上白隧道粉细砂层围岩变形处理技术

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1、上白隧道粉细砂层围岩初期支护变形处理技术（中铁十二局集团第三工程有限公司太原030024）摘要大西客运专线上白隧道洞身穿越黄土与砂层分界地层中。该砂层干燥、致密，砂粒之间无粘结性，开挖扰动后，易成流动状态，从而导致初期支护易发生较大变形、塌方等事故。经过对该特殊地质围岩的分析，提出了对上白隧道DK596+214~+199大变形段采用正向与反向水平旋喷桩交叉施工进行换拱处理技术，成功的解决了该类地质隧道变形处理难的问题，对同类地质灾害处理和施工具有一定的借鉴意义。关键词粉细砂层水平旋喷桩咬合换拱中图分类号

2、U25文献标识码BDeformationprocessingtechnologyoffinesiltysandlayercofferdamprimarysupportatShangbaitunnelGaoFu-cai(The3rdEngineeringCo.,Ltd.ChinaRailway12thBureauGroup,Taiyuan,030024)AbstractShangbaitunnelonDatong-Xi'anPassengerDedicatedRailwayLinetraversesthe

3、loessandsandlayerboundarystrata.Thelayerisdry,dense,andcohesionless,soit’seasytobeinflowstateafterexcavation-disturbance.Consequently,it’spronetoleadtolargedeformation,collapseandsoonatprimarysupportstep.Afteranalysisofspecialgeologycofferdam,anarchchang

4、ingtechnologybasedonhorizontaljetgroutingpilescrossconstructionatforwarddirectionandbackwarddirection,isproposed.Andthisnewtechnologyisusedonlargedeformationsection(DK596+214~+199)ofShangbaitunnel.Thetechnologysolvessuccessfullytheproblemofdeformationtre

5、atmentofthetunnelinthiskindofgeology.Andit’sagoodreferencetosimilargeologicaldisastertreatmentandconstruction.Keywordsfinesiltysandlayer；horizontaljetgroutingpiles；occlusion；archchanging1工程概况大西客运专线上白隧道为单洞双线隧道，全长1717m，最大开挖断面168.23m2，最大埋深126.22m。黄土台塬地貌，冲沟发

6、育，地形起伏较大。隧道大部分洞身全断面或半断面穿越粉细砂层，该砂层干燥、致密，砂粒之间无粘结。隧道基本为Ⅴ级加强围岩，采用I25钢拱架、ф42锁脚锚管，超前支护采取环向间距10cm、纵向间距60cm密排小导管措施。该砂层开挖施工出现多次涌砂，涌砂方量几方到几十方不等。工程特点如下：(1)施工进度缓慢，从隧道进、出口掘进施工已不能满足工期要求，又增设2座斜井。(2)该砂层受开挖扰动后易呈现流砂或涌砂状态，短时间内即形成堆积体，无封闭阻挡时间。(3)施工采取密排超前小导管，结合双夜及改性水玻璃注浆处理方案。

7、因砂层致密导致浆液无法有效扩散，砂层围岩固结范围小、强度不足，开挖支护后易产生较大的变形。2关键技术控制要点(1)通过砂层地质开挖支护后的大变形判断地质灾害产生的机理，及初期支护的强度要求。(2)确保施工开挖支护的安全性，加大支护参数，防止塌方事故的发生。(3)针对砂层地段易变形，采取仰拱、二次衬砌紧跟掌子面措施。3初期支护变形情况上白隧道砂层开挖过程中，进口全断面都为砂层，涌砂情况特别严重，五台阶法、插板施工、密排小导管、注水、注浆固结等方法根本起不到作用，掘进几十米后便停止施工。出口和斜井为半断面砂

8、层，涌砂情况也时有发生，采取密排小导管注浆施工措施，堵砂固结效果不明显。从施工情况看，超前支护强度不足，初期支护易发生变形。上白隧道1号斜井和出口初期支护均发生过变形，出口变形较为典型，以此为例进行详细阐述。上白隧道出口DK596+214~+199段为大变形段，大变形发生时隧道掌子面里程DK596+199，仰拱距掌子面21m，二衬距掌子面35.7m。本段在开挖过程中不断从小导管缝隙中漏砂，见图1，最大一次涌砂量约10m3。初期支护施工后及时