隧道穿越断层破碎带施工技术

・312-

200

第34卷第26期

8年9月

SHANXI

西建筑

ARCHITECTURE

Vd.34No.26

2008Sep.

文章编号:1009.6825[2008)26—0312.02

隧道穿越断层破碎带施工技术

钟德军

摘要:结合工程实例,详细介绍了隧道穿越断层破碎带支护、开挖、地下水的处理及超前地质预报和监控量测的施工技术,通过该段施工更加深了对地下工程特别是特殊地质的认识。关键词:隧道,破碎带,施工,技术中图分类号:U455.49

文献标识码:A

4.1.1

工程概况

寒风垭隧道位于重庆市东北部的城121县和巫溪县,大巴山东

TSP地质预报

在隧道两侧边墙布置爆破钻孔24个,间距1.50m,孔深1.50m,孔口距隧底高1.00m~1.50m,所有炮眼与接收器的高度相同。接收器与第一个炮眼间距20m,接收器孔深2.40m,孔径32mm~

45

段南侧。隧道穿越漂儿岭,山脉呈东西展布,隧道轴线与山脉延伸方向接近垂直。沟谷纵横,切割强烈,横坡陡峭植被茂盛,最大埋深570m。全长2

749

ITI,设计坡度为一9.5‰(下坡施工)。围

mm。每个炮孔装药10

g~40

g,布置完后依次进行微震。

岩分布复杂洞身深埋段多为Ⅳ级,V级围岩和断层破碎带或局部破碎带,且岩溶和岩溶水发育,地下水丰富。

4.1.2超前水平钻探

采用超前水平钻机在掌子面钻孔,共布置5个钻孔,见图1。除中部钻孔沿隧道轴线施钻外,其余各孔均向外施钻,孔底超出开挖轮廓线外5.00m。根据钻孔钻进速度、推进力、扭矩等参数进行分析对比,判断探测范围内围岩性质、级别、地下水情况,两次超前钻孔搭接长度大于S.00m。

孔底线

2施工技术难点

在隧道轴线K35十784.00m处有成120。~122。大角度斜交的逆断层,上盘向东斜冲,具有压扭性,其断裂带和层问错动的擦痕明显,断裂带真厚18.00

m~29.00

m,由角砾状白云岩和砂岩

等构成岩组成,裂隙影响带宽85.2m,主要由裂隙块状白云岩和砂岩组成。破碎带长度大,围岩破碎松散,易坍塌,开挖和支护的危险难度大,危及施工安全;地下水丰富,涌水量大,排水工作量和难度大;围岩变形大,必须加强支护,控制变形技术要求高。

、、,

3施工方案

开挖作业前先对前方围岩采取超前地质预报,提前掌握了解前方围岩及涌水情况,便于采取有效应对方案。根据地质探测结果进行超前预支护,随后严格遵循“微爆破、短进尺、强支护、及时二衬”的原则,采用人工配合机械开挖,尽量维护岩体的原始状态,避免爆破对围岩产生扰动而出现破坏性坍塌。

根据该段围岩的特殊性采用“环形导坑法”分部开挖,各部间保持有效的安全和无干扰距离,每循环进尺0.50m~1.00m。

图1

/一、

超前探孔横断面图

使用超前地质探测的结果与实际开挖揭露后围岩岩性完全一致,探测的围岩类别也基本吻合,而地下水的涌水量因受大气降雨影响有一定误差。探测的结果与实际开挖揭露后的对照见表1。

4主要施工方法4.1超前地质预报

4.2超前预支护

[4]卢肇均.地基处理新技术[M].北京:中国建筑工业出版社,

1989:8.

[1]《路基设计手册》编写组.路基:公路设计手册[M].北京:人

民交通出版社,1985:8.

[2]程良奎,段振西.锚杆喷射混凝土支护技术规范[M].北京:

中国计划出版社,2001:7.[3]

叶书麟.地基处理与托换处理[M].北京:中国建筑.Y-,2k出版社,1994:12.

[5][6]

《地基处理手册》编写委员会.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1988.

吕玉梅,李世波,屈彦玲.冻土地区桥梁基础施工[J].山西建筑,2007,33(23):312.313.

Probabledisasterofbridgefoundationandpreventionandcuringmeasures

CHENYong-zhi

Abstract:Aiming

were

crease

at

thedegradationdamageproblemsofwatertothestructurefoundation,theprobabledisastersstyleofeverykindsofbridge

reasons

analyzed.Thedisasters

werediscussed.based

on

which

somedlectivepreventionandcuringmeasureswereproposed

SOastode—

everygeologicaldisasters

occurrence.

Keywords:bridge

foundation,disaster,preventionand

curing

measures

收稿日期:2008—05.15

作者简介:钟德军(1967一),男,工程师,中铁二十局三公司,重庆401121

200

第34卷第26期

8年9月

钟德军:隧道穿越断层破碎带施工技术

・313・

表1超前探测结果与开挖实际对照表

超前探测项日超前探测结果

围岩岩性

围岩类别

地下水涌水量

1)堵水。本隧道地下水处理设计为“堵排结合、以排为主”,当涌水量累计达10mj/h时,需进行注浆堵水。采用全断面超前预注浆和局部注浆堵水,对集中涌水段设计为8m~10m前进式小分段超前注浆,注浆浆液为水泥一水玻璃双液浆。注浆后很大部分地下水被堵到开挖工作面以外减少了开挖面的涌水量,对开挖、支护和掌子面的稳定以及抽水工作都发挥了极好的作用。全断面注浆孔布置见图3。

白云岩

K35+612~I<.35+714段设计为破碎.

