浅谈浅埋、偏压、超小间距隧道中夹岩稳定性保障措施.pdfVIP

浅谈浅埋、偏压、超小间距隧道中夹岩 稳定性保障措施 摘要：本文主要通过对浅埋、偏压、超小间距隧道中夹岩的稳定性进行分析，通过开挖工法， 施工工序，中夹岩的加固处理措施三种手段来保障中夹岩的稳定，以确保隧道施工的顺利实 施。 关键词：隧道 浅埋 偏压 超小间距 中夹岩 稳定性 保障措施 1 引言 大循高速路基1 标卧龙沟 2 号隧道地跨青海、甘肃两省，位于黄土高原向青藏高原过渡 区间带上。隧道为左右分离式小间距曲线隧道，左洞总长 292.28m，右洞总长287m。左右洞 暗洞净间距为：4.78m→6.66m，隧道最大埋深约为43m。隧道左线处于浅埋偏压地段。隧道 洞身围岩主要为加里东中期侵入花岗岩，强风化，节理裂隙发育，呈碎块状，易发生冒 顶、片帮且富水条件好，易发生淋雨状出水，整个围岩为 V 级。 根据隧道地质特征初步判断：整个隧道处于浅埋强破碎地带，围岩自稳能力及支承能力 极差，且隧道富水条件好。先行洞受偏压作用，后行洞受扰动作用。小间距中夹岩受后洞开 挖围岩应力二次分布后的集中应力作用，极易发生滑塌，大位移，甚至冒顶、片帮。因此确 保中夹岩的稳定性是整个2 号隧道施工顺利实施的核心点。 2 浅埋、偏压、超小间距隧道中夹岩的稳定性保障措施 根据隧道特点、围岩特性以及隧道开挖风险分析可从采取以下几个方面的措施来保障中 夹岩的稳定性：开挖工法、左右洞施工工序安排、中夹岩的加固处理措施 2.1 开挖工法选择 根据隧道地质资料卧龙沟 2 号隧道围岩为 V 级，岩体为强风化加里东中期侵入花岗 岩，节理裂隙发育，呈碎块状。针对围岩的完整性较差，埋深较小且左洞受偏压影响，结合 开挖进洞掌子面围岩揭露情况，施工宜采取三台阶或 CD 法开挖工法。采取短进尺、强支 护，最 大程度减小施工对围岩的扰动，充分利用围岩的自稳性，确保中夹岩受扰动降低到最小； 图2-1 CD 法开挖示意图 图2-2 三台阶开挖工法 2.2 左右洞施工工序安排 从地形上判断左线处于偏压带，本着先易后难的原则，先开挖左洞有利于左洞成洞及减 小施工风险；若先开挖右洞，则极有可能在后行洞左洞开挖时由于受应力二次分布集中及左 洞偏压荷载因素影响造成左洞塌方连带引起中夹岩失稳带动右洞先开挖段落的塌方。因此施 工工序宜考虑左线先行，且左洞施做12—30m 衬后，右洞开始进洞，利用二衬约束中夹岩的 位移。 图2-3 开挖工序示意图 2.3 中夹岩的加固措施 卧龙沟2 号隧道为超小间距，浅埋、偏压型隧道，中夹岩厚度小且极度破碎，围岩的支 承力及自稳性较差，极易发生大位移大形变或由中夹岩失稳引发的塌方冒顶或串洞事故。 中夹岩在后行洞开挖后，受围岩内应力二次分布后的作用影响，其主要受力方向为：岩柱正 上方破碎覆盖层的竖向极限作用力和后行洞拱腰切线方向的斜向作用力以及先行洞的二衬 产生的水平反作用力。此三个方向的作用力无法达到平衡，只有通过增强中夹岩的支承力和 整体性才能确保中夹岩的稳定性，降低施工风险。 2.3.1 中夹岩的注浆固结措施 从仰拱填充面向上3 米范围内对中夹岩打设7 根3.5m 长ф42 钢花管两洞对打，环纵向 间距60cm，并采取 1:1 水泥浆注浆固结中夹岩使之形成具有整体性较好具有一定承载力的 中隔墙。 图2-4 打设钢花管加固中夹岩 图2-5 钢花管注浆 2.3.2 中夹岩预应力加固措施 从仰拱填充面向上3 米范围内对中夹岩打设7 根D25 中空对拉锚杆，环纵向间距60cm， 并采取 1:1 水泥浆注浆固结中夹岩。D25 中空对拉锚杆长度宜为露出中夹岩两端初支表面 20cm，先行洞在对拉锚杆注浆后进行初次张拉，后行洞开挖暴露锚杆端部时，对锚杆进行张 拉锚固。 2.3.3 对拉锚杆施做工艺 D25 对拉锚杆采用风钻直接从左洞打入右洞→清孔→安装锚杆（两端以露出设计初支面 20cm 左右为宜）→安装止浆塞→注浆（浆液溢出孔口）→顶紧止浆塞→安装锚垫板及螺母 →采用扭力扳手实施初应力（以锚垫板与初支面密贴为止）→右洞开挖（露出锚杆尾部）→ 初喷岩面→安装钢筋网片→安装锚垫板及螺母→张拉（采用扭力扳手张拉至设计值 50— 80KN）。 图 2-6 对拉锚杆配件图