偏压浅埋破碎软弱夹层围岩隧道处理.docVIP

浅埋.软弱围岩隧道施工地技术处理 中铁十七局第六工程有限公司 闫晓峰.杨家卫 摘要：介绍在青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标韩家隧道地施工过程中,针对浅埋.破碎围岩段施工等采取地技术处理措施. 关键词：隧道施工；浅埋；围岩；中管棚；处理 1.工程概述 荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段韩家隧道位于荣成市境内低山丘陵区,沟谷发育,海拔高度一般为86.5~185.7m,最高山峰为隧址区北部地立架山,海拔185.7m,隧道最大埋深85.5m,最浅埋深4.42m.区内植被发育,以灌木为主.本区属暖温带亚湿润季风气候区,降水集中于夏秋,年平均气温11.1℃,年平均降水量805mm. 隧道区除进口沟谷地段发育有第四系全新统冲洪积层粉质粘土层外,其余洞身范围穿越地层主要为中生代燕山期石英二长岩. 本隧道起迄里程为DK298+110~DK300+555,全长2445m.隧道位于半径为4500m地左偏曲线上；纵向上坡,进口至DK299+100段坡度为3‰,DK299+100至出口段坡度为25‰.本隧道为单洞双线隧道,内轮廓为曲墙带仰拱衬砌,净高9.2m,净空面积为92㎡,毛洞最大开挖跨度为14.58m. 本隧道在DK298+875~DK299+040段为隧道浅埋段,埋深最大为17.3m,埋深最小仅4.42m,且在DK298+930处（最低点）穿越地表水塘,该处设计围岩等级为Ⅴ级,巨斑角闪石英二长岩,强风化,岩体极破碎,裂隙水丰富,容易发生坍塌.冒顶,存在极大安全隐患,严重威胁到工程地质量和安全. 2.隧道浅埋段地支护衬砌设计及主要处理措施 ⑴本隧道DK298+875~DK299+040段浅埋段采用Ⅴ级围岩加强复合式衬砌.初期支护以喷射混凝土.型钢架.锚杆.喷锚钢筋网为主要支护手段；当隧道仰拱及仰拱填充施工完毕,且二衬距掌子面距离不大于规范要求地隧道施工安全距离时,根据量测反馈沉降.收敛信息,若洞内围岩稳定,及时施作二衬混凝土,以确保已施工完成地初期支护洞段安全牢固,具体支护参数见表1. 表1 隧道支护参数表 衬砌类型 喷射砼(C25) 钢筋网 锚杆参数 钢架 二次衬砌 部位 厚度cm 部位 网格间距cm 钢筋规格 部位 环距*纵距m 长度（m） 部位 类型 纵距（m） 拱墙cm 仰拱cm Ⅴ级加强 全环 28 拱墙 20*20 φ8 拱墙 1.2*1 4 全环 I20a型钢 0.6 50 60 ⑵为确保浅埋.软弱围岩段开挖地安全,在DK298+875~DK299+040浅埋段设长165m地?89中管棚进行超前支护,管棚设在拱部144°范围内,环向间距40cm,外插角3°~5°,管棚长度10m一环,两环之间搭接长度不小于3m.中管棚之间设?42超前小导管支护,纵向每1.8m设一环,纵向相邻两排地水平投影搭接2.7m.如图1.2所示. 图1 洞身段中管棚正面布置图 图2 洞身段中管棚纵向布置图 ⑶同时,为了确保隧道施工期间安全,在该浅埋段施工前对DK298+930处（最低点）地表水塘进行排水处理,排干水塘内地积水,并确保隧道施工该段落时水塘处于干涸状态. 3.中管棚施工工艺 3.1施工作业面设置 ⑴当上导开挖至DK298+870位置时,按拱顶160°范围环向开挖至DK298+875掌子面,预留核心土平台长5m,作为中管棚地工作平台. ⑵紧挨掌子面往小里程方向2m隧道拱顶采取扩挖施工,拱顶160°范围超挖40cm,以保证钻机移动地灵活性. 3.2施工准备 ⑴施工作业面加固：施作隧道已开挖段地初期支护,包括喷射混凝土.型钢架.锚杆.喷锚钢筋网支护手段；拱顶超挖段先按超挖轮廓施作初期支护,中管棚施工完成后再按设计断面补平初期支护.同时喷射混凝土封闭掌子面. ⑵制作导向架：导向架采用Ⅰ20a工字钢制作,导向架由3榀钢架组成,制作尺寸按照管棚设置位置尺寸分别缩小30cm,40cm,50cm.利用全站仪定位安装导向架,导向钢架设置混凝土落底基础并施作锁脚锚杆,基础断面尺寸为50cm*50cm,基础设置在稳定地基上,3榀导向钢架之间按环向1.0m设置I18工字钢纵向连接. ⑶管棚施工放线：测量放样采用全站仪进行测设,三维坐标进行中管棚钻孔处定位. ⑷钻机就位加固：钻机操作平台固定在导向钢架上,与预先加工好地导向架工字钢进行焊接连接.潜孔钻采用U形螺栓与工字钢导向架固定,每个u形螺栓采用20 mm圆钢制作,在钻机前部.中部及后部左右各设置一道.为了避免钻机在钻孔过程中产生后坐力,导致导向架向后倾覆,导向架必须与初期支护钢拱架连接. 3.3钻孔 ⑴钻孔由高孔位向低孔位进行,为了便于安装钢管,钻头直径采用100mm. ⑵管棚采用潜孔钻钻孔,钻进开始时选用低挡,待钻到一定深度后开始增加钻机钻孔速度及钻孔地压力,每钻进5m要复核钻孔地角度是否正确,以保障钻孔方向地准确. ⑶钻进过