【摘要】以新疆某隧洞8#支洞為例,介紹了施工程序。8#支洞前段為軟硬巖,后段為硬巖強、弱風化層,軟巖隧洞易變形,硬巖強、弱風化層節(jié)理裂隙發(fā)育,且水系發(fā)達導(dǎo)致底部圍巖積水、泥巖浸泡軟化、沉降收斂大、車輛機械下陷。
【關(guān)鍵詞】隧洞;軟巖;支護
1、工程概況
8#支洞明挖段長130m,洞身段長366m,隧洞坡度7.35°,隧洞開挖斷面8.2m(寬)×7.3m(高)的城門洞型斷面。
2、地質(zhì)水文條件
2.1地質(zhì)條件
隧洞洞身段巖性為新近系泥巖夾泥質(zhì)砂巖、砂巖和石炭系凝灰質(zhì)砂巖,樁號0+000~0+113m段為泥巖夾泥質(zhì)砂巖,0+113~0+200m段為砂巖、泥巖夾泥質(zhì)砂巖,0+200~0+366m段為石炭系凝灰質(zhì)砂巖。
凝灰質(zhì)砂巖薄層~中厚層狀,強風化層8~14m,弱風化層8~10m,巖石節(jié)理裂隙發(fā)育,巖層走向與洞軸線夾角60~70°,洞身段多位于強風化~弱風化巖體內(nèi),呈洞條件差。地下水位埋深20.7m,洞身位于地下水位以下,沿裂隙結(jié)構(gòu)面有滲水現(xiàn)象,估算總涌水量60~70m3/h。,巖層走向300°,傾向NE,傾角3°。
2.2施工過程中的問題
凝灰質(zhì)砂巖段開挖采用鉆爆法,按要求的鉆孔深度做好標記,使孔底落在同一平面,周邊眼孔深不超過掏槽眼孔。先掏槽眼,根據(jù)地質(zhì)情況及開挖斷面大小均勻布置輔助眼和周邊眼;開挖斷面較大時,根據(jù)上稀下密適當加眼,中部按均勻分布原則布置輔助眼和周邊眼。
3、支護方法
3.1 隧洞底板為軟巖
因掌子面泥巖積水浸泡,車輛機械下陷無法施工,根據(jù)地質(zhì)情況上層為泥巖,其下為砂礫巖、白砂巖及凝灰質(zhì)砂巖,砂礫巖和白砂巖層三體狀結(jié)構(gòu),掌子面涌水。
施工方法:①隧洞底部換填C25砼厚度定為100cm;②將C25鎖腳錨桿改成Φ42鎖腳錨管并注漿;③邊頂拱打設(shè)Φ42超前小導(dǎo)管,小導(dǎo)管長4.5m,環(huán)向間距30cm,并注漿固結(jié);④每隔1m,在鋼拱架兩側(cè)拱腳處增加工16工字鋼橫撐,與C25換填砼同步受力。見圖1。
3.2隧洞底板為凝灰質(zhì)砂巖
隧洞底部進入巖石后掌子面進入散體狀砂礫巖、白砂巖層,存在流砂。采用上臺階開挖支護及超前小導(dǎo)管注漿完后再進行下臺階的施工。①加密鋼拱架,原設(shè)計間距鋼架1.0m調(diào)整至50~80cm;②聯(lián)系鋼筋由Φ20鋼筋調(diào)整為Φ25鋼筋,間距由100cm調(diào)整為50cm;③鎖腳進行加強,由Φ25鎖腳錨桿調(diào)整為Φ42鎖腳錨管并注漿;④周邊打設(shè)Φ42超前小導(dǎo)管,小導(dǎo)管長4.5m,環(huán)向間距30cm,并注漿;⑤將流沙掏空位置用噴射砼進行回填密實,見圖2。
3.3 隧洞排水
在掌子面附近挖集水坑,將大里程、小里程方向的水引致集水坑內(nèi)抽排,保證水不浸泡隧洞底板圍巖,開挖支護完畢后再堵水。
3.4監(jiān)測設(shè)備布置
(1)收斂監(jiān)測:Ⅴ類圍巖存在不利組合結(jié)構(gòu)和軟弱夾層部位或結(jié)構(gòu)面抗剪強度較低部位加密設(shè)監(jiān)測斷面,監(jiān)測斷面間距不大于3倍洞徑。每個監(jiān)測斷面設(shè)3個測點。
(2)沉降監(jiān)測:因收斂監(jiān)測斷面的每個頂拱測點兼作沉降測點,收斂監(jiān)測斷面即為沉降監(jiān)測斷面。
(3)圍巖深部變形監(jiān)測:在布置圍巖深部變形監(jiān)測斷面,設(shè)置多點位移計組對圍巖深部進行變形監(jiān)測。按每類圍巖至少布置1個監(jiān)測斷面,對收斂變形應(yīng)變率2%以上的隧洞段作為監(jiān)測重點,系統(tǒng)布置圍巖內(nèi)部變形和收斂變形監(jiān)測儀器。
(4)軟巖段的加強監(jiān)測:斷層段每5m 設(shè)置一個監(jiān)測斷面,對每日數(shù)據(jù)匯總分析,根據(jù)監(jiān)測成果判斷是否需要加強支護。
4、經(jīng)驗總結(jié)
(1)及時支護。軟巖自穩(wěn)能力差,開挖形成臨空面后易塌落。及時一次支護是避免坍塌發(fā)生的有效手段;塌方出現(xiàn)后盡快支護加固,避免塌方范圍擴大。二襯混凝土及時跟進是防止圍巖變形失穩(wěn)造成一次支護失效的最后保障。
(2)做好排水。軟巖遇水易軟化和失去強度,做好排水是一次支護后做好噴混凝土封閉后的排水,可以避免軟化、防止塌方。二襯混凝土完成前做好洞內(nèi)滲水和施工用水及時引排,避免洞室邊墻底部變形失穩(wěn)。
(3)謹慎貫通。貫通部位塌方概率較大。地下水豐富的軟巖隧洞,在不加強支護的情況下,更應(yīng)謹慎貫通,循序漸進。
結(jié)語:
軟巖地層洞室開挖應(yīng)根據(jù)圍巖壓力變化、巖體性能參數(shù)對壓力進行計算,了解巖石內(nèi)各方面變化對圍巖壓力影響,采取相應(yīng)的支護措施,以保成功。
參考文獻:
[1]楊仕彬.隧道軟弱圍巖段大變形分析及處理措施[J].科協(xié)論壇·下半月.2010年12期.