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1、皇家坪隧道出口级特浅埋脆弱围岩段施工技术兰渝铁路 LYS-11 标一分部石继国【摘要】兰渝铁路皇家坪坪隧道出口端级特浅埋脆弱围岩段成功实施了暗挖法施工,其在该浅埋脆弱围岩地段敏捷经济的超前支护，减轻地震动的把握爆破设计及科学合理的监控量测等施工技术,是该隧道取得成功的基础.本文就该隧道如何安全顺当地通过级浅埋脆弱围岩段的施工方法作了详细介 绍,对类似该地质条件下的隧道施工,有较强的参考价值.【关键词】脆弱围岩特浅埋施工技术1，工程概况皇家坪隧道出口位于新建兰渝铁路川东广元市苍溪县境内,为设计速度 200km/h 客货共线（开行双层集装箱货车）双线铁路隧道.隧道全长 2006m,其中级围岩 16
2、7m,围岩 130m,其余均为级围岩.其中出口端有一段长度为 40m,最大埋深为 12m,最小埋深为 4.2m 型的级特浅埋脆弱围岩段.本文着重介绍该浅埋地段的施工技术.2，施工背景2021 年 7 月,路桥集团国际建设中标承建兰渝铁路LYS-11 标.为了抢在 2021 年春节前达到兰渝公司的要求“不等不靠,自己制造条件开工, 各隧道洞口在年前必需完成相关临建设施且必需成功挂齿进洞,为年后掀起桥，隧及路基施工热潮道制造条件”.由路桥建设华北公司承建的“皇家坪隧道”在无任何设计图纸的情形下,仅 依据一本设计院供应的“线路诸表” ,便组织一分部相关隧道专业技术人员开头了该隧道出口施工方案的编制和
3、实施.3，施工方案的确定3.1 施工方法可编辑资料 - - - 欢迎下载依据该隧道出口段地势平整，围岩地质级别极低且典型浅埋的特点,我们提出了三套施工方案：第一套方案：该区段接受明挖,按明洞施工工艺进行施工.其次套方案：该区段接受大管棚法施工.施工方经济指安全指标质量指标时间指标案标需要先完成征地，三电迁改及筹备每延米足量的挖运成洞工设备和等设方案一最安全最有保证程造价计院出图后较低方可施工,然而设计院何时出图遥遥无期每延米需购置管棚成洞工机，大管棚方案二较安全较有保证程造价和制作施工最高导向墙等,第三套方案：该区段接受超前小导管，型钢，锚杆，钢筋网片等 联合锚喷支护工艺, 再辅以分部开挖,
4、减轻地震动把握爆破等技术手段进行该区段的开挖施工.可编辑资料 - - - 欢迎下载担误时间较长.不需购置专可编辑资料 - - - 欢迎下载方案三有较大风险, 需通过慎密的施工组织和 各工序严谨的施工 来确保安全每延米成洞工程造价较高较难保证,需通过严谨的施工组织和科学的施工来确保施工质量用设备和材料,可马上施工.并且有望实现年前进洞的阶可编辑资料 - - - 欢迎下载段性工期方案比选见下表：通过上述三套方案的争辩和比选,尽量第三套方案施工成本相对较高,但依据铁路一贯奉行的 “先施工, 后补出设计图” 的常规做法, 因此比选方案时, 每成洞米工程造价对我们来说已是可以不予考虑的虚指标,于是安全指
5、标和工期指标成了我们比选方案的主要考虑指标.为了完成兰渝公司领导视察兰渝11 标时对我们堤出的“年前进洞,年后掀起大干高潮”的阶段性工期目标,我们准备大胆接受第三套施工方案.3.2 洞口加固经现场勘查,皇家坪隧道出口的地质情形由表及里分别为： 1m 厚的粘土层 +泥岩+砂岩组成,因此准备边仰坡坡率按 1：0.75 考虑.洞口边仰坡及洞脸接受锚，网，喷射砼联合加固处理.3.3 洞身开挖可编辑资料 - - - 欢迎下载洞身开挖接受三台阶分部开挖法. 上台阶（起拱线以上 1.2 ）接受一次开挖成型,下台阶（边墙底以上 1.2m 处）接受先半幅拖槽,后跳槽法开挖边墙的开挖3方法,最终进行仰拱开挖.该区
