雁门关隧道高地应力、软岩大变形段施工方案.doc

雁门关隧道高地应力、软岩大变形段施工方案一、工程概况雁门关隧道北起山阴县庙家窑村西，南止于代县太和岭村北。起讫里程DK110+855～DK124+940，全长14085m，为全线重点控制性工程，设计为单洞双线隧道，最大埋深约820m。我部承担雁门关隧道进口段8145m正洞及1#斜井1445m、2#斜井2385m的施工任务。安排进口、1#斜井、2#斜井三个工区组织施工。进口与1#斜井正洞、1#斜井正洞与2#斜井正洞已贯通。地质情况DK118+645以后剩余段落位于高地应力软弱围岩大变形段，该地段通过古老变质岩地层和断层破碎带，节理裂隙发育，岩脉穿插，岩体蚀变，软硬不均，地下水发育，隧道围岩稳定性极差。三、初期支护、二次衬砌变形情况由于围岩地质条件复杂，围岩收敛变形量大。自2011年11月以来，多次发生挤压性大变形，导致初期支护开裂、掉块、变形、侵限，初期支护多次拆换，二次衬砌局部开裂、压碎。工程进展十分缓慢。DK118+645～+675段采用单层I25b型钢钢架支护（间距0.6m），初期支护开裂变形严重，采用I18工字钢进行第二层钢架加固后仍开裂变形严重，初期支护全部侵入二次衬砌净空。进行双层钢架换拱处理，第一层钢架采用I25b工字钢架支护，间距60cm，第二层钢架采用I18工字钢架，喷射砼厚60cm。采用双层钢架换拱处理后，初期支护仍出现环、纵向裂缝，喷射砼开裂掉块，为确保施工安全，掌子面停工，施做二次衬砌。DK118+675～+702段采用双层钢架支护，第一层钢架采用I25b工字钢架支护，间距60cm，第二层钢架采用I18工字钢架，喷射砼厚60cm。采用双层钢架支护后，初期支护仍变形量大，DK118+682～+692段初期支护侵入二次衬砌净空进行换拱处理。DK118+692～+702段采用双层拱架支护，第一层钢架采用I25b工字钢架支护，间距60cm，第二层钢架采用I18工字钢架，喷射砼厚60cm，初期支护仍变形量大，该段初期支护已侵入二次衬砌净空，目前掌子面停工。DK118+678.3～+683段拱墙钢筋混凝土衬砌开裂掉块，衬砌钢筋变形。四、施工方案DK118+645～+702段通过古老变质岩地层和断层破碎带，节理裂隙发育，岩脉穿插，岩体蚀变，软硬不均，加之地下水的影响，隧道围岩稳定性极差。多次发生挤压性大变形，导致初期支护开裂、掉块、变形、侵限，初期支护多次拆换，二次衬砌局部开裂、压碎。工程进展十分缓慢。2012年5月31日～6月1日，准朔公司邀请国内地质、隧道专家，在太原召开了论证会，参加会议的有铁道部工管中心、太原铁路局及设计、施工、监理单位有关人员。与会专家进行了现场踏勘，听取了施工、设计、监理单位关于雁门关隧道施工情况汇报，经过充分讨论，与会专家及人员认为隧道围岩为高地应力软弱围岩大变形地段，应按软岩大变形进行设计。根据专家意见，高地应力、软弱围岩大变形地段采用以下施工方案：㈠DK118+689～+702段变形段初期支护采取换拱处理1、对DK118+689～+702段回填石碴，回填至三台阶的中台阶。在台阶上采用φ200钢管进行支撑。2、换拱采用双层钢架加强支护，初期支护采用H175型钢钢架，间距0.5m，全环布设,第二层钢架采用I20b工字钢架，间距50cm。喷射砼采用C30网喷砼，喷射砼厚60cm。每层钢架连接筋采用φ22双层连接筋，钢架连接处采用［12槽钢纵向连接，Φ8双层钢筋网，间距20×20cm。每榀钢架打设N51自进式锁脚锚杆20根，锁脚锚杆长8米，下倾角不小于45度，注水泥-水玻璃浆液。3、对拱墙集中出水段采用径向注浆加固围岩，注浆钢管采用Φ42×5mm，采用水泥浆液。4、二次衬砌拱墙厚度60cm，仰拱厚度65cm，采用钢筋砼衬砌，衬砌φ22主筋间距调整为15cm。㈡DK118+702以后段落1、掌子面开挖加大预留变形量，预留补强空间。2、必要时超前支护采用Φ108×6mm大管棚注浆加固围岩，每次施作长15m。纵向搭接5m。2.1测量放样，安装导向管，导向管按环向间距每米3根与钢架焊接牢固。掌子面用2m长套拱(C25砼)作为大管棚导向墙。在2m套拱内架立四榀I20b型钢拱架，在钢支撑上安装Φ127×4mm,长2m的导向管，导向管方向与大管棚外插角一致。2.2钻孔前掌子面喷射砼封闭密实。为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行。先钻奇数孔，后钻偶数孔，成孔直径为φ140mm，以便顺利安装φ108×6mm钢花管。即采用大引导孔施工，最大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生。2.3φ108×6mm大管棚外插角为5°～8°，环向间距每米3根。施作时每段应交错搭接3m，钢管上按间距30cm梅花形钻10mm的小孔。第一节钢管顶端做成锥型，以便顶进。φ108×6mm钢管采用3.0m和6.0m