断层破碎带专项施工方案
石山隧道断层破碎带专项施工方案

石山隧道断层破碎带专项施工方案一、前言石山隧道项目位于山区,地质条件复杂,其中断层破碎带的存在给隧道施工带来了一定的困难。
本文将针对石山隧道断层破碎带展开专项施工方案的讨论,以期为施工工作提供有效的指导和保障。
二、地质背景分析石山隧道所在地区地质构造复杂,存在多条断层,其中部分断层破碎带比较发育,岩层受到破坏和变形。
这些断层破碎带的存在对隧道施工具有一定的影响,需要针对这一问题进行合理的施工方案设计。
三、断层破碎带特点分析1.岩层稳定性差:断层破碎带中的岩层受到较大的破坏和变形,岩层稳定性较差,存在塌方、滑坡等风险。
2.孔隙度较高:断层破碎带中的岩石孔隙度较高,岩层结构疏松,易导致地表塌陷等问题。
3.渗透性增加:断层破碎带中岩层渗透性明显增加,地下水渗透较大,对隧道施工和周边环境造成一定的影响。
四、专项施工方案设计1. 隧道支护设计针对断层破碎带处的隧道段,应加强支护设计,采取加固措施,如钢架支护、喷注混凝土、锚杆加固等,提高隧道的承载能力和稳定性。
2. 施工工艺优化针对断层破碎带的特点,应优化施工工艺,采用先进的施工设备和技术,减少对岩石的破坏和振动,确保施工过程安全稳定。
3. 定期监测在隧道施工过程中,需要对断层破碎带处的地质情况进行定期监测,密切关注岩层变形、地下水位变化等情况,及时采取措施防止事故发生。
五、总结针对石山隧道断层破碎带的特点,我们设计了专项施工方案,包括加强支护设计、施工工艺优化和定期监测等措施,以确保隧道施工顺利进行,并保障施工安全。
希望本文的方案能为石山隧道的施工工作提供有益的参考和指导。
六、参考文献•《隧道工程施工手册》•《岩土工程原理》•《地质灾害防治手册》以上,对石山隧道断层破碎带专项施工方案进行了详细的讨论和设计,希望能对相关工程的实施提供一定的帮助。
TBM穿越断层破裂带施工技术

TBM穿越断层破裂带施工技术摘要:TBM掘进机由于其高效、安全的优越性能,在超长隧洞施工中得到越来越多的应用,但其对地质条件差的围岩较钻爆法适应能力差,遇到不良地质段时难以顺利穿越,容易发生TBM卡机事故, TBM卡机处理费时、费工成为制约 TBM快速掘进的主要因素之一。
本文以新疆TBM项目部的引水工程为背景,详细介绍了TBM穿越断层破裂带带施工。
关键词:TBM 断层破裂带卡机脱困处理引言TBM掘进速度较快,但是目前超长隧洞前期地质勘探不准确,在遭遇较大断层破碎带容易发生TBM卡机事故。
一旦发生TBM卡机事故,采取合适的处理措施与技术使TBM尽快脱困,穿越断层破裂带施工就成为一项重要的工作。
本文总结中铁十六局新疆TBM项目的一次TBM穿越断层破裂带的施工经验,供类似事故处理时参考。
1 工程概况TBM5-1掘进段施工里程146+646-137+840,全长8806m,该段位于阿尔泰山南坡低山丘陵区,地形略起伏、开阔,分布高程678-770m,相对高差约100m,地形为剥蚀丘陵地貌,地形略起伏。
岩性主要为华力西期花岗岩、黑云母角闪斜长岩,次块状-块状构造,岩石中石英含量一般15-25%,岩石坚硬,较完整。
洞内出水主要以裂隙水为主,个别地段存在少量涌水,设计最大出水量约540m³/h。
目前已掘进至138+207.7,剩余363.7m,该段设计岩性为华力西期花岗岩,Ⅱ类围岩,未显示为断层带。
实际揭示围岩为华力西期粗粒花岗岩,肉红色,块状结构,坚硬岩。
