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1、乌鞘岭隧道膨胀岩地段快速施工技术?隧道/地下工程?乌鞘岭隧道膨胀岩地段快速施工技术曹占良(中铁十八局集团第五工程有限公司河北高碑店074000)摘要:介绍乌鞘岭隧道膨胀岩地段施工方法及快速施工的措施,如小导管注浆超前支护,长台阶施工,上部钻爆法开挖,下部人工开挖马13',中间机械开挖,钢拱锚喷支护,仰拱快速封闭成环,适时衬砌,无轨运输等.关键词:铁路隧道;膨胀岩;施工技术中图分类号:U455文献标识码:B文章编号:1004—2954(2004)l1—0054—021工程概况乌鞘岭特长隧道全长20050rfl,设计为两座单线铁路隧道,线间距40rfl,线路坡度为11%.的下坡
2、,为目前亚洲第一长隧.隧道通过地层岩性复杂,沉积岩,火成岩,变质岩三大岩类共存,且以沉积岩为主,在隧道1号斜井工区右线YDK163+600～YDK164+700的1.1km范围内为第三系上新统膨胀性泥岩夹砂砾岩地层,岩层软弱,成岩作用差,遇水易软化和风化,风化物成土状;其蒙脱石含量17.53%～22.54%,自由膨胀率42,98%,遇水易崩解,具膨胀性,属极软岩,膨胀岩.由于膨胀岩具有吸水膨胀,失水收缩并反复变形的性质,开挖后对围岩的稳定具有极强的破坏作用.如何加快隧道施工速度,实现膨胀岩地段快速施工成为本工程的重要课题.收稿日期:2004—01—02作者简介:曹占良(I9
3、74一),男,助理工程师,1998年毕业于西南交通大学地下工程与隧道专业.2膨胀岩的基本特性(1)超固结性膨胀岩大多具有原始地层的超固结特性,使土体中储存较高的初始应力.当隧道开挖后,引起围岩应力释放,强度降低,产生卸荷膨胀.因此,膨胀岩具有明显的塑性流变特性,开挖后将产生较大塑性变形.(2)多裂隙性膨胀岩中发育有各种形态的裂隙,形成土体的多裂隙性.膨胀岩实际上是土块与各种裂隙和结构面相互组合形成的膨胀土体.由于膨胀土体在天然原始状态下具有高强度特性,隧道开挖后洞壁土体失去边界支撑而产生胀缩,并因风干脱水使原生隐裂隙张弛,使围岩强度急剧衰减;同时,裂隙也为水的入侵形成了通道
4、,也使围岩强度大大降低.因此,隧道开挖施工过程中,出现初期围岩变形大,发展速度快等现象.(3)湿涨干缩性膨胀岩含有较多强亲水性粘土矿物,因此会因吸水而膨胀,失水而收缩,土体中干湿●●●●●●●●●"●●●●I●●●●●●●●-●i●¨●●?●¨●.●{.●.●●.-●一I.●●●-●-螺旋运输机的加工制造方面经验不多,技术尚不成熟,故本工程盾构机仍采用中心轴式螺旋输送机,只要螺旋直径和螺旋节距能满足最大卵石粒径即可.本工程中,螺旋输送机为517mmxP330mm,排土能力61.9rfl/h,可以满足施工要求.4结语恰当的盾构选型不仅能保证盾构的顺利掘进,而且能取得良好的经济
5、和社会效益.盾构选型主要考虑隧道沿线地层的工程地质和水文地质条件,对同样直径的盾构机,其千斤顶推力和刀盘扭矩的大小主要取决于地层条件.本文首先阐述了无水砂卵石地层的特点及盾构机对地层的适应性,在此基础上对盾构切削54系统,推进系统,加泥加泡沫系统及排土系统等进行分析和比较,保证了本工程盾构的正确选型,也为相似条件下的盾构选型提供了一定的参考依据.参考文献:[1]朱伟译.隧道标准规范(盾构篇)及解说[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.[2]BernhardMaid1.MartinHerrenkneeht,Lothamheuser.MeehanisedShieldTun
6、nelling[M].德国:Ernst&Sohn,1996.[3]宋克志,王梦恕.盾构选型及国产化问题初论[J].西部探矿工程.2004(5).[4]浅谈北京地区地铁隧道施工用盾构机选型[J].现代隧道技术.2003(3).[5]周秀普.盾构法施工技术在无水砂卵石地层中的应用[J].市政技术,2003(4).铁道标准设计RA儿WAySTANDARDDESIGN2004f11J循环产生胀缩效应:一是使土体结构破坏,强度衰减或丧失,围岩压力增大;二是造成围岩应力变化,无论膨胀压力还是收缩压力,都将破坏围岩的稳定性,特别是膨胀压力将对增大围岩压力起叠加作用.3施工方案的选
7、择有效地控制膨胀土围岩收敛变形,加强支护,快速支护,及时封闭成环是关键.针对膨胀岩初期围岩变形大,发展速度快,其稳定性受地下水影响大等特点,按照新奥法基本原理及软岩隧道施工应遵循"管超前,短开挖,弱爆破,强支护,快封闭,勤量测"的基本方针,通过反复比选,采用了如下施工方案:小导管注浆超前支护,长台阶施工,上部钻爆法开挖,下部人工开挖马口,中间机械开挖,钢拱锚喷支护,仰拱快速封闭成环,适时衬砌,无轨运输.膨胀岩地段施工顺序为:拱部小导管注浆超前支护一上半断面开挖支护一左,右错开下挖马口,施作下部支护一下部开挖一跳槽施
