浅析隧道软弱围岩变形处理施工技术.pdf

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1、2013年3月■啊国爱窿交通建设【文章缩号11673-0038(2013J09-0239-02浅析隧道软弱围岩变形处理施工技术游翔宇(中铁二局第--I程有限公司)摘要：铁路隧道在穿越软弱围岩时，往往会出现围岩变形问题，如何将拱顶下沉、水平收敛位移以及围岩变形控制在合理的范围之内，是目前隧道软弱国岩施工的重要问题。如果隧道软弱围岩施工处理不当，往往会出现围岩结构开裂、变形以及塌方等病害。新时期新背景下，加强对于隧道软弱围岩变形处理施工技术的研究有着重要的现实意义。本文旨在以六盘山隧道变形处理施工为例，分析隧道软弱围岩变形处理施工现状，针对出现的问题提出相

2、应的解决策略，为我国在隧道软弱围岩变形处理施工方面的进一步发展提供一些可行性的思路。关键词：隧道；软弱围岩；变形处理；施工技术在山区铁路建设中为了克服高程对线路的制约，隧道作为特殊的工程构筑物被广为采用。在山岭地区修建铁路隧道，难免会遇到各种各样的工程地质灾害。在软弱岩层地质条件下修建隧道，围岩很容易出现大的变形。隧道软弱围岩的变形具有初期变形量值大、速度快的特征，若不加以控制或控制不及时，造成隧道断面缩小拱脚下沉、拱部开裂、基底鼓起、建筑限界受侵等，很容易诱发隧道大变形甚至建筑限界被侵、塌方等事故，既延误工期又威胁施工人员的安全。本文主要以六盘山隧道

3、变形处理施工为例，探析隧道软弱围岩变形处理施工技术，‘为我国在隧道软弱围岩变形处理施工方面的进一步发展提供借鉴。1六盘山隧道工程简介六盘山隧道DK780+977一DK781+068段设计表层为坡残积粉质粘土，灰黄色，硬塑，局部含有少量碎石：下伏为侏罗纪南园组J3n熔结凝灰岩，全风化呈土状，强风化碎块状，弱风化层，灰白色，凝灰结构，块状构造，节理裂隙发育，岩质坚硬：地下水为孔隙水及基岩裂隙水，较发育。洞身围岩为Ⅳ级，衬砌类型为IVa型，拱墙采用4,22@160格栅钢架加强支护，间距lm／榀，单层小导管超前预支护(环向间距0．5m)，建议工法为三台阶法。2

4、012年8月17日DK780+994～+999拱部发生坍塌，5榀钢拱架拱部破坏，坍塌堆体长度约12m，坍塌体为凝灰岩，全风化呈土状，有股状水流出：塌体呈漏斗状，山顶地表形成一个26mx24m的陷坑，深2。6m。2原因分析隧道软弱围岩变形的主要体现是水平收敛位移、地表沉降、拱顶下沉、边墙下沉以及仰拱隆起等现象，另外，如果隧道软弱围岩支护不足，还会出现初期支护变形的问题。隧道软弱围岩出现变形，主要由以下几个方面的原因：①围岩向隧道内部空间变化。在对六盘山隧道进行开挖之前，六盘山隧道岩体处于相对静止状态，开挖之后，原始应力遭到破坏，岩体开始进入二次应力状态，

5、围岩开始向隧道内部进行变形，如果变形超过了一定的数值，就会造成坍塌以及失稳问题。②施工不当，控制沉降不到位。在对六盘山隧道软弱围岩进行施工时，施工人员往往忽略了地质特点、沉降控制以及隧道跨度等实际具体情况。加上施工人员片面追求施工进度，追求施工效益，采取不适当的隧道软弱围岩施工方法，最终使得隧道软弱围岩变形更加严重。③支护或者封闭成环不及时。及时支护或者封闭成环，可以有效的防止围岩变形过大以及支护施工困难或者侵限的问题。但是若果没有及时支护或者封闭成环，就无法充分的发挥初期支护的承载力，使得隧道软弱围岩变形无法得到有效控制。④支护刚度不足。围岩压力分为

6、形变压力以及松动压力两种，形变压力指的是围岩变形在一定程度上受到支护的约束而形成的压力，松动压力则是垮塌的岩体以重力的形式作用在支护上的压力。支护刚度不足，围岩变形不能得到有效的压制，支护刚度过足，围岩变形由于受到围岩大变形而遭到破坏，进而出现初期支护结构无法发挥支撑作用。3坍方处理方案(1)对地表陷坑采用10％的水泥稳定碎石土回填、夯实，上部覆盖0．5m厚的粘土隔水层，并沿陷坑四周做好排水措施，修筑截水天沟，减少地表水下渗。(2)对塌方体采用洞砟进行反压，喷射20em厚C25混凝土封闭塌方体和反压体。采用6m长4,42小导管对塌方体和塌腔进行注浆固结

7、，间距1．5mxI．5m。(3)DK781+005～DK780+999段在初期支护内侧加设118工字钢钢架临时支护，间距1．蝴，钢架间采用4,22连接钢筋焊接牢固，并喷射15cm厚C25混凝土封闭。塌方处理完毕，开挖通过监控量测稳定后拆除临时加固钢架。(4)DK781+005～DK780+977段施作4,108超前长管棚注浆加固，管棚间距40cm，前端进入稳定岩层不小于5m。(5)将DK780+999．DK780+977段围岩等级变更为V级，衬砌类型由原设计的IVa调整为Vb型，，增设4,50双层小导管超前支护，拱墙和仰拱采用122a型钢钢架加强支护，

8、间距0．6m／榀，待监控量测稳定后，采用三台阶预留核心土法开挖通过。(见图1)(6)开挖后，对