隧洞破碎带处理方案

隧洞破碎带处理方案

一、工程概况

隧洞支洞全长1010m，坡度40%；隧道走向为南偏东30°；围岩岩性为奥陶系中统上马家沟组上段泥灰岩，节理发育，结构受构造影响破坏严重，围岩不稳定，存在层间水，围岩稳定性很差，开挖后需及时支护否则变形破坏严重，围岩工程地质分类为Ⅴ类。

二、破碎带情况说明

下游段围岩岩性为奥陶系中统下马家沟组上段泥灰岩，该段围岩岩性为黄灰色泥灰岩似土状结构，无节理，属软岩，无明显出水点，但掌子面泥灰岩湿润，掌子面上方有大小不一灰岩石块成堆积状，并有空腔，掌子面有风吹出，存在较大安全施工隐患。

三、处理方案

针对上述情况，结合施工生产要素及施工生产能力，按照“管

超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的施工原则。

一、原材料要求

1、水泥：采用P.042.5水泥。

2、砂：使用中砂，为了保证喷射混凝土质量，降低施工粉尘，减少收缩，细度模数大于2.5，用5mm筛网过筛。

3、碎石：使用前用5mm-10mm筛网分别筛去石粉和超径骨料，保证级配和降低回弹。控制骨料颗粒小于15mm防止管路堵塞。

4、钢拱架：I14工字钢。

5、导管：φ42mm小导管，厚壁3.0mm。

6、水玻璃：水玻璃浓度采用30~45波美度。

对上原材进场检检，合格后方可使用。

二、技术参数

1、增强前期初期支护

先封闭掌子面上方空腔部，喷射混凝土(C20)喷满喷实，加设3榀钢拱架，初支与围岩之间的空隙进行回填注浆，加强此段初支强度。

2、超前支护

紧贴掌子面立一榀钢拱架，同时进行小导管注浆，超前导管规格：φ42mm小导管；小导管环向间距20cm，每根长5.0m，壁厚t=3mm，搭接长度为2.5m，每环共26根；倾角：外插角3°；设置范围：拱部133°范围内，先试做10环，待施工完根据现场情况在定。

（1）钻孔控制：施工时，采用凿岩机钻孔，钻头采用梅花形钻头，钻头直径应比导管直径大2cm，钻孔钻进要避免钻杆摆动，保证孔位顺直。施钻时，凿岩机必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动，提高施钻精度，钻机钻速宜低。

（2）钢管加工：将钢管加工成钢花管，钢管顶部切割加工成

尖梭状，使钢管更容易插入孔内，顶管完成后尾段焊接闸阀，闸阀口与注浆管连接。

注浆小导管结构图

（3）顶管：在钻好的孔内插入加工合格的钢花管，在管尾后

一段30cm 处，将麻丝缠绕在管壁上成纺锥状，并用胶带缠紧。开动钻机，利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中。

（4）固定：顶管至设计孔深后，将孔口用水泥+水玻璃胶泥

将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。小导管应露出喷射混凝土面50cm ，安装钢拱架后与拱架牢固焊接在一起。

（5）压水：管路连接完成后应进行压水试验，以检查管路及

工作面有无渗漏现象。

（6）注浆：注浆采用UB-3注浆机，浆液采用1：1水泥浆，

砂浆搅拌机经加工后拌和水泥浆，注浆压力应达到0.2MPa 且注浆量也达到设计时，即可停止注浆。

计算公式为：

Q 1=S ×H ×G ×A ×B

式中Q 1为注浆量

注浆加固范围为隧道开挖线外1～2m 取中间值1.5。

S 为每延米注浆面积：扩散半径为1.5米，S=20.55m 2

H 为注浆长度：4.5米 φ8mm 加劲箍 小钢管普通

>30cm 15～20cm

G为岩体空隙率：30%

A为注浆饱和度： 0.7~0.9

B 为注浆损耗系数：1.1~1.4

Q1 =20.55×4.5×0.3×0.8×1.2=26.63m3

（7）注浆异常现象处理：发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔注浆，泵压突然升高时，可能发生堵管，应停机检查。

3、爆破开挖

断层破碎带的爆破除采用常规的缩短循环进尺，控制装药量外，关键是合理设计周边部位的钻眼，装药参数及装药结构，保证良好的成型，尽可能避免对隧道围岩的扰动破坏作用。

开挖采取短进尺、弱爆破，每次开挖不超过80cm，根据爆破参数对洞身各类围岩石方钻爆开挖的炮孔孔位进行布置，用全站仪定出隧洞的中心线后，根据中心线，详细的放出设计炮眼位置，允许误差5cm，凿岩机根据点位钻孔，钻孔深度要符合钻爆设计,开挖后立即进行钢性支护。

一次爆破总装药量的计算：Q=K×S×L（Kg）。

式中

K——炸药单耗；

S——开挖断面积；

L——炮眼深度；

Q——一次爆破的总装药量。

4、初期支护

支护方式采用I14钢拱架,钢架安装前应清除脚底的虚渣及杂物，拱脚加设纵向通长工字钢。钢架安装允许偏差应符合规范要求。

（1)钢架安装在掌子面开挖初喷完成后进行，拱架间距为0.5m，每两榀拱架纵向之间用￠25钢筋连接筋，环向间距0.4m。

（2)立架时，测量人员应全过程进行测量控制，即使调整拱架的位置和高程，保证拱架的位置和高程要求。

(3)立钢拱架后应加快进行喷射混凝土作业，以使钢架与混凝土共同受力,混凝土（C20)12cm厚分层喷射，从拱角或从墙角处由下向上喷射。

(4)拱架安装后及时施工锁脚锚杆，锚杆采用￠25钢筋，每根长2m，并在每榀拱架两侧立柱中部各增加2根¢25锁脚锚杆。

5、监控量测

初期支护完成后，在拱顶、拱脚及边墙的内轨顶面标高处埋设测点进行拱顶下沉和水平收敛量测。根据量测结果及时调整工序及预留变形量、开挖进尺等，便于指导施工，确保施工安全。

四、质量保证措施

1、施工质量的控制措施

⑴在工程实施过程中、根据有关质量管理标准，设计技术要求，工程特点设置工程质量控制点，对工程施工的全过程实施过程控制。

⑵健全质量管理制度：一是工程质量的“三级检查制度”；二是工程质量的“一票否决制度”；三是岗位责任制；四是质量奖惩制度；五是认真广泛开展QC小组活动，加强质量意识宣传与教育活动，提高施工队伍整体质量意识。

⑶用技术管理的办法进行质量控制

①按照需要备的试验仪器与检测仪器，并按照技术要求进行试验与检测，及时为工程施工提供并反馈有关质量信息。

②对孔位精确测量定位，钻机安装，钻孔测斜进行重点控