w型钢带在长大隧道缓倾岩层初期支护中的应用

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1、第12卷第4期石家庄铁路职业技术学院学报V0L．12NO．42013年12月JOURNALOFSHIJIAZHUANGINsTITuTEOFRAILWAYTECHNOLOGYDec．2013W型钢带在长大隧道缓倾岩层初期支护中的应用李顺波(中铁十八局集团有限公司重庆石柱409100)摘要：随着高速铁路在西部地区的兴建，难免有穿越大山大脉的长大隧道，长距离大范围的遇到缓倾岩层，在Ⅲ级围岩中采用刚性支护方法施工速度慢、费用高，不可取。结合现场施工实际，总结一种新型隧道支护材料在长大隧道缓倾岩层初期支护中的应

2、用。关键词：缓倾岩层隧道支护w型钢带中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：1673—1816(2013)04—0021-061工程概况渝利铁路向家坝隧道位于重庆市石柱县，起止里程DK223+545～K230+05O，全长6505m。隧址属低山地貌，最大埋深180m，进口及出口端为陡崖地貌，自然坡度3。"--'80。，洞身段地形平缓，自然坡角5。～20。。地质构造简单，单斜构造，岩层层理产状：N20。～52。E／4。～l8。NW，节理发育。穿越地层为新田沟组地层(J2X)，岩性为深灰色砂岩夹页岩，地

3、下水以基岩裂隙水为主。洞内岩层倾角较缓，开挖后拱部围岩在节理切割下，形成不良结构体，易掉块并引起坍方，严重影响施工安全和进度，并且对隧道施工构成极大危险。该隧道采用光面爆破，湿喷工艺，初期支护参数为：III级围岩缓倾岩层段拱部180。范围设三肢格栅钢架或W钢带进行支护，IV级围岩地段设拱墙Il8型钢钢架或格栅钢架及拱部42小导管加强支护，v级围岩地段设全环I20b工字钢钢架及拱部dP42超前小导管支护；仰拱超前组织施工，拱墙衬砌一次灌注。隧道Ⅳ级、V级围岩主要采用超前支护和刚性加强支护，能够有效解决缓倾

4、岩层构成的危险。为了有效解决IⅡ级围岩缓倾岩层地段给施工造成的危险，采用拱部w钢带支护或三肢格栅钢架支护。2方案比选w型钢带是一种新型隧道支护结构，可与各种锚杆共同组合成支护体系，通过它可以把分散的多根锚杆联接起来形成一个整体承载结构，对围岩有很好的支撑效果。w型钢带从加工、运输、安装和成本都优于格栅钢架：格栅钢架重量大、硬度高、结构复杂，加工耗时耗力，运输占用空间大，安装难度高。相比而言，w型钢带质量轻、刚柔兼顾、结构单一，加工时间短，运输方便，工艺简收稿日期：2013-03-12作者简介：李顺波(1

5、980一)，男，工程师，研究方向土木工程。21石家庄铁路职业技术学院学报2013年第4期单，施工简便、操作易行仅需少量人工即可安装到位。隧道III级围岩w型钢带每延米使用0．145t钢材，材料单价约为5900元／t；格栅钢架每延米使用0．224t钢材，材料单价约为4500元／t：采用w型钢带支护每延米节省材料费约152．5元。综合比较，w型钢带支护适应性较强、经济合理，尤其对隧道内围岩为缓倾岩层时具有优越性，故在向家坝隧道进III级围岩段的初期支护中选择采用w型钢带支护体系进行施工。3支护结构w型钢带支

6、护是针对隧道III级围岩缓倾岩层地段而采取的一种工程支护措施，适用于隧道IⅡ级围岩缓倾岩层地段的初期支护施工，是一种倡导新型支护理念的隧道支护体系。基于钢筋网喷砼支护，利用锚杆加固围岩，并安装w型钢带，形成组合支护方式，将分散的锚杆联接成整体的承载结构，发挥钢带的抗剪性能和锚杆组合梁的作用，从而有效防止节理继续切割拱部围岩，提高围岩自承能力，加强围岩自稳，形成具有一定刚度、一定柔性的新型隧道支护体系。W型钢带支护结构设计方案详见图1、图2，其支护参数见表l。表1W型钢带支护参数喷射混凝土6钢筋网锚杆W型

7、钢带厚度／cm网格间距／cm长度／m间距／m每环长度／m间距／m1225×253．01．5×1．2(环×纵)20．7661．2(纵向)实际施工中，可根据钢带布置需要适当调整系统锚杆纵、横向间距，维持系统锚杆总量不变。图1W型钢带设计图4施工工艺流程隧道III级围岩缓倾岩层w型钢带支护施工工艺流程详见图3。4．1W型钢带选材。选择型号为wD300／3．0w的型钢带，截面尺寸宽300mm，高30mm，孔径44mm，每米重8．37kg，拉断力为352～470kN。选取相应定尺或倍尺长度的钢带。w型钢带的定尺长

8、度一般为2～5m，倍尺长度为8～l3m，钢带的长度及允许偏差：普通定尺长度大于4m，允许偏差为+30mm；精确定尺精度长度中3～4m，22第4期李顺波W型钢带在长大隧道缓倾岩层初期支护中的应用允许偏差为+20m／i]，小于3m其允许偏差为+30m／1]。也可根据施工现场的实际要求，让厂家提供其它定尺或倍尺长度的钢带。【钢鬻安装童面T一1谨馨幂惹希意图2w型钢带安装图图3w型钢带支护施工工艺流程图图4W型钢带整体图23石家庄铁路职业技术学院学