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厦深铁路莲花山隧道施工技术浅析

2014-01-12 01:10
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摘要:结合工程实例,介绍厦深铁路莲花山隧道施工技术,供同行参考借鉴。
关键词:隧道 断层 破碎带 支护施工
        1 工程概况
        莲花山隧道横穿莲花山,属低山丘陵地貌,地表起伏较大,进出口地面坡度30°~50°,植被发育。进口位于饶平县东镇新村,出口位于潮安县铁铺镇洪厝铺村,附近为县X086,交通方便。进口里程为DK174+123,出口里程为DK181+771,中心里程为DK177+947,全长7648m,隧道最大埋深245m。全隧道设无轨运输斜井两座。
        本隧道DK181+618-DK181+718段通过V级围岩断层破碎带,岩体局部破碎,多为强风化碎块状,可见绿泥石化,为断层破碎带,致使围岩自稳能力极差,成型困难。根据围岩情况,结合施工生产要素及施工生产能力,按照“早预报、勤量测、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”的施工原则,在拱部超前小管棚注浆预固结围岩的保护下,采用三部台阶法进行施工。拱部预留核心土,周边采用风镐开挖,核心土及中槽运用PC200挖掘机开挖。
        2 施工方法
        2.1 超前小管棚施工
        2.1.1 工艺原理 在破碎松散岩体中超前钻孔,打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液,浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中,并将其中的空气、水分排出,使松散破碎体胶结、胶化,形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体,从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性;使超前小管棚与固结体形成一个具有一定强度的壳体,在壳体的保护下进行开挖支护施工。 本文来自中国科教评价网
        2.1.2 小管棚及注浆设计 采用4.5m/根的Ф42mm小导管布设在拱部,外插角5°~7°,环向间距40cm,纵向2.4m/一环;压注1:1水泥浆液,采用425#普通硅酸盐水泥,浆液中掺水泥用量3~5%的40Be’水玻璃,以缩短浆液的胶化固结时间,控制浆液的扩散范围。
        2.1.3 施工要点
        2.1.3.1 小导管加工4.5m/根的Ф42mm小钢管一端加工成尖锥形,距另一端100cm的位置开始至尖锥端之间按梅花型间距为20cm布设Ф6mm的孔眼4排,以利于小导管推进和浆液渗入破碎岩体。
        2.1.3.2 小导管安设 如岩体松软,采用YT-28型风动凿岩机直接推送,如遇夹有坚硬岩石处,先用YT-28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。
        在施作小导管前应注意:第一,喷3~5cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙,为注浆作好准备工作;第二,准确测量隧道中心线和高程,并按设计标出小导管的位置,误差±15mm;第三,用线绳定出隧道中心面,随时用钢尺检查钻孔或推进小导管的方向,以控制外插角达到设计的标准;第四,施工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行,为提前注浆留好作业空间。
        2.1.3.3 注浆 选用UB6型注浆泵注浆,采用浆液搅拌桶制浆。为防止浆液从其他孔眼溢出,注浆前对所有孔眼安装止浆塞,注浆顺序从两侧拱脚向拱顶。由于岩体孔隙不均匀,考虑风镐环形开挖的方便,同时要达到固结破碎松散岩体的目的,保证开挖轮廓线外环状岩体的稳定,形成有一定强度及密实度的壳体,特别是确保两侧拱脚的注浆密实度和承载力,采取注浆终压(0.8~1.2MPa)和注浆量双控注浆质量,拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶。通过现场试验确定拱脚终压为1.2MPa,拱腰范围为1.0MPa,拱顶为0.8MPa。注浆时相邻孔眼需间隔开,不能连续注浆,以确保固结效果,又达到控制注浆量的目的。

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        2.2 开挖 为控制超欠挖及减少对围岩的扰动,拱部弧形及边墙周边均采用风镐分台阶开挖,核心土及中槽均采用挖掘机开挖,开挖进尺根据围岩稳定性确定为0.6~1.2m,边墙按钢拱架的两个单元分两个台阶施工,上下台阶相距2m,左右边墙错开2m。
        2.3 初期支护
        2.3.1 初期支护参数 系统锚杆3.5m/根,拱部为Ф25中空注浆锚杆,边墙为Ф22砂浆锚杆,纵向、环向间距为1.0m,梅花型布置;拱墙设I20b钢拱架,间距60cm,钢拱架拱脚设Ф42锁脚锚管,4m/根,每侧2根;挂Ф8双层钢筋网,网格尺寸为20cm×20cm,喷射混凝土厚28cm。

      2.3.2 喷射混凝土材料 

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