發(fā)布時間：2014-07-28 18:04

　　1 工程概況
　　隧道穿越圍巖破碎、掉塊較嚴(yán)重、裂隙水發(fā)育的斷層破碎帶，選擇正確的的施工方法至關(guān)重要。在某高速公路大別山隧道出口段施工中，通過超前地質(zhì)預(yù)報對圍巖進(jìn)行預(yù)判，采用超前小導(dǎo)管配合水泥—水玻璃雙液注漿超前支護(hù)、臺階法開挖，結(jié)合架設(shè)I14 工字鋼架、掛網(wǎng)、噴錨等措施，順利通過斷層破碎帶，取得良好效果[1 ,2 ] 。大別山隧道為上下行分離的雙洞隧道，隧道呈東西向展布，長4901 m。屬特長隧道。隧道最大埋深482 m。
　　隧道區(qū)屬某嶺—大別山造山帶核部，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，經(jīng)歷了多旋廻、多階段的發(fā)展演化，區(qū)域構(gòu)造屬羅田褶皺束羅田穹隆。受白堊紀(jì)花崗巖的侵入影響，褶皺構(gòu)造被破壞，僅在太古代大別群（ArD）中殘留有露頭尺度的層內(nèi)褶皺、無根褶皺等。在白堊紀(jì)花崗巖巖體中破碎帶發(fā)育， 在樁號ZK21 + 960～ZK22 + 000 處通過鉆孔揭露出一條厚達(dá)20 m 左右的破碎帶，埋深約100 m～120 m ,巖芯呈碎塊狀，綠泥石化嚴(yán)重，裂隙面鐵質(zhì)侵染相當(dāng)明顯，巖芯浸水后手捏即碎。
　　2 施工方案
　　經(jīng)過廣泛收集資料，聘請專家論證，結(jié)合工程實際情況，本著“管超前、預(yù)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、勤量測、早封閉”的原則，決定采用TSP203 超前地質(zhì)預(yù)報對圍巖進(jìn)行預(yù)判，施工中超前小導(dǎo)管輔以水泥—水玻璃雙液注漿止水加固、正臺階法開挖、I14 鋼架配合錨噴支護(hù)的處理方案。施工方案包括圍巖預(yù)判、形成加固圈、正臺階法開挖、初期支護(hù)等。
　　2. 1 超前地質(zhì)預(yù)報
　　雖然設(shè)計中通過鉆孔對圍巖情況進(jìn)行了預(yù)判，可是實際施工圍巖較設(shè)計仍然有較大出入。按照“新奧法”設(shè)計原則，需對圍巖級別進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。因此，在施工掌子面至距離斷層破碎帶15 m 左右時應(yīng)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報。根據(jù)建設(shè)單位、監(jiān)測單位的預(yù)判結(jié)果，斷層破碎帶的圍巖等級判定為Ⅳ級圍巖，節(jié)理發(fā)育、巖體破碎、裂隙水較發(fā)育。
　　2. 2 形成加固圈
　　形成加固圈就是通過超前小導(dǎo)管配合水泥—水玻璃雙液注漿在拱部120°范圍的開挖輪廓線四周形成一定強(qiáng)度和厚度的水泥漿加固拱，以提高圍巖自承能力和穩(wěn)定性。超前小導(dǎo)管Φ42 ,長4. 5 m ,沿隧道拱部120°范圍的開挖輪廓線布置，環(huán)向間距40cm ,向外傾斜10°～15°�？紤]鋼架間距和搭接長度，按照3. 2 m 每環(huán)布置，預(yù)留搭接長度1. 3 m。注漿使用YZB - 120/ 7 型液壓雙液注漿泵，注水泥—水玻璃雙液漿。
　　2. 3 正臺階法開挖
　　開挖本著“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)”的原則，采用正臺階法開挖。上臺階開挖高度5. 7 m ,下臺階開挖高度2. 5 m ,左右交錯開挖，進(jìn)尺結(jié)合鋼架間距控制在2m～2. 5 m。兩個臺階縱向距離基本保持在15 m～20 m ,以利于及早落底。開挖后，盡量減少圍巖暴露時間，迅速完成初期支護(hù)。
　　2. 4 進(jìn)行初期支護(hù)施工
　　初期支護(hù)參數(shù)如下： （1） 初噴封閉掌子面（4 cm厚的C25 噴射混凝土） ,施作鋼拱架（ I14 工字鋼鋼拱架，縱向間距100 cm ,Φ22 縱向連接鋼筋，環(huán)向間距1 m） ,施工鎖腳錨桿（Φ22 砂漿錨桿，長3. 5 m ,向下傾斜45°，端部與鋼拱架兩側(cè)拱腳焊接） ; （2） 施工徑向系統(tǒng)錨桿（Φ25 帶排氣中空注漿錨桿，長4m ,環(huán)向間距1. 0 m ,縱向間距0. 8 m） ,噴射混凝土至設(shè)計厚度（C25 聚酯纖維混凝土，厚度28 cm） 。
　　3 施工要點(diǎn)
　　形成加固圈是本方案的施工要點(diǎn)，而超前小導(dǎo)管施工及水泥—水玻璃雙液注漿是形成加固圈的重點(diǎn)。施工中確保超前小導(dǎo)管和注漿的質(zhì)量是施工方案成敗的關(guān)鍵。
　　3. 1 超前小導(dǎo)管施工
　　由于巖體為全～強(qiáng)風(fēng)化片麻花崗巖，節(jié)理發(fā)育、基巖破碎、夾層多、成孔困難、容易卡鉆、坍孔，鉆孔操作比較困難。如何確保小導(dǎo)管的位置和角度滿足設(shè)計要求，是方案成敗的關(guān)鍵所在，超前小導(dǎo)管橫斷面布置見圖1 。小導(dǎo)管施工采用鉆孔打入法。按照封閉巖面→鉆孔→清孔→鋼花管制、安→注漿的施工順序施工。
