齐岳山隧道高地应力地段施工技术研究
宜万铁路齐岳山隧道标准化管理实践
宜万铁路齐岳山隧道标准化管理实践刘伟【摘要】被列为铁道部标准化建设示范工点之一的宜万铁路齐岳山隧道,是高压富水断层及岩溶隧道的典型代表.隧道施工过程中遭遇10条断层,3条暗河,大小溶洞187个,其中22个规模较大.施工中穿越宽达253 m的F11高压富水断层,现场实测水压高达2.6 MPa,单孔涌水量达790 m3/h.参建各方以标准化管理为保障,以科研攻关为突破口,齐心协力,奋勇拼搏,成功攻克了这一世界级隧道修建难题.本文根据标准化管理的要求和现场施工实践,对齐岳山隧道标准化管理经验进行了初步总结,以期对今后类似工程特别是复杂岩溶地区高风险隧道施工管理提供借鉴.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2010(000)008【总页数】3页(P24-26)【关键词】宜万铁路;齐岳山隧道;岩溶隧道;标准化管理【作者】刘伟【作者单位】铁道部宜万铁路建设指挥部,湖北恩施,445000【正文语种】中文【中图分类】U455随着国民经济的快速增长和人们对安全、快捷、舒适出行的需要,铁路建设体现出“大规模、高标准、快速度”的特点。
为保证又好又快地推进大规模铁路建设,铁道部于2008年提出推行铁路建设标准化管理,实现安全、质量、工期、投资、环保和技术创新“六位一体”的管理要求,确保铁路建设实现精品工程、安全工程的目标。
大力推行铁路建设标准化管理,有效提高铁路建设管理水平,高标准、高质量、高效率地完成大规模铁路建设任务,是铁路建设落实科学发展观的重要内容,是贯彻“高标准、讲科学、不懈怠”要求的重要途径,是落实“六位一体”管理要求的重要抓手,是建设精品工程和安全工程的客观要求,是提高企业管理水平和发展实力的迫切需要。
推行铁路建设标准化管理,必须以工程质量安全为核心,落实项目建设技术标准,充分借鉴国内外铁路建设的成功经验,不断研究铁路建设新情况,探索高速铁路建设规律,以科学的态度、科学的方法提高我国铁路建设管理水平;要发扬永不自满、永攀高峰的精神和作风,坚持不懈、持之以恒,圆满完成每一个重点建设任务,实现铁路又好又快发展。
齐岳山隧道穿越高压富水断层施工方案研究
齐岳山隧道穿越高压富水断层施工方案研究周海东【摘要】本文以宜万铁路齐岳山隧道F11断层施工为工程背景，主要解决了岩溶地区隧道高压富水断层快速施工问题。
首先对泄能降压法、注浆加固堵水法、冻结法等施工方法进行了比较分析，采用了信息化跟踪注浆和分水降压组合工法的优化施工方案，同时结合快挖、快封法安全快速通过高压富水断层隧道区域，本文方法具有重要的工程实际意义。
【期刊名称】《资源信息与工程》【年(卷),期】2016(031)005【总页数】3页(P136-137,140)【关键词】分水降压;快挖快封;高压富水断层;无工作室管棚【作者】周海东【作者单位】中铁十二局集团第二工程有限公司,山西太原030032【正文语种】中文【中图分类】U455近年来，我国铁路隧道事业发展迅猛，溶岩地区隧道的施工技术逐渐趋于成熟，溶岩地区隧道施工最难解决的问题是如何在高压富水断层地区快速安全施工。
在高压富水断层地区传统的施工方法包括：帷幕注浆加固法、泄能降压法和冻结法。
这3种方法应用于高压富水地段开挖加固不仅工期长，而且可控性差、开挖加固效果差。
本文通过论证研究，施工方法对比选择和现场多方面试验，全面分析评估了在高压富水断层地区开挖加固作业的风险，确定断层交界面、水压富集区为该隧道施工危险系数最高的区域。
通过该区域采用注浆与分水降压相结合的组合工法，实现了2种工法组合的优点，保证了在该区域快速安全施工。
齐岳山隧道共长10 528 m，最大埋深可以达到670 m。
齐岳山背斜、得胜场槽谷和箭竹溪向斜为该隧道的主要地质构造。
齐岳山隧道主要穿越的长大高压富水F11断层带位于得胜场槽谷段，得胜场槽谷由地表垂直向下分布经历4个地质带：0～60 m范围内为第1地质带，主要以岩溶洼地、塌陷为主；35～45 m范围内为第2地质带，主要为发育完全的得胜场暗河；60～100 m范围内为第3地质带，主要地质为局部发育的溶洞和溶蚀裂隙；100 m至隧道洞身为第4地质带，主要以溶孔、溶蚀裂隙地质为主。
齐岳山隧道施工安全防护技术
铁 道 建 筑Railway EngineeringSeptember ,2007文章编号:100321995(2007)0920040204齐岳山隧道施工安全防护技术张庆欣(中铁十五局集团隧道公司,河南洛阳 471300)摘要:齐岳山隧道是宜万铁路八座高风险隧道之一,地质条件复杂,不安全因素多,施工风险大。
