某隧道斷層破碎帶施工技術(shù)

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1、某隧道斷層破碎帶施工技術(shù)某隧道是朔黃鐵路線(xiàn)上第四長(zhǎng)大隧道，系雙線(xiàn)隧道，全長(zhǎng)3290m，我單位施工出口端DIK47+610-DIK48+974段，長(zhǎng)1364m。其中DIK47+880-Dm48+040段通過(guò)Ⅱ類(lèi)圍巖斷層破碎帶，巖性主要為片巖、頁(yè)巖、砂巖且?jiàn)A薄層泥灰?guī)r，節(jié)理、層理及裂隙發(fā)育，層面交錯(cuò)，風(fēng)化極為嚴(yán)重，呈壓碎狀態(tài)，致使圍巖自穩(wěn)能力極差，成型困難?！　♂槍?duì)上述情況，結(jié)合施工生產(chǎn)要素及施工生產(chǎn)能力，按照“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、不(弱)爆破、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤測(cè)量、速反饋”的施工原則，在拱部超前小管棚注漿預(yù)固結(jié)圍巖的

2、保護(hù)下，采用三部臺(tái)階法進(jìn)行施工。拱部預(yù)留核心土，周邊采用風(fēng)鎬開(kāi)挖，核心土及中槽運(yùn)用PC200挖掘機(jī)開(kāi)挖。其開(kāi)挖順序見(jiàn)圖1。　　　　一、超前小管棚施工　　1．1工藝原理　　在破碎松散巖體中超前鉆孔，打入小導(dǎo)管并壓注具有膠凝性質(zhì)的漿液，漿液在注漿壓力的作用下呈脈狀快速滲入破碎松散巖體中，并將其中的空氣、水分排出，使松散破碎體膠結(jié)、膠化，形成具有一定強(qiáng)度和抗?jié)B阻水能力的以漿膠為骨架的固結(jié)體，從而提高圍巖的整體性、抗?jié)B性和穩(wěn)定性；使超前小管棚與固結(jié)體形成一個(gè)具有一定強(qiáng)度的殼體，在殼體的保護(hù)下進(jìn)行開(kāi)挖支護(hù)施工?！　?．2小管棚及注

3、漿設(shè)計(jì)　　采用4m/根的∮42mm小導(dǎo)管布設(shè)在拱部，外插角5°～7°，環(huán)向間距33cm，縱向環(huán)距2.5m，即每施作一排小導(dǎo)管，開(kāi)挖支護(hù)2.5m；壓注1：1水泥漿液，采用525#普通硅酸鹽水泥，漿液中摻水泥用量3～5％的40Be’水玻璃，以縮短漿液的膠化固結(jié)時(shí)間，控制漿液的擴(kuò)散范圍?！　?．3施工要點(diǎn)　　1．3．1小導(dǎo)管加工4m／根的∮42mm小鋼管一端加工成尖錐形，距另一端100cm的位置開(kāi)始至尖錐端之間按梅花型間距為20cm布設(shè)∮6mm的孔眼4排，以利于小導(dǎo)管推進(jìn)和漿液滲入破碎巖體。　　1．3．2小導(dǎo)管安設(shè)　　如巖體松

4、軟，采用YT-28型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)直接推送，如遇夾有堅(jiān)硬巖石處，先用YT-28型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆眼成孔后再推進(jìn)就位。　　在施作小導(dǎo)管前應(yīng)注意：第一，噴3～5cm厚混凝土封閉掌子面作為止?jié){墻，為注漿作好準(zhǔn)備工作；第二，準(zhǔn)確測(cè)量隧道中心線(xiàn)和高程，并按設(shè)計(jì)標(biāo)出小導(dǎo)管的位置，誤差±15mm；第三，用線(xiàn)繩定出隧道中心面，隨時(shí)用鋼尺檢查鉆孔或推進(jìn)小導(dǎo)管的方向，以控制外插角達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；第四，施工順序?yàn)閺膬蓚?cè)拱腰向拱頂進(jìn)行，為提前注漿留好作業(yè)空間?！　?．3．3注漿　　選用UB6型注漿泵注漿，采用漿液攪拌桶制漿。為防止?jié){液從其他孔眼溢出，注