桩号138+220至上游处发育一条与洞轴线小角度相交的断层,产状10~15°NW∠60~70°,带宽3.0~5.0m,带内主要为断层角砾岩和碎裂岩,夹少量断层泥,结构松散,影响带宽20~30m,地下水发育,围岩遇水软化作用明显。
断层出现在水流方向右侧边墙撑靴部位,向掌子面方向延伸,此段地下水发育,呈线状流水状态,约10~20m³/h。
隧道断层破碎带及节理密集带专项施工方案

隧道断层破碎带及节理密集带安全专项施工方案目录1编制依据及编制范围 (1)1.1编制依据 (1)1.2编制范围 (1)2工程概况 (1)3施工技术方案 (2)3.1总体施工方案 (2)3.2超前地质预报 (3)3.3小导管超前支护 (7)3.4超前管棚支护 (9)3.4台阶法、三台阶临时仰拱法开挖 (10)3.4.1台阶法 (10)3.4.2三台阶临时仰拱法 (11)3.5径向注浆 (14)3.6帷幕注浆 (17)3.7围岩监控量测 (24)4质量控制措施 (32)4.1断层及节理地段衬砌防水措施 (32)4.2断层及节理地段衬砌砼质量控制 (34)4.2.1砼防止开裂施工技术措施 (34)4.2.2保证混凝土外观质量措施 (35)5安全应急措施 (35)5.1防止围岩失稳的施工措施及施工预案 (35)5.2防止突泥、突水的措施及施工预案 (36)1编制依据及编制范围1.1编制依据(1)新建衢州至宁德铁路浙江段站前工程安民隧道设计图。
(2)《铁路隧道超前地质预报技术规程》(Q/CR 9217--2015);(3)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ 204--2008);(4)《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》(铁建设〔2007〕200号);(5)《铁路隧道防排水施工技术指南》(TZ 331--2009);(6)《铁路隧道施工抢险救援指南》(Q/CR 9219--2015);(7)我单位目前的劳动力、施工机械设备能力、技术管理和现场地质实际调查。
1.2编制范围安民隧道隧址区穿越的12条断层破碎带和9条节理密集带。
2工程概况安民隧道为燕尾隧道,全长13909.24m。
隧道共穿越12条断层破碎带和9条节理密集带。
详见隧道断层和节理情况统计表。
表2-1 安民隧道断层破碎带和节理密集带情况统计表3施工技术方案3.1总体施工方案通过综合超前地质预报,切实掌握断层及节理的情况,包括破碎带的宽度、填充物、地下水以及隧道轴线与断层及节理构造线方向的组合关系,施工前根据有关施工技术和机具设备条件,确定通过断层破碎带及节理密集带地段的施工方法。
破碎带施工方案

破碎带施工方案破碎带是指对某个区域的地面进行破碎处理,以便进行下一步的施工工作。
破碎带施工是建筑工程中的重要环节,施工方案的设计和执行直接影响整个工程的质量和进度。
在破碎带施工过程中,需要考虑地面的材质、施工工具的选择、施工步骤等诸多因素,以确保工程顺利进行并达到预期的效果。
破碎带施工方案的准备工作在进行破碎带施工之前,需要对施工现场进行仔细的勘察和准备工作。
首先,需要对地面的材质和硬度进行评估,以确定合适的破碎方法和工具。
其次,需要清理施工现场,移除一切可能影响施工的障碍物,确保施工顺利进行。