文章结合齐岳山隧道长大坡度斜井运输、瓦斯突出、突泥涌水和坍塌掉顶防范措施情况,简要介绍了应对此类风险的工程技术措施和安全防护设施,以及隧道施工应注意的其它安全事项。
关键词:隧道 安全施工 防护技术中图分类号:U45811 文献标识码:B收稿日期:2007201205;修回日期:2007206229作者简介:张庆欣(1977—),河南伊川人,工程师。
1 工程概况宜万铁路齐岳山隧道全长10528m ,位于湖北省利川市城外西偏北23km ,东起野茶乡乐园沟,向北西垂直穿越齐岳山及荆州园等台地,在百丈沟下真嘴出口。
隧道穿越了中山区、中山谷地和低中山区,对应了东部齐岳山构造溶蚀地貌、中部得胜场溶蚀槽谷地貌、西部碎屑岩剥蚀地貌。
隧道左侧30m 设计一贯通平导,全长10568m ;在隧道DK 367+521右侧设计一长大坡度斜井。
设计坡度分别为13‰、1513‰和6‰,进出口高差1511383m 。
隧道最大埋深670m ,一般埋深200～500m 。
隧道以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主,部分为Ⅱ、Ⅲ级围岩,主要为泥岩、泥砂岩、砂岩、灰岩、泥灰岩、碳质页岩、页岩、煤层等。
主要不良地质:全隧道有15条断层破碎带通过、煤层、石油、天然气、高地应力、岩溶、暗河和洞口堆积体等,施工不当将导致坍塌掉顶、瓦斯突出或突泥涌水等灾害发生,斜井运输困难,施工难度大。
2 主要危险源(安全隐患)分析齐岳山隧道是全线八座Ⅰ级高风险隧道之一,全线重点控制工程,集各种不良地质于一体,施工风险巨大,主要表现在以下四个方面。
1)齐岳山隧道斜井全长75212m ,与线路平面相交于DK 367+521里程处,与隧道中线的交角为28°,倾角为23°27′,实际坡度4314%。
齐岳山隧道F11高压富水断层注浆设计与施工技术探讨
ｓａ ａｄ ｍａ ａ ｅ ｎ ｎ ｏ ｔｏ ｆｔ ｅ ｂ ｒｈｏｅ ｄ ｉｌ ｇ，ｇ ｏ ｔ ｇ ａ ｄ ｅｆｃ ｖ ｌ ａ ｉｎ ｉ ｍｐ ａ ｉｅ ｔｎｄ ｒ ｎ ｇ ｍｅ ｔａ ｄ ｃ ｎｒ ｌｏ ｈ ｏ ｅ ｌ ｒｌ ｎ ｉ ｒ ｕ ｉ ｎ ｆｅ ｔｅ ａｕ ｔ ｓｅ ｈ ｓｚ ｄ．Ｉ ｈ ｎ ｎ ｏ ｎ ｔｅ ｅ ｄ，ｔｅ ｈ ｇ ｏ ｔ ｇ ｑ ｎ ｉ ｓ ｒ ｄ ｃ ｄ，ｔｅ ｇ ｏ ｔｎ ｆｅ ｔｉ ｕ ｒｎ ｅ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｅ ｕ ｉｎ ｅ ｃｅ ｃ ｓｉ ｒ ｖ ｄ．Ｔｈ ａ ｅ ａ ｒ ｕｉ ｕａ ｔ ｙ ｉ ｅ ｕ ｅ ｎ ｔ ｈ ｒ ｕ ｉｇ ｅｆｃ ｓ ｇ ａ ａ ｔ ｅ ｎ ｈ ｘ ｃ ｔｏ ｆ ｉ ｎ ｙ ｉ ｍｐ ｏ ｅ ｉ ｅ ｐ ｐ ｒｃ ｎ
ｂ ｅ ｖ ｄ ａ ｅｅ ｅ ｅ ｆｒ ｔｅ ｄｅ ｉｎ ａ ｄ ｅ ｅ ｕ ｉｎ ｏ ｒ ｕ ｉ ｇ ｉ ｉ ｌ ｒｇ ｏｏ ｉａ ｏ ｄｔｏ ｓｉ ｈｅｆ ｔ ｒ ． ｅ ｓ ｒｅ ｓｒ ｆ ｒｎｃ ｏ ｈ ｓｇ ｎ ｘ ｃ ｔｏ ｆｇ ｏ ｔｎ ｎ ｓｍｉ ｅ ｌ ｇｃ ｌｃ ｎ ｉ ｎ ｎ ｔ ｕ ｕ ｅ ａ ｉ Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｈ ｇ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔｒｒｃ ｙ ｗｏ ｄ ｉｈ— ｒ ｓ ｕ ｅ ａ ｄ ｗａｅ ・ｉｈ；ｆｕ ｔ ｒ ｕ ｉ ｇ ｄ ｓｇ ａ ｌ ；ｇｏ ｔｎ ｅ ｉｎ； ｃ ｎ ｔｕ ｔｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｓｒ ｃｉｎ ｔｃ ｎ ｌ ｇ
Ｓ ＵＮ ｏ ｉ ｇ Ｇｕ ｑ ｎ
（ ｃ ｎｉｃＲ ｓ ｒ ｎｔｕｅｕｄｒＣ ｉａＲ ｉ ａ ｕ ｎｌ ｒｕ ｏ ， ｔ． Ｌ ｏａ ｇ４ １０ ， ｅ ａ ，Ｃ ｉ ） Ｓｉ ｔ ｅ ａｃ Ｉｓｔｔ ｎｅ ｈｎ ａ ｗ ｙＴ ｎ ｅ ＧｏｐＣ ． Ｌｄ 。 ｕｙ ｎ ７ ０ ９ Ｈ ｎ ｎ ｈ ａ ｅｆ ｉ ｅ ｈ ｉ ｌ ｎ
齐岳山隧道高压富水破碎带段施工技术
