隧道断层破碎带施工技术

摘 要 ： 文对鹤 顶 山隧道 断层 破碎 带段 采 用 小 管棚 预 支护 、 喷初 期 支护施 工技 术作 了详 细叙 述 ， 对 开挖 方法 作 了简要介 绍。 本 锚 并 关键 词 ： 隧道 ； 断层 ； 破碎 带 ； 支护施 工 鹤顶 山隧道 是浙江 ７ 省道 路线 上第一 长 ８ 隧道 ，系单 线 隧道 ，全 长 ２５ｍ，施 工里 程 ９５ Ｋ ８２５至 Ｋ １２０ 其 中 Ｋ ２ ＋５ ３＋ １。 ＋一Ｋ 段通 过 Ⅱ ＋ 类围岩 断层破碎 带 ， 岩性 主要 为片 岩 、 岩 、 页 砂 岩且夹 薄层泥 灰岩 ， 理 、 节 层理 及裂 隙发 育 ， 层 面交错 ， 风化极 为严重 ， 呈压碎 状态 ， 使 围岩 致
工 程 技 术
Ｃｈｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ ｃｓ ｉ ａＮｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ
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隧道 断层 破 碎 带施 工 技 术
杨继 转 陈 东ｚ
（、 １ 温州市交通 工程监理 咨询有 限公 司， 浙江 温州 ３ ５０ ２ 温 州交通建设集 团有限公 司，喷射方 向与 岩面偏角 小于 １＂ ３ ０， 夹 角为 ４。喷头 至受 喷 面距离 在 ０ －． ５； ． １ ｍ之 ６ ０ 间， 喷头 呈 螺旋 形 均匀 缓慢 移 动 ， 般绕 圈直 一 径在 ０ ｍ为宜 。 ． ４ ３ － 浆 在 初 喷 混凝 土封 闭 围岩 后按 设 ４注
３． ．４注浆 通过 快速 注浆接 头将锚 杆尾端 ４ 和 Ｕ ６型注 浆机 连 接 。开动机 器压 注 １１ Ｂ ： 水 泥浆 ， 掺水泥用量 ３ ％的 ４Ｂ ０ ｅ的水玻璃 ， 为了 保证锚 固质量及改良围岩结构 ， 注浆终压必须 达到 ０８ Ｐ 。 ． ａ Ｍ ３ ． ５钢筋 网片 采用ｆ ６ 冷拔 螺纹钢 ， 买 购 成品 ； 挂设时网片必须随受喷面的起伏铺设， 与受 喷面 间 留 ３ｍ作 为保 护层 ，网 片与 系统 ｅ 锚杆焊接牢固， 确保喷射混凝土时不移动。 ３ ． ６安设钢拱架 ： 工字钢除锈后按设计要 求分节 加工 成型 ， 拱架分 节间通过 钢板用 螺 钢 栓联接 或焊 接 。 ３。 ．１钢拱架严 格按 设计问距 架立 。 ６ ３ ． 为充 分 发 挥钢 拱 架 的承 载能 力 ， ．２ ６ 首 ５ ％ ， 泥 量 ≤３ ０ 含 ％。 先要求钢拱架必须垂直且与线路方向垂直 ； 其 ３－ ．３粗 骨 科 采 用 规 格 为 ７ １ｍ 的 碎 次 ， ２ —５ ｍ 严格 控制左 、 右拱 脚标 高 ， 以防拱架偏斜 或 石 ， 试验选 用各 项指标 均达到 设计要 求 的碎 侵人衬 砌厚度 。 经 石。 ３ ＿ 拱 架底部 必须 置于基岩 上 ，以防 ．３钢 ６ ３． ．４粘稠 剂选用 Ｓ Ｃ型粘 稠剂 ，经现 场 下沉变 形 。 ２ Ｔ 试 验 ，最 佳 掺 量 为水 泥 用 量 的 １％ ，ｒｎ初 ０ ３ｉ ａ ３ ． 监控 量测初 期支 护完成后 ， 顶、 ．４ ６ 在拱 凝 ，ｒ ｎ ６ ｉ 终凝 ， ａ 而且可 大量减 少回弹 量。 拱脚及边墙处埋设测点进行拱顶下沉和水平 ３． ．５水灰 比水灰 比过大、过小都会使混 收敛量测 。 ２ 测试元件用ｆ ２圆钢加工而成 ， １ 每 凝土 回弹量增 加 ， 费大 量 的材料 ； 现场 多 根 元 件 长 ２ｃ 锚 人 初 期 支护 体 ２ｃ ， 露 浪 经 ５ｍ， ０ｍ 外 次试 验确 定 ，水灰 比为 ０ ７的混 凝 土喷 射效 ５ｍ， ． ４ ｃ 以防震 动 影响 量测 结果 。