双线隧道富水软弱破碎围岩大断面工法

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双线隧道富水软弱破碎围岩大断面工法

双线隧道富水软弱破碎围岩大断面工法

双线隧道富水软弱破碎围岩大断面工法铁道部隧道工程局长大隧道施工遇到强涌水、大规模断层破碎带等不良地质条件,常常成为控制工期,影响工程质量和施工安全的关键技术难题。

过去由于技术水平的限制,设计多采用隧道群取代长隧道以绕避严重不良地质地段。

施工多采用导坑扩大分部开挖方法通过断层。

近年来,经过科研攻关,隧道软岩施工技术不断提高,使富水软弱破碎地层采用大断面施工才成为可能。

本工法是隧道工程局在大瑶山隧道九号断层施工中研制开发的,科研专题为:穿越大瑶山隧道F9(富水软弱破碎)区域性主干断层配套技术,1988年5月通过铁道部技术鉴定,1989年获铁道部科技进步特等奖。

一、工法特点及关键技术1.本工法综合应用了超前地质预报,排水减压后注浆堵水加固围岩,大断面机械化施工,初期支护加强并及时封闭成环,施工量测信息反馈以及运用系统工程进行管理等项新技术。

对隧道穿越大规模断层出现的各种不良地质,运用新奥法原理,提出了认识围岩,保护围岩,支护围岩,监测围岩的三十字施工方法,即“先深探、管超前、预注浆、半断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、常量测”。

2.利用多种地质探测手段,进行施工地质预报,为设计、施工提供决策依据。

3.采用超前平导排水降压,正洞采用周边短孔预注浆,固结注浆等方法,堵水和加固围^?。

4.采用大型、高效配套的机械施工,施工工艺能适应地质变化。

5.针对不同的工程地质和水文地质条件,采用多种支护手段相结合构成最佳初期支护体系。

主要形式有①锚杆、钢筋网、喷混凝土,②锚杆、钢筋网、钢架、喷混凝土,③超前管棚、钢架、喷混凝土(或模筑混凝土),使初期支护为主要承载结构,以保证二次衬砌机械化安全作业。

6.通过围岩与支护的位移量测,评价初期支护的可靠性和围岩的稳定状态,为修改设计支护参数,变更施工工序提供可靠数据。

7.在富水软弱破碎地层开创了隧道大断面施工模式,改善了施工作业环境,减轻了工人劳动强度。

具有安全度高(可避免严重的塌方和突水),进度快,节省工程投资,保证工程质量等优点。

软弱围岩大断面公路隧道斜井进主洞双曲线交叉施工工法

软弱围岩大断面公路隧道斜井进主洞双曲线交叉施工工法

软弱围岩大断面公路隧道斜井进主洞双曲线交叉施工工法软弱围岩大断面公路隧道斜井进主洞双曲线交叉施工工法一、前言隧道工程是公路建设中一个非常重要的组成部分,在软弱围岩地区施工难度较大。

