隧道穿越强风化破碎带施工技术

隧道穿越强风化破碎带施工技术

陈树坊

中化学交通建设集团有限公司 山东济南 250000

摘要：随着中国高速公路网建设的快速发展，高速公路隧道经常遇到在强风化地层中的超浅埋开挖难题。由于隧道埋深非常浅，隧道所处地层严重风化，岩体裂隙发育，隧道开挖后围岩自稳能力差且易发生地表开裂、塌陷甚至塌方等问题。强风化地层超浅埋隧道开挖由于地质条件复杂，施工缺乏成熟的经验和对应标准规范，有效加固地层、防止围岩坍塌发生、保证施工安全是强风化地层中超浅埋暗挖隧道施工成败的关键因素。

关键词：隧道穿越；强风化；破碎带施工技术

引言

隧道开挖后围岩成拱作用较弱，穿越岩体破碎带隧道施工中极易出现大变形、围岩局部坍塌，甚至隧道失稳风险，因而隧道穿越各种破碎带一直是科研及施工技术人员研究的重点。

1施工技术要点

1.1`超前支护施工

为控制掌子面前方地层的先期位移，增强围岩稳定性，采用密排超前注浆小导管加固。按照小导管设计位置首先在钢架腹板上割孔，然后采用潜孔钻机钻孔，孔径75mm。钻孔完成后及时清孔并迅速插入小导管。为使小导管顺利插入钻孔，其前端10cm做成圆锥状，并在钢管尾端焊接∅6mm钢筋箍。小导管孔口段用快硬水泥封堵，封堵长度不少于15cm。采用跳孔方式对小导管注浆，以免相邻孔出现蹿浆现象。注浆过程中可根据地层吃浆量适时调整浆液的水灰比。钢管尾部通过焊接方式固定在钢拱架上。

1.2 表面处理

(1)山洞里的水。结合勘探结果,确定隧道必须通过地下洞穴(包括其上方的蜘蛛),地形较低,排水困难。为了避免雨季雨水对施工安全的威胁,应选择洞穴回灌溶液,同时对混凝土排水施工进行紧密压实,选择较低深度的场地进行水库施工,将雨水引入水库,然后通过泵有效排水。(2)表面。为了有效地控制地表水现象,实现对地基的加固,必须对隧道断裂带进行处理,其表面用热压注入无缝钢管(直径φ=2mm),垂直注入地面,同时将水泥液倒入地面,以巩固地面,提高结构强度,降低周围岩石的渗透性,保证安全。

1.3 发掘

断层带的强风稳定性很差,在开挖过程中会随着开挖的推进而增加,在开挖过程中可以采用六级CRD开挖方法,以减少开挖面积,保证隧道施工安全性良好。(1)开发施工确定预留地圈主要工艺的应用,控制阶段施工长度应为2~3m,开挖完毕后,按时完成岩石表面的第一道混凝土覆盖层,然后施工钢拱和临时钢拱,牢固安装锁具并完成注射管,悬挂钢网。最后,确定混凝土材料的比重,直到厚度达到规定的值,以便支撑结构形成环形闭环系统。挖掘规则必须关闭,挖掘沟渠进入循环。(2)结合岩石的形状、强化程度和含水量,合理选择钢拱的类型和被夹紧钢管的直径和长度,钢拱一般选在20～28之间;锁的钢管直径通常选择42毫米或50毫米,长度通常选择4-5米。(3)隧道开挖阶段应严格按照设计阶段的开挖顺序进行组织,每个框架区域的开挖规模应加以控制,框架前应预留钢筋网连接长度,以保证框架能够形成整个承重系统,每相邻阶段均需施工。(4)在浇筑混凝土过程中,应及时将浇口顶部填充至设计厚度。(5)在制定了CRD六步开挖方法后,逐步完成各部分的开挖,直至隧道全开挖,最后完成隧道钢框架支架的实施,需要拆除临时钢框架,将隧道钢框架安装在环中,及时安装钢管锁具并吊起钢网,最后将混凝土注入设计厚度,形成隧道支架的整个系统。(6)结合隧道开挖安全距离的要求,如果在隧道开挖长度达到一定距离后,在第二道混凝土完工后及时实施隧道恒压系统,一般在35m和45m之间,则必须及时组织第二道隧道加固施工,施工后进一步加固,段长一般在10m到12m之间,特别注意隧道二次加固的管理。

