不良地質(zhì)隧道初期支護(hù)變形侵限的處理

萬(wàn)鵬輝

摘要：對(duì)酒家埡隧道初期支護(hù)的原因進(jìn)行分析，用I22工字鋼，I18工字鋼，R32自進(jìn)式錨桿和小導(dǎo)管注漿相結(jié)合的方法加固圍巖。得已順利通過(guò)斷層帶，確保隧道順利貫通。

關(guān)鍵詞：隧道 含碳千枚巖 變形 侵限 處理 I22和I18工字鋼聯(lián)結(jié)

一、前言

劍青公路酒家埡隧道位于青川縣，是四川省廣元市重點(diǎn)建設(shè)工程，是川北的重要運(yùn)輸線，酒家埡隧道全長(zhǎng)2282米。地質(zhì)復(fù)雜，節(jié)理發(fā)育，斷層多，主要有炭質(zhì)千枚巖，糜棱巖，凝灰?guī)r，斷層泥，石英脈，硅質(zhì)白云巖，涌水，結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜。根據(jù)量測(cè)信息反饋，在K40+130~ K40+155已施工初期支護(hù)拱部下沉，邊墻收斂突然加大，且發(fā)展范圍加大，砼開(kāi)裂，鋼架變形。為確保隧道的穩(wěn)定和施工安全，立即組織專家進(jìn)行了實(shí)地考察，通過(guò)對(duì)洞內(nèi)巖樣送檢及圍巖量測(cè)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)山體的穩(wěn)定狀況進(jìn)行了研究，以便采取相應(yīng)的對(duì)策。

二、侵限原因分析

侵限地段圍巖主要為含炭千枚巖，節(jié)理極其發(fā)育，巖體破碎，層間結(jié)合差，有裂隙水，圍巖遇水迅速軟化，掌子面K40+122有一股涌水。原設(shè)計(jì)該里程為Ⅴ級(jí)圍巖，采用復(fù)合式襯砌，施工采用上下導(dǎo)坑開(kāi)挖，每個(gè)循環(huán)開(kāi)挖后立即噴射5cm厚C20混凝土封閉巖面，然后支立間距75cm的I18工字鋼架，掛20×20cmφ6.5網(wǎng)片，設(shè)3m長(zhǎng)φ25中空注漿錨桿，呈75×100cm梅花形布置。再噴以20cm厚的混凝土。當(dāng)上導(dǎo)坑掘進(jìn)至K40+122時(shí)，發(fā)現(xiàn)已施工的K40+130~ K40+155段初期支護(hù)局部有掉塊現(xiàn)象，且多處出現(xiàn)裂縫，水平收斂與拱頂下沉量均迅速加快，以至侵限。經(jīng)分析認(rèn)為侵限的主要原因：一是該段處于斷層帶，圍巖以炭質(zhì)千枚巖為主，夾含糜棱巖，斷層泥，石英脈。十分破碎，有豐富的裂隙水，炭質(zhì)千枚巖層間結(jié)合能力差，遇水極易軟化和泥化。使圍巖強(qiáng)度降低，自穩(wěn)性迅速降低，洞室變形加劇。二、掌子面拱腳出現(xiàn)涌水，使拱腳軟化速度加快。

三、侵限處理

考慮初期支護(hù)變形速度加快，圍巖處于不穩(wěn)定狀態(tài)。為確保安全，確定了分兩步走的方案：先封閉掌子面，增加臨時(shí)支撐；后鑿除侵限部分，重新支立鋼架。

封閉掌子面，增加臨時(shí)支撐。確保變形段不出現(xiàn)大的塌方。

(1)停止掌子面施工，噴10cm厚C20混凝土封閉掌子面；

(2)在距邊墻兩米處設(shè)排水溝將掌子面涌水引出；

(3)用φ108管做主支撐，呈扇形撐住I18工字鋼，用φ42管做橫向連接，縱向用φ22螺紋鋼筋連接，基礎(chǔ)采用1米長(zhǎng)20槽鋼與φ108鋼管進(jìn)行焊接。

(4)對(duì)變形段拱腳部位縱向間距按75cm增設(shè)兩排長(zhǎng)4米，直徑42mm的鎖腳注漿小導(dǎo)管。拱部施作3米長(zhǎng)φ42注漿小導(dǎo)管（熱軋無(wú)縫鋼管），間距200×200cm，呈梅花型布置，對(duì)周邊圍巖進(jìn)行注漿固結(jié)；鑿除侵限部分，重新確定支護(hù)參數(shù)。

2、分析監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)情況，人工鑿除侵限部分，重新定支護(hù)參數(shù)：(1)預(yù)留沉降量由15cm增加到20cm；(2)按50cm的間距架立I22工字鋼，每?jī)砷ぷ咒撝g用7節(jié)I18工字鋼連接，使鋼架聯(lián)成整體，布設(shè)雙層鋼筋；(3)施作30×50×10cm鋼筋混凝土墊塊支撐拱腳；⑷施作11根8米長(zhǎng)全螺紋自進(jìn)式R32錨桿；⑸噴射28cm厚C20混凝土。

為保證施工安全,每循環(huán)施工一榀鋼架，人工風(fēng)鎬鑿除至規(guī)定尺寸,割除原初期支護(hù)鋼架和鋼筋,噴3 cm厚混凝土,架立鋼架，將I22鋼架和I18鋼架進(jìn)行焊接 ,再施作R32自進(jìn)式錨桿,以及錨噴網(wǎng)支護(hù)。

四、施工注意事項(xiàng)

(1)必須加強(qiáng)圍巖量測(cè)，及時(shí)整理分析。

(2)必須保持注漿連續(xù)性，保證制備漿液的質(zhì)量,儲(chǔ)漿桶應(yīng)設(shè)過(guò)濾網(wǎng),以防雜物堵塞注漿泵。

(3)施工中必須按“短進(jìn)尺、早封閉、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、緊襯砌”的作業(yè)原則進(jìn)行。

五、體會(huì)

(1)開(kāi)挖時(shí)對(duì)地質(zhì)條件要進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷,并通過(guò)洞室監(jiān)控量測(cè)信息反饋,及時(shí)調(diào)整預(yù)留變形量和支護(hù)參數(shù),真正做到“巖變我變”,不盲目追求進(jìn)度。

(2)對(duì)圍巖注漿加固要求安全可靠。初期支護(hù)拆除后,如巖層裂隙被漿液膠結(jié)物充填密實(shí)，說(shuō)明注漿確實(shí)起到了應(yīng)有的加固作用。

(3)軟弱圍巖施工中，鋼架的整體受力很關(guān)鍵。

(4)二次襯砌離掌子面的距離不宜拉得過(guò)長(zhǎng)。我們認(rèn)為在本工程條件下以20 m為宜。

(5) 合理安排工期,必須在確保安全和質(zhì)量的前提下方可加快進(jìn)度，特別是地質(zhì)條件差的地段更要穩(wěn)扎穩(wěn)打、步步為營(yíng)。◆

參考文獻(xiàn):

1.隧道工程現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)/周愛(ài)國(guó)編- 北京人民交通出版社2004年4月出版 書(shū)號(hào) ISBN 7-114-04952-8。