本文将介绍一种适用于软弱围岩大断面公路隧道的斜井进主洞双曲线交叉施工工法,该工法具有较好的适应性和实用性。

二、工法特点该工法采用斜井进主洞和双曲线交叉施工的方式,在软弱围岩地区可以更好地控制围岩塌方和地表沉降。

通过合理的设计和施工方法,能够提高施工速度和施工质量。

三、适应范围该工法适用于软弱围岩大断面公路隧道的施工,特别是对于地表存在规模较大的建筑物和设施时,能够有效地减少对地表的影响。

同时,由于施工过程中能够更好地控制围岩塌方和地表沉降,适用于地质条件较为复杂的地区。

四、工艺原理施工工法与实际工程之间的联系,采取的技术措施主要包括以下几点:1. 斜井进主洞:通过在进口锚眼和出口锚眼之间挖掘斜井,从而实现进入主洞的通道。

斜井的设计要考虑到洞壁稳定性和施工作业的便利性。

2. 双曲线交叉施工:在主洞内采用双曲线交叉施工方法,通过合理的设计和支护措施,可以增加施工的灵活性和安全性,提高施工效率。

3. 围岩支护:根据实际围岩条件,采用合适的支护措施,如钢支撑、喷锚网、锚杆和注浆等,保证围岩的稳定性和隧道结构的安全性。

五、施工工艺1. 挖掘斜井:根据设计要求,通过钻孔、炸药爆破或机械挖掘等方法开挖斜井,并进行支护。

2. 掘进主洞:从斜井进入主洞,按照双曲线交叉施工的要求进行主洞的掘进。

掘进过程中需要根据地质情况进行合理的支护。

3. 工作面支护:在双曲线交叉施工的过程中,根据实际情况选择合适的支护方法,保证工作面的稳定性。

4. 出料通道:通过设立出料通道,将渣土和岩石等垃圾从隧道内运出,以保证施工现场的整洁和运输的顺畅。

5. 工作面处理:清理工作面的垃圾和渣土,并进行支护和涂抹防水涂料等处理。

6. 施工安全:在施工过程中,要加强安全管理,合理布置警示标志和安全设施,保障施工人员的安全。

软弱破碎板岩大变形隧道快速施工工法(2)

软弱破碎板岩大变形隧道快速施工工法(2)

