浅析木寨岭高风险隧道变形处治和预防措施11

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1、浅析木寨岭极高风险隧道变形处治和预防措施陈强（中铁隧道集团有限公司兰渝铁路LYS-3标一工区，甘肃漳县）摘要：随着国家基础建设的快速发展，高速公路、高速铁路建设已全面拉开，且或多或少的都要通过山岭地区，而穿越山岭免不了要修建隧道，很多地方都是地质条件复杂，围岩软弱，同时也就会出现隧道支护变形，甚至出现坍塌等现象。因此，隧道在软岩围岩施工中变形控制显得尤为重要。现将兰州至重庆铁路木寨岭隧道在变形中采取的处理和预防措施做一简单介绍，供类似工程参考。关键词：隧道变形预防处治1软弱围岩地段变形情况简介1．1工程简介木寨岭隧道位于甘肃定西境内，起于漳县大草滩

2、乡，终于岷县梅川镇，为双线铁路隧道，被誉为铁路界的高风险隧道。木寨岭隧道属秦岭~昆仑纬向构造体系被后期构造体系改造，出露三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系、志留系等中生界、古生界的地层，山间盆地内仍零星出露第三系白垩系等新生界、中生界的地层，主要为板岩、炭质板岩、灰岩、砂岩、泥岩、砾岩及燕山玢岩等。地质构造十分复杂，主要为秦岭褶皱系一级大地构造单元，在漫长的地质历史时期内经历了多期的构造运动，形成了纬向构造体系，后期活动的构造体系对前期形成的构造体系加以改造、归并、复合，地质构造极为复杂，类型多样，区域内断裂构造发育，表现形式多为破碎带、揉皱带及不整合

3、接触带。岩性多为V级软岩，呈全风化～强风化断层泥，属较软岩～软岩；层理面整体有扭曲现象，薄层～中厚层，岩层产状杂乱，层理间有泥质物、岩屑充填，岩体极破碎；地下水不发育，局部渗、滴水。V级软岩均出现不同程度地变形。下文简要对DK174+340～+590段V级软岩施工方法描述。1．2施工方法V级软岩采用三台阶法进行施工。即：上台阶高度2.2m，上台阶长4m～5m，中台阶高度3.9m，中台阶长4m～5m，下台阶高度4.5m，左右错开与上台阶同时推进，仰拱距开挖面35～40m。人工钻眼爆破及挖掘机配合进行开挖，初期支护紧跟开挖面。1．3支护参数初期支护采用

4、拱墙架立I20b钢拱架，一榀一开挖，间距50cm，有水地段预留变形量为50cm，无水地预留变形量为30cm。喷射混凝土采用C30混凝土，初喷厚度为4cm，然后复喷至33cm砼厚度。超前支护采用φ42超前小导管，长3.5m,间距40cm，拱部120°范围布置，每环24根，搭接长度不小于1.0m。锚杆采用R32N自进式锚杆，长4.5m，按环纵向间距1.2m×1.0m梅花形布置。采用φ8钢筋网，网格尺寸为20cm×20cm，并按1～2个网格长度搭接。当V级软岩施工至DK174+425～+470时，该段初期支护出现严重变形。2变形情况的分析2．1变形规律及

5、特点⑴变形出现明显，且变形较大的位置，均是距离开挖掌子面30～40m的段落，且出现变形时，开始连续4～7d内变形速率较大，(量测数据显示收敛及沉降速率为40～70mm／d)。⑵前期开挖时掌子面无水，或水量很小，在后期(开挖后7～l5d左右)和雨天支护表面出现渗漏水，随之开始出现大的沉降及收敛。⑶变形段先沉降，紧接着收敛增大。⑷一般沿拱顶或拱腰出现纵向开裂，围岩发生变化地段环向开裂，收敛最大处为大跨上约2m范围，在此范围内，I20b工字钢架出现扭曲，支护鼓包，喷砼开裂脱落。⑸变形周期长，根据量测数据，隧道在长时间内（衬砌前）基本都未达到稳定状态。变形

6、情况如图1，表1所示：表1DK174+430桩处理前收敛及沉降情况日期沉降（mm/d）上台阶收敛（mm/d）下台阶收敛（mm/d）主要工序08-086.87.2　　08-099.78.3　　08-107.59.5　　08-1112.513.7　右下台阶施工08-1215.314.4　左下台阶施工08-139.48.98.2　08-1419.215.112.6　08-1520.114.513.8　08-162516.614.3　08-173513.310.5　2．2变形原因分析⑴围岩结构不利于稳定：呈黑色断层泥，强风化，属较软岩～软岩；该段层理面整体

7、有扭曲现象，薄层状，岩层产状杂乱，层理间有泥质物、岩屑充填，节理发育，岩体极破碎，岩层走向与隧道轴线夹角均小于40°，对隧道围岩稳定产生不利影响。⑵地下水及地表水影响：隧道在洞身开挖过程中局部裂隙水发育，无水地段雨水渗透，是支护收敛、沉降的基本原因，受水影响，围岩自身稳定性降低，大量的应力向隧道内释放，导致变形过大。⑶施工因素影响：根据量测数据反映部分时间内收敛、沉降，与施工方法有关，主要为同一断面扰动次数多（上、中、下台阶开挖、仰拱开挖四次扰动）；仰拱成环不及时，落后较远。3变形所采取的处治措施对于正在发生变形的已施工地段需要及时采取措施，防止变

8、形继续扩大，避免造成坍塌等严重后果，主要采取了以下几项的处理加固措施：(1)停止掌子面继续掘进，立即施做初期支护使仰拱封闭