高地应力软岩大变形隧道施工技术
中铁十四局集团第四工程有限公司石贞峰
摘要堡镇隧道为宜万铁路第二长隧、七大控制工程之一也是全线施工难度最大的隧道之一。堡镇隧道围岩属于高地应力软岩在施工中发生高地应力软岩大变形。结合
软岩的岩性分析情况采用科研引导、稳扎稳打的方针制定了详细的施工方案
在施工过程中探索、研究出了控制软岩大变形的施工技术。
关键词堡镇隧道高地应力软岩大变形施工技术
1工程概况
堡镇隧道左线全长11565m右线全长11599m线间距30m右线初期设计为平导作为左线辅助施工通道后期再将平导扩挖形成右线隧道。是宜万铁路第二长隧、七大控制工程之一也是全线唯一的高地应力软岩长隧。十四局承担左线进口段5641m、右线进口段5622m的施工任务。
隧道穿越岩层主要为粉砂质页岩、泥质页岩呈灰黑色多软弱泥质夹层带白色云母夹层强度极低。大部分页岩呈薄层状层厚310cm分层清晰产状扭曲挤压现象明显岩体破碎强度很低手捏呈粉末状遇水膨胀顺层发育有光滑顺层面层间多夹软泥质夹层节理、层理发育、切割严重围岩整体性很差隧道左边拱存在顺层软弱面右侧边墙有楔形掉块爆破后滑坍、掉块严重。根据国标《工程岩体分级标准》该区属高应力区产生大的位移和变形。洞内初期支护局部开裂顺层坍塌节理发育软岩变形等凡专家预测的复杂地质均已出现。在施工中发生多次高地应力作用下较大变形中仅8横通道处拱顶沉降最大就达15cm收敛325cm超过预留变形量并侵入二次衬砌。
2施工方案
针对高地应力软岩大变形的特点我们制定了“超前支护、初支加强、合理变形、先放后抗、先柔后刚、刚柔并济、及时封闭、底部加强、改善结构、地质预报”的整治原则和总体方案配合平导超前等辅助方案较好的解决了此项难题。
21总体方案介绍
1采用超前小导管支护开挖后及时封闭围岩加强初期支护的刚度采用型钢拱架封闭成环为达到稳固围岩的目的系统锚杆采用中空注浆锚杆加固地层锚杆长度应稍大于塑性区的厚度。
2加大预留变形量。为了防止喷层变形后侵入二次衬砌的净空开挖时即加大预留变形量另外采取了不均衡预留变形量技术。
3施工支护采用“先柔后刚先放后抗、刚柔并济”原则使初期支护能适应大变形的特点。
f4及时封闭仰拱、特别是仰拱初支是减小变形、提高围岩稳定性的措施之一另外加大仰拱厚度增大仰拱曲率也有利于改善受力状况。
5改善隧道结构形状加大边墙曲率根据围岩实际和监控量测数据采用受力结构最为合理的“鸭蛋”型断面r