软弱破碎板岩大变形隧道快速施工工法软弱破碎板岩大变形隧道快速施工工法一、前言随着城市发展的需要,大量的地下交通隧道工程正在兴建。

然而,对于软弱破碎板岩地层的隧道施工,存在着困难和挑战。

为了解决这个问题,专家们开发出了软弱破碎板岩大变形隧道快速施工工法。

本文将对该工法进行详细介绍,包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。

二、工法特点软弱破碎板岩大变形隧道快速施工工法具有以下特点:1. 快速施工:利用该工法可以大幅度缩短施工周期,提高工程进度。

2. 适用范围广:不仅适用于软弱破碎板岩地层的隧道施工,也适用于其他杂散松软地层。

3. 环保节能:采用先进的施工技术与设备,可以降低资源消耗和环境污染。

4. 施工成本低:相比传统的施工工法,该工法可大幅度降低施工成本。

三、适应范围该工法适用于软弱破碎板岩地层的大变形隧道快速施工,其中包括以下应用场景:1. 地铁隧道:能够应用于地铁线路的隧道施工。

2. 铁路隧道:适用于铁路线路的隧道施工。

3. 公路隧道:适用于公路线路的隧道施工。

4. 水利隧道:适用于水利工程中的隧道施工。

四、工艺原理软弱破碎板岩大变形隧道快速施工工法的理论依据为:1. 板岩地层是一种具有一定可塑性的软岩,其承载力较低,且易破碎。

2. 采取大断面开挖和大变形控制原理,通过减少开挖量和调整开挖顺序,达到降低地层变形和控制开挖面稳定的目的。

3. 采用支护加固和加固支护结构的组合方式,确保施工安全和施工质量。

五、施工工艺该工法的施工工艺主要包括以下几个阶段:1. 原始地表处理:清理地表垃圾、平整地表、搭建施工平台。

2. 初次支护:设置钢支撑和锚杆,加强地层的承载能力。

3.预开挖:通过机械设备进行初次开挖,同时进行坑底处理和水泥喷射加固。

4. 中间支护:对开挖后的地层进行中间支护,采用锚杆、喷射混凝土等方式。

5. 嵌入段施工:进行嵌入段的施工,包括拱顶砌筑、壁板安装等工作。

铁路双线隧道穿越破碎段施工技术

铁路双线隧道穿越破碎段施工技术
工程技术
路 桥工程
2 0 1 5 年4 月 ・ 2 0 9・
铁路 双线 隧道 穿越 破碎 段施 工 技 术
刘 怀亮
( 中铁 十 一 局 三 公 司 , 湖 北 十堰 4 4 2 0 0 0 )
摘 要: 破碎段 的施工影 响着整条 隧道 的施 工进 度与安全 , 因而必须根据地 质条件选 用合理 的施工工 艺。因此 ,介 绍 了破 碎 围岩施 工技 术,并 以实际工程 为例介绍 了铁路 双线隧道 穿越破碎段施工技术 。
关键词 : 铁路 ; 破碎 ; 全 断 面 注 浆
中图分 类号 : U 4 4
文献标识 码 : A
文章编号 :1 6 7 1 - 5 5 8 6( 2 0 1 5 )1 2 — 0 2 0 9 — 0 l 况而确定 :当涌水 量大,进浆快时 ,选用较浓浆和凝胶 时间短 的配 比 ; 反之 ,当涌水量较小且进浆量较慢时 ,则选用凝胶 时 间长 一 些 的 配 比 。 当注 浆 孔 涌 水 量 小 于 3 0 L / mi n时 ,选 用 纯 水 泥 浆 :当 注 浆 孔 涌 水 量 在 3 O~ 2 0 0 L / mi n范 围 内, 选 用 凝 胶 时 间 为 4~ 6 mi n的浆 液 ;当注 浆 孔 涌 水 大 于 2 0 0 L / mi n , 选 用 凝 胶 时 间为 3~ 4 mi n的 浆 液 。 2 . 2 . 3注 浆顺 序及 注浆控制 ( 1 )注 浆时相邻孔位应错开 ,交叉进 行。注浆 顺序 由下而 上、先中间后四周 ,以间隔对称注浆为宜 。 ( 2 )单根结束标准 : 注 浆 过 程 中 ,压 力逐 渐 上 升 , 流 量 逐 渐 减少 ,当压力 达到注 浆终 压并持 续 l 0 分钟 ,或注 浆量达 到 设 计 注 浆 量 , 可 结 束 该 孔 注 浆 ;注 浆 压 力 未 能 达 到 设 计 终 压 ,

超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨

超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨

超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨摘要:随着我国高速铁路和客运专线的建设,出现了大批的超大断面隧道,这些隧道的开挖断面面积往往在150m2以上,对于软弱破碎围岩,超大断面隧道的施工难度很大。

本文对其进行阐述。

关键词:超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法前言:近年来,国家加大了交通基础设施建设,特别是客运专线和高速铁路建设进入了前所未有的高峰期。

以“四纵四横”为重点,规划中的客运专线大部分项目己经开工建设,有的即将竣工,剩余项目也将陆续开工。

高速铁路对路线线形要求较高,因而在山岭地区,桥隧占全线的施工比重大。

高速铁路一般设计列车时速为200~250Km/h,为了克服高速列车在隧道内运行所引起的空气动力学问题,新建的高速铁路隧道基本采用双线隧道,线路中超大断面隧道在山岭地区相继出现,这些隧道净空面积为100m2以上,开挖断面面积达到150m2以上。

特别是对于软弱破碎围岩,超大断面隧道的施工难度大,而以往所建的单线铁路和普通铁路隧道基本上是采用传统的矿山法修建,但是工程实践证明,随着隧道跨度和断面的增大,围岩变形的时间效应将进一步显现,隧道开挖引起的应力重分布对隧道的稳定性影响更大,特别对于软弱破碎围岩,这些影响更为明显。

一、软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法一般为台阶法、预留核心土环形开挖法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等,如图1所示。

上述分部开挖的工法是为了通过小断面、支护及时封闭、临时支护或支撑等技术来保证隧道稳定性,这些开挖支护方式有其积极意义,但它限制了大型隧道施工机械的使用,进度慢、安全性差,在遇到深埋条件时,往往还不能实现变形控制要求。

另外,施工一味为了安全而采用过量的支护措施和多分部施工方法,施工工期长,有时又因支护不当而出现安全、质量事故。

图1隧道常见的开挖工法图软弱破碎围岩的研究目前多集中在矿山领域,而在铁路隧道方面的研究较少。

矿山巷道与隧道的差别很大,矿山巷道的断面尺寸一般较小,使用时间较短,对围岩变形控制要求低,而隧道相对断面尺寸较大,使用年限较长,对围岩变形的控制也较高,这些差别也就决定了两者研究的侧重点必然不尽相同。

破碎围岩浅埋富水大断面隧道施工技术浅析

破碎围岩浅埋富水大断面隧道施工技术浅析

破碎围岩浅埋富水大断面隧道施工技术浅析发布时间:2023-02-23T05:13:13.497Z 来源:《中国建设信息化》2022年第10月第19期作者:王海峰[导读] 大跨隧道在浅埋穿越破碎富水围岩时容易引起地表开裂、支护下沉变形、隧道渗水严重等问题,施工难度大。

王海峰中铁上海工程局第一工程有限公司安徽省芜湖市 241000摘要:大跨隧道在浅埋穿越破碎富水围岩时容易引起地表开裂、支护下沉变形、隧道渗水严重等问题,施工难度大。

