软弱围岩地质隧道综合施工技术

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软弱围岩地质隧道综合施工技术　　中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1工程概介王家岭隧道位于陕西省商洛市镇安县，属秦岭南部中低山河谷区，隧道起讫里程：DK165+053～DK174+446，全长9393m，为全线第二长的越岭隧道。隧道进口内轨轨面高程为482.91m，出口内轨轨面高程为437.20m。全隧道进出口端位于曲线上，其它地段均位于直线上；除隧道进口段135m处于上坡外，隧道其它段全部段均为下坡，分别为上坡3‰/135m，下坡4.8‰/500m，下坡5.1‰/8400m，下坡4.9‰/244。洞身最大埋深约600m。进口段为Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩，岩质较软，呈薄层状结构，受构造影响，岩体节理裂隙发育，围岩较破碎，遇水易软化，自稳能力差[1]。为了满足施工总工期及通风要求，并综合隧道长度、地形、工程质量及水文地质等条件，设置了3座横洞作为辅助坑道。具体辅助坑道情况间表1-1。表1-1王家岭隧道辅助坑道设置情况一览表2铁路隧道前期施工组织6 设计合理的施工方案，隧道从掘进口开始按照：测量放线（地质预报）→钻爆→出渣、运输→支护→仰拱或铺底→防水层铺设→模筑二衬混凝土→水沟、电缆槽及附属工程，当洞身掘进一段并完成一段洞身衬砌后，在晴好季节及时安排施作洞门，洞口地质条件较差时施工完洞口段明洞后再进行暗洞开挖施工。设计合理的科学合理的施工组织，不仅能够使施工成本下降，施工质量提升，而且施工会更加快速且井然有序，还可以杜绝灾害性事故的发生。由于出碴运输作业是隧道施工中的关键工序，为加快出碴时间，缩短循环时间，所以科学合理的运输出碴方案显得尤为重要。运输出碴机械选型必须匹配，尽可能使用速度快，一次出碴量大的机械，并根据施工过程中的动态变化，适时调整机械配置，充分发挥综合机械化施工的能力，在断面较小的隧道中出碴时不易错车，可将小避车洞每间隔60m进行扩挖改造，达到错车要求，保证了出碴速度。机械设备应加强维修管理，使机械经常处于备战状态。另外，运输通道的良好状态，是保证快速出碴的必要条件，所以运输通道必须经常派人维修保养，出碴期间排除一切阻路干扰，保证机械效率的充分发挥弃碴场的位置应优先选择洞口附近地带，以节省运输时间，若条件不具备可采用二次倒运的方法，缩短出碴时间[2]。6 其次，施工队伍应加强管理，隧道施工循环作业性强，为此应分工明确，责任到人，施工时分区定人，钻眼、装药、爆破、通风及出碴，每个工序的作业人员基本固定，各工序紧密衔接，形成流水作业，并实行考核奖罚制度，提高施工人员积极性，加快进度管理人员应发掘施工人员的潜力，培养他们成为各种技术都精通的综合性人才，成为一支具有技术竞争力的专业化队伍。3软弱围岩地质隧道富水区防排水研究隧道通过区，围岩为全风化千枚岩，属强透水层，围岩风化程度十分严重，遇水后产生脱落坍塌并且初期支护完成后，隧道渗淋水又十分严重，对初期支护反复冲蚀，这样就对初期支护的强度造成了较大的影响，给施工也带来了极大的安全隐患，并且因地下水的不断作用，使初期支护沉降速度超出规范要求(大于0.1mm/d，峰值达0.8mm/d)，虽然预留量根据实际测设采用20cm，但沉降速度仍有不可控的趋势，而且渗水分散不集中，造成洞内积水，因此就基岩裂隙水的基本情况，现场选择以堵为主，限量排放为辅的注浆加固堵水的施工方案。