软弱围岩初期支护严重下沉变形整治

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1、软弱围岩初期支护严重下沉变形的整治魏凡1许洪亮2熊震宙2(1赣州市公路局赣州341000)(2江西省交通设计院南昌330002)摘要：本文分析了谷山隧道软弱围岩偏压地层段施工后初期支护下沉变形严重的原因，介绍了整治方案及施工要点；并提出了在软弱围岩地段预防下沉的技术措施。关键词：隧道工程；软弱围岩；初期支护；下沉变形；整治；预防0前言初期支护是按新奥法设计的隧道的主要承载结构，它是密贴于围岩的柔性结构，其作用是控制围岩的变形松弛；二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，初期支护是二次衬砌的基础，二次衬砌

2、只是安全储备和承受以后地层的流变压力。隧道属地下掩蔽工程，设计阶段的工程地质勘察难以精确反映实际地质情况，存在不可预见性，因此，隧道的施工阶段应视为对隧道地质的再勘察，新奥法的主要程序之一就是通过现场监控量测，及时反馈和修正支护参数；同时，地下工程也是个比较复杂的系统工程，由于受地质和水文的困扰，经常会发生支护参数调整不及时，从而造成初期支护失稳或大变形；因此，初期支护大变形的整治和预防成为软弱围岩隧道施工的关键。1工程概况1.1地理位置谷山隧道位于江西省信丰县城西，是赣定高速公路第二条长隧道，位于K42+625-K44+

3、199，设计为双向4车道分离式隧道，左线长1541m，右线长1561m，左、右线轴线间距44m，隧道净宽10.25m、拱顶高8.7m。1.2工程地质谷山隧道处于信丰河谷盆地中部，地表为第四系全新统（Q4）残坡积层所覆盖。隧道区位于由震旦——寒武系地层构成的谷山背斜的核部及南冀，区内断裂构造发育，以北东东向为主，局部为北北东向，并局部赋存构造肪状水，共有九条断裂构造与隧道主轴相切（F1-F9），其中除F5与主轴经斜切外，其余八条均横切主轴线。2病害的发生2002年9月23日隧道出口掌子面施工至K43+972处时，通过量测发现

4、拱顶有快速下沉，并发现K43+990处初期支护喷射混凝土开裂。此时立即停止了工作面施工，在K43+995-+985段增设了I16工字钢套拱，于9月25日完成，套拱完成后拱顶下沉明显减小，但仍有下沉，同时于当日恢复掌子面施工，并增设I16工字钢套拱至K43+980。9月27日施工至K43+969.5时，下沉范围发展至K44+000-K43+975，同时下沉不断加剧，局部地段已经侵入隧道净空，停止了掌子面施工，采取了K44+000-K43+975拱角注浆加固措施。10月2日拱顶下沉加剧，初期支护喷射混凝土开裂严重，钢支撑纵向扭

5、曲，立即采取了加扇形支撑措施，至10月5日下沉相对稳定，此时拱顶下沉量已经达到1.7m（K43+975），该点拱角沉降0.26m，拱角处水平收敛0.19m，钢支撑纵向扭曲约0.5m。3下沉原因分析K43+970-K44+001段为F7构造断裂带所在部位，有构造泥、构造碎裂岩存在，且处于山体急剧变化处，为两个山体变截面处，洞内受正面斜推力及侧向偏压力，地面为一与隧道斜交的山谷最低处且右侧有水塘，隧道埋深浅，仅6m-13m，围岩整体性极差，地下水丰富，加上近期连日降雨，雨水沿裂隙渗入，强风化岩在水的作用下强度迅速减弱，使得围岩

6、类别降低，掌子面开挖后应力释放时围岩不稳定，原设计初期支护太弱，不能承受巨大的围岩压力而遭到破坏。图1隧道剖面地形图4下沉段的整治4.1地表渗水处理对原土质水沟采用浆砌片石防护，对靠近隧道的水塘进行回填、夯实，地表裂缝采用粘土夯实，以杜绝地表水下渗。4.2下沉变形段整治方案4.2.1径向小导管在拆换下沉变形钢支撑之前，沿隧道拱部轮廓施作径向小导管。径向小导管主要技术参数：钢管：φ42热轧无缝钢管，δ=4mm，L=4m；间距：环向50cm；注浆形式：水泥—水玻璃双液浆；注浆压力：0.5Mpa；注浆方式：压力注浆，达到压力或注

7、满为止。4.2.2拆除拱部钢支撑，并重新架立拱部钢支撑初期支护按I类围岩施工并相对加强，即将钢支撑由原设计I16加强至I18间距0.5m、钢筋网由原设计单层φ8(200*200)变更为双层φ8(200*200)。4.2.3锁脚导管每侧拱脚增加3根锁脚导管（L=2.5m，φ42mm，双液注浆）。4.2.4分别拆换左右侧钢支撑4.2.5施作超前小导管要求超前小导管必须与钢支撑焊接（见超前小导管构造图）。超前小导管主要技术参数：钢管：φ42热轧无缝钢管，δ=4mm，L=4m；间距：环向30cm、纵向搭接长度150cm；注浆形式：

8、水泥—水玻璃双液浆；注浆压力：0.5Mpa；外插角：10；注浆方式：压力注浆，达到压力或注满为止。4.2.6施作纵向连接筋，挂钢筋网，喷射混凝土封闭4.2.7施作径向自进式锚杆（L=3.5m，φ22mm，间距按80*80cm梅花型布置）,(见径向自进式锚杆构造图)。4.2.8仰拱钢支撑拆换完成3m-5m