文本以杭温铁路古塘源一号隧道为依托,根据现有施工经验结合该隧道的工程难点对破碎围岩浅埋富水大跨隧道施工技术进行研究,以期为今后类似工程提供经验。

关键词:破碎围岩;大断面隧道;施工技术;监控量测Study on Construction Technology of Shallow Buried Large-span Tunnel with Rich Water in Broken Surrounding RockShanghai Civill Engineering Group Co.LTD of crec, Shanghai. 201906Abstract:When a large-span tunnel passes through the broken and water rich surrounding rock under shallow burial, it is easy to cause surface cracking, support subsidence deformation, serious water seepage of the tunnel and other problems, making the construction difficult. Based on the Gutangyuan No. 1 Tunnel of Hangzhou Wenzhou Railway, according to the existing construction experience and the engineering difficulties of the tunnel, the text studies the construction technology of the shallow buried and water rich large-span tunnel with broken surrounding rock. It is expected to provide experience for similar projects in the future.Key words: Broken surrounding rock, Large-span tunnel, Construction technique, Monitoring measurement0 引言近年来,我国交通网络不断的发展和完善,但国土辽阔,地质条件复杂,在隧道难免会穿越各种不良地质,尤其在山岭丘陵地区,穿越断层破碎带、浅埋偏压、地下水丰富等问题让隧道施工难度不断加大。

隧道工程施工:富水软弱破碎围岩隧道的开挖要点

隧道工程施工:富水软弱破碎围岩隧道的开挖要点

隧道工程施工:富水软弱破碎围岩隧道的开挖要点
地道工程施工:富水脆弱破裂围岩地道的开
挖重点
1.采纳超前地质展望预告手段,提早认识开挖工作眼前面地质、地下水状况,采纳有效的预防举措。

2.施工中宜采纳注浆堵水联合超前钻孔限量排水。

3.特大涌水时可采纳协助坑道排水,协助坑道开挖应超前适合距离。

4.当地下水与地表水连通时,经技术、经济比选,宜采纳注浆
堵水举措。

当地道埋深在20m 之内时,可采纳地表注浆。

当隧道埋深超出20m 时,则应采纳开挖工作面预注浆。

5.宜采纳正台阶预留中心土环形开挖法。

双线和多线地道宜采用中近邻法、交错中近邻法或两侧壁导坑法。

6.掘进循环进尺宜为0.5~1.0m。

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隧道富水破碎带施工方案探讨

隧道富水破碎带施工方案探讨

隧道富水破碎带施工方案探讨隧道工程在施工过程中,富水和破碎带是常见的难题,给施工带来了一定的困扰。

本文将探讨针对隧道富水和破碎带问题的施工方案,以期能够有效解决这一难题。

一、富水问题富水是指在隧道施工工程中,由于地质条件或地下水位较高而导致隧道内部不断涌水的现象。

富水问题严重影响着隧道的施工进度和质量。

为解决富水问题,我们可以采取以下措施:1.注浆封固:对于富水问题较为严重的隧道,可以采用注浆封固的方式,在地表和地下隧道交界处注入固化材料,形成有效的封堵层,减少水的渗漏。

2.降水排水:在施工过程中,可设置抽水设备,将隧道内部的积水及时抽走,保持隧道内部干燥,有利于后续施工。

3.隧道衬砌:在设计隧道时,可以考虑增加衬砌的厚度,提高整体的抗水性,减少水的渗透。

二、破碎带问题破碎带是指在隧道开挖或施工过程中,由于地质层、岩层或构造等因素形成的易破裂的带状区域。

破碎带问题会导致隧道的稳定性下降,给施工带来极大的困难。

针对破碎带问题,我们可以采取以下施工方案:1.预处理:在发现破碎带之前,可以进行相应的勘测和预处理工作,以减少隧道因破碎带导致的塌方和坍塌。

2.加固支护:在破碎带区域进行加固支护,可以采用锚杆、注浆、加固网等方式,增加破碎带区域的稳定性。

3.合理施工工艺:在破碎带区域的开挖过程中,可以采用分段开挖、交替作业等方式,控制破碎带的扩展范围,保证施工的顺利进行。

结语隧道富水和破碎带是隧道施工中常见的问题,如能在施工前做好充分的准备工作,并采取科学合理的施工方案,就能有效减少隧道施工过程中的不稳定因素,保障施工的顺利进行。