齐岳山隧道高压富水破碎带段施工技术李雷【摘要】齐岳山隧道不良地质条件有岩溶、岩溶水、断层破碎带、天然气、煤层瓦斯等,且地应力及地温均较高.其中断层破碎带段长120m左右,水压3.1MPa,最大涌水量达260m3/h,施工难度大.简要介绍了隧道通过破碎带施工中,采用超前地质预测预报、超前注浆加固、超前管棚支护、钻爆法掘进等技术,取得较好效果的情况.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2008(029)004【总页数】3页(P36-38)【关键词】隧道;破碎带;预测预报;管棚;注浆加固【作者】李雷【作者单位】中煤第三建设(集团)公司,安徽,宿州,234000【正文语种】中文【中图分类】U455.491 工程概况齐岳山隧道位于湖北省利川市城外西北23km处，进口里程为DK361+255，出口里程为DK371+783，全长10 528m，最大埋深670m。
隧道左侧30m处设有平行导坑1个；在DK367+521处设一斜井，斜长752.1m。
该隧道穿过的地层中，有岩溶、岩溶水、断层破碎带、天然气、煤层瓦斯等，且地应力及地温均较高，施工难度较大。
尤其是齐岳山背斜和得胜场槽谷区这2个地段，施工难度最大。
另外，隧道周围还发育有得胜场地下暗河体系、大鱼泉和小鱼泉地下河系统，水文地质条件复杂。
预计齐岳山背斜地段正常涌水量为3.7×104m3/d，最大涌水量为17.7×104m3/d。
2 破碎带段隧道施工方案比选齐岳山隧道穿过的破碎带段长约120m，水压3.1MPa，预计最大涌水量260m3/h。
为了确保施工安全顺利，经专家论证，确定采用全断面超前注浆加固，结合超前管棚、超前小导管、超前锚杆支护的方案通过破碎带。
同时，为了保证注浆加固效果，决定在局部地段采取径向注浆及局部补注浆措施。
3 超前地质预测预报根据地质勘探资料，隧道开挖至距破碎带120m时，应采用TSP203型地质超前预报仪进行长距离超前地质预测预报。
TSP203在齐岳山隧道中的应用及误差产生原因
１ 王铁 梦． 工程 结构裂缝控制 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 时间 ， 其在几个小时之 内就可能 发生 ， 所以养护水 的水质 也需 要 ［ ］
严 格要 求 ， 持 石灰 饱 和 溶 液 是 杜绝 裂 纹 的 最 好措 施 。 保
地层 ， 属岩溶发育地段 ， 穿越齐岳 山背斜和箭竹溪向斜 ， 隧道最大 相 同。Ｔ Ｐ ０ Ｓ ２ ３是采用了回声测量原理 。地震波在指定 的震源点
埋深 ６ ０ｍ， ７ 工程和水 文地质 异常复杂 。齐岳 山隧道进 口标段地 用小量炸药激发产 生。地震 波在岩石 中以球 面波形式传 播。当 表有大 小天 坑 ２ ０多 处 ， 发育 有 １ ０条断 层 ， 存在 大 规模 高压 突 地震波遇到岩石物性接 口（ 即波阻抗差异接 口， 例如断层 、 岩石破 时 一部分地震信号 反射 回来 ， 一部分信 号透 （ 水、 涌） 突泥、 高地应力 引发的大变 形和岩爆 、 煤层 、 瓦斯及 天然 碎带和岩性变化 等） ，
维普资讯
第３ ４卷 第 １ Ｏ期
・
３０ ・ ４
２０ ０８年 ４ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＣＴＵＲＥ ＴＥ
Ｖ０．４ Ｎｏ １ Ｉ３ ． ０ Ａｐ ． ２０ ８ ｒ ０
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０８】００４ —２ １０ —８ ５ ２ ０ １—３００
ＴＰ０ Ｓ ２ ３在 齐 岳 山隧道 中 的应 用及 误 差产 生原 因
刘 丽 花
摘 要： 分析 了 Ｔ Ｐ ０ Ｓ ２ ３的探测原理 ， 比较 了ＴＳ ２ ３对齐岳 山隧道平导 Ｆ Ｐ０ ５断层的预报 与实际工程揭 示的情况 ， 结合一
些经 验 、 训 分 析 了预 测 不准 确 的原 因和 施 工 中 的注 意 事 项 ， 教 以保 证 隧 道工 程 的顺 利 施 工 。
齐岳山隧道总体施工组织设计(11.4)
1. 工程概况1.1．设计概况本标段起讫里程为DK364+900～DK371+790，线路长度为6.890km，位于湖北省利川市的茅草乡、谋道镇。
主要工程为齐岳山特长隧道（全长10523m）出口段，里程为DK364+900至DK371+778，长6878m。
DK371+125～＋778长653m位于半径为800m的园曲线和缓和曲线上，其余均为直线。
本段隧道纵坡为连续下坡，坡度分别为-15.3‰（长5850m）和-6‰（长1028m）。
DK364+900～DK370+959段（长6059m）设计为单线,DK370+959～DK371+778段（长819m）设计为车站双线。
设计沿隧道左侧30m处，设置贯通平导，其平面要素与纵断面坡度与齐岳山隧道基本相同。
