隧道洞身穿越碎裂玄武岩夹凝灰岩地层的支护措施.docVIP

隧道洞身穿越碎裂玄武岩夹凝灰岩地层的支护措施 　　【摘要】在滇藏铁路工程项目施工中，云南西南地区地势起伏较大，隧道占据比重大，大部分隧道穿越二叠系玄武岩夹凝灰岩地层，上覆第四系全新统全风化～强风化玄武岩松散土层，隧道洞身横向冲沟发育，隧道埋深变化幅度大。特别是隧道处于欧亚板块与印度洋板块碰撞的边缘部位和著名的洱源-剑川活动断裂带和强地震带内，隧道内断裂构造极其发育，并与地下水和风化强度大等因素不利组合，形成全隧大范围分布的松散破碎围岩，玄武岩夹凝灰岩往往会贯穿了整个隧道，这种围岩情况导致若支护措施不当极易发生坍塌。本文介绍了洞身局部为破碎玄武岩夹凝灰岩夹地层的支护措施。 　　【关键词】隧道 夹凝灰岩 支护 　　1.地质特性 　　滇藏铁路是西部大开发重点基础建设项目，滇藏线起始端云南西南境内地势起伏较大，隧道占据比重大，位于川滇经向构造体系南段、南岭纬向构造体系西段和青藏、滇湎、印尼巨型“歹”字型构造体系的复合部位，处于亚欧板块与印度洋板块碰撞的边缘部位。因其特定的大地构造环境、特殊的区域地球动力学条件和强烈的现代地壳运动，导致地质构造复杂多变，活动断裂发育，新构造运动十分强烈，受褶皱、断裂及岩浆岩入侵活动的影响，岩体整体性多遭受十分严重的破坏。地壳运动剧烈，地震活动主要受洱海深（大）断裂的控制和西洱海断裂、乔巍断裂的影响，洱海西测的苍山逐年升高，洱海东岸相对下沉，现代构造运动仍在进行中。已经修建大理至丽江铁路工程中大部分隧道穿越二叠系玄武岩夹凝灰岩地层，上覆第四系全新统全风化～强风化玄武岩松散土层。由于处于欧亚板块与印度洋板块碰撞的边缘部位和著名的洱源-剑川活动断裂带和强地震带内，隧道内断裂构造极其发育，并与地下水和风化强度大等因素不利组合，形成全隧大范围分布的松散破碎围岩，玄武岩主要是火山喷发液体冷却形成，凝灰岩是火山灰沉积形成，火山的不断喷发覆盖导致凝灰岩分布无规律性，加上地质构造的影响，造成地质复杂的现状。从已建隧道开挖揭示的围岩来看，玄武岩夹凝灰岩几乎贯穿了整个隧道，分布无规律。玄武岩为青灰、黄绿、灰褐色，质地坚硬、破碎；凝灰岩呈青灰色，片状分布，岩质极软，厚度不均匀，遇水软化，自稳能力差，开挖后若支护不及时或者支护措施不当都会诱发坍塌。针对玄武岩的碎裂程度，地下裂隙水的的发育情况，凝灰岩的分布情况等分以下措施进行支护 　　2.隧道拱部或者局部为破碎玄武岩夹凝灰岩地层的支护措施 　　图1中L代表凝灰岩的纵向长度，H为凝灰岩的在隧道开挖轮廓线外岩层的厚度。第一种情况凝灰岩主要分布在拱部位置。施工时根据凝灰岩分布情况和玄武岩的破碎情况（W4、W3、W2）进行针对性的支护。分类支护有以下集中情况：凝灰岩长度小于5m、5～10m、大于10m三种情况和玄武岩W4-W3、W3-W2两种情况。 　　图1 隧道围岩情况示意图 　　2.1玄武岩为全～强风化（W4～W3）地段 　　（1）凝灰岩纵向分布长度L小于5m 　　拱墙采用格栅钢架支护，拱部采用Φ42超前小导管进行支护。格栅钢架的间距为1.0m，小导管的长度为3～5m，确保小导管能够穿越凝灰岩夹层进入玄武岩1.0m以上，小导管环向间距0.4m。施作径向锚杆时，根据钻孔判断凝灰岩的厚度来确定支护参数，当凝灰岩的厚度（H）小于3m时按照设计Ⅴ级围岩初期支护标准参数施工。若根据钻孔判断凝灰岩的厚度（H）大于3m，系统锚杆调整为4～5m的系统锚管，注1：1水泥砂浆，注浆压力1.5～2MPa，注浆量以注浆压力上升到2MPa或者周边小导管里流出浆液为止。注浆加固范围要求在拱部外轮廓线3.0m。注浆后铺挂单层φ8钢筋网片，喷射混凝土封闭。 　　（2）凝灰岩纵向分布长度（L）为5～10m 　　采用拱墙格栅钢架及拱部增设Φ60管棚加强支护。拱墙格栅钢架间距1.0m，管棚环向间距0.4m。管棚的长度根据地质超前预报凝灰岩的纵向长度来确定，一般在7～12m，确保管棚进入玄武岩层的长度不小于2.0m。管棚注1：1水泥砂浆，注浆压力1.5～2.0MPa。施作径向锚杆时，若钻孔揭示的凝灰岩厚度（H）小于3.0m时，按照Ⅴ级围岩初期支护标准参数施工。当钻孔揭示的凝灰岩厚度（H）大于3.0m时，系统锚杆调整为4～5m系统锚管并注1：1水泥砂浆，加固范围为拱部轮廓线外3.0m，注浆压力控制在10～1.5MP。注浆后铺挂双层φ8钢筋网片，喷射混凝土封闭。 　　（3）凝灰岩纵向分布长度（L）大于10m 　　采取拱墙格栅钢架及拱部增设Φ60管棚加强支护。管棚设在凝灰岩部位，拱墙格栅钢架间距为1.0m，管棚环向间距0.4m，纵向6m/环，单根管棚的长度为8m，纵向搭接长度为2m，注1：1水泥砂浆，注浆压力1.5～2.0MPa。施作径向锚杆时，若钻孔揭示的凝灰岩厚度（H）小于3.0m，按照Ⅴ