6、段接受12456可编辑资料 - - - 欢迎下载可编辑资料 - - - 欢迎下载3 / 12 下载文档可编辑图1 开挖次序图1上台阶开挖3下台阶左侧马口跳挖2下台阶左侧中槽开挖5 下台阶右侧马口跳挖4下台阶右侧中槽开挖6 仰拱开挖可编辑资料 - - - 欢迎下载短进尺，弱爆破，快支护，早成环的施工工艺.上台阶每循环进尺控 制在 0.81.0m ,下台阶每循环进尺把握在 1.02.0m .台阶长度把握在 1520m之间.3.4 施工支护3.4.1 超前支护和初期支护在隧道开挖轮廓线以外的周边, 超前小导管按搭接长度 1.1m, 纵向有效长度 2.4m,环向间距 0.4m 布设.利用注浆机通过往小
7、导管内注浆,使浆液在泵压作用下逐步向风化破裂的岩石裂隙中渗透和扩散,从而起到封闭隧道开挖线周边围岩中的缝隙,固结破裂岩层,改善和提高围岩物理力学性能的作用.超前小导管接受3.5mm, 42mm的一般热扎无缝钢管加工制作,单根长度设计为3.5m,外插角把握在 810. 网喷参照地质条件与之相像的“朴船山隧道时口段”初期支护设计参考图“兰渝贰隧参220121，39”图施工.型钢钢架接受 20b 型钢钢架,间距按 0.6m 全环设置.拱部 140范畴内接受 22 组合中空锚杆, 边墙接受 22 砂浆锚杆,每环设 2123 根,锚杆长 L=4m,间距按 1.2m1.0m（环纵）布设.拱墙设8 钢筋网片
8、,网格间距为 20cm20cm.喷射砼要用 C25,拱部喷射砼厚度为 27cm,边墙为 25cm.4，施工工艺4.1 洞口浅埋段地表处理为了防止该浅埋段在暗挖时位于隧道顶部上方的水田，池塘内的存水在暗挖时渗向洞内,影响洞室稳固,敲定施工方案后,马上对皇家坪隧道出口浅埋段距隧道中线三倍宽度以内的水田和水塘内的积水进行了排放,同时将洞顶上方深度在1.5m 左右的两个废弃电杆坑用不透水的粘土填筑密实,为该浅埋区段的暗挖施工制造条件.4.2 洞口加固洞口工程是整个隧道施工的几个把握重点之一, 故在洞口开挖时, 应第一确保洞口的稳固和施工安全, 对洞口边仰坡进行必要的加固处理.4 / 12 下载文档可编
9、辑可编辑资料 - - - 欢迎下载洞口边仰坡按 1： 0.75 接受 22 砂浆锚杆， 6 钢筋网及喷射砼图2皇家坪隧道出口浅理段洞口边仰坡加固图进行加固处理. 锚杆长 L3.5m,1.2m 1.2m,梅花型垂直坡面布置, 锚杆处露 5cm.锚杆安装后,在坡面初喷 5cm厚的 C20混筋凝土,然后布设 15 cm15cm的钢筋网,钢筋网焊接在锚杆上,以形成统一的受力系统,最终复喷 10cm厚的 C20砼.洞口加固如“图 2”所示.4.3 进洞开挖进洞前,在隧道拱部开挖弧形以外布设超前小导管.导管孔成型后,小导管用凿岩机气腿击盘打入.注浆前,先用高压风吹洗管内砂石,然后再对夺浆设备进行水压试验,
