象山隧3X斜井IV级大变形段施工方案.docVIP

软弱围岩大变形段施工方案 一、编制目的 象山隧道3#斜井施工的正洞里程，深埋均大于200m，属深埋围岩，软岩可能出现大变形，为了使软弱围岩大变形段安全、顺利、快速并保证质量地通过，特制定本施工方案。 二、编制依据 1、《新建铁路龙岩至厦门铁路象山隧道施工图》。 2、现行铁路设计、施工及质量验收规范、规程、规定、和标准。 3、象山隧道实施性施工组织设计 4、《深埋特长隧道及其施工地质灾害》 5、已建的深埋隧道高地应力软弱围岩大变形施工经验及科研成果。 三、工程设计概况 1、设计地质情况 象山隧道隧址区主要构造线呈NE~SW，推断最大水平主应力方向为NW~SE，与隧道轴线夹角60°左右斜交，为N94°W。本地区地应力强度属中等应力场地区。隧道除进出口外，洞身大面积出露粉砂岩、砂岩、砂质泥岩等软质岩地层，DK25+040~DK33+350段隧道埋深＞200m，最大埋深780m。隧道洞身在软质岩开过程中，DK25+040~DK33+350段围岩可能会发生大变形，需加强支护。左（右）线隧DK（YKD）27+210~ DK（YKD）DK29+235地段，隧道可能存在软岩大变形问题，除DK（YKD）28+315~ DK（YKD）DK28+355采用软岩大变形衬砌外，其余地段设计暂时未考虑软岩大变形的影响。 我工区施工管段内的DK27+210~DK29+235，隧道埋深大，开挖过程中，围岩会发生大变形，设计上DK（YDK）28+315~DK（YDK）28+355为Ⅳ级软岩大变形段。 2、设计开挖支护情况 （1）超前支护：超前小导管配合型钢钢架使用，设计参数如下： ①超前小导管规格：钢管外径42mm，壁厚3.5mm热轧无缝钢管，钢管长度为3.5m； ②环向间距及搭接长度：小导管环向间距40cm；纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于100cm； ③外插角：5°～10°； ④注浆材料：水泥砂浆水灰比0.5～1.0（重量比）； ⑤注浆压力：0.5～1.0MPa，对于涌水量较大的松散破碎带，可采用具有针对性的注浆材料，有关参数具体设计时加以说明； ⑥设置范围：拱部120°范围，每环设置23根。 （2）开挖：采用台阶法开挖，按照30cm预留变形量。 （3）初期支护: 初喷混凝土4cm后，架设Ⅰ18可伸缩性工字钢架，钢架间距0.8 m，相邻拱架间采用Φ22钢筋连接，环向间距1.0m。可缩性接头处应预留20cm左右宽的部位暂时不喷射混凝土，待接头合拢或围岩变形基本稳定，再喷射混凝土。 在拱部设置长度为5.0m长的Φ25中空注浆锚杆，边墙及仰拱设置长度为5.0m长的Φ22砂浆锚杆，环向间距1.0m，纵向间距0.8m，梅花形布置。 然后再铺设网格间距为20cm×20cm的φ8钢筋网，最后喷射C25混凝土25cm。 （4）二次衬砌 采用C30防水钢筋混凝土，主筋采用Φ22钢筋，拱部厚50cm，边墙厚67cm，仰拱厚60cm。 四、工程重点及难点 （1）本段属于高地应力条件下的软弱围岩大变形，其变形特点为断面缩小，基脚下沉，拱顶上抬，拱腰开裂，基底鼓起等。变形初期不仅变形的绝对值很大，而且位移速度也很大，如不加控制或控制不及时,一旦大变形控制不好，可能出现塌方，也可能会出现初期支护侵入隧道净空，引起二次扩挖或换拱，影响施工进度和安全，造成隧道修建成本增加。 （2）对大变形的预测很重要，但这又恰好是大变形研究和操作中最薄弱的环节，地应力测试困难复杂，参数不易获取，而且当前隧道设计对高地应力条件下软弱围岩大变形没有作出比较明确的规定，施工规范也只是指导性的，只有零星地见到各种科研结果，但这种科研结果非常有针对性，只针对某座隧道而言，适用性不强。 （3）象山隧道富水，在高地应力下围岩软弱破碎，使其支护难度提高，变形更难控制。 （4）3#斜井为有轨斜井，混凝土运输困难，仰拱的及时封闭和二衬提前施工比较困难。 （5）象山隧道工期异常紧张，在围岩较差的情况下，要确保施工进度，软弱围岩超前预支护和初期支护工程量大，工序多，实现快速施工比较困难。 （6）从其他高地应力条件下软弱围岩大变形隧道施工经验来看，支护参数均要通过现场监控量测的结果对预设计进行验证和调整，监控量测主要是位移监测和应力监测，应力监测技术较复杂，需要高等院校的科研机构协作完成。 五、大变形的预测及判断 设计说明，本地区属于中等强度地应力，在软质岩的开挖过程中可能会出现大变形，为了尽量避免大变形侵限，扩挖影响施工进度和施工安全，这就需要提前对大变形进行预测，除采用必要的超前地质预报预测外，也可按照下面积几种方法进行综合预测和判断，确保变形及早发现，及早采取措施，避免返工。 1、根据《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）的规定，当实际应力比大于临界应力比时，则产生大变形，判定标准为： [σ2/ Rb]λ