最后,需要准备好所需的施工工具和材料,包括破碎机、装载机、安全设备等。
破碎带施工的步骤1.确定破碎带的范围和深度:根据工程设计要求和实际需要,确定破碎带的具体范围和深度,为后续的施工工作奠定基础。
2.选择合适的破碎机和工具:根据地面的材质和硬度,选择合适的破碎机和工具进行破碎作业。
不同类型的破碎机适用于不同类型的地面,需要根据实际情况进行选择。
3.进行破碎作业:由专业施工人员操作破碎机,对指定范围内的地面进行破碎处理。
在进行破碎作业时,需注意操作规范,确保施工安全和效率。
4.清理碎片和残留物:破碎作业完成后,需要对施工现场进行清理,清除碎片和残留物,保持施工场地的整洁和安全。
5.检查和验收:完成破碎带施工后,需对施工质量进行检查和验收,确保破碎带符合设计要求,并满足后续工程的需要。
破碎带施工的注意事项•施工过程中需严格遵守安全操作规程,保证施工人员和设备的安全。
•注意保护周围环境,避免破碎作业对周边建筑和植被造成影响。
•施工现场需保持通风良好,有效排除粉尘和有害气体,保障工作人员的健康。
•在破碎带施工过程中,需及时清理碎片和残留物,确保施工现场整洁。
通过以上步骤和注意事项的执行,可以有效地完成破碎带施工工作,保证工程的质量和进度。
破碎带施工作为建筑工程中的重要环节,需要认真制定施工方案并严格执行,以确保工程顺利完成。
巷道过断层破碎带施工技术及安全措施

巷道过断层破碎带施工技术及安全措施摘要:地质构造是矿井巷道开掘施工重要影响因素之一。
其中巷道掘进过程中遇断层破碎带,受构造应力和原岩应力作用,断层构造发育范围内围岩整体性遭受破坏。
在原生裂隙的基础上产生次生裂隙,促使巷道围岩强度降低、易破碎,掘进时围岩矿山压力显现剧烈,导致巷道围岩发生塑形破坏,顶板变形失稳严重,影响矿井的安全生产。
工程实际中应选择合适的过断层方案,并采取有效的支护方案与安全管理措施,以保障矿井巷道在生产过程中安全使用。
关键词:巷道;过断层;破碎带;施工技术;安全措施1工程地质与水文地质概况1.1工程地质概况某铁矿区内断裂构造较发育,纵向断裂有船底山断裂带(F1)和西部断裂带(F2),横向断裂有青山街~豹子山断裂带(F3)及F4~F10等小断裂。
船底山断裂带(F1)出露在背斜轴部,断层角砾呈棱角状,岩屑和硅质胶结,强烈镜铁矿化。
西部断裂带(F2)由南向北落差逐渐减小,沿断裂带有岩脉侵入及较强矿化和蚀变、地温变化相对强烈、赋矿层位出现挠曲。
F3断裂带位于矿区南部,其胶结物为岩屑和硅质,具有强烈镜铁矿化和黄铁矿化的特征,普遍见有重晶石。
成矿后期断裂带主要有F4,F5,F6和F7,为正长细晶岩脉充填,该组断裂破坏矿体,但位移不大。
1.2水文地质概况区内含有第四系全新统孔隙含水层、岩溶裂隙和基岩裂隙含水层等。
在钟姑复式背斜中,次一级背斜构造较发育,使轴部完整岩石破碎,产生裂隙,透水性增强,形成储水构造。
一般单位涌水量为1.849~4.105L/(s•m),渗透系数为1.833~9.91m/d,最大单位涌水量为8.204L/(s•m),渗透系数为10.89m/d。
含水层岩性以黄马青组下段杂色砂页岩为主,两翼岩层透水性有所减弱。
2巷道过断层合理掘进施工与支护技术2.1巷道过断层合理掘进施工技术当断层处围岩非常软弱破碎时,要采取超前管棚进行超前预加固措施和台阶法施工。
首先通过钻孔揭露待掘地段岩层及超前预加固效果,然后在超前钻孔内安装超前管棚,喷浆封闭后再利用超前管棚进行注浆加固,最后在形成的超前管棚结构维护作用下进行巷道掘进和支护施工。