在隧道线路右侧设置荆竹园斜井，按主、副井设计。
荆竹园斜井与正洞交于DK367+646，平面交角35°，倾角24.18°，主井斜长714.97m，副井平行于主井，间距25m，倾角24.18°，斜长714.97m。
主井净空为4.6×3.7m（宽×高），主要负责出碴，副井净空为2.8×3.6m（宽×高），主要负责进料、通风排水及人员升降。
1.2．自然地理条件1.2.1．地形地貌本标段东起野茶乡乐园沟，向北西垂直穿越齐岳山及荆竹园等台地，在百丈沟下真咀出口。
隧道穿越中山谷地（DK364+900～DK365+150）和低中山区（DK365+150～出口），分别对应了中部得胜场溶蚀槽谷地貌、西部碎屑岩剥蚀地貌。
齐岳山隧道出口段位于中山区，自然坡度多30～50°，局部可达70 。
区内山势连绵起伏，峰峦叠嶂，植被发育，特别是齐岳山西部山坡陡峭，山脊尖棱，少有台地，沟谷深切，呈鸡爪状展布，形成碎屑岩剥蚀地貌。
以齐岳山为区域分水岭，地表水系以东有清江水系，以西有磨刀溪水系，荆竹园沟谷是百丈沟的分支，两者均属长江水系；地下水系有得胜场暗河，向东北径流数十公里汇入长江。
齐岳山隧道溶洞处理施工技术及经验
采用K1.0椭圆形断面。该溶洞历时75天处理完成。
2溶洞处理施工措施
2.4正洞DK362+277充泥砂夹块石型溶洞采取的施工 措施
2005年2月17日正洞掘进至DK362+277时揭示该溶洞。溶洞从隧道右侧拱
腰以30°～40°向上发育，高度无法探测(见图2)。该段地质为三叠系大
冶组第一段薄层泥灰岩，岩体裂隙发育。揭示后腔体内有零星块石夹粘 土坠落，持续24小时后，溶腔内充填物涌出，填满已开挖完成的近30米
措施进行开挖；开挖过程中进行多次反复注浆及补充注浆，2006年5月30
日该溶洞历经204天上导坑终于贯通。 2006年7月5日凌晨齐岳山降特大暴雨，降雨量观测记录2时17分至8时45
分，降雨量达163.4mm。据统计是该地区百年不遇的大降雨，当日7时正
洞DK363+101～+103段初期支护受溶腔水挤压爆裂突发涌水再次淹没隧道 洞身。
齐岳山隧道溶洞处理 施工技术及经验
杜永强
二○ ○九年十一月
齐岳山隧道溶洞处理 施工技术及经验 一、工程概况
二、溶洞处理施工措施 三、主要技术参数 四、施工体会及经验
1 工程概况
宜万铁路齐岳山隧道地处湖北省利川市西偏北23Km处，全长10528m，是全线重难 点和控制性工程。隧道最大埋深670m，设计为单面下坡。在线路前进方向隧道左 30m设置贯通平行导坑，平行导坑长10581m；进口端设置泄水洞一座，长1165m。
液浆为主，齐岳山隧道多数采用水泥水玻璃双液浆。注浆过程中如长时间压力不
上升，应缩短凝胶时间，并采取间歇注浆和控制注浆等措施。浆液配比和双液浆 凝固时间记录见表1和表2
3.主要技术参数
3.2周边帷幕注浆
宜万铁路齐岳山隧道高压富水断层施工关键技术
Ｔ ｎ ｅ ｕ ｎ ｌＣｏｎ ｔｕ ｔｏ ｓｒ ｃ ｉ ｎ
Ｖｏ ． ０ Ｎ ｏ ３ １３ ．
２１ ０ ０年 ６月
Ｊ ｅ ２ ０ ｕｎ ０１
宜万 铁 路 齐 岳 山隧 道 高压 富水 断层 施 工 关 键 技 术
商 崇伦
（ 中铁 十二 局 集 团公 司 ，太原 ００２ ） ３０４
ａｄｐｒｌ ｒ ｅ ｓｄａ ｗｔ－ｌ ｓ ｇａｄｐｅ ｕｅ ｅｕｉ ａｓ ｅ ｔｒ ｕｅｔ ａ ｒ ｒ ｓｒａｄｎｎ ｉ ｎ ａ ｌｌ ｉ ａ ｅ ｓ ａ ｒｅ ａｎ ｎ ｒｓ ｒ－ｄｃ ｇ ｓ ｇｓｏ ｅ ｃ ｅ ｔ ｅ ｕｅ ｎ ｉ ｚ ａｅｄｆ ｒ ｕ ｔ ｅｒｅ ｉ ｓ ｒ ｎ ｐ ａ ｄ ｈ ｗ ｅ ｐ ｓ ￣ ｍ ｅ
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关 键 词 ： 压 富 水 断 层 ；分 水 降 压 ； 工 作 室 管棚 ； 挖 快 封 ； 岳 山隧 道 高 无 快 齐 中 图分 类 号 ： ５ Ｕ４ ５ 文献标志码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ６ ２— ４ Ｘ（００ ０ ０ ８ ０ １７ ７ １ ２ １ ） ３— ２ ５— ７
ｔ ｅ ｗａｅ ／ｍｕ ｕ ｓ ｓ ｓ Ａｃ ｕ ａｅ ｉ ｆ ｒ ａ ｉｎ— ｉ ｄ ｇ ｏ ｉ ｇ ｉ ｘ ｃ ｔｄ ｔ ｏ ｓ ｌｄ ｔ ｈ ｕ ｒ ｕ ｄ ｎ ｏ ｋ ｍａ ｓ ｈ ｔｒ ｄ ｂ ｒｔｒ ｋ ． ｉ ｃ ｒ ｔ ｎ ｏ ｍ ｔｏ ａｄｅ ｒ ｕｔ ｓ ｅ ｅ ｕｅ ｏ ｃ ｎ ｏｉ ａｅ ｔ ｅ ｓ ｒｏ ｎ ｉ ｇ ｒ ｃ ｓ ， ｎ
齐岳山隧道资料.
