象山隧3#斜井IV级大变形段施工方案.doc

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1、软弱围岩大变形段施工方案一、编制目的象山隧道3#斜井施工的正洞里程，深埋均大于200m，属深埋围岩，软岩可能出现大变形，为了使软弱围岩大变形段安全、顺利、快速并保证质量地通过，特制定本施工方案。二、编制依据1、《新建铁路龙岩至厦门铁路象山隧道施工图》。2、现行铁路设计、施工及质量验收规范、规程、规定、和标准。3、象山隧道实施性施工组织设计4、《深埋特长隧道及其施工地质灾害》5、已建的深埋隧道高地应力软弱围岩大变形施工经验及科研成果。三、工程设计概况1、设计地质情况象山隧道隧址区主要构造线呈NE~SW，推断最大水平主应力方向为NW~SE，与隧道轴线夹角60°左右斜交，

2、为N94°W。本地区地应力强度属中等应力场地区。隧道除进出口外，洞身大面积出露粉砂岩、砂岩、砂质泥岩等软质岩地层，DK25+040~DK33+350段隧道埋深＞200m，最大埋深780m。隧道洞身在软质岩开过程中，DK25+040~DK33+350段围岩可能会发生大变形，需加强支护。左（右）线隧DK（YKD）27+210~DK（YKD）DK29+235地段，隧道可能存在软岩大变形问题，除DK（YKD）28+315~DK（YKD）DK28+355采用软岩大变形衬砌外，其余地段设计暂时未考虑软岩大变形的影响。我工区施工管段内的DK27+210~DK29+235，隧道埋深

3、大，开挖过程中，围岩会发生大变形，设计上DK（YDK）28+315~DK（YDK）28+355为Ⅳ级软岩大变形段。2、设计开挖支护情况（1）超前支护：超前小导管配合型钢钢架使用，设计参数如下：①超前小导管规格：钢管外径42mm，壁厚3.5mm热轧无缝钢管，钢管长度为3.5m；②环向间距及搭接长度：小导管环向间距40cm；纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于100cm；③外插角：5°～10°；④注浆材料：水泥砂浆水灰比0.5～1.0（重量比）；⑤注浆压力：0.5～1.0MPa，对于涌水量较大的松散破碎带，可采用具有针对性的注浆材料，有关参数具体设计时加以说明；⑥设置范

4、围：拱部120°范围，每环设置23根。（2）开挖：采用台阶法开挖，按照30cm预留变形量。（3）初期支护:初喷混凝土4cm后，架设Ⅰ18可伸缩性工字钢架，钢架间距0.8m，相邻拱架间采用Φ22钢筋连接，环向间距1.0m。可缩性接头处应预留20cm左右宽的部位暂时不喷射混凝土，待接头合拢或围岩变形基本稳定，再喷射混凝土。在拱部设置长度为5.0m长的Φ25中空注浆锚杆，边墙及仰拱设置长度为5.0m长的Φ22砂浆锚杆，环向间距1.0m，纵向间距0.8m，梅花形布置。然后再铺设网格间距为20cm×20cm的φ8钢筋网，最后喷射C25混凝土25cm。（4）二次衬砌采用C30防

5、水钢筋混凝土，主筋采用Φ22钢筋，拱部厚50cm，边墙厚67cm，仰拱厚60cm。四、工程重点及难点（1）本段属于高地应力条件下的软弱围岩大变形，其变形特点为断面缩小，基脚下沉，拱顶上抬，拱腰开裂，基底鼓起等。变形初期不仅变形的绝对值很大，而且位移速度也很大，如不加控制或控制不及时,一旦大变形控制不好，可能出现塌方，也可能会出现初期支护侵入隧道净空，引起二次扩挖或换拱，影响施工进度和安全，造成隧道修建成本增加。（2）对大变形的预测很重要，但这又恰好是大变形研究和操作中最薄弱的环节，地应力测试困难复杂，参数不易获取，而且当前隧道设计对高地应力条件下软弱围岩大变形没有作

6、出比较明确的规定，施工规范也只是指导性的，只有零星地见到各种科研结果，但这种科研结果非常有针对性，只针对某座隧道而言，适用性不强。（3）象山隧道富水，在高地应力下围岩软弱破碎，使其支护难度提高，变形更难控制。（4）3#斜井为有轨斜井，混凝土运输困难，仰拱的及时封闭和二衬提前施工比较困难。（5）象山隧道工期异常紧张，在围岩较差的情况下，要确保施工进度，软弱围岩超前预支护和初期支护工程量大，工序多，实现快速施工比较困难。（6）从其他高地应力条件下软弱围岩大变形隧道施工经验来看，支护参数均要通过现场监控量测的结果对预设计进行验证和调整，监控量测主要是位移监测和应力监测，应

7、力监测技术较复杂，需要高等院校的科研机构协作完成。五、大变形的预测及判断设计说明，本地区属于中等强度地应力，在软质岩的开挖过程中可能会出现大变形，为了尽量避免大变形侵限，扩挖影响施工进度和施工安全，这就需要提前对大变形进行预测，除采用必要的超前地质预报预测外，也可按照下面积几种方法进行综合预测和判断，确保变形及早发现，及早采取措施，避免返工。1、根据《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）的规定，当实际应力比大于临界应力比时，则产生大变形，判定标准为：[σ2/Rb]λ=1=3[σ2/Rb]λ=2=2其中，σ2为水平地应力，Rb为围岩抗压强度。2、根据《铁