水 平收 敛量测 果 最佳 。 采 用 铁科 院武 汉 岩体 力学 研究 所研 制 的收敛 ３ ． 射 混 凝 土开 挖 后 为缩 短 围 岩 的暴 仪进行观测。 ３喷 量测频率开始 ６ 观测 １ 然后 ｈ 次， 露时 间 ， 防止 围岩 进 一 步风化 ， 须先 初 喷混 根 据 变形 量的 减 小而减 小量 测频 率 ，即 １ｈ 必 ２、 凝土 ３ ５ｍ厚 再 封 闭 围岩 ；待 钢格栅 及 钢筋 ２ ｈ４ｈ７ ｈ１８ ， 据量 测结 果及 时调整工 ￣ｃ ４ 、８ 、２ 、６ｈ根 网安 设好 后 ， 喷 混凝 土 １—２ｍ； 后在 下 序及 预 留变形 量 、 进尺 等 ， 于指导施 工 ， 再 ０ １ｃ 最 开挖 便 循环喷射混凝土时分两次喷射至设计厚度。 确 保施工 安全 。量测点 每隔 ５ ｍ布设 １ 。经 组 ３． ．１采用掺 Ｓ Ｃ型粘稠剂半湿式喷射混 量 测 ， ３ Ｔ 拱顶 最 大 累 计 下 沉量 为 ｌｍ 水 平最 ｌ ｍ， 凝土 工艺 ， 小洞 内粉尘污 染及 回弹量 。 减 大累计收敛量为 １ｒ 。通过对断层破碎带采 ３ｍ ａ ３． ．２喷射 前用 高压风 将岩壁 面 的粉尘 和 用超前小导管棚预支护、 ３ 人工环形及周边开挖 杂物 吹 干净 ， 泥 、 、 水 粗 细骨料 加 少量 水 ， 技术和锚喷初期支护措施 ， 用搅 且通过现场监控量 拌机 干拌 ， 量按水 灰 比配 制混凝 土应 加入水 测 得 出以下结 论 ： 水 总量 的 ２％； ０ 拌好 后将 干料运至 喷射作 业点 再 周边人 工开 挖可减 小对 围岩 的扰动 ， 有效 进行人 工拌 和 ， 并按 水泥用 量的 １％掺人 粘稠 控 制超欠 挖 。超 前小 管棚注 浆预支 护 ， 以大 ０ 可 剂。 量 减少拱 部 围岩 的掉 块 ，保 证 了施 工安全 、 质 ３． ＿３喷射 作业 分段 、分 片 由下 向上依 次 量 和进度 。 ３ 分层 进行 ， 段长 度 为 ３ ． 加快 混凝 土强度 每 ｍ为 参 考文献 的增长速度及提高混凝土的喷射效果 ， 用多盏 【 杜 转转． 断层破碎 带施 工技 术叨． １ 】 浅谈 山西建 筑 ．０ ８ ｏ — ０ ２ｏ一 ５ １． 碘钨 灯提 高作业环 境温度 。
自稳 能力极差 ， 成型 困难。
针对上 述情况 ， 合施工生 产要 素及施 工 结 生产 能力 ， 照” 超前 、 注浆 、 开 挖 、 按 管 严 短 不 （ ） 破 、 支护 、 弱 爆 强 快封 闭、 勤测量 、 反馈 ” 速 的 施工 原则 ， 在拱 部超前 小管棚 注浆预 固结 围岩 的保 护下 ， 采用 二部 台阶法进行 施工 。拱部 预 留核 心土 ， 边采 用风 镐 开挖 ， 心土 及 中槽 周 核 运用 装载机 开挖 。 １超前 小管棚施 工 １ ． １工艺原理 在破碎 松散岩 体中超前 钻孔 ， 小 导管 打人 并压 注具有胶凝 性质 的浆液 ， 液在 注浆 压力 浆 的作 用下呈 脉状快速渗 入破碎 松散 岩体 中 ， 并 将其 中的空气 、 水分排 出 ， 使松 散破 碎体胶 结 、 胶化 ， 成具有 一定强度 和抗渗 阻水 能力 的 以 形 浆胶 为骨 架 的 固结体 ，从 而提 高 围岩 的整 体 性 、 渗 性和 稳定 性 ； 超前 小 管棚 与 固结 体 抗 使 形 成一 个具有一 定强度 的壳体 ， 在壳体 的保 护 下进行 开挖支 护施工 。 １ ＿ ２小管棚及 注浆设计 采 用 ４服 的 ｆ ２ ｍ 小 导 管 布设 在 拱 Ⅱ ４ｍ 部 ， 插 角 ５￣。 环 向 间距 ３ｃ 纵 向环 距 外 。７ ， ３ｍ， ２ ｍ， ． 即每施作 一排小 导管 ， 挖支 护 ２ ｍ； ５ 开 ． 