浅谈高地应力软岩隧道超前导洞施工

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1、第３０卷第４期甘肃科技Ｖｏｌ３０Ｎｏ４２０１４年２月ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦｅｂ２０１４高地应力软岩隧道超前导洞施工刘成杰（兰渝铁路有限责任公司，甘肃兰州７３００００）摘要：施作超前导洞进行应力释放是解决高地应力软岩隧道大变形的重要方法之一。结合兰渝铁路木寨岭隧道工程实例，对高地应力软岩隧道超前导洞综合施工技术进行了研究和阐述，以期能为今后同类工程超前导洞施工提供参考和借鉴。关键词：兰渝铁路；隧道；高地应力；超前导洞；施工中图分类号：Ｕ４５１１）有效释放原则。在断面选择时，应尽可能采１工程概况用较大的断面，使断面距拱顶、拱腰、边墙的距离尽

2、木寨岭隧道位于甘肃省定西市漳县、岷县境内，可能近。根据测试隧道开挖后所引起的松动圈来为兰渝铁路线上最长的隧道。隧道设计为两条单看，导洞与正洞的边缘距离以不超过３．５ｍ为宜；线，左线里程为ＤＫ１７３＋２８０～ＤＫ１９２＋３７５，长度２）安全可靠原则。为保证超前导洞的施工安１９０９５ｍ；右线里程为ＤｙＫ１７３＋２８０～ＤｙＫ１９２＋３９５，全，导洞初期支护参数应合理、可靠，由现场实际开长度１９１１５ｍ。左、右线线间距为４０ｍ，隧道最大埋挖监测情况来看，当围岩变形量超过３０ｃｍ时，初期深为６００ｍ。为保证工程工期，共设置８座斜井，其支护混凝土出现大量剥落、掉块现象，钢架扭曲变中

3、６座为无轨斜井，２座为有轨斜井。选择在木寨形，甚至错断，从而使初期支护结构破坏。因此，应岭隧道７号斜井工区施作超前导洞，进行应力释放选择超前导洞应选择合理的初期支护，应保证导洞实验，试验段位置为隧道右线里程ＤｙＫ１８７＋９９６～累计变形值不应超过３０ｃｍ；ＤｙＫ１８８＋０３６，长度为４０ｍ。３）快速开挖原则。超前导洞应快速开挖，断面隧道穿越第四系、第三系、二叠系、石炭系和泥选择时，应尽可能使断面一次开挖到位，不宜采取台盆系地层。第四系地层主要为人工填筑细角砾土、阶法施工。根据掌子面的稳定性分的，一次开挖到黏质黄土、砾质黄土、细角砾土、粗角砾土、碎石土和位时，断面高度不宜大

4、于４．５ｍ；砂质黄土。第三系地层主要以砾岩、泥岩夹砂岩为４）经济合理原则。超前导洞应根据地质条件主。二叠系地层主要以板岩为主，砂岩及炭质板岩采取合理的支护措施，对Ｕ２９可缩钢架、Ｉ２０ｂ钢架多呈互层或夹层分布。石炭系地层以砂岩为主，夹进行支护参数比选。部分灰岩、板岩。泥盆系地层主要以粉砂岩和石英２．１导洞设计砂岩为主，局部夹泥岩和板岩。超前导洞位于隧道断面内，距隧道拱顶开挖轮隧道位于秦岭—昆仑纬向构造体系，后期被祁廓线２３３ｃｍ，距隧道两侧边墙开挖轮廓线３１９ｃｍ。吕贺兰山字型构造体系改造、复合、归并。并在茶固超前导洞采用直墙断面，断面尺寸：宽度×高度＝滩一带又被茶固滩帚

5、状构造体系改造，目前形态表４５０ｃｍ×４５０ｃｍ。如图１所示。现为ＤＫ１７３＋３５０～ＤＫ１８９＋７００段为祁吕贺兰山字２．２支护措施型构造体系，ＤＫ１８９＋７００～ＤＫ１９２＋３７５段为茶固为保证导洞安全进入正洞施工，施作１．５ｍ长滩帚状构造体系。多期次构造作用复合叠加，形成明洞。明洞段采用Ｉ１６钢架棚洞，间距０．５ｍ／榀，喷了形态各异极其复杂褶曲与断层束构造。射混凝土２３ｃｍ。导洞段分两部分，前５ｍ段为锁口段，后面为一２超前导洞设计般段。根据超前导洞的释放机理，在超前导洞断面和１）暗洞锁口段。采用格栅钢架支撑，间距为１支护参数的确定时，应遵循４个基本原则。榀／０．６ｍ

6、，网喷Ｃ２５混凝土，厚度２３ｃｍ。拱部设９８甘肃科技第３０卷φ２２ｍｍ系统锚杆，长度２．５ｍ，布设间距：环向×纵向＝１．５ｍ×１．５ｍ；２）暗洞一般段。原则上根据围岩稳定情况，采用网喷Ｃ２５混凝土，厚度８～１６ｃｍ。必要时可设置环向φ１８ｍｍ钢筋，纵向连接，纵向间距１环／１ｍ。当监测表明变形量超过Ⅰ级安全管理基准值时，采用Ｕ２９可伸缩钢架支撑，钢架纵向间距１榀／１～１．５ｍ。正洞扩挖分３段进行试验。支护参数见表１。３超前导洞施工及资源配置３．１安全控制基准值图１木寨岭隧道超前导洞位置（ｃｍ）根据木寨岭隧道前期监控量测经验，制定超前导洞安全控制基准见表２。表１木寨岭隧道超前

7、导洞应力释放试验正洞扩挖初期支护参数预留变形钢架间网喷混凝段落支撑钢架系统锚杆备注量（ｃｍ）距（ｍ）土厚度（ｃｍ）第１段（０～１４ｍ）４０Ｈ１７５型钢０．５３３拱部长度４．５ｍ，边墙长度６ｍ变形２０ｃｍ后第２段（１４～２６ｍ）２５Ｈ１７５型钢０．７５３３拱部长度４．５ｍ度，边墙长度６ｍ加设Ⅰ１６支第３段（２６～４０ｍ）２５八字节格栅钢架０．７５３３拱部长度４．５ｍ度，边墙长度６ｍ撑表２木寨岭隧道超前导洞安全控制基准值量测数值特征安全安全工程特征累计变形施工措施等级变形速率状态量（ｃｍ）喷层仅局部出现环向开裂，Ⅰ级１５／正常掌子