希望本文提出的措施对隧道施工中的富水和破碎带问题有所帮助。

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双线隧道富水软弱破碎围岩大断面工法铁道部隧道工程局长大隧道施工遇到强涌水、大规模断层破碎带等不良地质条件,常常成为控制工期,影响工程质量和施工安全的关键技术难题。

过去由于技术水平的限制,设计多采用隧道群取代长隧道以绕避严重不良地质地段。

施工多采用导坑扩大分部开挖方法通过断层。

近年来,经过科研攻关,隧道软岩施工技术不断提高,使富水软弱破碎地层采用大断面施工才成为可能。

本工法是隧道工程局在大瑶山隧道九号断层施工中研制开发的,科研专题为:穿越大瑶山隧道F9(富水软弱破碎)区域性主干断层配套技术,1988年5月通过铁道部技术鉴定,1989年获铁道部科技进步特等奖。

一、工法特点及关键技术1.本工法综合应用了超前地质预报,排水减压后注浆堵水加固围岩,大断面机械化施工,初期支护加强并及时封闭成环,施工量测信息反馈以及运用系统工程进行管理等项新技术。

对隧道穿越大规模断层出现的各种不良地质,运用新奥法原理,提出了认识围岩,保护围岩,支护围岩,监测围岩的三十字施工方法,即“先深探、管超前、预注浆、半断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、常量测”。

2.利用多种地质探测手段,进行施工地质预报,为设计、施工提供决策依据。

3.采用超前平导排水降压,正洞采用周边短孔预注浆,固结注浆等方法,堵水和加固围岩。

4.采用大型、高效配套的机械施工,施工工艺能适应地质变化。

5.针对不同的工程地质和水文地质条件,采用多种支护手段相结合构成最佳初期支护体系。

主要形式有①锚杆、钢筋网、喷混凝土,②锚杆、钢筋网、钢架、喷混凝土,③超前管棚、钢架、喷混凝土(或模筑混凝土),使初期支护为主要承载结构,以保证二次衬砌机械化安全作业。

6.通过围岩与支护的位移量测,评价初期支护的可靠性和围岩的稳定状态,为修改设计支护参数,变更施工工序提供可靠数据。

7.在富水软弱破碎地层开创了隧道大断面施工模式,改善了施工作业环境,减轻了工人劳动强度。

具有安全度高(可避免严重的塌方和突水),进度快,节省工程投资,保证工程质量等优点。

二、适用范围本工法适用于构造复杂的地层中修建各类用途的山岭隧道和地下工程。

适用本工法的地层:大规模断层带,软弱破碎、结构松散的岩体,最大静水压≤4.0MPa,最大涌水量≤42000t/d,平均涌水强度≤1000t/dD.m,无水断层泥,围岩分类为铁路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类地层。

洞室埋深:深埋。

洞室断面最大尺寸:跨度≤12.5m,高度≤11.0m。

三、施工程序施工程序见图1。

四、施工工艺(一)地质预报对于构造复杂的大规模断层,由地表探测和少量的地质钻孔为主,推断地下深部的地质条件与隧道施工实际遇到的地质条件存在差异,而隧道施工对地质体的变化又非常敏感。

特别是采用大断面开挖,更要求准确预报施工前方的工程地质和水文地质条件。

因此,采用本工法必须把地质超前预报作为一个工序纳入生产过程。

1.前期准备:收集和熟悉与工程有关的地质资料,研究隧道施工所涉及的主要地质问题,制定超前预报方案。

2.预报方法:采用超前平导方案,以平导和正洞地质、水文观测素描,平导与正洞地质类比为主,辅以地震波、声波、钻速测试、岩石微观研究、钻孔探水、赤平极射投影作图等方法,互相补充验证。