1.4隧道衬砌施工

隧道施工过程如下:混凝土初喷→钢框架安装→前小绳子→空心支架→钢网悬挂→喷射混凝土→排水→二次铺设。手掌的第一次喷涂是用喷雾装置进行的,所选材料钢纤维混凝土(C25级)的厚度为4厘米,以确保没有碎石和石头。(2)安装钢框架。选用I20a石墨钢,采用焊接垂直连接方式,在拱门之间进行配筋,布置成金刚石形状,拱门每一端用小管锁紧,以提高拱门结构的安全性,提高垂直性。(3)船向前。更确切地说,A。将小导管放置在弧形回路的方向上。电弧生产从中间壁中选取一个孔,将孔的直径控制在5厘米处,它们之间的距离设定在0.4米,工作由双层管进行,第一层管的直径为φ=42毫米,与电弧尖端的形状布置成鸟形,它们之间的距离为30厘米,然后通过焊接方法与电弧紧密连接,升角控制在15~20;第二个导管应穿过电弧孔,上升角度应为7-10,所有导管的长度应为0.6米。B.那些在使用石头钻机进行钻孔时,为了保证钻孔直径不小于42cm,必须及时安装小管,以避免收缩问题。连接一根小电缆。其中,小型导管的长度控制在4.5米,小型导管安装孔(直径φ=8毫米)为金刚石形,一定长度为75厘米,尾部1米不需要安装孔,末端应设置为尖棒,在小型导管插入阶段需要做辅助导管。大楼下载P的选择。O42.5水泥浆,水泥浆比(质量比)为1:1,水泥浆的施工压力控制在0.5MPa和1.0MPa之间,选择间歇注射方式,直到注射孔溢出新溶液为止。通过一个简单的施工平台,首先喷洒第一层混凝土,然后进行钻孔,形成孔后,用高压空气清洗孔中的石块,用锤子缓慢地将紧固件抬起到设计部位,从锤子的末端安装床垫,螺母和螺母,在引入熔化之前,必须仔细检查注射器和排气管的密度,以确保满足规定的要求,以便正式浇筑水泥粉末。(一)建设铁路网。对于钢筋网和钢筋的界面,应焊接,网格的保护层应大于2.5厘米,随后悬挂后第二层混凝土。本工程混凝土的水深应大于27cm,若水质严重,应从原管道预先安装双壁钻机(直径φ=110mm),进行污水处理或从中央排水点安装。(三)预防工作。具体施工步骤:初步支持综合检查→安装污水管→铺设岩土工程→安装防水板。连接钢筋和二次抛光,在连接和焊接钢筋的阶段,必须高度重视防水板的防护处理,可安装防护罩。同时,两种密封件都使用对称设计模式。

2施工注意事项

2.1 施工过程的合理规划

在断裂带施工过程中,应提前合理组织施工,以提高各工序之间的连接性,按照先进管道、预填充、短步骤、有力支撑和快速关闭的原则,逐步施工以避免断裂,并尽量减少干扰和前向支撑,以保证车辆周围岩石的稳定性,充分发挥,加快关闭环的速度,形成整个刚性墙。

2.2 初始支持要求

由于内部岩石易受初始误差的影响,因此非常容易受到加热的影响,因此应进行封闭处理。在支架的具体加工过程中,应高度重视环境变形的预防和控制,在提高环境承载能力的基础上有效推进支架。因此,后续工作也可以是有效的。此外,在初期支护阶段,考虑到隧道岩石的安全性和稳定性,主要处理采用了钢板支架+钢板支架法,并在设计过程中测试了工艺刚度的应用,各侧安全系数满足条件要求。

2.3 变形后的紧急处理

施工前不可能完全避免变形,因此应在大变形后的第一时间提前制定计划。具体内容如下:(1)停工,全面关闭;(2)加强支撑结构体系手掌背面的反加工,关闭横梁;增加监视和测量的频率,并结合具体的监视结果对项目活动进行监视;(3)封闭井喷处理,处理完毕后掌握前区地质条件,制定合理的施工技术方案,继续进行井喷施工;(4)根据施工过程中的监测和测量结果,及时清理或更换变形区域。

结束语

综上所述，隧道在穿越泥质灰岩强风化破碎带时出现了围岩局部坍塌及支护喷混凝土层开裂现象。通过加强超前加固及初期支护和改善施工工法，保证了隧道顺利穿越强风化带。

参考文献

[1]徐帅陆.公路隧道穿越断层破碎带施工技术分析[J].黑龙江交通科技,2020,44(03):148-149.

[2]康海波,万志强,赵刚应,张乾.隧道穿越断层破碎带施工技术研究综述[J].西部交通科技,2019(01):131-134.

[3]李超.隧道穿越断层破碎带施工技术研究[J].工程机械与维修,2019(01):99-101.

[4]彭宗锴.隧道穿越断层破碎带施工技术研究[J].运输经理世界,2018(15):93-94.

[5]林辉.强风化断层破碎带公路隧道施工技术分析[J].工程建设与设计,2018(16):151-152+157.