)地處瓦斯地層,施工時要經(jīng)常檢測有害氣體含量,加強安全教育,嚴格遵守瓦斯隧道安全生產(chǎn)有關(guān)規(guī)程的規(guī)定,特別盡量避免使用烈性炸藥或同時使用大量炸藥,爆破后加強通風;無水地段采用增濕措施,降低空氣中固體粉塵濃度,保證有害氣體及固體粉塵不超標,保證施工人員安全。隧道施工應加強通風、監(jiān)測,確保施工安全。
4.3隧道突水、涌水的預防及處理
在進行隧道施工中,要按設(shè)計要求的防排水的原則進行,還要加強地質(zhì)超前預報,提前判明前方地質(zhì)、地下水情況,提前采取有針對性的措施。其次,要嚴格按照設(shè)計要求堵水措施(超前預注漿或徑向注漿)進行堵水施工,必要時采取超前帷幕注漿的方式進行堵水,以降低圍巖的滲透系數(shù),控制地下水流失。最后,在堵水效果達到設(shè)計要求時方可允許繼續(xù)開挖掘進。
5、軟斷層破碎帶等弱圍巖地段施工技術(shù)
5.1洞身開挖施工技術(shù)
本標段隧道單線段:Ⅱ、Ⅲ級圍巖段采用全斷面法施工;IV 級圍巖段采用臺階法施工;V 級圍巖一般地段采用臺階法施工。車站段:IV 級圍巖段采用臺階法或三臺階法施工;V 級圍巖段采用臺階法或 CRD 法施工。下面重點說明三臺階法。
本標段部分車站地段采用三臺階法施工。三臺階法工序說明:①上臺階開挖:在拱部超前支護施工后,沿隧道開挖輪廓線環(huán)向開挖上臺階。每循環(huán)開挖進尺不應大于2榀鋼架間距。開挖后立即初噴3~5cm混凝土封閉,并架設(shè)型鋼鋼架。按照設(shè)計要求施作鎖腳錨管和系統(tǒng)錨桿,噴射混凝土。②中臺階開挖:每循環(huán)開挖進尺不應大于2榀鋼架間距,開挖后立即初噴3~5cm混凝土封閉,并架設(shè)型鋼鋼架。按照設(shè)計要求施作鎖腳錨桿和系統(tǒng)錨桿,噴射混凝土。③下臺階開挖:每循環(huán)開挖進尺不應大于2榀鋼架間距,開挖后立即初噴3~5cm混凝土封閉,并架設(shè)型鋼鋼架。按照設(shè)計要求施作鎖腳錨桿和系統(tǒng)錨桿,噴射混凝土。④隧道仰拱開挖:圍巖較好時,仰拱與下臺階同時開挖;圍巖軟弱破碎時,仰拱單獨開挖。仰拱按每循環(huán)3m組織施工。采用人工配合機械開挖,人工清底,并及時施工仰拱襯砌和填充。⑤各步臺階一次開挖長度宜控制在3.5m~4m之間,第3部臺階開挖后仰拱應緊跟。⑥隧道開挖后初期支護應及時封閉成環(huán),圍巖封閉位置距離掌子面不得大于35m。⑦軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道的二次襯砌應及時施作,二次襯砌距離掌子面的距離,圍巖封閉位置距離掌子面不得大于90m。
5.2超前支護施工技術(shù)
洞口及明暗分界段采用超前長管棚加固地層,洞身斷層及破碎帶等Ⅳ、Ⅴ級圍巖段采用超前中管棚及小導管支護加固地層;大管棚采用管棚鉆機成孔、超前小導管采用YT28風槍成孔,采用專用注漿泵注漿。
5.3初期支護施工技術(shù)
初期支護在開挖完成后及時施工,緊跟開挖面。噴射混凝土采取濕噴工藝施工,Ⅳ級圍巖較好地段采用格柵支護,V級圍巖采用型鋼鋼架支護。全隧拱部采用組合中空錨桿,邊墻采用砂漿錨桿。
5.4襯砌施工技術(shù)
當圍巖及初期支護變形基本穩(wěn)定之后進行襯砌施工,在淺埋、斷層破碎帶及軟巖變形大地段襯砌緊跟為宜及時施做。土工布采用射釘固定在初支表面,防水板采用熱熔鋪設(shè)工藝。
5.5 防止弱圍巖失穩(wěn)和坍塌施工技術(shù)
。1)弱圍巖坍方預防措施
首先,要做好超前地質(zhì)預報工作。對開挖面前方地層進行探測預報,判明地層和含水情況,為超前支護和止水提供依據(jù),及時修改或加強超前支護和支護參數(shù)。其次,要加強施工監(jiān)控量測,實行信息化施工。對地表沉降、拱頂下沉、圍巖收斂進行量測,及時對數(shù)據(jù)進行整理分析,及時反饋于設(shè)計和施工,及時優(yōu)化設(shè)計參數(shù)和施工方法。另外,根據(jù)不同地質(zhì)情況和開挖方式,采用超前小導管預注漿加固地層的超前支護措施,注漿選材視不同巖層和地下水情況采用水泥漿,通過注漿加固周邊圍巖,提高其自承能力,減少圍巖松弛變形。
施工中,要嚴格控制開挖工序,尤其是開挖進尺,杜絕各種違章施工?刂票蒲b藥量,減小對軟弱破碎圍巖的擾動,進而保證施工的質(zhì)量。
。2)圍巖塌方發(fā)生后的處理步驟
第一,加固塌體兩端原有支護,防止塌方范圍繼續(xù)擴大;第二,先行清除或錨固塌方范圍內(nèi)頂部或側(cè)壁危石及大裂縫;第三,采用超前大管棚或超前小導管進行注漿加固;第四,采用分部短進尺開挖及支護;第五,施作仰拱和二次襯砌。另外,對于坍穴高度較大的塌方,采用施作護拱,坍穴內(nèi)吹砂填充,然后注水泥漿加固。
5.6軟巖隧道控制變形技術(shù)
對于施工開挖后可能存在軟質(zhì)巖大變形的隧道地段,需采取加強措施。圍巖級別低及巖體抗壓強度低時會產(chǎn)生圍巖的塑性特征,主要表現(xiàn)為變形量大、變形時間長、出現(xiàn)松弛、塑性范圍大等特點。
隧道存在軟巖地段采取下述技術(shù)措施:一是做好地質(zhì)超前預測預報;二是短進尺,弱爆破,減少對圍巖的擾動;三是加強用水管理;四是建立日常量測管理,記錄初位移速度和最終位移值的預測,根據(jù)不同巖類確定控制位移值標準;五是為了防止斷面擠入,采用短臺階分部開挖,下半斷面開挖和仰拱同時施工,并及時澆筑仰拱,判斷底部隆起或下沉,必要時對底部設(shè)橫撐,打底部錨桿或向底部注漿,控制下沉或上。涣窃趬Σ績蓚(cè)錨桿接長,使錨桿長度超過圍巖塑性區(qū);七是為了防止支護開裂,增加或增強鋼筋網(wǎng),必要時用濕噴鋼纖維混凝土;八是對掌子面用超前支護或注漿封閉。
6、結(jié)論
綜上所述,在施工的過程當中要加強對超前地質(zhì)的預報,采用合理的開挖方式并做好圍巖的加固。在遇到軟斷層破碎帶等弱圍巖地段時很多難題就會迎刃而解,對工程的提前與工程的經(jīng)濟效益都是十分有益的。
參考文獻
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