巷道过断层(破碎带)安全技术措施

巷道过断层(破碎带)安全技术措施随着城市化进程的不断推进,地下空间被越来越广泛地应用,而巷道作为地下空间的重要组成部分,因其建设难度大、工程周期长以及施工环境复杂等特殊性质,使得在建设和使用过程中存在很多安全风险。
其中,巷道过断层(破碎带)是其中的一个重要安全隐患,需要采取一系列技术措施来保障巷道的安全运营。
1. 巷道地质勘察与研究巷道工程施工前,必须进行全面的地质勘察与研究,了解断层(破碎带)的位置、类型、规模、性质以及遭受的应力等情况,以便对其进行科学的评估和控制。
一般来说,断层(破碎带)持续时间长,范围广,且往往不规则,这给巷道施工和运营带来了很大的不确定性,因此,必须采用先进的地质勘察技术和方法,如地质雷达、地球物理勘察、测绘等,对巷道周边的地质条件进行全面精细的分析和评估。
2. 施工技术控制巷道施工时,应根据地质勘察结果选择合适的施工技术,制定科学的施工方案,并加强现场监测和管理,及时发现并处理施工过程中的问题。
同时,还应采用先进的巷道掘进、支护、加固等技术,对断层(破碎带)进行有效的控制和管理,如采用防爆锚杆、锚喷、加压注浆等技术,提高巷道的整体稳定性和安全性。
3. 施工过程监测和预警巷道施工过程中,应加强现场监测和预警,特别是对断层(破碎带)周边地质环境、应力变化等情况进行实时监测和分析,确保施工过程中能及时发现并处理问题,防止事故的发生。
目前,随着无人机、云计算、大数据等技术的发展,巷道施工监测和预警工作将更加精细化、智能化,为巷道的安全施工和运营提供更好的支撑和保障。
4. 工程设计与管理巷道工程设计和管理也是巷道安全的重要环节。
在巷道设计过程中,应针对断层(破碎带)的特殊性质,采用合理的地质预测和施工方案,确保巷道设计的合理性和安全性。
在巷道管理过程中,应落实规范化、科学化的管理措施,加强对巷道施工、运营的监督及巡视检查,及早发现问题,有效防止事故的发生。
巷道过断层(破碎带)的安全技术措施需要从地质勘察、施工技术控制、施工过程监测和预警、工程设计与管理等方面进行综合施展,科学地评估和控制断层(破碎带)对巷道施工和运营的影响,提高巷道的整体稳定性和安全性。
石郞山隧道断层破碎带专项施工方案

石郞山隧道断层破碎带专项施工方案一、前言石郞山隧道是一项重要的交通基础设施工程,位于山区地形复杂的地质条件下,存在断层破碎带等复杂地质问题。
为确保隧道施工质量和安全,必须制定专项施工方案,以应对这些地质挑战。
二、地质背景分析石郞山隧道所在地区地质构造复杂,存在多条断裂带和破碎带,地质环境难度较大。
断层破碎带是造成地下隧道结构破坏和塌陷的主要因素之一,必须高度警惕和应对。
三、施工方案设计1. 地质勘察与评价在隧道工程前期,应充分对石郞山隧道区域进行地质勘察与评价工作,准确掌握隧道断层破碎带的位置、规模和性质等信息。
2. 预处理措施针对发现的断层破碎带,采取相应的预处理措施,包括支护、注浆加固等,以减少隧道施工过程中的地质灾害风险。
3. 施工方案制定根据地质勘察结果和预处理效果,制定适合石郞山隧道地质条件的专项施工方案,包括施工工艺、支护措施、监测预警等内容。
4. 施工实施根据专项施工方案,采取相应的施工措施,保障隧道施工过程中的安全和质量,及时发现并处理断层破碎带引起的问题。