　　圖1 超前小導(dǎo)管橫斷面布置圖
　　施工主要工序：
　�。�1） 封閉巖面：為確保注漿效果，對開挖巖面采用厚度3 cm～5 cm 的C25 噴射混凝土封閉，作為止?jié){墻。在鋼花管安裝完畢后，用錨固劑對鋼管周圍進(jìn)行封堵，確保在注漿過程中不漏漿。
　�。�2） 鉆孔：鉆孔前先檢查氣腿式風(fēng)槍狀況是否正常。鉆孔速度應(yīng)保持勻速，特別是鉆頭遇到孤石、夾層時，應(yīng)控制鉆進(jìn)速度，避免發(fā)生夾鉆現(xiàn)象。鉆進(jìn)過程中應(yīng)經(jīng)常用測斜儀測定其位置，根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)現(xiàn)況及時判斷成孔質(zhì)量，并及時處理鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)的事故。
　�。�3） 清孔、驗孔：用高壓空氣從孔底向孔口清理鉆渣，用經(jīng)緯儀、測斜儀等檢測孔深、傾角、外插角。
　�。�4） 鋼花管安裝：在鋼管上按照15 cm 的間距、梅花型布置鉆注漿孔，并在尾部留置不小于1 m 的止?jié){段。鋼花管安裝采用直接插入法，必要時通過在尾部加墊板用風(fēng)槍送入。小導(dǎo)管構(gòu)造見圖2 。
　　圖2 超前小導(dǎo)管構(gòu)造圖
　　3. 2 水泥—水玻璃雙液注漿施工
　　該段圍巖巖體破碎、裂隙發(fā)育、孔隙大、滲透性較好，為超前預(yù)注漿施工增加了難度。預(yù)防漿液流失和有效控制注漿量是注漿工作首要控制點(diǎn)，是能否形成穩(wěn)固、安全可靠的加固圈的關(guān)鍵。注漿操作主要工序見圖3 。
　�。�1） 注漿參數(shù)：水泥漿液水灰比為0. 8～1. 0 左右，水玻璃濃度30～35 波美度，水泥漿與水玻璃體積比1 ∶0. 3～1 ∶0. 8 ,注漿壓力0. 5 MPa～2. 0MPa 。
　　（2） 注漿順序：采取由低孔位向高孔位進(jìn)行，即由拱腳至拱頂順序進(jìn)行。
　　圖3 超前小導(dǎo)管施工工藝流程框
　�。�3） 注漿準(zhǔn)備工作：注漿前先檢查注漿管路，確保管路暢通、不阻塞、不跑漿，機(jī)械性能良好。確認(rèn)各項準(zhǔn)備工作完成后，做現(xiàn)場注漿試驗，確定合理的注漿參數(shù)，據(jù)以施工。
　�。�4） 注漿施工：用YZB - 120/ 7 型液壓雙液注漿泵將漿液注入小導(dǎo)管內(nèi)，注漿采用兩次間歇進(jìn)行。首次注漿可適當(dāng)減少水灰比，增加水玻璃摻量，注漿壓力控制在0. 5 MPa～ 1. 2 MPa ,當(dāng)相鄰孔眼有漿液流出時即結(jié)束首次注漿。間歇3 h～5 h 后，進(jìn)行第二次高壓注漿，注漿壓力1. 2 MPa～2. 0 MPa ,當(dāng)進(jìn)漿量小于20 L/ 10min 時可結(jié)束注漿工作。若注漿量超限仍未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，直至符合注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙均被漿液充填，方可終止注漿。
　�。�5） 注漿過程派專人值班，填寫《注漿記錄表》，記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數(shù)據(jù)，觀察壓力表值，監(jiān)控連通裝置，避免因壓力猛增而發(fā)生異常情況。
　　3. 3 監(jiān)控量測
　　因該段地處斷層破碎帶地段，施工中重點(diǎn)對拱頂下沉及周邊收斂進(jìn)行監(jiān)控。拱頂下沉、兩組周邊收斂點(diǎn)按正臺階法施工順序在施工中布置。在開挖完成后，迅速進(jìn)行埋設(shè)，并進(jìn)行初始讀數(shù)。通過對量測數(shù)據(jù)的分析處理，掌握地層穩(wěn)定性變化規(guī)律，預(yù)見事故和險情，筆耕文化推薦期刊，作為調(diào)整和修正支護(hù)設(shè)計參數(shù)及施工方法的依據(jù)，提供圍巖和支護(hù)襯砌最終穩(wěn)定的依據(jù)。
　　4 施工注意事項
　　（1） 鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角，并對每個孔進(jìn)行編號。鉆進(jìn)過程中應(yīng)運(yùn)用測斜儀，進(jìn)行鉆孔偏斜度測量，嚴(yán)格控制小導(dǎo)管打設(shè)方向，并作好每個鉆孔記錄。發(fā)現(xiàn)誤差超限要及時糾正，至終孔仍超限者應(yīng)注漿封孔，待強(qiáng)度達(dá)到要求后，原位重鉆。
　�。�2） 注漿過程中，要隨時注意泵壓及流量變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間上不去，應(yīng)查明原因：如工作面漏漿，可采取封堵措施；如跑漿可通過調(diào)換漿液種類、調(diào)整漿液配合比、采用間歇注漿等措施，以達(dá)到注漿目的。 當(dāng)注漿過程中發(fā)現(xiàn)有大的空洞等，可先注水泥砂漿或混凝土后進(jìn)行注漿。
 

 

本文編號：6959