3.预报的重点内容:预测开挖面前方的地质情况,围岩类别,断层,软弱破碎带在前方出露的位置和对施工的影响,地下水活动情况等。

4.预报方式:根据勘测设计成果和施工阶段的观测结果,进行综合分析处理,分阶段作出预报。

①长期预报:根据地质背景,确定地质构造形式,建立具体的地层、构造标志,以地质观测和类比为主要手段,并用物探、钻孔等验证,进行总体预报。

预报断层规模、分布、性质、构造分带、富水性等,并分段作出工程地质评价。

②中期预报a.岩石微观构造研究:在地面不同部位采集岩样,进行规定的微观鉴定和岩组分析,进一步论证断层范围、构造分带等。

b.工程地质类比:根据超前平导日常观测积累的素材,作出岩体分段定性评价,采用地质类比方法推延正洞。

同时据正洞掌子面和侧壁剖面观测,结合地质背景,预报正洞前方和超前平导的岩体稳定、富水情况。

c.各种图析法:利用赤平极射投影,实体比例投影等作图法,分析岩体稳定状况,判断可能失稳岩块的分布,提供预报。

可以以超前平导分段作图预报相对应正洞,也可以以正洞资料预报前方相似的地段。

d.地震反射波法:在掌子面排列布置地震探测的激发和反射波接受装置,可接受反射波。

对于岩性单一,走向与隧道轴线近于正交的断层,只要存在破碎程度差异的界面,便可产生较强的反射波,据此判断隧道前方岩体的破碎程度和范围。

③短期预报a.掌子面及其附近的观测预报:通过地质观测素描、地质作图,分析判断掌子面前方距离(一般数米以内)不良地质构造间距,岩体稳定情况,提出开挖注意事项和防坍措施。

一般按开挖循环作业进行相应的预报。

b.掌子面超前浅钻孔和声波法预报:据钻孔(台车钻孔长可达15m)的岩粉、钻速、水质等的变化情况,配合声波单孔深测和跨孔穿透测试,综合判断预报前方水文、地质条件。

5.预报效果检查:开挖至预报位置时,应将实际情况进行素描,和预报地质资料进行对比,以此来评价预报的准确性,积累经验,并为以后的预报提供参考。

(二)超前平导1.对于地下水十分发育,静水压力较大的软弱破碎地层,应设置超前平导排水降压。

2.平导的位置、长度、断面尺寸等设计参数应根据判明的地下水主要补给方向、范围,以不影响正洞稳定,同时考虑排水降压、超前地质预报双重功能的发挥、便于施工等条件综合确定。

3.平导施工不宜进行围岩注浆堵水,开挖前应在掌子面钻孔排水(孔长10~15m),宜用常规的支护手段随挖随支,支护紧跟,达到堵碴排水的目的。

4.平导一般应超前正洞50~100m。

(三)掌子面周边短孔预注浆由于超前平导的排水降压作用,正洞涌水量减小,水压降低,因此有条件在隧道开挖面周边采用短孔预注浆,固结围岩,形成一定厚度的半封闭截水圈,使其开挖后有一定的自稳时间,即可满足隧道施工的要求。

1.注浆段长:利用台车钻孔时,一般为8m。

开挖长度为注浆段长的0.7~0.8倍,注浆方式采用全孔一次压入。

2.注浆有效范围:一般为开挖轮廓线外1.2~2m,浆液应将地层裂隙充填密实。

3.注浆孔布置:沿开挖轮廓线单、双排布置。

孔距为0.8~1.0m,外插角10~16°。

注浆管用Ф42钢花管,长度一般为3.5~7.5m。

4.止浆岩盘:每一循环预留2~3m作为止浆岩盘。

在掌子面施喷15~25cm厚砼进行封闭,并对后部3m范围内初期支护加喷混凝土5~6cm。

5.注浆参数:注浆压力一般用1.5~2.0MPa,断层泥地段用2.0~3.0MPa,有效扩散半径1.5m,采用CS双液浆,凝胶时间1~3min。

6.注浆顺序:先注无水孔后注有水孔,一般从拱顶顺序向下注,如遇窜浆或跑浆,则间隔一孔或几孔注。

7.注浆与开挖的关系:注浆工序和开挖工序及其关系见图2。

据此工序衔接,注浆完后不需要专门的养护时间,即可进行开挖作业。

(四)初期支护1.初期支护应具有足够的强度和刚度,能控制围岩变形,保持围岩稳定。

支护参数选择详见表1,断层泥地段初期支护改喷砼为灌筑混凝土。

2.超前支护范围:沿拱部开挖轮廓线布设,一般为起拱线以上开挖轮廓周长的1/2~3/4。

3.超前锚杆应以结构锚杆(法向)为支点,两者焊接,或在反向锚杆间加焊横向短筋作支点,超前管棚以钢架为支点,管棚从钢架腹板预留孔中穿过。

4.断层泥地段上半断面开挖后应及时做临时仰拱封闭。

仰拱采用H175型钢,间距同钢架,并与钢架焊接,最后灌注200#混凝土,厚度为50cm。

5.超前支护与开挖长度的关系:L管长=(a+b+c)/cosα,α为外插角;a为尾端长度,一般20cm;b为一循环超前支护的开挖进尺,即超前支护纵向间距,见表1;c为开挖后留于岩体内的前端长度,超前锚杆不小于100cm,管棚不小于150cm。

