四川工程职业技术学院 四川 德阳 618000
摘 要:板岩具有成层性差、层间结合力差,塑性变形不明显,显明的脆性变形的特征。易造成隧道沉降超限,引起隧道初支变形后侵限甚至坍塌。本文结合大庆至广州高速公路施工实际,提出了板岩快速施工的有效措施,可为类似工程提供借鉴。
关键词:隧道 板岩 初期支护
一、工程概况:
1、概况
何市隧道是大庆至广州高速公路江西境内武宁(鄂赣界)至吉安段中的一座分离式特长隧道,起迄桩号右线YK79+222~YK83+540(隧长4318m),左线ZK79+244~ZK83+522(隧长4278m)。左、右线隧道平面设计线之间距离约为37米。隧道净空轮廓按隧道规范设计速度V=100Km/h标准断面取值,单洞净宽10.75m,净高7.213m。
2、隧道岩性特征
中元古界双桥山群上亚群、下亚群:A强风化板岩,变余砂状结构,板岩构造,微层理清晰,裂隙发育,揭穿厚度4.1~31.0m,围岩呈镶嵌碎裂~碎裂状松散结构,易坍塌;B弱风化板岩,变余砂状结构,板岩构造,裂隙较发育~发育,揭穿厚度14.6~62.0m,围岩呈镶嵌碎裂结构~中厚层或块状体结构,侧壁较稳定,拱顶常有掉块;C微风化板岩,变余砂状结构,板岩构造,局部裂隙较发育,围岩呈中厚层或块状体或块状整体结构,侧壁较稳定,拱顶常有掉块。
二、现场勘察
从施工过程揭露的围岩来看,Ⅲ级围岩地段其围岩特征主要为砂质板岩、千枚状板岩弱风化,局部硅化严重,岩石较坚硬。但在多期地质构造运动作用下,岩层产状紊乱,变化剧烈,且节理裂隙极发育,多呈“X”状,其与岩层面组合呈镶嵌碎裂状。导致施工困难无法实施光面爆破,开挖断面扩径较大,不能形成规则的隧道轮廓,且洞顶形成“冠石”“危石”掉块,对施工安全与施工进度影响较大。
原设计初砌类型为S3型复合式衬砌,其中初期支护参数为:φ22水泥砂浆锚杆L=250cm,1.2m×1.2m梅花型布置,1层φ6钢筋网间距25cm×25cm,10cm厚C20湿喷混凝土。如图1所示:从实际情况来看原设计初期支护参数不能满足施工安全和质量要求。
三、方案制定
针对此类情况我们制定出如下二种初期支护加强方案:
方案1,S3-0型复合式衬砌:增设超前支护,在掌子面拱顶60~70度范围内施作4.0m长单层φ22砂浆锚杆,环距0.4m,如图2所示。加强初期支护,其支护参数为:φ22水泥砂浆锚杆L=250cm,1.2m×1.0m梅花型布置,1层φ8钢筋网间距20cm×20cm,增设工14型钢拱架支掌,纵距1.2m,20cm厚C20湿喷混凝土,这样既可以防止拱顶发生小块岩石掉块现象,又可以使开挖后形成的不规则断面轮廓施作成规则的断面轮廓。
图2
方案2,S3-1型复合式衬砌:增设超前支护,在掌子面拱顶110~120度范围内施作3.5m长单层φ22砂浆锚杆,环距0.4m,如图5、6所示。其初期支护参数为:φ22水泥砂浆锚杆L=300cm,1.0m×1.0m梅花型布置,1层φ8钢筋网间距20cm×20cm,增设工14型钢拱架支掌,纵距1.0m,20cm厚C20湿喷混凝土,防止拱顶发生较大块岩石掉块现象,并使开挖后形成的不规则断面轮廓施作成规则的断面轮廓。如图3所示:
图3
方案1针对板岩构造的Ⅲ级围岩地段:拱顶呈镶嵌碎裂结构,裂隙发育,拱顶小块岩石易掉落的情况。开挖分上下台阶,每循环开挖进尺控制在2.5m以内。
方案2针对板岩构造的Ⅲ级围岩地段:拱顶或拱腰常呈“X”状,且节理裂隙较发育,拱顶或拱腰较大块岩石易掉落的情况。开挖分上下台阶,每循环开挖进尺控制在2.0m以内。
四、结束语
通过实施上述两种方案,在板岩构造的Ⅲ级围岩地段取得了良好的效果,保障了工程施工的安全和质量。