10、以检查机具设备是否正常.注浆压力把握在 0.51.5MPa.注浆浆液接受单液注浆, 浆液水泥为 425#普贤通硅酸盐水泥,水泥浆液水灰比为 1： 10.8 ：1.可编辑资料 - - - 欢迎下载边仰坡开挖边浆仰液坡用锚喷量支的护 施工准量按如施下工预备公式运算：Q=洞脸封闭2注浆机具预备注浆管加工材料预备可编辑资料 - - - 欢迎下载 R Ln式中 R 浆液扩散半径, 拱部为图3超前站导管加工图可编辑资料 - - - 欢迎下载20cm.拱部放样布孔M20可编辑资料 - - - 欢迎下载L小导管长度, 3注.5m.浆n钻注浆岩孔石间隙率,取液 0.85 .浆液损耗系数,取准 1.15 .4.3
11、.1 钻洞孔，身清开孔挖备4.3.1.1 洞身开挖方法注浆5 / 12 下载文档可编辑隧道开挖可编辑资料 - - - 欢迎下载3洞身开挖接受钻爆法开挖.使用YT28 风动凿岩机钻孔,接受 3 台 20m/min的电动空压机供应高压风.上台阶开挖接受人工协作装 载机出碴,下台阶及仰拱接受人工协作挖掘机出碴.眼孔孔径为 43mm,接受直眼掏槽. 考虑到该区段为浅埋地段且沿隧道中线方向的 坡面上大部分为水田及小型池塘等, 施工过程中坡面上的水田池塘内的集水很有可能经由风化破裂的岩层缝隙渗至开挖工作面,为保险起见,炸药接受防水乳化炸药,非电毫秒雷管起爆.4.3.1.2 超前支护洞身超前小导管的材质，加
12、工制作和施工工艺同洞口挂齿时的小 导管施工工艺.注浆泵接受 KBY 50/70 注浆泵.为了保证注浆成效和注浆质量,超前支护施工时应留意以下几点：A，每轮注浆前,先将掌子面用 510cm厚喷射砼封闭掌子面,形成止浆盘.B，注浆时,应对支护的工作状态进行检查.发觉支护变形或损时,应马上停止注浆,实行措施.C，保证每轮注浆小导管的纵向搭接有效长度不小于1m.D，注浆小导管的止浆段外露部分要通过连接钢管或连接钢筋与 型钢钢架进行有效焊接, 使超前注浆管与初期支护型钢钢架形成一个整体受力体系.4.3.1.1 环挖挂齿考虑到皇家坪隧道出口属 典型的浅理段且严肃风化破裂, 虽然该浅埋段地表自然坡度沿 隧道
13、中线往小里程方向坡度较 缓,但掌子面山体应力整体呈上升趋势.为了保证成功挂齿进 洞,洞口前 10m接受环形开挖预留核心土施工工艺. 接受该开挖工艺除上述缘由外, 同时仍考虑到了以下因素：1，开挖量小,出碴时间短,有利于尽快架设钢拱架和准时喷混凝土封闭.可编辑资料 - - - 欢迎下载2，可抵卸来自掌子面的正面压力,防止掌子面坍塌.3，在开挖过程中,万一某一部位显现剥落坍塌时,可利用中心核心土作为临时工作台架处理坍方作业.4，环形爆破的一次性用药量大大削减,有利于爱护洞口稳固和开挖形状的形成, 且前面挖出的环形槽对后续主体部分的爆破能起到减震作用. 正由于有此作用, 后续的主体部分开挖可以使用较大药量和接受较大进尺进行爆破,从而提高工效.4.3.1.2 正洞开挖4.3.1.2.1 上台阶开挖上台阶每茬炮的开挖进尺按1.1m 设计,夹制作用较大的掏槽眼和角眼按 1.3m 孔深布设.上台阶开挖断面周边接受光面爆破,整个开挖爆破按微震弱爆工艺设计施工.周边眼接受25 光爆小药卷.242424 24 24212124 24 24 24 24 25 25 25 25 2525 252424212121222225 25222522252422252533242532421181931819222533242118192225241824242115161922251625211815