主要采用3.5m注浆小导管对初期支护进行注浆加固堵水，使初期支护背后形成加固拱堵水，施工中开挖临时排水沟引排[3]。通6 过实践施工的效果来看，当隧道施工通过富水区段时，针对基岩裂隙水秉承着以堵为主，限量排放的原则，采用小导管注浆进行堵水的方法，可以极大地降低施工难度，保证施工安全顺利地进行。针对洞内路基地表水，采用碎石垫层及纵向盲管集中排水，是积极可取的，不但可以减少日后运营期间的安全隐患，而且对杜绝隧道内路面病害起到了很大的作用。隧道富水区段的施工优化设计，在实践中应该针对实际情况，在原防排水系统设计的基础上，进行对富水区段的专项优化设计，以确保富水区段安全高效的施工作业，及减少隧道工程运营期间的潜在隐患。4隧道浅埋地段施工工程技术施工主管人员应在施工前组织管理人员和技术人员对隧道浅埋段进行实地踏勘，内容包括地貌、裸露岩体以及原地物，将实地踏勘结果与设计图纸进行比对，特别注意两者有差别的地方。组织人员对该隧道的浅埋段地形进行详细测绘，绘制出地形图。4.1清表和拌制水泥土通过施工放样，确定水泥土回填区域，挖除大于30cm保护土层，清除地表耕植土、植被草皮、淤泥等杂质，当原始地面坡度小于1:5时，地表应开挖台阶，台阶宽度不得小于1m。按150～200kg/m3掺入水泥，选用粘性土或粉质粘土，拌制机械采用PC220挖掘机，因为原填筑土含水率适中，所以在冲沟减压平台处可就地挖取堤身上部粘性土及粉质粘土。利用自由落体原理，下落搅拌高度以挖掘机一半臂长为宜，反复开挖、拌和均匀。大颗粒土人工辅助粉碎，保证最大颗粒土粒径不大于5cm。6 4.2水泥土回填采用人工及机械两种方法相互配合进行夯实。第一层土因含水率呈饱和状，采用人工轻夯，避免扰动下层岩体。虚铺土层厚度20cm，第一层土体固结后，覆盖撒水养护1天。第二层仍为人工轻夯，虚铺土层厚度20cm，覆盖撒水养护1天。第三层重夯采用蛙式打夯机夯实，分层厚度30cm；夯实遍数应通过现场试验确定，一般不少于6～8遍，同时严格控制夯击遍数，避免过夯使已压实土体破坏。回填高度至拱顶上4m，由测量工程师与专业监理工程师现场验收确认。水泥土回填顶面设置0.3%的双向纵向排水坡，以便地表水通过拱顶水沟汇入既有沟渠。在隧道范围内水泥土回填顶面设置1:10的单向横坡，水泥土填筑路堤边坡为1:1.5。4.3地表加固技术要求地表加固技术要求如下：（1）施工中严格控制土的含水率，以18～20%为宜，对局部出现的弹簧土，须及时清除。（2）回填应分段依次施工，按一定的顺序保持均衡上升。层段间回填土接缝处应削成坡状或齿坎状，坡度不陡于1：3，并对接缝处加强夯实，保证混合土压实度。（3）施工温度较低时应采取保护措施，加强覆盖保温，防止霜冻破坏土体结构；同时对已填筑完成的水泥土应洒水覆盖保温养护。6 （4）填筑过程中，测量工作应同步进行，随时检查控制填土面高程及填土厚度；对水泥土层与层之间结合部处理要符合规范规定，土面过光时要采取人工刨毛处理，保证层间结合牢固。（5）水泥土压实指标：干密度≥1.7t/m3，压实度≥96%。每层土填筑完成后，进行土工试验，检测土的干密度，计算土的压实度，符合设计要求并经监理工程师签字确认后，进行上层土回填。参考文献[1]孔德岩.隧道浅埋段开挖及支护施工技术[J].浙江建筑，2006(23).[2]朱永权，宋玉香.隧道工程[M].中国铁道出版社，2007.[3]卿三惠，黄润秋.乌鞘岭特长隧道软弱围岩大变形特性研究[J].现代隧道技术，2005，42(2).6