得胜场槽谷地质纵断面图
不良地质及处理方案
❖ 高地应力地段 平导掘进至PDK371+125～PDK370 +878段， 正洞掘进至DK371+096～+046 段时，隧道 最大埋深为670m，由于深埋导致地应力释 放产生岩爆和软弱岩变形，洞壁发生剥离、 片帮掉顶。
高地应力地段
不良地质及处理方案
❖ 高地应力地段
工 程 概 况—风险
❖ 断层破碎带，破碎、饱水、高水压。 ❖ 斜井长度长、坡度大，运输能力有限。 ❖ 长大隧道通风困难，风向随季节变化而变化。 ❖ 长大隧道危险源多，防范压力巨大。
工程及水文地质
❖ 齐岳山隧道工程地质极其复杂，集溶洞、暗河、 高压富水断层破碎带、瓦斯、煤层、高地应力和 石膏岩地层等多种不良地质于一身。
含煤地层
瓦斯地段
瓦斯检测设备
不良地质及处理方案
❖ 瓦斯地段
针对瓦斯段，首先通过钻设30m的超前探孔进行瓦斯探 测和超前释放，在掌子面安装自动瓦斯检测报警系统， 安全员24小时轮流值班，每小时检测1次，认真作好记 录，随时掌握瓦斯发展动态，发现异常，立即上报。
其次加强通风措施，不间断对工作面进行通风，及时稀 释和排出了瓦斯气体，使隧道的瓦斯浓度始终控制在 0.45％～0.5％。
在各项指标达到开挖要求时，严格遵守瓦斯隧道施工安 全规定，实行“一炮三检”制，采用煤矿专用炸药和电 雷管起爆，使用防爆型的机械设备、照明灯具和防瓦斯 的个人防护用品。
211212121_高地应力铁路特长隧道施工技术研究
价值工程0引言目前川藏铁路已如火如荼地展开建设，该铁路不但具有重大的战略意义，而且对繁荣西藏地区经济，加快其他地区与西藏之间的人员往来也将会发挥重要的作用。
但由于川藏铁路处于青藏高原板块活动区域，地质构造运动也是目前我国大陆地区比较强烈的区域，受板块运动的影响，使得该处地质不但极其复杂，而且板块的运动也造成地质之间产生巨大应力，深度越深其应力越大，加之该地区地质多为硬岩结构，岩体硬脆且较为破碎，当隧道开挖至此区域时周边地质便会受高地应力效应产生岩爆。
川藏线拉萨至林芝段岗木拉山隧道所就穿越上述地质，该隧道不但是铁路特长隧道（隧道长达11660m），而且埋深较深，周边环境及地质环境极其复杂，为保证隧道施工质量及人员设备的施工安全，减少因地质原因而产生的返工，项目部采取多种措施，最大程度地减少了岩爆发生的频率，提高了洞内施工安全系数，保障了施工人员及机械设备的安全。
同时也减少了因高地应力现象造成的初支开裂、洞内掉块或塌方状况的发生，减少了返工处理的工作量，不但提高了施工质量，节省了施工措施费用，而且也大大加快了施工进度。
通过现场实际应用，该隧道所采取的措施在高地应力铁路特长隧道施工中取得很好的效果。
1工程概况新建铁路川藏线拉萨至林芝段LLZQ-11标岗木拉山隧道位于青藏高原东南部西藏林芝市米林县，属于冈底斯山与念青唐古拉山、喜马拉雅山之间的藏南谷地。
线路设计时速160km/h，为全线关键控制性工程之一。
该隧道起讫里程：DK346+340~DK358+000，全长11660m，属于铁路桥隧中的特长隧道。
隧道下伏基岩为早白垩系（K1γδ0）英云闪长岩及（K1δ）闪长岩、新元古-中元古界念青唐古拉岩群八拉岩组片麻岩（Pt2-3b），最大埋深1813.66m。
围岩整体岩性以闪长岩、片麻岩为主。
由于线路穿越新构造运动强烈、应力高度集中的地质，且埋深较大，隧道存在高地应力现象，强烈岩爆地段长达2580m。
2高地应力隧道岩爆处理总体技术方案在隧道施工前，首先对隧道进行超前地质预报，以及测试其地应力，并对围岩进行监控量测以判断可能发生岩爆的地段及概率，以便提起采用预处理措施。
齐岳山隧道典型岩溶发育区域施工处理措施
齐岳山隧道典型岩溶发育区域施工处理措施
左玉杰
【期刊名称】《中国市政工程》
【年(卷),期】2007(000)004
【摘要】齐岳山隧道工程位于溶岩极其发育地段,隧道进口段是施工最困难的地段.介绍了进口段的地质及水文地质条件,阐述了地质预测预报的内容,分析了工程地质及水文地质的情况,并针对间歇突水型、承压清水型、充填性、空腔型等典型溶腔采取处理措施.这些措施为今后处理类似问题积累了施工经验.
