《软弱围岩初期支护严重下沉变形的整治》由会员分享，可在线阅读，更多相关《软弱围岩初期支护严重下沉变形的整治（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、软弱围岩初期支护严重下沉变形的整治魏 凡1 许洪亮2 熊震宙2(1 赣州市公路局 赣州 341000) (2 江西省交通设计院 南昌 330002)摘 要：本文分析了谷山隧道软弱围岩偏压地层段施工后初期支护下沉变形严重的原因，介绍了整治方案及施工要点；并提出了在软弱围岩地段预防下沉的技术措施。关键词：隧道工程；软弱围岩；初期支护；下沉变形；整治；预防0 前 言初期支护是按新奥法设计的隧道的主要承载结构，它是密贴于围岩的柔性结构，其作用是控制围岩的变形松弛；二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，初期支护是二次衬砌的基础，二次衬砌只是安全储备和承受以后地层的流变压力。隧道属地
2、下掩蔽工程，设计阶段的工程地质勘察难以精确反映实际地质情况，存在不可预见性，因此，隧道的施工阶段应视为对隧道地质的再勘察，新奥法的主要程序之一就是通过现场监控量测，及时反馈和修正支护参数；同时，地下工程也是个比较复杂的系统工程，由于受地质和水文的困扰，经常会发生支护参数调整不及时，从而造成初期支护失稳或大变形；因此，初期支护大变形的整治和预防成为软弱围岩隧道施工的关键。 1 工程概况1.1 地理位置谷山隧道位于江西省信丰县城西，是赣定高速公路第二条长隧道，位于K42+625-K44+199，设计为双向4 车道分离式隧道，左线长1541m，右线长1561m，左、右线轴线间距44m，隧道净宽10.
3、25m、拱顶高8.7m。 1.2 工程地质谷山隧道处于信丰河谷盆地中部，地表为第四系全新统（Q4）残坡积层所覆盖。隧道区位于由震旦寒武系地层构成的谷山背斜的核部及南冀，区内断裂构造发育，以北东东向为主，局部为北北东向，并局部赋存构造肪状水，共有九条断裂构造与隧道主轴相切（F1-F9），其中除 F5 与主轴经斜切外，其余八条均横切主轴线。 2 病害的发生2002 年 9 月 23 日隧道出口掌子面施工至K43+972 处时，通过量测发现拱顶有快速下沉，并发现 K43+990 处初期支护喷射混凝土开裂。此时立即停止了工作面施工，在 K43+995-+985 段增设了 I16工字钢套拱，于 9 月
4、25 日完成，套拱完成后拱顶下沉明显减小，但仍有下沉，同时于当日恢复掌子面施工，并增设 I16 工字钢套拱至 K43+980。9 月 27日施工至 K43+969.5 时，下沉范围发展至 K44+000-K43+975，同时下沉不断加剧，局部地段已经侵入隧道净空，停止了掌子面施工，采取了 K44+000-K43+975 拱角注浆加固措施。10 月 2 日拱顶下沉加剧，初期支护喷射混凝土开裂严重，钢支撑纵向扭曲，立即采取了加扇形支撑措施，至 10 月 5 日下沉相对稳定，此时拱顶下沉量已经达到1.7m（K43+975），该点拱角沉降 0.26m，拱角处水平收敛 0.19m，钢支撑纵向扭曲约 0.