压 ５ 注 １１ 泥浆 液 ， ：水 采用 ５５ 普 通硅 酸盐水 泥 ， ２＃ 浆 液 中掺 水 泥用量 ３５ ￣ ％的 ４Ｂ 玻 璃 ， ０ ｅ水 以 缩短浆 液 的胶 化 固结 时间 ， 控制浆 液 的扩散 范 围。 ｌ ＿ ３施工要点 １ ． 导 管加 工 ４ｎ 的ｆ ４ ｒ 小 钢 ．１小 ３ ｒ 很 ２ｍ ａ 管 一 端加 工成尖 锥形 ，距 另一 端 １０ｍ的 位 ０ｃ 置 开 始 至 尖 锥 端 之 间按 梅 花 型 间 距 为 ２ｃ ０ｍ 布设ｆ ６ ｍ 的孔 眼 ４ ，以利于 小 导管 推 进 ｒ ａ 排 和浆 液 渗入 破碎 岩体 。 １． ．２小导 管安设 如岩体 松软 ，采 用 Ｙ 一 ３ Ｔ ２ 型风 动凿岩 机 直接推送 ，如遇 夹有 坚硬 岩 ８ 石 处 ，先用 Ｙ － ８ Ｔ ２ 型风动 凿 岩机 钻眼 成孑 后 Ｌ 再推 进 就位 。 在施作小 导管前应 注意 ： 喷 ３５ｍ厚混凝 土封 闭掌 子面作 为 止 ￣ｃ 浆墙 ， 注浆作 好准 备工作 ．． 确测 量隧 道 为 ｂ准 中心线 和高程 ，并 按设计 标 出小导管 的位 置 ， 误 差＋ ５ ｍ；． １ｍ ｃ 用线 绳定 出隧道 中心面 ，随 时 用钢 尺检查钻孑 或推进 小导管 的方 向 ， 制 Ｌ 以控 外插 角 达 到设 计 的标 准 ；． 工顺 序 为 从 两 ｄ施 侧 拱腰 向拱顶 进行 ，为 提前 注浆 留好 作 业 空 间。 １＿ ＿３注浆选 用 Ｕ ６ 注浆 泵 注浆 ， 用 ３ Ｂ型 采 浆 液搅 拌 桶 制浆 。为 防止浆 液从 其 他孔 眼 溢 出 ， 浆前 对所 有孔 眼安 装止 浆 塞 ， 顺 序 注 注浆 从 两侧拱 脚 向拱 顶 。由于岩体孑 隙不 均匀 ， Ｌ 考
一
虑风 镐环形 开挖 的方便 ， 同时要 达到 固结破 碎 松散 岩体 的 目的 ， 保证开 挖轮廓 线外 环状 岩体 的稳 定 ， 成有 一定强 度及 密实度 的壳体 ， 形 特 别是 确保 两侧拱 脚的注 浆密实 度和 承载力 ， 采 取 注 浆 终 压 （． １ ＭＰ ） 注浆 量 双 控 注 浆 ０ 一 ． ａ和 ８ ２ 质 量 ， 的注 浆终压 高于拱腰 至拱 顶 。通过 拱脚 现 场试 验确 定 拱脚 终压 为 １ ＭＰ ，拱 腰范 围 ． ａ ２ 为 １ Ｍ ａ拱 顶为 ０ Ｍ ａ ． Ｐ， ０ ． Ｐ ． 时 相邻 孑 眼需 ８ 注浆 Ｌ 间隔开 ， 能连续 注浆 ， 不 以确保 固结效 果 ， 达 又 到控 制注 浆量 的 目的 。 ２ 开挖 为 控 制超 欠挖 及减 少 对 围岩 的扰 动， 拱部弧形 及边 墙周边 均采用 风镐 分 台阶开 挖 ， 心 土及 中槽 均采 用装 载 机 开挖 （ 核 石质 部 分 采用 弱爆 破） 挖 进尺根 据 围岩稳 定性 确 ，开 定 钢拱架 的 间距 ， ０ ～ ． 即 ． １ ｍ。 ５ Ｏ ３锚 喷初期 支护 ３１初 期支 护参数 系 统锚 杆采 用 ３ 很 的 ． ｒ ｎ ＷＴ ２ Ｄ ５型中空 注浆 锚杆 ， 向、 向 间距均 为 纵 环 １０ｍ，梅 花 型 布 置 ；拱 墙 设 钢拱 架 ，间 距 ０ｃ ５ｅ ，钢 拱架 每侧 拱脚 设 ４ 根 的 ＷＴ ２ ０ｒ ａ － ｎ Ｄ ５中 空注 浆锁 口锚杆 ， 梅花 型布置 在钢拱 架 的两 按 侧， 环向 间距 ５ｅ 挂ｆ６双层钢筋 网 ， ０ｍ； 网格 尺 寸为 １ｃ ｘ５ ｍ， 射混凝 土厚 ２ｅ 。 ５ｍ ｌｃ 喷 ５ｍ ３ ． ２喷射 混凝土 材料及机 具选定 ３ ． 具 喷混 凝 土采 用 Ｂ一 型 混凝 土 ． １机 ２ ｚ５ 喷射 机 ， 压力 为 ０ － ． Ｐ 。 ．４ ４ ａ ２ ３Ｍ ３． ．２水泥 及细 骨科采 用 ４ ５ ２ ２ 并普 通硅 酸 盐水 泥 ； 料选 用 福 州 闽江砂 ， 率控 制 在 细骨 砂