纸坊隧道大变形控制技术.pdfVIP

科技信息 工程技术 纸坊隧厘大变形控制技术 中铁七局一公司 周 红 李柏林 [摘 要】为解决纸坊隧道施工中沉降和收敛过大，初期支护变形侵限导致拆换拱架的现象，本文通过对纸坊隧道地质条件、支护结 构、施工工艺控制等因素以及监测数据进行分析，提出了有效、合理的工法及支护措施，为下步施工提供指导，也为类似工程提供借鉴。 [关键词】隧道 软岩 大变形 控制技术 1．前言 析认为：炭质板岩是产生大变形最主要的地质原因，其岩层走向与隧道 近年来，隧道变形控制观念已经成为隧道施工中主要的指导原则。 轴线夹角较小，岩层膨胀所产生侧压力及开挖后地应力均相对较大。易 高地应力软岩隧道施工面临的最大难题就是大变形。在实际施工中，隧 于产生侧向水平大变形；此外，通过地质素描图中可以看出：在岩层产状 道的变形行为非常复杂，除了与隧道的地质情况、覆盖埋深、断面大小 相差不大的情况下，节理越发育，隧道收敛变形越大，尤其在断层破碎 及形状有关外，也跟支护措施、施工工法息息相关。纸坊隧道作为新建 带，变形尤为显著，而地下水对变形也具有一定的影响；因此，综合各种 兰渝铁路线重点工程之一，属炭质板岩双线隧道，在施工中采用了多种 因素分析认为：高地应力、炭质板岩、破碎带等地质条件是纸坊隧道大 支护措施以及施工工法，通过对(相关)支护措施及工法的对比分析，摸 变形的主因，符合此类地质条件的地段应预先采取相应支护参数施工。 索出一种适用于炭质板岩地质条件的施工工法。 4．2．2支护结构。纸坊隧道初期采用的钢架均为 I20型钢。发生大变 2．工程简介 形后通过注浆、补设锁角锚杆等加固措施，变形速率可以得到有效控 纸坊隧道：全长5135m，隧道洞身涉及地层主要为第四系全新统坡 制，但变形仍以较小的速率持续发展，围岩塑性区逐渐增大，经过一定 积粉质黏土、断层压碎岩、二叠系下统炭质板岩、板岩、砂岩。原设计采 的时间，极易由渐变发展为突变。施工实践表明：变形段采用了加强支 用问距 0．5m的I20b型钢拱架全换支护，系统锚杆设计为 6m长，喷层 护措施(H175型钢、间距 60em)，直至 目前较为稳定；此外 ，为遏制变形 厚度30era，预留变形量 35cm，二次衬砌为 60em厚 C35钢筋混凝士。 持续发展，大多变形段在后期均采取施作套拱或拆换拱架的措施，变形 3．变形情况 均得到了有效地控制；因此，支护结构强度及结构形式也是大变形产生 纸坊隧道穿越地段多为炭质板岩，自2009年 6月(施工 )以来，先 的重要原因之一。 后出现 3次较大程度的变形情况。 4．2．3工艺控制。施工工艺控制对变形的影响也是不可忽视的因素， 3．1里程DIC201+863～DK201+903段于2009年 6月 30日完成初期 如钢架的平顺度、环、纵向连接、初喷混凝土、初期支护结构的及时性 支护，围岩一直处于变形状态，直至 2009年 8月 14日支护喷射混凝土 等，如在施工中不能有效地控制，也会影响变形的发展。 开裂，拱架侵限，最大变形速率 12mm／d，时间长达55天。 5．变形控制措施 3．2里程DK202+095～DK202+108段于 2009年 11月20日完成初 根据上述变形成因分析，结合工程特点，从应力控制 、加强支护及 期支护，前期变形逐渐减小，有收敛趋势。12月 15日变形突然加剧，喷 工艺控制等方面采取针对性措施进行变形控制。 射混凝土开裂，拱架侵限，12月 18日出现局部坍塌 ，最大变形速率 5．1应力释放 800mm／d。 纸坊隧道穿越地层属高地应力软岩区，根据软岩变形机理分析：软 3-3里程DK202+332一DK202+350段支