四、施工质量控制1. 监测预警实施隧道施工过程中,应建立完善的监测预警系统,及时监测地下断层、破碎带等地质变化情况,以便做出及时应对措施。
2. 质量检测在施工过程中,进行地质质量检测,评估隧道结构稳定性和安全性,确保工程质量。
五、总结与展望石郞山隧道断层破碎带专项施工方案的制定和实施,有利于提高隧道施工的安全性和质量,同时也为类似地质条件下的隧道工程提供了宝贵经验。
未来,应不断总结经验、完善技术,进一步提升隧道工程施工水平。
以上是石郞山隧道断层破碎带专项施工方案的相关内容,希望能够为隧道工程的顺利实施提供参考和帮助。
复杂地质条件下隧道穿越断层破碎带施工技术

复杂地质条件下隧道穿越断层破碎带施工技术复杂地质条件下隧道穿越断层破碎带施工就像是在豆腐里打洞,还得保证这洞稳稳当当的,可不容易呢。
这断层破碎带啊,就像一堆碎石头杂乱无章地堆在一起,石头之间的联系松松散散的,就好比一盘散沙。
在这样的地方修隧道,就如同在一片随时可能崩塌的沙石堆里开辟出一条坚固的道路。
咱们工人兄弟们面对的挑战可不小。
在施工之前呀,详细的地质勘探是必不可少的。
这就像我们要去一个陌生的地方探险,得先摸清楚那里的地形地貌一样。
勘探人员得像细心的侦探,通过各种技术手段,把断层破碎带的具体位置、规模大小、岩石特性等都查得清清楚楚。
要是这一步没做好,后面施工就像盲人摸象,乱了套了。
钻孔作业可是个技术活。
钻进去的孔要像整齐排列的士兵一样规规矩矩的。
如果钻孔的角度不对或者深度不够准确,那就像盖房子打地基没打好,后续的工程肯定会出问题。
而且在这个过程中,要时刻关注钻孔时的反馈,就像医生给病人看病时关注病人的反应一样。
一旦发现有异常情况,比如钻进速度突然变化或者卡钻了,这就像是汽车在路上突然抛锚,必须马上停下来检查原因。
注浆加固可是隧道穿越断层破碎带的一个关键环节。
你可以把注浆想象成用胶水把那些松散的石头重新黏合起来。
这注浆的材料得选好,就像做菜要选对调料一样。
材料不好,那这胶水就没黏性,石头还是一盘散沙。
注浆的时候呢,压力要控制得恰到好处。
压力小了,就像给气球打气没打足,胶水渗不进去;压力大了,又像气球吹爆了,会把周围的地层破坏掉。
这注浆的量也得精准计算,少了起不到加固的作用,多了那也是浪费资源。
开挖的时候,那更是要小心翼翼。
每挖一点,就像在拆一颗定时炸弹一样,得时刻注意周围岩石的动静。
工人们就像技艺高超的雕刻家,只不过他们雕刻的不是艺术品,而是一条安全的隧道。
如果开挖速度太快,就像是跑步不看路,很容易引发塌方等危险情况。
而且在开挖过程中,要根据实际情况不断调整施工方案,这就好比我们在生活中遇到不同的情况要灵活改变自己的计划一样。
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(此文档为Word格式,下载后可以任意编辑修改!)(文件备案编号:)施工方案工程名称:编制单位:编制人:审核人:批准人:编制日期:年月日断层破碎带专项施工方案一、编制依据⒈隧道工程地质勘察报告。
⒉铁道部《铁路隧道施工规范》(TB10204—2002)。
⒊铁道部《铁路隧道设计规范》10003—2005。
⒋朔州至准格尔线六狼山隧道设计图、施工图。
⒌六狼山ZSKZ-1标段施工组织设计二、工程概况准朔铁路六狼山特长隧道全长15175m,单线隧道,进口里程为改DK20+575,出口里程为改DK35+750。