5、5m。 3 下沉原因分析K43+970-K44+001 段为 F7 构造断裂带所在部位，有构造泥、构造碎裂岩存在，且处于山体急剧变化处，为两个山体变截面处，洞内受正面斜推力及侧向偏压力，地面为一与隧道斜交的山谷最低处且右侧有水塘，隧道埋深浅，仅 6m-13m，围岩整体性极差，地下水丰富，加上近期连日降雨，雨水沿裂隙渗入，强风化岩在水的作用下强度迅速减弱，使得围岩类别降低，掌子面开挖后应力释放时围岩不稳定，原设计初期支护太弱，不能承受巨大的围岩压力而遭到破坏。图 1 隧道剖面地形图 4 下沉段的整治4.1 地表渗水处理对原土质水沟采用浆砌片石防护，对靠近隧道的水塘进行回填、夯实，地表裂缝采用粘土
6、夯实，以杜绝地表水下渗。 4.2 下沉变形段整治方案4.2.1 径向小导管 在拆换下沉变形钢支撑之前，沿隧道拱部轮廓施作径向小导管。径向小导管主要技术参数：钢管：42 热轧无缝钢管，=4mm，L=4m；间距：环向 50cm；注浆形式：水泥水玻璃双液浆；注浆压力：0.5Mpa；注浆方式 ：压力注浆，达到压力或注满为止。4.2.2 拆除拱部钢支撑，并重新架立拱部钢支撑初期支护按 I 类围岩施工并相对加强，即将钢支撑由原设计 I16 加强至 I18 间距 0.5m、钢筋网由原设计单层 8(200*200)变更为双层 8(200*200)。4.2.3 锁脚导管 每侧拱脚增加 3 根锁脚导管（L=2.5
7、m，42mm，双液注浆）。4.2.4 分别拆换左右侧钢支撑4.2.5 施作超前小导管 要求超前小导管必须与钢支撑焊接（见超前小导管构造图）。超前小导管主要技术参数：钢管：42 热轧无缝钢管，=4mm，L=4m；间距：环向 30cm、纵向搭接长度 150cm；注浆形式：水泥水玻璃双液浆；注浆压力：0.5Mpa；外插角：10；注浆方式：压力注浆，达到压力或注满为止。4.2.6 施作纵向连接筋，挂钢筋网，喷射混凝土封闭4.2.7 施作径向自进式锚杆 （L=3.5m，22mm，间距按 80*80cm 梅花型布置）,(见径向自进式锚杆构造图 )。4.2.8 仰拱 钢支撑拆换完成3m-5m 后，及时施作仰
8、拱。5 后期施工下沉的预防措施K43+970-K44+001 段下沉处理完成后，重新进入撑子面施工，通过对变形监测数据的分析并结合查阅地质资料及对撑子面围岩的观察表明，施工段仍处于 F7 断层的影响范围，地下水发育，渗水严重，全风化碳质页岩经水浸泡后成软塑状，自稳能力差，为确保施工安全，预防下沉，对 K43+970-K43+950段由原设计 II 类围岩变更为 I 类围岩施工，并对初期支护参数相对加强，即将钢支撑由原设计 I16 加强至 I18 间距 0.5m、钢筋网由原设计单层8(200*200)变更为双层 8(200*200)，要求施工中应短开挖、勤支护，留核心土进洞，要求做好锁脚锚杆，注
9、意拱架拱脚加固。 6 软弱围岩施工要点总结1、超前治水，应放在首位，减小水对围岩的侵 蚀作用。超前小导管构造图图 2 径向自进式锚杆构造图 2、采用超前小导管注浆，使软弱围岩力学性能 得以改善。 3、增大钢支架刚度，以提高支护能力。 4、缩小施工进尺,严格施工工序，各工序紧密 衔接，尽量缩短围岩暴露时间。 5、强化锁脚锚固，并及时施作仰拱，使初支形 成环向闭合形式，对于抵抗围岩拱部及侧向压力， 防止钢支架下沉变形，有特别重要的作用。 6、加强施工全过程监控量测，通过准确的信息 反馈，及时修正支护参数，确保施工安全。 7 结 语横断面图纵断面图横断面图径向锚杆布置图经过对施工过程及支护完成后的下
10、沉数据的量测及分析，初期支护下沉变形趋于稳定，总体下沉量控制在预留下沉量之内。下沉处治方案合理有效，使隧道施工顺利地通过了破碎及浅埋复杂地层, 并为后续同类软弱围岩施工提供设计及施工经验。参考文献： 1 谷山隧道 K43+970-K44+001 拱顶下沉处理方案.赣定 高速公路总指挥部.2002(8). 2大跨隧道技术交流暨研讨会论文集.隧道工程局. 2001(8)通讯地址：南昌市井冈山大道 江西省交通设计院33OO22熊震宙 13979161190 0791-8447416 8459019作者简历：魏凡 工程师 本科 赣州市公路局许洪亮 助理工程师 本科 江西省交通设计院 362402197707120015熊震宙 助理工程师 本科 江西省交通设计院 360101780510184