5、漿前對(duì)所有孔眼安裝止?jié){塞，注漿順序從兩側(cè)拱腳向拱頂。由于巖體孔隙不均勻，考慮風(fēng)鎬環(huán)形開(kāi)挖的方便，同時(shí)要達(dá)到固結(jié)破碎松散巖體的目的，保證開(kāi)挖輪廓線(xiàn)外環(huán)狀巖體的穩(wěn)定，形成有一定強(qiáng)度及密實(shí)度的殼體，特別是確保兩側(cè)拱腳的注漿密實(shí)度和承載力，采取注漿終壓(0.8～1.2MPa)和注漿量雙控注漿質(zhì)量，拱腳的注漿終壓高于拱腰至拱頂。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定拱腳終壓為1.2MPa，拱腰范圍為1.0MPa，拱頂為0.8MPa。注漿時(shí)相鄰孔眼需間隔開(kāi)，不能連續(xù)注漿，以確保固結(jié)效果，又達(dá)到控制注漿量的目的?！　《?、開(kāi)挖　　為控制超欠挖及減少對(duì)圍巖的擾

6、動(dòng)，拱部弧形及邊墻周邊均采用風(fēng)鎬分臺(tái)階開(kāi)挖，核心土及中槽均采用挖掘機(jī)開(kāi)挖，開(kāi)挖進(jìn)尺根據(jù)圍巖穩(wěn)定性確定為l—2棍鋼格柵的間距，即0.5～1.0m，邊墻按鋼格柵的兩個(gè)單元分兩個(gè)臺(tái)階施工，上下臺(tái)階相距2m，左右邊墻錯(cuò)開(kāi)2m。　　三、錨噴初期支護(hù)　　3．1初期支護(hù)參數(shù)　　系統(tǒng)錨桿采用3m／根的WTD25型中空注漿錨桿，縱向、環(huán)向間距均為100cm，梅花型布置；拱墻設(shè)鋼格柵，間距50cm，鋼格柵每側(cè)拱腳設(shè)4m／根的WTD25中空注漿鎖口錨桿，按梅花型布置在鋼格柵的兩側(cè)，環(huán)向間距50cm；掛∮6雙層鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸為15cm×15c

7、m，噴射混凝土厚25cm?！　?．2噴射混凝土材料及機(jī)具選定　　3．2．1機(jī)具　　噴混凝土采用Bz—5型混凝土噴射機(jī)，壓力為0.2～0.4MPa?！　?．2．2水泥及細(xì)骨科　　采用425并普通硅酸鹽水泥；細(xì)骨料選用山西原平市忻口砂，砂率控制在50％，含泥量≤3％。　　3．2．3粗骨科　　采用規(guī)格為7～15mm的碎石，經(jīng)試驗(yàn)選用石灰?guī)r生產(chǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求的碎石。　　3．2．4粘稠劑　　選用STC型粘稠劑，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，最佳摻量為水泥用量的10％，3min初凝，6min終凝，而且可大量減少回彈量。　　3．2．5水灰比　

8、　水灰比過(guò)大、過(guò)小都會(huì)使混凝土回彈量增加，浪費(fèi)大量的材料；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)確定，水灰比為o．47的混凝土噴射效果最佳。　　3．3噴射混凝土　　開(kāi)挖后為縮短圍巖的暴露時(shí)間，防止圍巖進(jìn)一步風(fēng)化，必須先初噴混凝土3～5cm厚再封閉圍巖；待鋼格柵及鋼筋網(wǎng)安設(shè)好后，再?lài)娀炷?0～12cm°;最后在下一循環(huán)噴射混凝土?xí)r分兩次噴射