柿花树隧道围岩大变形施工对策研究.pdf

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1、柿花树隧道围岩大变形施工对策研究王俊涛(中铁十九局集团有限公司西南指挥部，北京100176)摘要：柿花树隧道施工中存在大量围岩大变形问题。大变形以水平变形为主。根据工程经验，现场施工中采用多项对策对大变形问题进行了集中整治，达到了良好效果，保证了柿花树隧道的顺利贯通。关键词：柿花树隧道；围岩；大变形；施工中图分类号：U455．4文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)04—0131—02O前言柿花树隧道是新建昆明至河口线玉溪至蒙自段的重点工程，隧道主洞全长9952m，为云南在建铁路第一长隧道。该隧道正洞Ⅳ、V级围岩占隧道总长的70

2、％，辅助坑道Ⅳ、V级围岩占辅助坑道总长的55％。柿花树隧道地层岩性复杂，断层大量发育，岩体被强烈挤压至破碎，施工期间遇到大量由破碎岩层引起的围岩大变形。目前该隧道已全部贯通，针对该隧道的围岩大变形施工防治问题，有必要进行系统总结，为今后的类似工程施工设计提供指导及参考。1柿花树隧道围岩大变形段工程概况柿花树隧道围岩大变形里程段包括：正洞D2K47+030一+530(长度约500m)、3’横洞(长度281．89m)，该区段隧道最大埋深112m。1．1围岩大变形区段工程地质条件1．1．1地层岩性正洞及3’横洞里程段围岩主要为(Zae)砂岩夹页岩，灰

3、紫夹绿灰、浅灰白色，中一厚层状构造，细一中粒结构，泥质胶结，部分泥质较重，为泥质砂岩，岩质软。受构造影响严重，节理裂隙发育，岩体多被切割成小块体状，极为破碎，锤击呈粉砂状，属Ⅳ级软石。1．1．2地质构造大变形区段位于支断层F胁。两侧，该断层走向约N53。E，倾向SE，倾角700，为一逆断层，断层破碎带宽度不甚明显。断层北西盘泥盆系上统宰格组(D3zg)白云岩夹砂岩、页岩，南东盘为泥盆统中统海口组(D2h)白云岩、砂岩。断层与线路在D2K46+790处呈74。相交，该断层对工程影响大。受构造作用影响，区内Zae地层受到强烈的挤压、逆冲抬升，使Za

4、e地层产状紊乱，岩石破碎，岩体完整性差，易风化、剥蚀、垮塌、冲刷，地表多见坍塌、滑坡等地质灾害，局部地段形成“土林”，向源浸蚀严重，少部分冲沟形成泥石流沟谷。岩石节理裂隙发育，节理组数一般三组以上，岩层产状N55。W／54。1．1．3水文地质条件据现场施工开挖情况，横洞H3K0+009一+035及正洞D2K47+030一+530里程段地下水基本不发育。1．1．4地应力特征现场地应力测试结果表明，隧道内以水平应力作用为作者简介i王俊涛，男。工程师，主要从事施工组织与管理工作。主，在孔深150—195m范围内，最大水平主应力值为4．47～9．05M

5、Pa，最小水平主应力值为3．07—6．25MPa，应力随深度逐渐增大。最大水平主应力方向一般为N40。W—N46。W，即以NW向现今主应力作用为主。1．2柿花树隧道大变形特征柿花树隧道大变形区段主要集巾在出121端500in区段左右，地层岩性主要为强风化Zae组砂岩夹页岩，含水量较少；该区段埋深在110m左右，地应力3MPa左右，属低地应力破碎围岩大变形。2柿花树隧道大变形区段初期设计及施工方案3。横洞、D2K47+030一+530里程段隧道围岩分级为V级。2．1衬砌方法D2K47+340一+430段设7处90m非绝缘下锚区段衬砌，设普通复合式

6、衬砌。3’横洞考虑本洞将作为运营期间永久排水通道且围岩级另0均为V级，故全洞采用模筑衬砌。2．2支护方法D2K47+130一+510里程段采用全环格栅钢架及拱部倒2小导管超前支护。钢架纵向间距为0．8m；超前小导管纵向间距1．6m，环向间距0．4m，每根长3m。3‘横洞区采用全断面法开挖，锚喷支护；设模筑衬砌段底板或仰拱超前，拱墙一次衬砌，拱墙设114工字钢钢架，纵向间距1m；拱部设毗5水平砂浆锚杆超前支护，超前锚杆纵向间距2m，环向间距0．4m，每根长3．5nl。2．3施工方法隧道按新奥法施工，采用光面爆破及湿喷技术，并按要求对支护体系的稳定

7、性进行监测、分析，并按照仰拱超前的原则组织施工。隧道IV、V级围岩地段采用台阶法开挖；锚、网、喷初期支护，仰拱超前，拱墙一次衬砌。3隧道施工中围岩大变形特征及整治措施3．1围岩大变形特征3．1．1主洞里程段隧道施工初期，在主洞局部区段产生了大规模的围岩变形。其中I)2K47+162里程处最大水平收效速率17．36mm／d，累计收敛40．39ram；D2K47+170里程处最大水平收效速率9．3mm／d，累计收敛20．08toni；I)2K47+162处仰拱施做前水平收敛速率为lO．14—28．60mm／d，仰拱施做后水平收敛速率为5．55—7．

8、22mm／d，累积水平收敛值203．49miniD2K47+170处仰拱施做前水平收敛速率为3．76一16．39mm／d，仰拱施做后水平收敛速率为0．