涌水量最小3l一/h。带.探测结果K35+612~K35+719均

最大89np/h

为破碎带

开挖揭露后除K35+612一K35+621

捅水量最小26“p/h.最大117m3/h

由于大气降雨补给有偏差.摹本丰目符

实际开挖情况探测结果与开挖时照

自云岩

接近、围岩外,其余均为破碎带

相符

相符

开挖至K35十613.7时,围岩与设计基本吻合,呈松散块状结构,围岩以白云岩为主,岩层进入断层破碎带。设计超前支护为中42超前注浆小导管。设计参数:环向间距30cm,导管长L-3.50m,外插角5。~10。,前后排纵向间距1.50m,支护范围隧道轴线两侧各

62。14

7;在施工过程中,初期支护发生较大变形。

舀~

67一

,,

通过多个循环的试验,分别对小导管的外插角、水灰比、双液比、注浆压力等进行优化。

4.3开挖作业

4.3.1开挖方式

该段围岩破碎,地下水丰富易坍方,对施工安全构成很大威胁,振动稍强或暴露时间稍长都可能发生大的坍塌甚至会造成安全事故。因此本段采用“环形导坑法”开挖,每循环进尺0.50m~

1.00

、。/

图3全断面注浆孔横断面布置圈

2)抽排水。由于排水距离远高差大,对抽水效果影响极大,因此为保证抽排水效果本隧道抽水采用分级排水方案,每300

m。施工中严格遵循“弱爆破、短进尺、强支护、及时二衬”的

设一级泵站,安没两趟抡00抽水管路供目前抽水使用和备用一趟帕00管道应急使用;同时常备足备用抽水机,随时对设备进行更换维修,确保抽水工作正常化。

原则,采用人工机械开挖尽量避免爆破对围岩产生扰动,维护岩体的原始状态,防止出现大范围的破坏性坍塌。开挖方式见图2。

}42超前小导管,间距30a11.长3.5m

+25中卒注浆锚讳.间距100dn,长

3.5m,梅花形布置

巾6

5收敛沉降观测及补强措施.

净空收敛每10m布置一道断面,每断面2对测点,采用收敛计量测,拱顶下沉用水准仪量测。该段实测净空收敛最大累计值

22

5钢筋网@二20dn×20锄

喷射混凝土25∞

、\\\\J////,

预留变形量15an防水层

模筑钢筋混凝士60∞

iyLrn,拱顶下沉最大值18mm。洞内观察环形开挖支护未落底

时出现3处拱脚开裂,加固后收敛趋于正常。落底支护后拱墙连接处出现4处不同程度开裂,3处开裂与收敛观察一致。补强措施:沿裂缝于钢架两侧各补打2组中空锚杆注浆,并用钢筋将锚杆与钢架焊接为一牢固体后补喷混凝土,使其成为受力整体。采用补强措施后有效控制了以上各次开裂,收敛观测趋于正常。6结语

本破碎地段施工能安全顺利的通过,主要在于我们做好并克

圈2断层破碎带环形开挖顺序横断面图

服了四个方面的难题:1)认真分析超前支护中存在的不足,在原设计方案基础上对其影响效果的参数及时进行研究调整,经过试验确定出最佳参数值,达到了支护的效果。免去了方案变更,节约了投资保证了施工进度。2)采用“环形导坑法”施工且全过程采用机械开挖,实现了对围岩的零扰动,对维护围岩的相对稳定起到了积极的作用。3)初支紧跟,勤支护强支护。有效控制了变形,确保了围岩的稳定和施工安全。4)施工面的地下水得到了严格的控制,随时保持施工面干燥无积水,避免了因地下水浸泡而产生的围岩及支护体失稳变形。参考文献:[1]

术[J].山西建筑,2007,33(30):331—332.

4.3.2注意事项

1)施工过程中加强洞内排水,上中下各部位开挖时纵横向均预留排水坡,尽可能将水引至隧道轴向中部,使拱墙脚无水并及时将工作面的水抽至附近的积水坑,尽量保持洞内干燥以避免积水对仰拱及边墙基础土层的浸泡破坏。2)上下侧导坑采用跳槽开挖,避免整体开挖造成工字钢底部悬空时间过长产生下沉变形失稳。3)为便于排水,保持洞内干燥,开挖时预留横向10%o(两侧往隧道中心排水)纵向5‰(由掌子面往洞口方向排水)的排水坡。4)各部循环开挖时,每循环间保留一定的有效安全距离,既可保证各部钢架底部安全牢固,又可避免各部问的施工干扰。

樊孝军,黄仁德.厦门翔安海底隧道穿越砾砂层区段施工技

4.4堵排水作业

Ontheconstructiontechnologyoftunnelsthroughthefaultfracture

ZHONG

Abstract:CAxnbining

SOITIe

S01T/.e

zones

De-jⅡn

on

eonstruction

examples,thepaperintroducestheprocess

excavating,supportingand

undergroundwater,and

0311一

construction

technologies。fextra-forecastandmonitoringsurvey.whentunnelsgothroughthefaultfractureZOnes.Byaddingthe

on

struction

ofthissection,thepaperdeepenstherealizationtheundergroundprojects,especiallyonthespecialgeology.

Keywords:tunnels,thefaultfracturezorles,construction,technology


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