进口至改DK35+450以14%的坡度上坡,改DK35+450至出口以9%的坡度上坡。
翼墙式洞门,隧道最大埋深为443m。
为开辟施工工作面,加快施工进度,隧道设5座斜井,斜井共长4650.8m,其中1#斜井长557.1m、3#斜井1116.67m、4#斜井1396.11m、5#斜井1068.86m、6#斜井512.56m。
1#斜井为双车道斜井,其余斜井为单车道斜井。
1#、4#斜井在施工完毕后改做紧急出口,用于隧道发生灾难是的逃生疏散通道。
3#、5#、6#斜井在正洞施工完毕后,整理好斜井内排水系统后封堵。
隧道正洞Ⅱ及围岩占22.1%、Ⅲ级围岩占29.1%、Ⅳ级围岩占23.6、Ⅴ级围岩占25.2%。
围岩级别变换频繁,施工方法需频繁转换。
隧道经过三个断层带,围岩破碎,节理发育。
其中改DK24+887~DK24+937段、DK27+025~DK27+145段断层破碎带,岩体破碎3斜0+60~3斜1+10段、4斜8+04~4斜9+60段、5斜6+65~5斜7+15段、5斜8+93~5斜9+38段、6斜0+57~6斜0+80段洞身通过断层破碎带,围岩很破碎。
岩性主要为片岩、页岩、砂岩且夹薄层泥灰岩,节理、层理及裂隙发育,层面交错,风化严重,呈压碎状态,致使围岩自稳能力差,极易发生坍塌事故,成型困难。
为保证隧道正洞或斜井在通过围岩断层破碎带时的施工安全、质量、进度,特制定本专项方案。
三、施工方案1、台阶法开挖针对上述情况,结合施工生产能力,按照“管超前、严注浆、短开挖、不(弱)爆破、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则,立足于各工序间协调统一,措施得当,快速通过破碎带。
在拱部超前小导管或者管棚注浆预结围岩的保护下,根据断层破碎带与隧道的位置关系,采用全断面或台阶法开挖。
当采用台阶法开挖时,正洞及双车道斜井采用三步台阶法进行施工,单车道斜井采用两步台阶法施工。
在破碎带围岩风化严重至几乎没有自稳能力的情况下,采用中留核心土,周边采用风镐环形开挖,待环形开挖完成并初期支护后,再用挖掘机开挖核心土部分。
下断面施工采用分部开挖法,先行开挖中槽,再左右交错开挖马口,接下部钢架。
施工均遵循“随挖、随接、随喷”的原则。
如图1、2、3。
⒈上部弧形开挖;⒉核心土开挖;⒊上半部中槽开挖;⒋边墙上半部开挖;⒌下半部中槽开挖;⒍边墙下半部开挖;⒎仰拱开挖图1 正洞开挖施工顺序⒈上部弧形开挖;⒉核心土开挖;⒊上半部中槽开挖;⒋边墙上半部开挖;⒌下半部中槽开挖;⒍边墙下半部开挖;⒎仰拱开挖开挖轮廓线图3 双车道斜井开挖施工顺序⒈上台阶弧形开挖;⒉上台阶核心土开挖;⒊下台阶中槽开挖;⒋边墙开挖;⒌底板开挖2、断层破碎带与隧道的位置关系隧道穿过断层地段,施工难度主要取决于断层的性质、断层破碎带的宽度、填充物、含水性和断层活动性以及隧道轴线和断层构造线方向的相互关系正交、斜交或平行。
在其他条件相差不大的前提下,两者的相互关系直接影响到施工的难易程度、工艺和工期。
当隧洞轴线接近于垂直构造线方向时,断层规模较小,破碎带不宽,且含水量较小时,条件比较有利,施工难度相对较小;但当隧洞轴线斜交或者平行于构造方向时,则隧洞穿过破碎带的长度增大,并有强大侧压力。
下图为几种预计的隧道与断层破碎带的位置关系。
图4断层出现在拱部如图4-a这种情况对隧道的影响相对较小,施工难度主要取决于拱部断层带的宽度。
