软弱围岩大变形隧道施工技术

《软弱围岩大变形隧道施工技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、软弱围岩大变形隧道施工技术2009年7月目录一、工程概况二、炭质片岩特征和大变形分析三、施工方法四、采取的其它主要措施五、几点体会一、工程概况新蜀河隧道全长8989m（起讫里程为DzK222+201～DzK231+190），是新建铁路襄渝二线胡安段的重点控制工程。该隧道设计采用带仰拱的曲墙复合式衬砌、除进出口39米为碎石道床外其余均铺设弹性整体道床。整个隧道设2座斜井和1座横洞，其中：渔王沟斜井长849.64米，与线路交于DZK225+870；险滩沟斜井长992.14米，与线路交于DZK227+150；沙沟横洞长263.16米，与线路交于DZK230

2、+930。于2005年8月3日开工。隧道洞身通过地层主要以志留系下统云母片岩为主，洞顶局部山体坡面上及部分冲沟内分布有第四系全新统坡积粉质黏土和洪积碎石土，出口端有第四系全新统坡积角砾土、碎石土分布，进口端有第四系全新统坡积块土、黏土。受区域构造的影响，岩体中构造和小褶曲发育，岩体受应力和变质作用的影响，使区域范围产生大的褶区构造，而且使岩层自身形成了局部的褶曲、揉皱，造成产状的多变。施工后分别从进口DZK224+025和险滩沟DZK226+378开始大量出现炭质片岩地质及部分零散段落，共计全长2880m。炭质片岩岩体的抗剪强度低且对振动影响很敏感，

3、岩体扭曲、揉皱现象明显，节理发育，岩体节理面光滑亮泽，往往夹杂有石英岩脉侵入体，并伴有地下水渗流。施工过程中出现了不同程度的初期支护变形、侵限、拆换和危及施工安全现象。掌子面DZK225+858掌子面DZK226+012掌子面DZK224+800掌子面DZK226+315设计参数：初期支护：φ42超前小导管，间距30cm，设φ22系统砂浆锚杆，长度3.0m，间距100×100cm，挂设φ6.5、φ8钢筋网，网孔间距20×20cm，架立2榀/mⅠ20型钢钢架。二次衬砌：厚度50～77cm，主筋φ25的钢筋砼。二、炭质片岩特征和大变形分析1、炭质片岩特征

4、:经过近四年的现场施工情况分析，新蜀河隧道炭质片岩是一种具有沿片理面蠕滑、软质岩流变和构造破碎综合特性的特殊劣质岩。炭质片岩强度低、具有变形长时段发展的流变性质，在区域地质构造作用下，地层强烈扭曲揉皱，产生大量密集的节理和顺层摩擦镜面，岩体的整体性遭到严重破坏，由于富含炭质滑膜的作用，岩体c、φ值极低，是导致初期支护开裂、变形、侵限的基本地质原因。该变形具有变形量大、持续时间长、分布不均匀和不对称性等特点，造成变形控制难度很大。2、大变形分析：(1)围岩变形量大：施工过程中围岩变形大，工序转化时对围岩变形收敛影响大，比如掌子面爆破，下台阶落底及仰拱开

5、挖时围岩均有明显的变形加剧现象，DZK224+780变形量达1260mm（见图224+780水平收敛量测数据分析）;DZK224+865最大变形量达2250mm。224+780中台阶水平收敛量测数据分析仰拱施工完仰拱开挖影响下台阶落底影响爆破震动形成突变224+850下台阶水平收敛量测数据分析(2)变形快且变形速率大：隧道开挖后，围岩正常日水平收敛达30～50mm。一般随隧道的掘进，变形也随之加快，DZK224+865处10d水平收敛超过920mm，20天累计变形量超过1560mm，累计变形达2250mm（见上图）(3)变形持续时间长：围岩变形持

6、续时间较长，二衬之后依然存在变形。如：DZK225+260～+286段4组衬砌拱顶和拱腰出现明显裂纹，渔王沟斜井DZK225+864～+883交叉口套拱混凝土出现开裂，可见变形持续时间长。DZK225+868二衬边墙DZK225+270左侧边墙(4)变形分布不均匀和不对称。①隧道普遍存在左右侧变形不均匀和不对称现象，初期支护完成后，不同段落左右侧变形量不同，初期支护开裂掉块严重，侵占二衬空间，钢架扭曲，甚至被剪断。DZK224+780处线路右侧初期支护变形1260mmDZK225+762处线路右侧初期支护变形②拱顶下沉：前期水平收敛明显大于拱顶下沉

7、，后期又出现拱顶下沉明显增大现象。前期水平收敛的速度和累计变形值均明显大于拱顶下沉，拱顶下沉一般累计105mm左右，水平收敛累计变形一般大于500mm。近期出现拱顶下沉达500-600mm，每天达到20-30mm。（5）重复性：在隧道变形地段，由于变形造成侵限，而不得不拆换拱架，每次拆换后，变形依然很大。如DZK225+220～+255、DZK225+730～+800变形侵限拆换3次（见下图）。（6）蠕变、突变现象：变形侵限初期支护拆换后，必须及时施做二衬砼，否则围岩发生突变，造成失稳坍塌。在施工仰拱时，易发生突变现象。在DzK225+255～+

8、250段仰拱开挖过程中，DzK225+250段线路右侧拱部出现掉块开裂，既而发生塌方，塌方体很快充满整个洞体