膏溶角砾岩地段隧道施工技术

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1、膏溶角砾岩地段隧道施工技术膏溶角砾岩工程力学性质很特殊，单轴饱和抗压强度极低，Rc=0.14～2.2MPa，属于极软岩，隧道挖开后稳定时间很短，容易发生坍塌和大变形，如果遇水则强度很快降低,极易崩解软化，同时具有弱至中等程度的膨胀性，其自由膨胀率在40%～66%。膏溶角砾岩角砾成分复杂，主要为泥灰岩、灰岩的碎屑、泥砾，并且岩体结构存在很大的差别，岩体强度不均匀，无胶结不含角砾呈土状、半胶结含少量角砾呈块状或钙质胶结含角砾呈柱状，部分夹有石灰石的块体，呈散体状。隧道通过有水膏溶角砾岩地段施工时，应做好地质超前预报工作，以指导施工，确保施工质量、安

2、全和进度。开挖前采用全断面帷幕注浆，增强支护参数，隧道基底软弱层处理采用Φ400混凝土静压桩加固。1.膏溶角砾岩地段隧道施工顺序施工工序依次排列为1、②、3、④、5、⑥、（7）、8、⑨、X、10、Ⅻ。开挖：开挖上台阶弧形导坑1→开挖上台阶核心土3→开挖下台阶5→落底开挖8→凿除临时仰拱10支护：拱部挂网、喷、锚及钢架架立②→临时仰拱挂网、喷混凝土及中壁钢架架立④→边墙挂网、喷、锚及钢架架立⑥→仰拱挂网、喷混凝土及钢架架立⑨基底处理：隧道底部混凝土桩施工（7）衬砌：仰拱施工X→边墙及拱部衬砌施工Ⅻ。图一膏溶角砾岩地段隧道施工顺序图2.膏溶角砾岩地

3、段隧道施工预加固措施有水膏溶角砾岩地段，开挖前全断面帷幕注浆的措施；无水膏溶角砾岩地段，采用拱部采用小导管注浆预加固的措施。保证隧道开挖的安全。2.1超前地质预报隧道开挖过程中，必须进行超前地质预报，通过地质超前钻孔、地质雷达、红外线声波探测等办法，了解开挖前方要通过地层的地质、水文、该段的岩性特性和工程力学情况。如：经过超前钻孔探水，可知钻孔的涌水量、水头压力；地质雷达测试可知前方地层、岩层的破碎程度；红外线声波探测可知区域内储水量的大小。只有这样才能制订出科学的施工方案，避免施工的盲目性。超前钻孔探水，钻孔出水量大于10m3/h时，该段即需

4、要帷幕注浆，如果出水量小于10m3/h大于2m3/h时，该段也可采用在出水孔周围进行局部注浆方式堵水。2.2.帷幕注浆施工遵照设计，结合设备能力及工期要求，每循环注浆段长15m，开挖12m，留3m作止浆盘，为消灭注浆死角采用8环的伞形辐射状布孔。单孔有效扩散半径为4m，钻孔开口直径89mm。2.2.1帷幕注浆材料所用浆液根据工程地质及水文地质按设计采用超水泥砂浆和TGRM新型灌浆材料。TGRM抗分散性注浆材料分为加固型、超细防水型、轻质防水型等型号。超细防水型具有超早强、可灌性好，自密实、自流平、微膨胀、在水中不离散等特点。产品性能：单液浆水灰

5、比0.4，初凝时间13min，终凝时间15min，流动度260cm，尤其适合隧道内帷幕注浆。2.2.2帷幕注浆设计要求。注浆固结范围：开挖洞室轮廓线外3.5m以内的围岩。。单孔注浆浆液扩散半径为4m。。注浆压力：一般控制在0.5～1.0Mpa。。注浆材料：采用水泥、水玻璃混合液（即CS浆液）。水泥：525号普通硅酸盐水泥。水玻璃：模数n=2.4～3.4，波美度35Be″。水灰比：浓浆：0.8:1；稀浆：1.25:1～1.5:1.水泥浆与水玻璃体积比取1：0.8。5.4.13-11Ⅴ级围岩膏溶角砾岩段衬砌断面图缓凝剂：磷酸氢二钠加入量为水玻璃重量

6、的3%。。注浆方式：采用分段前进式注浆。。注浆顺序：先注无水孔，后注有水孔。在无水地段，可以从拱脚起顺序注浆，也可以从拱顶顺序注浆。注浆速度根据注浆孔出水量大小而定，一般从快到慢。。钻孔和注浆的要求：钻孔和注浆的顺序先外环后内环，同一环先下部后上部，间隔交替钻孔注浆，后序孔检查前序孔的注浆效果。应先注无水区后注有水区，钻一孔注一孔。在钻孔过程中遇到涌水或卡钻时应停止钻进，进行注浆、扫孔后再继续钻孔。岩溶填充物内前进式注浆根据设计要求，本隧道富水地段围岩采用衬砌5m范围内帷幕注浆堵水并加固岩体。。注浆循环段长度和注浆孔的布置遵照设计，结合设备能力

7、及工期要求，本隧道每循环注浆段长15m，开挖12m，留3m作做下段止水盘，如地层极坏，钻孔极困难，可视具体情况缩短注浆长度。注浆管采用φ73热扎钢管，壁厚5mm，与之匹配的钻孔直径为89mm，周边外插角在保证注浆扩散半径不小于3.5m前提下，可根据施工中采用的设备情况确定。帷幕注浆见图一图一帷幕注浆示意图2.2.3注浆施工。机具设备选用钻孔设备：根据本隧道施工机具设备配备情况，及开挖断面的具体情况，尽量采用与其相适用的钻孔设备。帷幕注浆钻孔采用MK50型地质钻机，每掌子面配2台。选用合乎孔径要求的钻头进行钻孔作业。注浆设备：采用两台KBY50/

8、70全液压双液注浆泵。制浆设备：选用JZM750叶片式搅拌机4台作为制浆设备，为了保证浆液的均匀性和在注浆间隙时间不沉淀，另备搅拌储浆桶2个，容量各为