廈深鐵路蓮花山隧道施工技術淺析

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摘要:結合工程實例,介紹廈深鐵路蓮花山隧道施工技術,供同行參考借鑑。
關鍵詞:隧道 斷層 破碎帶 支護施工
        1 工程概況
        蓮花山隧道橫穿蓮花山,屬低山丘陵地貌,地表起伏較大,進出口地面坡度30°~50°,植被髮育。進口位於饒平縣東鎮新村,出口位於潮安縣鐵鋪鎮洪厝鋪村,附近爲縣X086,交通方便。進口裏程爲DK174+123,出口里程爲DK181+771,中心裏程爲DK177+947,全長7648m,隧道最大埋深245m。全隧道設無軌運輸斜井兩座。
        本隧道DK181+618-DK181+718段通過V級圍巖斷層破碎帶,巖體局部破碎,多爲強風化碎塊狀,可見綠泥石化,爲斷層破碎帶,致使圍巖自穩能力極差,成型困難。根據圍巖情況,結合施工生產要素及施工生產能力,按照“早預報、勤量測、短進尺、弱爆破、強支護、早封閉”的施工原則,在拱部超前小管棚注漿預固結圍巖的保護下,採用三部臺階法進行施工。拱部預留核心土,周邊採用風鎬開挖,核心土及中槽運用PC200挖掘機開挖。
        2 施工方法
        2.1 超前小管棚施工
        2.1.1 工藝原理 在破碎鬆散巖體中超前鑽孔,打入小導管並壓注具有膠凝性質的漿液,漿液在注漿壓力的作用下呈脈狀快速滲入破碎鬆散巖體中,並將其中的空氣、水分排出,使鬆散破碎體膠結、膠化,形成具有一定強度和抗滲阻水能力的以漿膠爲骨架的固結體,從而提高圍巖的整體性、抗滲性和穩定性;使超前小管棚與固結體形成一個具有一定強度的殼體,在殼體的保護下進行開挖支護施工。
        2.1.2 小管棚及注漿設計 採用4.5m/根的Ф42mm小導管佈設在拱部,外插角5°~7°,環向間距40cm,縱向2.4m/一環;壓注1:1水泥漿液,採用425#普通硅酸鹽水泥,漿液中摻水泥用量3~5%的40Be’水玻璃,以縮短漿液的膠化固結時間,控制漿液的擴散範圍。
        2.1.3 施工要點
        小導管加工4.5m/根的Ф42mm小鋼管一端加工成尖錐形,距另一端100cm的位置開始至尖錐端之間按梅花型間距爲20cm佈設Ф6mm的孔眼4排,以利於小導管推進和漿液滲入破碎巖體。
        小導管安設 如巖體鬆軟,採用YT-28型風動鑿岩機直接推送,如遇夾有堅硬岩石處,先用YT-28型風動鑿岩機鑽眼成孔後再推進就位。
        在施作小導管前應注意:第一,噴3~5cm厚混凝土封閉掌子面作爲止漿牆,爲注漿作好準備工作;第二,準確測量隧道中心線和高程,並按設計標出小導管的位置,誤差±15mm;第三,用線繩定出隧道中心面,隨時用鋼尺檢查鑽孔或推進小導管的方向,以控制外插角達到設計的標準;第四,施工順序爲從兩側拱腰向拱頂進行,爲提前注漿留好作業空間。
        注漿 選用UB6型注漿泵注漿,採用漿液攪拌桶製漿。爲防止漿液從其他孔眼溢出,注漿前對所有孔眼安裝止漿塞,注漿順序從兩側拱腳向拱頂。由於巖體孔隙不均勻,考慮風鎬環形開挖的方便,同時要達到固結破碎鬆散巖體的目的,保證開挖輪廓線外環狀巖體的穩定,形成有一定強度及密實度的殼體,特別是確保兩側拱腳的注漿密實度和承載力,採取注漿終壓(0.8~1.2MPa)和注漿量雙控注漿質量,拱腳的注漿終壓高於拱腰至拱頂。通過現場試驗確定拱腳終壓爲1.2MPa,拱腰範圍爲1.0MPa,拱頂爲0.8MPa。注漿時相鄰孔眼需間隔開,不能連續注漿,以確保固結效果,又達到控制注漿量的目的。
        2.2 開挖 爲控制超欠挖及減少對圍巖的擾動,拱部弧形及邊牆周邊均採用風鎬分臺階開挖,核心土及中槽均採用挖掘機開挖,開挖進尺根據圍巖穩定性確定爲0.6~1.2m,邊牆按鋼拱架的兩個單元分兩個臺階施工,上下臺階相距2m,左右邊牆錯開2m。
        2.3 初期支護
        2.3.1 初期支護參數 系統錨杆3.5m/根,拱部爲Ф25中空注漿錨杆,邊牆爲Ф22砂漿錨杆,縱向、環向間距爲1.0m,梅花型佈置;拱牆設I20b鋼拱架,間距60cm,鋼拱架拱腳設Ф42鎖腳錨管,4m/根,每側2根;掛Ф8雙層鋼筋網,網格尺寸爲20cm×20cm,噴射混凝土厚28cm。

廈深鐵路蓮花山隧道施工技術淺析

      2.3.2 噴射混凝土材料