当宽度只有数米时,仍可采用全断面开挖方法,但进尺应缩短,并采用微震爆破技术,加强拱部的初期支护强度;当拱部断层宽度较大时,为安全起见,应改为半断面台阶法施工。
为便于人工翻碴,台阶长度不宜过长,一般宜≤5m。
断层出现在隧道侧面如图4-b这种情况,施工不当极易造成侧壁整体滑塌,应注意辅以钢架支护和喷射混凝土加强,并在侧壁断层范围布设小导管注浆加固断层岩体;当断层延伸至拱部范围或断层带穿过拱圈大部范围时,如图4-c,坍塌的几率增大,应注意调整开挖方法。
隧道整个从断层破碎带中通过当隧道通过较大规模的断层即断面全部穿越断层时,如图4-d。
采用分台阶+分部开挖法,即先行贯通上半断面至较好围岩,再采用中部拉槽左右交错开挖马口的方法分部进行下半断面的开挖。
3、断层破碎带状况的地质超前预报断层的超前预报对隧道施工来说,是一项基础性的重要工作。
若断层走向与隧道轴线接近正交的话,它的出现具有一定的突然性,如没有意识到断层的存在,依然采用常规的施工方法,将导致断层带出现塌方而影响到整个工程的施工。
收集和熟悉与工程有关的地质资料,研究隧道施工所涉及到的主要地质问题,制定地质超前预报方案。
(另单独编制专项方案)运用TSP203地质预报仪、超前钻孔长期预报和地质雷达探测、水文地质观察和素描短期预报相结合进行地质预报。
预测开挖面前方的地质情况,包括围岩的整体性以及断层、软弱破碎带在前方的位置和对施工的影响,地下水活动情况等,以便采取相应的技术措施。
4、初期支护加强支护及提高围岩整体稳定是隧道通过断破碎带最基本的施工要求。
主要包括:加厚混凝喷层厚度、加密加长锚杆、加强钢筋网、加密钢架距,提高钢架强度和刚度等。
锚喷钢筋网联合支护喷射混凝土是使钢架、锚杆、钢筋网组成统一受力整体的关键工序,它可以在围岩表面形成很薄的半刚性衬砌,并在短时间内达到平衡,从而把围岩本身转变成一种有效的承重结构。
喷射混凝土具有良好的抗爆破震动和抗冲切性能,能很好地防止坍塌的产生。
采用超前小导管预注浆预支护+格栅支撑+系统锚杆+拱墙仰拱挂网喷混凝土联合强支护体系,必要时超前帷幕注浆。
锚喷网联合支护施工步骤:根据设计图,初喷砼3㎝~5㎝,及时封闭岩面。
锚杆:拱部采用Φ25CD反循环注浆锚杆,边墙采用Φ22砂浆锚杆。
锚杆均长2.5m,间距1.0m,梅花形布置。
当断层破碎及其严重或隧道整个从断层中通过时,可以视情况加密加长锚杆。
钢筋网:纵向φ6×环向φ8,网格尺寸20×20㎝,钢筋网与锚杆焊接。
当破碎严重时,视情况采用更大直径的钢筋并缩小网格尺寸,或采用双层钢筋网。
钢架(格栅)支护:钢架(格栅)间距75~120㎝,钢架(格栅)间设置φ20连接筋,连接筋环向间距1.0m,钢架(格栅)内外缘交错布置。
图5 拱顶断层带的初期支护处理当断层破碎带位于隧道侧面(图-b、图-c)时,除加长加密Φ22砂浆锚杆外,还需加强边墙的钢筋网;当隧道整个从断层带通过时,Φ25CD锚杆、Φ22砂浆锚杆均加长加密,钢筋网加强,钢架(格栅)的间距缩小。
小导管超前支护预注浆超前小导管的作用:浆液被超前压注到岩体裂隙中并硬化后,既能将破碎岩块或颗粒胶结成整体的预加固,有能起超前支护作用。
同时,注浆填充了裂隙,阻隔地下水向坑道渗流的通道,对断层破碎带及富水断层破碎带的稳定能力有很大的增强作用。
超前小导管采用φ42㎜,壁厚3.5㎜无缝钢管,拱部间距33㎝。