(五)上半断面施工1.铁路双线隧道宜采用上、下半断面顺序开挖法施工,开挖高度Ⅱ、Ⅲ类围岩为6.5m,Ⅰ类围岩控制在6m以内。

2.超前探水:开挖前应在掌子面超前探水,孔长15m,用台车接长钻杆钻孔,一般5~7孔,以防突水。

3.采用控制爆破技术,短进尺、弱爆破,特别松散的岩石和断层泥不爆破或局部松动爆破,反铲或风镐开挖。

4.Ⅲ类围岩开挖工艺流程:测量画断面→超前锚杆→钻凿炮孔→装药爆破→喷混凝土→出碴→锚杆、挂网(必要时设钢架→喷混凝土)。

5.Ⅰ、Ⅱ类围岩开挖工艺流程:测量画断面→超前管棚(必要时局部锚杆)→钻凿炮孔→装药爆破→喷混凝土→出碴→钢架→喷混凝土。

6.钢架分段加工,分节长度一般为4.0m左右,在掌子面组装,用反铲抬举就位。

管棚用台车凿孔后顶入,松软地层可直接顶入。

一次开挖进尺一般为1榀钢架位置。

7.断层泥开挖工艺流程,详见图3。

①打设超前管棚;②用反铲或风镐环状开挖1部,同时出碴,前进2.25m;③人工架设3排钢架,至此,暂停开挖;④将模板固定在钢架内缘灌注混凝土(2.25m),泵送,厚50cm;⑤开挖核心土体2;⑥反铲挖掘机左右错开挖3;接长钢架,灌注混凝土(2.25m);⑦开挖核心土4;⑧施作临时仰拱,完成一个循环。

(六)下半断面施工1.下半断面开挖前应进行拱脚加固。

Ⅲ类围岩一般采用喷混凝土加强,Ⅱ、Ⅲ类有钢架处应在其两侧各施作2根Ф22锁脚锚杆,长度5m,径向或俯角30~45°,尾端与钢架焊接。

Ⅰ类围岩采用花导管Ф50注CS浆代替锚杆,导管长度为5m,断层泥地段为8m,以加强拱脚的稳定,防止钢架下沉。

2.凡有钢架地段(不含断层泥)均应采用拉中槽,正面单侧交错推进刷邦方法开挖,断面控制参数见表2,刷邦出碴后,应迅速敷设边墙钢架(通常称钢架接腿)施作喷射混凝土至掩埋钢架。

Ⅰ类围岩段一般完成4~6m后施作一次永久仰拱。

表23.断层泥地段因有临时仰拱,下半断面开挖采用留核心,两侧边槽交错开挖法施工,详见图4。

工艺流程为:①左侧边槽开挖4.5m,松动爆破,一次进尺1~1.5m,装载机出碴后,迅速完成钢架接腿,最后灌注边墙混凝土;②右侧边槽开挖4.5m,方法同左侧边槽;③开挖核心土体4.5m;④施作永久仰拱;⑤拆除临时仰拱。

采用上述方法施工,如拱脚位移速率超过管理标准,可在钢架拱脚加焊Ф200钢管作横梁给予加强,以控制侧向变形。

(七)围岩固结注浆1.在开挖阶段,为保证施工安全,本工法采用的技术措施基本是以排水为前提的,松散岩体周边短孔预注浆也不能完全满足结构防水的要求。

为此,对初期支护大面积渗漏水地段以及集中涌水处应进行围岩固结注浆。

2.围岩固结注浆宜在初期支护达到设计强度后施工。

沿洞室围岩径向布孔,孔距3m,梅花形布置,孔深5~8m,注浆管设置完毕后,应对作业面补喷一层5~10cm厚的混凝土。

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