新疆某隧洞8#支洞施工技術(shù)探究

【摘要】以新疆某隧洞8#支洞為例，介紹了施工程序。8#支洞前段為軟硬巖，后段為硬巖強(qiáng)、弱風(fēng)化層，軟巖隧洞易變形，硬巖強(qiáng)、弱風(fēng)化層節(jié)理裂隙發(fā)育，且水系發(fā)達(dá)導(dǎo)致底部圍巖積水、泥巖浸泡軟化、沉降收斂大、車輛機(jī)械下陷。

【關(guān)鍵詞】隧洞；軟巖；支護(hù)

1、工程概況

8#支洞明挖段長130m，洞身段長366m，隧洞坡度7.35°，隧洞開挖斷面8.2m（寬）×7.3m（高）的城門洞型斷面。

2、地質(zhì)水文條件

2.1地質(zhì)條件

隧洞洞身段巖性為新近系泥巖夾泥質(zhì)砂巖、砂巖和石炭系凝灰質(zhì)砂巖，樁號(hào)0+000～0+113m段為泥巖夾泥質(zhì)砂巖，0+113～0+200m段為砂巖、泥巖夾泥質(zhì)砂巖，0+200～0+366m段為石炭系凝灰質(zhì)砂巖。

凝灰質(zhì)砂巖薄層～中厚層狀，強(qiáng)風(fēng)化層8～14m，弱風(fēng)化層8～10m，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層走向與洞軸線夾角60～70°，洞身段多位于強(qiáng)風(fēng)化～弱風(fēng)化巖體內(nèi)，呈洞條件差。地下水位埋深20.7m，洞身位于地下水位以下，沿裂隙結(jié)構(gòu)面有滲水現(xiàn)象，估算總涌水量60～70m3/h。，巖層走向300°，傾向NE，傾角3°。

2.2施工過程中的問題

凝灰質(zhì)砂巖段開挖采用鉆爆法，按要求的鉆孔深度做好標(biāo)記，使孔底落在同一平面，周邊眼孔深不超過掏槽眼孔。先掏槽眼，根據(jù)地質(zhì)情況及開挖斷面大小均勻布置輔助眼和周邊眼；開挖斷面較大時(shí)，根據(jù)上稀下密適當(dāng)加眼，中部按均勻分布原則布置輔助眼和周邊眼。

3、支護(hù)方法

3.1 隧洞底板為軟巖

因掌子面泥巖積水浸泡，車輛機(jī)械下陷無法施工，根據(jù)地質(zhì)情況上層為泥巖，其下為砂礫巖、白砂巖及凝灰質(zhì)砂巖，砂礫巖和白砂巖層三體狀結(jié)構(gòu)，掌子面涌水。

施工方法：①隧洞底部換填C25砼厚度定為100cm；②將C25鎖腳錨桿改成Φ42鎖腳錨管并注漿；③邊頂拱打設(shè)Φ42超前小導(dǎo)管，小導(dǎo)管長4.5m，環(huán)向間距30cm，并注漿固結(jié)；④每隔1m，在鋼拱架兩側(cè)拱腳處增加工16工字鋼橫撐，與C25換填砼同步受力。見圖1。

3.2隧洞底板為凝灰質(zhì)砂巖

隧洞底部進(jìn)入巖石后掌子面進(jìn)入散體狀砂礫巖、白砂巖層，存在流砂。采用上臺(tái)階開挖支護(hù)及超前小導(dǎo)管注漿完后再進(jìn)行下臺(tái)階的施工。①加密鋼拱架，原設(shè)計(jì)間距鋼架1.0m調(diào)整至50～80cm；②聯(lián)系鋼筋由Φ20鋼筋調(diào)整為Φ25鋼筋，間距由100cm調(diào)整為50cm；③鎖腳進(jìn)行加強(qiáng)，由Φ25鎖腳錨桿調(diào)整為Φ42鎖腳錨管并注漿；④周邊打設(shè)Φ42超前小導(dǎo)管，小導(dǎo)管長4.5m，環(huán)向間距30cm，并注漿；⑤將流沙掏空位置用噴射砼進(jìn)行回填密實(shí)，見圖2。

3.3 隧洞排水

在掌子面附近挖集水坑，將大里程、小里程方向的水引致集水坑內(nèi)抽排，保證水不浸泡隧洞底板圍巖，開挖支護(hù)完畢后再堵水。

3.4監(jiān)測(cè)設(shè)備布置

（1）收斂監(jiān)測(cè)：Ⅴ類圍巖存在不利組合結(jié)構(gòu)和軟弱夾層部位或結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度較低部位加密設(shè)監(jiān)測(cè)斷面，監(jiān)測(cè)斷面間距不大于3倍洞徑。每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面設(shè)3個(gè)測(cè)點(diǎn)。

（2）沉降監(jiān)測(cè)：因收斂監(jiān)測(cè)斷面的每個(gè)頂拱測(cè)點(diǎn)兼作沉降測(cè)點(diǎn)，收斂監(jiān)測(cè)斷面即為沉降監(jiān)測(cè)斷面。

（3）圍巖深部變形監(jiān)測(cè)：在布置圍巖深部變形監(jiān)測(cè)斷面，設(shè)置多點(diǎn)位移計(jì)組對(duì)圍巖深部進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。按每類圍巖至少布置1個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，對(duì)收斂變形應(yīng)變率2%以上的隧洞段作為監(jiān)測(cè)重點(diǎn)，系統(tǒng)布置圍巖內(nèi)部變形和收斂變形監(jiān)測(cè)儀器。

（4）軟巖段的加強(qiáng)監(jiān)測(cè)：斷層段每5m 設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，對(duì)每日數(shù)據(jù)匯總分析，根據(jù)監(jiān)測(cè)成果判斷是否需要加強(qiáng)支護(hù)。

4、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）及時(shí)支護(hù)。軟巖自穩(wěn)能力差，開挖形成臨空面后易塌落。及時(shí)一次支護(hù)是避免坍塌發(fā)生的有效手段；塌方出現(xiàn)后盡快支護(hù)加固，避免塌方范圍擴(kuò)大。二襯混凝土及時(shí)跟進(jìn)是防止圍巖變形失穩(wěn)造成一次支護(hù)失效的最后保障。

（2）做好排水。軟巖遇水易軟化和失去強(qiáng)度，做好排水是一次支護(hù)后做好噴混凝土封閉后的排水，可以避免軟化、防止塌方。二襯混凝土完成前做好洞內(nèi)滲水和施工用水及時(shí)引排，避免洞室邊墻底部變形失穩(wěn)。

（3）謹(jǐn)慎貫通。貫通部位塌方概率較大。地下水豐富的軟巖隧洞，在不加強(qiáng)支護(hù)的情況下，更應(yīng)謹(jǐn)慎貫通，循序漸進(jìn)。

結(jié)語：

軟巖地層洞室開挖應(yīng)根據(jù)圍巖壓力變化、巖體性能參數(shù)對(duì)壓力進(jìn)行計(jì)算，了解巖石內(nèi)各方面變化對(duì)圍巖壓力影響，采取相應(yīng)的支護(hù)措施，以保成功。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊仕彬.隧道軟弱圍巖段大變形分析及處理措施[J].科協(xié)論壇·下半月.2010年12期.