隧道膨胀岩施工技术样本.doc

隧道膨胀岩施工技术第二工程有限公司摘要：四角田隧道围岩遇水软化、泥化,具备膨胀性,开挖过程中浮现多次塌方,已施作二衬段浮现砼开裂、拱墙错台、钢筋折断、拱底鼓起等各种病害。真对上述地质状况，本方着重简介对该地质所采用治理办法，为在后来该地质隧道施工提供了经验。核心词：膨胀衬砌开裂拆换施工技术1、工程概况云南大（理）保（山）高速公路四角田隧道位于大理州永平县西南部。该隧道是上下行分离双车道隧道，上下行线间距最小处为20m，隧道断面为双曲半圆拱，设计净宽10.9m，净高7.2m，其中上行线长1533m，下行线长1500m。四角田隧道岩性是以糜棱岩、泥岩、泥岩粉砂岩、石英砂岩为主膨胀岩，膨胀岩具备很强亲水性。膨胀岩特性是：当岩体中水分汇集时，岩体迅速膨胀，对隧道已衬砌好构造物产生强烈膨胀压力而导致构造破坏；当岩体中水分失掉时，岩体及时收缩，甚至浮现干裂，导致自身强度减少或消失，使开挖洞室极易发生坍塌。该隧道围岩节理裂隙极其发育，风化破碎严重、地下裂隙水极为丰富。由于该隧道破碎岩体在强烈地质构造作用中汇集了潜在应力，随着隧道开挖，具备很强膨胀性，膨胀系数普通在1.5左右，自稳能力极差，极易导致初期支护大变形和构造破坏。2、选用施工方案原则四角田隧道施工初期采用普通复合式衬砌支护和台阶法施工，施工中曾浮现多次坍方，初支严重开裂变形，甚至多段二衬浮现拱部纵向开裂、仰拱开裂、底鼓、二次衬砌变形侵限定等病害。针对以上因素，在充分总结施工办法和分析产生因素基本上，提出了如下施工原则：2.1采用超前注浆等手段,加固隧道周边围岩,稳定隧道周边围岩内水分,减少围岩压力及应力变化。2.2尽早封闭暴露围岩，保持围岩干燥，防止围岩吸水崩塌。2.3加强初期支护，减少围岩变形，防止坍塌。2.4设立柔性变形层，容许初期支护有一定变形。2.5采用加强性钢筋砼二次衬砌，提高二次衬砌承载力；依照初支变形拟定二次施作时机。2.6注意排水。3、施工办法3.1理论根据（1）．新奥法施工理论（2）．膨胀性围岩特性3.2施工技术控制办法（1）．打设超前支护锚杆并注浆，强化前方岩体力学性质，抑制岩体应力释放，保证开挖顺利进行。（2）．采用钢拱架、喷射钢纤维砼、系统锚杆构成联合支护系统，加强初期支护刚度，打设12m长自钻式中空锚杆控制围岩变形松动。（3）．进行径向中深孔注浆改进围岩力学性质，发挥围岩自稳能力。（4）．及时施作仰拱，使支护封闭成环，整体受力。并在仰拱下及墙脚下打设12m长自钻式中空锚杆，拉结仰拱，加强软基承载能力。（5）．严格控制施工用水，完善隧道内排水设施，避免人为导致围岩膨胀软化。（6）．采用挖应力释放槽、仰拱下设柔性变形层等办法释放膨胀压力、围岩应力。（7）．加强监控量测，合理安排施工工序。3.3工序组织在施工过程中组织劳动力，抓好工序衔接工作。开挖完毕后，及时清除欠挖、危岩，同步及时组织支立钢拱架、挂钢筋网、喷钢纤维砼、打设系统锚杆和锁脚锚杆，进行注浆加固围岩，避免因膨胀岩暴露时间过长而产生变形过大，增长施工及治理难度及费用。适时进行仰拱开挖施作。膨胀性围岩膨胀压力是导致隧道施工困难和引起隧道变形病害重要因素，因而施工中应尽量减少对围岩产生扰动，开挖宜选用无爆破机械开挖，如采用挖掘机、风镐、液压镐等开挖。开挖办法宜采用正台阶法、留核心土环向开挖法、全断面开挖法。尽量减少分部次数，保证支护尽快合成环，整体受力。3.4加强围岩量测及超前调查工作在穿越膨胀性围岩时，应制定详细量测筹划，观测频率应比正常围岩状况下高，以保证及时掌握围岩变形状态，制定相应支护参数。同步应加强围岩预报工作，依照打超前锚杆鉴别前方围岩状况，勤作实验，查明膨胀岩体性质，以便指引施工。3.5严格控制施工用水膨胀性围岩湿度变化会引起围岩体积变化，产生胀缩效应，导致对初支和构造物破坏。因而必要完善洞内排水系统，勤检修施工用水管道有无滴漏现象，炮眼及锚杆孔打眼时禁止用水钻孔，严格控制注浆浆液水灰比，保证洞内湿度保持在一定范畴内。3.6超前支护3.6.1由于岩体破碎，易坍孔，四角田隧道拱部沿设计开挖线采用12m长R51自进式中空锚杆做超前支护，锚杆间距比正常隧道小，正洞环向间距为50cm，加宽带布设间距为40cm。锚杆运用普通气腿式风钻进行钻设，高压压风排碴。普通超前注水泥浆，有水地段注C.S浆液。3.6.2为保证开挖过程围岩稳定，在每排超前导管附近环向打设一排6m长φ42钢管，进行补充超前注浆，钢花管间距50cm。注浆同超前锚杆，普通注水泥浆液，浆液水灰比采用0.5，注浆压力依照围岩状况不不大于1.0Mpa，保证达到劈裂注浆效果，使在开挖线外侧进一步形成厚约0.5~1m保护壳体。3.7隧道开挖四角田隧道膨胀性围岩为泥岩、泥质粉砂岩，岩体风化破碎，炭化严重，挖出碴体基本呈黑色炭质粉末状，遇水泥化膨胀，依照