【总页数】3页(P64-65,68)
【作者】左玉杰
【作者单位】中铁十二局集团,山西,太原,030051
【正文语种】中文
【中图分类】U45
【相关文献】
1.齐岳山隧道F11断层区域横通道进正洞超前帷幕注浆施工方案 [J], 王建军
2.齐岳山隧道岩溶发育规律及水文地质特征 [J], 沈卫兵;张聘华
3.齐岳山隧道进口背斜地段岩溶发育特征分析与治理 [J], 田四明;张民庆;黄鸿健;殷怀连
4.齐岳山隧道岩溶发育规律及水文地质特征 [J], 沈卫兵;张聘华;
5.鄂西齐岳山地区岩溶发育特征及其对隧道涌水的影响 [J], 陈宏峰;夏日元;梁彬
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先进之山岳隧道施工技术
先進之山岳隧道施工技術劉弘祥1侯秉承2張吉佐3中興工程顧問股份有限公司1工程師2技術經理3協理摘要台灣多山且因位處板塊撞擠帶，地質構造複雜。
以往不論水利建設、鐵公路建設及水力發電建設等都涉及艱難的隧道工程，這些隧道工程不但在量及質方面，同時在工程技術方面都不斷與時俱進，日新又新，從最早以人工開鑿演進到現代的各種新工法，在隧道史上都可以看到脈絡。
本文首先針對與隧道工程關係密切的地質特性作一概略說明，接著列舉多項隧道工程技術的最新發展，包括地物調查、曲線鑽孔調查、洞口開挖與邊坡保護、隧道支撐設計、開挖工法與施工機具、支撐材料與內襯砌鋼模及隧道施工管理等，最後面臨各種困難地質的對策作一完整的介紹，包括擠壓性地盤、湧水性地盤、軟弱砂泥層地盤、卵礫石地盤及含有害氣體地盤等，以期藉由先進之山岳隧道施工技術以提昇台灣隧道工程之競爭力。
關鍵字：洞口保護、岩體分類、隧道開挖、支撐系統、施工管理。
一、前言目前台灣正積極推動的隧道工程大致上可分為公路工程、鐵路工程、捷運系統及水利與電力工程隧道，而未來將進行之主要隧道工程包括都會區之管線工程、捷運系統及遍及全島各地的公路、鐵路、水利建設等，預估隧道工程將有143座，隧道總長度超過400公里。
由於新觀念、新技術、新機具與新材料陸續引進、開發及本土施工經驗之累積，使台灣隧道工程之質與量皆大為進展，為了凝聚上述隧道工程規劃、設計與施工的成果，以便未來隧道工程能充分應用，本文以山岳隧道工程技術為探討重點，首先概述台灣之地質特性與調查重點，繼而回顧台灣隧道工程技術之最新發展，最後探討克服特殊困難地質之觀念與作法，期能獲得共識，從而發揮團隊合作精神，使台灣隧道工程技術能達到新的境界。
二、台灣之地質特性與調查技術最新發展依據地形及地質特性，台灣的地質可區分為中央山脈地質區、海岸山脈地質區、西部麓山帶及西部濱海平原區，分別有不同之工程地質特性。
中央山脈地質區地形陡峭，主要地層包括亞變質的硬頁岩與板岩及位於中央山脈東斜面的片岩、大理岩、角閃岩及一些超基性的岩層。
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建造技术J I A N Z H A O J I S H U刘文军:齐岳山隧道高地应力地段施工技术研究876年第23卷第6期收稿日期:2009 09 22;修改日期:2009 10 21作者简介:刘文军(1979-),男,安徽广德人,硕士,中铁十五局集团有限公司工程师.齐岳山隧道高地应力地段施工技术研究刘文军(中铁十五局集团有限公司,河南洛阳 471013)摘 要:针对宜万铁路齐岳山隧道高地应力地段的施工技术难题,在分析隧道高地应力表现特征及原位测试结果的基础上,详细阐述了该地段所采取的预先释放应变能,!钢架、锚、网、喷∀综合支护及时紧跟的施工技术,成功应用了!先放后抗,先柔后刚∀,有效控制了拱顶岩层松弛、脱落,确保了隧道的施工安全,为在类似地质环境条件下隧道工程施工积累了经验。
关键词:隧道;高地应力;施工技术中图分类号:U 459.1;U455 文献标识码:A 文章编号:1673 5781(2009)06 0876 03随着我国隧道施工技术的迅速进步,隧道已经向长大、深埋方向发展,在深埋隧道开挖施工过程中,围岩应力产生重新分布,在高地应力作用下,岩体被拉裂、松弛后从拱顶及拱脚部位脱离母体而坠落,直接威胁着施工人员、设备的安全,影响施工进度,通过分析、研究高地应力特征,介绍施工技术,为解决类似难题积累经验[1 6]。
1 工程概况宜(昌)万(州)铁路齐岳山特长隧道,位于湖北省利川县谋道镇境内,全长10.528km,地处鄂西构造溶蚀侵蚀中高山区,地质极为复杂,集溶洞、暗河、高压富水断层破碎带、瓦斯、煤层、高地应力和石膏岩地层等多种不良地质于一身,是全线8座I 级风险隧道之一,出口段穿越箭竹沟向斜,主要地层为三叠系须家河组、侏罗系珍珠冲组、自流井组、新田沟组、上沙溪庙组、下沙溪庙组等碎屑岩。
