双线隧道富水软弱破碎围岩大断面工法.doc

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1、双线隧道富水软弱破碎围岩大断面工法铁道部隧道工程局长大隧道施工遇到强涌水、大规模断层破碎带等不良地质条件，常常成为控制工期，影响工程质量和施工安全的关键技术难题。过去由于技术水平的限制，设计多采用隧道群取代长隧道以绕避严重不良地质地段。施工多采用导坑扩大分部开挖方法通过断层。近年来，经过科研攻关，隧道软岩施工技术不断提高，使富水软弱破碎地层采用大断面施工才成为可能。本工法是隧道工程局在大瑶山隧道九号断层施工中研制开发的，科研专题为：穿越大瑶山隧道F9(富水软弱破碎)区域性主干断层配套技术，1988年5月通过铁道部技术鉴定，1989年获铁

2、道部科技进步特等奖。一、工法特点及关键技术1.本工法综合应用了超前地质预报，排水减压后注浆堵水加固围岩，大断面机械化施工，初期支护加强并及时封闭成环，施工量测信息反馈以及运用系统工程进行管理等项新技术。对隧道穿越大规模断层出现的各种不良地质，运用新奥法原理，提出了认识围岩，保护围岩，支护围岩，监测围岩的三十字施工方法，即“先深探、管超前、预注浆、半断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、常量测”。2.利用多种地质探测手段，进行施工地质预报，为设计、施工提供决策依据。3.采用超前平导排水降压，正洞采用周边短孔预注浆，固结注浆等方法，

3、堵水和加固围岩。4.采用大型、高效配套的机械施工，施工工艺能适应地质变化。5.针对不同的工程地质和水文地质条件，采用多种支护手段相结合构成最佳初期支护体系。主要形式有①锚杆、钢筋网、喷混凝土，②锚杆、钢筋网、钢架、喷混凝土，③超前管棚、钢架、喷混凝土(或模筑混凝土)，使初期支护为主要承载结构，以保证二次衬砌机械化安全作业。6.通过围岩与支护的位移量测，评价初期支护的可靠性和围岩的稳定状态，为修改设计支护参数，变更施工工序提供可靠数据。7.在富水软弱破碎地层开创了隧道大断面施工模式，改善了施工作业环境，减轻了工人劳动强度。具有安全度高(

4、可避免严重的塌方和突水)，进度快，节省工程投资，保证工程质量等优点。二、适用范围本工法适用于构造复杂的地层中修建各类用途的山岭隧道和地下工程。适用本工法的地层：大规模断层带，软弱破碎、结构松散的岩体，最大静水压≤4.0MPa,最大涌水量≤42000t/d，平均涌水强度≤1000t/dD.m，无水断层泥，围岩分类为铁路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类地层。洞室埋深：深埋。洞室断面最大尺寸：跨度≤12.5m，高度≤11.0m。三、施工程序施工程序见图1。四、施工工艺(一)地质预报对于构造复杂的大规模断层，由地表探测和少量的地质钻孔为主，推断地下深部的地质

5、条件与隧道施工实际遇到的地质条件存在差异，而隧道施工对地质体的变化又非常敏感。特别是采用大断面开挖，更要求准确预报施工前方的工程地质和水文地质条件。因此，采用本工法必须把地质超前预报作为一个工序纳入生产过程。1.前期准备：收集和熟悉与工程有关的地质资料，研究隧道施工所涉及的主要地质问题，制定超前预报方案。2.预报方法：采用超前平导方案，以平导和正洞地质、水文观测素描，平导与正洞地质类比为主，辅以地震波、声波、钻速测试、岩石微观研究、钻孔探水、赤平极射投影作图等方法，互相补充验证。3.预报的重点内容：预测开挖面前方的地质情况，围岩类别，

6、断层，软弱破碎带在前方出露的位置和对施工的影响，地下水活动情况等。4.预报方式：根据勘测设计成果和施工阶段的观测结果，进行综合分析处理，分阶段作出预报。①长期预报：根据地质背景，确定地质构造形式，建立具体的地层、构造标志，以地质观测和类比为主要手段，并用物探、钻孔等验证，进行总体预报。预报断层规模、分布、性质、构造分带、富水性等，并分段作出工程地质评价。②中期预报a.岩石微观构造研究：在地面不同部位采集岩样，进行规定的微观鉴定和岩组分析，进一步论证断层范围、构造分带等。b.工程地质类比：根据超前平导日常观测积累的素材，作出岩体分段

7、定性评价，采用地质类比方法推延正洞。同时据正洞掌子面和侧壁剖面观测，结合地质背景，预报正洞前方和超前平导的岩体稳定、富水情况。c.各种图析法：利用赤平极射投影，实体比例投影等作图法，分析岩体稳定状况，判断可能失稳岩块的分布，提供预报。可以以超前平导分段作图预报相对应正洞，也可以以正洞资料预报前方相似的地段。d.地震反射波法：在掌子面排列布置地震探测的激发和反射波接受装置，可接受反射波。对于岩性单一，走向与隧道轴线近于正交的断层，只要存在破碎程度差异的界面，便可产生较强的反射波，据此判断隧道前方岩体的破碎程度和范围。③短期预报a.掌子

8、面及其附近的观测预报：通过地质观测素描、地质作图，分析判断掌子面前方距离(一般数米以内)不良地质构造间距，岩体稳定情况，提出开挖注意事项和防坍措施。一般按开挖循环作业进行相应的预