在开挖轮廓上按设计位置及角度打入。
钢管实际打入长度不得小于平均每根实际打入长度30㎝,否则开挖一循环后应补管、注浆。
根据破碎程度,导管长3.5~6.0m。
如图6。
图6超前小导管注浆预加固破碎带注浆前上半断面掌子面采用喷射混凝土封闭,厚度10㎝~15㎝,以免注浆时渗漏浆液。
注浆参数及压浆方案的确定,综合考虑到凝胶时间,结合岩体围岩破碎程度与抗压强度、施工操作,以往工程验证,注浆采用水泥、水玻璃双液浆;水泥与水玻璃体积比1:0.15,水泥浆水灰比1:1,水玻璃浓度控制为35°Be,模数取214;单孔注浆量有浆液扩散半径及围岩的孔隙率确定。
参照下式:Q=PR2LNAB式中,Q-浆液注入量(m3);R-浆液有效扩散半径(m),取0.13;L-注浆段长度(m),取8m;N-围岩裂隙率(%),取0.13~0.15;A-浆液的充盈系数,取0.18;B-超耗系数(超注,跑冒消耗),取1.12,当超前地质显示断层破碎严重时,可以适当加大超耗系数。
注浆过程中要经常检查浆液质量,控制好浆液水灰比、注浆压力、注浆量并逐管填写注浆记录;对水灰比、注浆压力、注浆量、材料耗用量、异常情况及其处理等详细记录,为下一循环断层破碎带收集施工决策依据。
支护加固与注浆补强采用半断面开挖时,下班断面开挖时前,必要时进行了对上半断面初期支护背后进行注浆处理,填充初期支护背后可能出现的空隙,加强支护体系与围岩的整体性。
注浆孔深1m~2m,孔距1.0m~1.5m,梅花形布置。
上半断面初期支护及注浆完成后,开挖下半断面时,为防止拱顶出现下沉,必要时对拱脚处加设对口支撑。
特别是当断层出现在侧部时,拱脚与变强须用φ42㎜小导管注浆加固。
小导管长5m,环向纵向间距1.0m,靠近钢架(格栅)处的小导管下插打入,并与钢架(格栅)焊接,注浆后形成上部支护的拱座,又能作为下部边槽开挖的棚护,能有效放置拱顶下沉。
如图7。
图7 拱脚小管棚示意图超前围幕注浆支护根据超前地质预报,当隧道洞身整个通过断层破碎带,且破碎带富水时,采用超前帷幕注浆支护工艺,可形成较大范围的筒状加固区。
超前帷幕注浆作用原理:对于破碎岩层,采用中低压力将浆液压注到上述地层中测量布孔钻孔钻杆退出安装孔口管效果核查安装止浆塞结束注浆浆液制备钻机固定图8 注浆施工工艺框图机具就位施工准备的裂隙、裂缝、空隙里凝固后将岩土或颗粒胶结为整体,以改善、增强破碎带的自稳能力。
超前帷幕注浆支护施工工艺:根据地质超前预报结果进行超前注浆,注浆施工工艺详见图8。
在超前探明掌子面前方10~15m有大的裂隙水时,沿施工掌子面放射状布设超前注浆孔,固结隧道开挖线外3m左右的岩体,一次固结长度15m,开挖12m,预留下段止水盘3m。
注浆参数注浆参数是一个动态的参数,一般是随岩性和充填物的性质,并通过试验确定。
初步可按以下参数设计,施工过程中根据实际情况再作调整。
注浆范围:隧道开挖轮廓线以外约3.0m。
扩散半径:单孔注浆浆液扩散半径为2m。
注浆压力:一般控制在1.0~3.5MPa。
注浆材料:采用水泥、水玻璃混合液(即CS浆液)。
浆液配比:水玻璃:模数m为2.4~3.4,浓度35Be(配置后)水灰比:浓浆0.8:1;稀浆1.25:1~1.5:1水泥浆与水玻璃浆体积比:1:1胶凝时间:浆液凝结时间可通过改变水灰比、水玻璃用量及缓凝剂掺量控制,一般可按3分钟确定,如遇富水情况应先1~2分钟,待水压小后可改为3分钟。