膨胀性围岩隧道施工技术研究

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1、膨胀性围岩隧道施工技术研究ResearchonSwellingSurroundingRockTunnelConstructionTechnology高学平GAOXue-hua(中铁十七局集团第四工程有限公司，重庆404100)(ChinaRailway17thBureauGroupNo.4EngineeringCo.，Ltd.,Chongqing404100,China)摘要：以界岭隧道为例，对膨胀岩的基木特征以及膨胀岩中隧道开挖的基木原则进行了分析，介绍了膨胀岩隧道的施工方案、施工方法，并提出了施工过程中需要注意的问

2、题。Abstract:TakingtheJielingtunnelasanexample,thisarticleanalyzesthebasicfeaturesofswellingrockandbasicprincipleinswellingrocktunnelexcavation,introducestheconstructionscheme,constructionmethodofswellingtunnelandputsforwardthemattersneedingattentionintheconstruct

3、ionprocess.关键词：隧道；膨胀岩；施工方法Keywords:tunnel；swellingrock；constructionmethod中图分类号：U455文献标识码••A文章编号：1006-4311(2014)13-0141-030引言一般膨胀性围岩指的是在水的物理化学作用下发生体积膨胀的围岩。比较常见的具有膨胀性质的岩石有页岩、云母、无水芒硝、泥岩、K：石、蛇纹岩和含硬石膏钙芒硝等岩石以及主要由强亲水性矿物组成的粘土等，由于其具有遇水膨胀的特性，在这类岩体中开挖隧道经常会产生较多的病害。隧道在膨胀围岩中常

4、见的病害包括围岩变形过大、开裂、坍塌冒顶、隧道底部隆起，衬砌变形乃至支护结构破坏等。中国己经建成通车的膨胀岩隧道有崔家山隧道、关角隧道、桃坪隧道、引溧入津隧洞、南岭隧道、云台山隧道等。影响膨胀岩隧道的性能的因素奋很多，其中较为重要的包括膨胀性矿物的成分及含量、地下水、衬砌结构刚度和施工方案、物理力学指标等。由于我们对膨胀岩的认识还未成熟，尤苏是在判别膨胀岩等级、膨胀压力和膨胀量方面国内外还未形成统一标准，加之隧道工程的复杂性，在膨胀岩体中的隧道施工仍有许多问题得不到有效解决。本文结合湖北宜（昌）巴（东）高速公路界岭隧道

5、在施工中的经验，对膨胀岩体中的隧道施工技术进行了探讨和研究，以期能够为以后类似工程提供可以借鉴的经验。1膨胀岩的基本特征及对隧道稳定性的影响1.1膨胀岩的基本特征膨胀岩内含伊利石、蒙脱石等粘土矿物，这类矿物亲水性强，导致膨胀岩体具有极强的亲水性，遇水后对水产生强烈的吸附作用，使颗粒间粘结力大大削弱、间距增大、体积膨胀，膨胀率高、膨胀压力大，同时，遇水之后膨胀岩强度降低，崩解性强，对隧道稳定性及其维护十分不利。1.2膨胀岩对隧道稳定性的影响进行隧道掘进开挖时，隧道围岩应力场重新分布，膨胀岩隧道周边发生变形进入塑性状态，围

6、岩松动，裂隙扩展，孔隙度增大。膨胀围岩在自奋的含水量或施工用水引起含水量变化条件下产生膨胀变形如果隧道不及吋支护或支护形式不当、支护强度不足,就会引起隧道过大的变形、最终造成结构破坏，若隧道围岩未进行加固H支架为刚性，则围岩膨胀产生的膨胀压力便作用在支架上，随着膨胀含水量的增加和吋间的延展，膨胀的围岩岩体范围越来越大，支架所受的膨胀压力也随之增大，支护结构破坏。同时，围岩松动圈继续增大，裂隙进一步增大，为深部围岩充填水分提供条件，从而又引起深部膨胀岩体膨胀，进而导致隧道支护结构的稳定性恶化，出现隧道崩坍。2膨胀岩隧道施

7、工基本原则处治膨胀岩的基本原则：加固围岩、先柔后刚、先让后顶、变形留够、底部加强、分层支护。通过对隧道掌子面做进一步的地质勘查，详细了解到膨胀岩的分布及走向情况，其影响隧道边墙及拱脚，采取如下措施：①优化隧道洞室开挖断面。为适应四周均受压的应力状态，避免应力集中,支护结构形式采用圆顺的近圆形断面。适当调整设计预留变形量。②超前预支护。超前支护采用管材为?准42热轧无缝钢管，壁厚3.5mm,长度3.5m,纵向间距1.6m,环向间距40cm,仰角10°,布设于拱顶150°范围内。③加固围岩。结合围岩及施工的

8、实际情况，对于左侧边墙及拱架处于膨胀岩中和局部松散破碎的围岩，采用径向加长加密小导管注浆加固。④柔性支护。钢筋网喷射23cm厚C25混凝土，内设可伸缩性的U29型钢拱架，拱架纵距80cm。喷射混凝土层在可伸缩性节点处设置环向伸缩缝。对于变形量大的岩面，喷射混凝土层环向每5m布设一条宽10cm的纵向变形缝。⑤仰拱封闭。上半断面开挖完