主要岩性为泥岩、页岩、粉砂岩、砂岩及少量生物碎屑灰岩。
隧道与山脊凹线呈大角度相交,山坡陡峻,坡面侵蚀严重,大小沟谷发育。
2 隧道高地应力特征隧道正洞掘进至371km +046m ~+096m 段、平导掘进至370km+878m~371km +125m 段时,开挖后1~18h,岩体内部发出!吭吭∀的闷响声,随后围岩表面出现裂缝,岩体自母体剥落,剥落面较平整。
一般发生在距离掌子面12m 范围内,以拱部为主,发展一定时间后,拱顶形成倒!V ∀形凹坑或梯形凹坑,主要呈板状和片状,最大块达160cm #110cm #60cm 。
在距掌子面近30m 已喷射混凝土处,亦能听到!吭吭∀的岩体内部闷响声。
上述两段隧道埋深360~450m,围岩为侏罗系中上沙溪庙组紫红色泥岩,岩层产状近水平,薄-中厚层状,层间结合较好,节理裂隙不发育,无地下水出露。
为掌握隧道高地应力特征,采用钻孔应力解除法(孔径变形法)在隧道平行导坑线路左侧边墙布置2组测点进行测试,测试结果如表1所列。
表1 隧道高地应力测试结果测点号测点位置围岩项目1 2 3应力/M Pa14.057.0 4.98S1371km +090m泥岩方向/(∃)N51.55E N39.15W N48.21E 倾角/(∃)+27.31+1.36-62.64应力/M Pa13.0210.28 5.24S2370km +940m泥岩方向/(∃)N66.57E N52.17W N18.06W 倾角/(∃)+13.11+64.16-21.84注:主应力方向为主应力投影方向;倾角中!+∀为仰角,!-∀为俯角。
建造技术J I A N Z H A O J I S H U刘文军:齐岳山隧道高地应力地段施工技术研究工程与建设 2009年第23卷第6期877S1测点取样试验,岩石单轴抗压强度R c=39.3M Pa,S2测点取样试验,岩石单轴抗压强度R c=42.2M Pa 。
根据规范[7,8]规定,采用强度比一值作为地应力的划分指标:R c / 1=4~7为高地应力,R c / 1<4为极高地应力。
S1测点R c / 1=39.3/14.05=2.79<4,S2测点R c / 1=42.2/13.02=3.24<4,都属于极高应力地段[1]。
根据上述测试结果,隧道所在区域岩石原始应力在绝对值上不是很高,属中等应力,但与相对应的岩体强度而言,属极高应力[7]。
3 处理高地应力的原则(1)早发现,便于及时作出对应措施和准备工作。
在开挖面上钻设超前密集小孔,或从开挖面内向内钻孔和在一定深度内爆破,在一定范围内形成破碎带,降低洞室四周围岩的应力,释放能量。
(2)临时性和永久性防护措施,在一定程度上对施工人员进行隔离。
设计支护结构,宜采用柔性支护。
(3)设计中采取应力降低措施:切割应力释放槽,尽量避免因开挖引起应力集中。
4 高地应力地段施工技术4.1 超前地质预报(1)超前探孔。
在隧道掌子面开挖地面以上1.5m 位置,左右两侧各钻一孔,孔深5~6m,每2个循环交替钻进,通过钻探探明前方围岩地质表现,可以帮助推断高顶应力的情况。
(2)地质素描。
在开挖后对掌子面、左右边墙揭示的围岩产状、岩性等进行描述绘制上图,分析判断前方10~20m 范围的围岩情况,每一个开挖循环都作地质素描,确保分析判断的连续性。
4.2 超前支护加固针对围岩为水平岩层易产生坍塌,拱部120∃范围设置 22砂浆超前锚杆,长度3.5m ,环向间距20cm,纵向间距2.5m,水平搭接长度不小于1.0m,外插角10∃。
超前锚杆配合钢架使用,超前锚杆置于钢架腹部与钢架共同受力,可有效遏制拱顶坍塌。
4.3 高地应力地段开挖开挖采用短进尺,弱爆破,选用!三台阶五部开挖法∀[2],上台阶3~5m,中台阶6~8m ,下台阶6~8m,中下台阶开挖时左右错开1~2m,三台阶总长度控制在15~20m 。
根据围岩类别,%级围岩每循环进尺控制在1.5~ 1.8m,&级围岩每循环进尺控制在2~2.2m 。
开挖采用减振光面爆破,严格控制装药量,以控制爆破振速,减小对周边围岩的扰动和破坏[3]。
根据围岩情况和爆破效果及时调整爆破参数,减小炮眼间距和装药量,平均装药量单耗控制在0.55~0.65kg/m 3,确保爆破效果。
周边眼采用间隔不耦合装药结构,不耦合系数不小于2.0,采用小药卷( 25)2#岩石硝铵炸药间隔装药,周边眼环向间距控制在25~30cm ,导爆索起爆。
在条件允许的情况下,先行开挖小导坑提前释放应力,断面3.0m #2.5m,位置在开挖掌子面中上部,并预留光爆层,可有效控制对围岩的扰动。
开挖后及时在掌子面和洞壁喷水,或向超前钻孔内注水,提前释放弹性应变能,降低岩体强度,降低岩体储存弹性应变能的能力。
4.4 系统支护加固初期支护采用!钢架、锚、网、喷∀综合支护,使径向锚杆、钢架、网喷混凝土形成一个系统支护体系,固结围岩,增强支护效果[4]。
(1)初喷混凝土:开挖后,岩体要经过1h 左右方产生坍塌掉块,为充分发挥围岩未坍塌前的自稳能力,钻爆完毕后,立即进行找顶排险,及时初喷4cm 厚C20混凝土封闭围岩,增强围岩的自稳能力,既能保证出碴过程中的施工安全,又在一定程度上减少了拱部掉块。
(2)锚杆、钢筋网:出碴完毕及时施作初期支护,拱部、边墙均设置 22砂浆锚杆,长2.5m,间距1.0m #0.6m(环向#纵向)。
同时安装 8钢筋网片,网格间距20cm #20cm ,钢筋网片密贴初喷混凝土面,并用定位锚杆进行固定。
径向锚杆与超前水平锚杆、钢筋网有机结合连为一体,有效的控制了围岩的崩落和掉块。
(3)钢架:全环安装I18工字钢架,间距由1m/榀调整为0.5m/榀。
安装钢架前清除底脚虚碴及杂物,超挖部分必须采用同等级混凝土回填,及早封闭成环。
在施作过程中,工字钢钢架刚性支护比格栅钢架初期支护作用明显加强,有效遏制了围岩的变形。
钢架架设完毕,及时进行复喷20cm 厚C20混凝土。
4.5 高地应力地段围岩量测施工中加强围岩量测工作,每5m 设置一个量测断面,每个断面在轨面以上1.5m 、5m 位置各设建造技术J I A N Z H A O J I S H U刘文军:齐岳山隧道高地应力地段施工技术研究878年第23卷第6期一条水平测线、拱顶设一个测点,开挖时及时将量测桩埋好,做好拱顶下沉和水平收敛量测,尽早取得初始量测资料,真正起到指导施工的作用。
如实记录开挖面和初期支护量测数据,根据围岩量测结果不断调整、优化施工方案,确保顺利通过高地应力地段。
4.6 应用效果施工中,总体上按照!加固围岩、改善变形、先柔后刚、先放后抗、变形留够、底部加强∀的原则进行,通过采取上述施工措施,隧道高地应力地段拱顶岩层松弛、脱落得到有效控制,没有造成初期支护开裂、侵限情况的发生,应用效果良好。
5 结 论(1)在掌子面和洞壁喷水,可在一定程度上降低表层围岩强度,通过超前钻孔向岩体内注水,提前释放弹性应变能,软化、降低岩体强度,降低岩体储存弹性应变能的能力。
(2)采用台阶法、短进尺、小药量,提高光面爆破效果,减小对周边围岩的扰动,减少应力集中,使岩体应力降低,在开挖前岩体能量得到提前释放。
每循环进尺控制在1.5~2m,根据钻爆实际情况,及时调整钻爆设计,提高光面爆破的效果,改善隧道洞壁围岩应力条件。
(3)优化初期支护参数,对围岩采取加固措施。
采用径向锚杆、挂网及在岩爆破坏严重地段架设钢架的方法。
径向锚杆采用密锚方法,间距为1m #0.6m 的梅花型分布,比其他地段系统锚杆密度大,垫板增大到25cm #25cm 。
挂网采取整体式网的形式,即在径向锚杆端头,紧贴岩面加焊 22mm 的粗钢筋,并辅以 10mm 的细钢筋交错成网状,适当增加钢架支撑,对防治中度岩爆掉块起到了有效的作用。
(4)加大预留变形量,保证洞身有一定的变形量,边支边防,以柔克刚。
改善隧道自身受力结构,优化隧道断面形式,调整仰拱曲率,加大边墙曲率,加大仰拱拱度及配筋。
先柔后刚,先放后抗,边抗边退。
(5)提高二次衬砌的刚度,加大二次衬砌、仰拱加厚,提高衬砌材料的强度和弹性模量,增加受力钢筋数量,增强二衬对高顶应力的抵抗能力。
∋参考文献([1] 徐林生,唐伯明,慕长春,等.高地应力与岩爆有关问题的研究现状[J].公路交通技术,2002(4):48-51.[2] 黄鸿健.堡镇隧道高地应力软弱围岩段施工大变形数值模拟预测研究[J].铁道标准设计,2009(3):93-95.[3] 陈 松,曹西高.拉西瓦水电站高地应力区特大地下厂房开挖施工技术[J].水力发电,2007,33(11):74-76.[4] 毛东晖.高地应力下特大隧洞开挖支护形式及其参数研究[J].铁道建筑,2009(2):28-30.[5] 姚明会.高地应力下大断面隧洞进口段施工技术研究[J].铁道建筑,2009(2):31-33.[6] 关宝树.隧道工程施工要点集[M ].北京:人民交通出版社,2003.[7] T B 10003-2005,铁路隧道设计规范[S].[8] GB 50021-2001,岩土工程勘察规范[S].(上接第839页)3.5 路基状况指数SCI所有抽查路段路基整体养护情况较好(表4),但也存在共同问题:)部分路段边沟积水较多,主要原因为河塘倒灌。