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略说隧道设计及施工方案的确定办法

略说隧道设计及施工方案的确定办法

1设计情况

隧道位于半径10000m的曲线上,8‰的下坡。隧道全长采用Ⅴ级围岩加强衬砌,拱部小导管超前注浆,小导管长4m,环向间距0.4m,纵向间距2.4m,初期支护采用Ⅰ20b型钢钢架。洞身DK378+380-DK378+643下穿甘家沟泥石流浅埋段,拱墙设φ50钢花管系统注浆,浆液采用水泥-水玻璃双液浆。洞内采用直径φ89大管棚超前支护,管棚长10m,环向间距0.4m,管棚内设钢筋笼,灌注水泥砂浆充填密实,管棚间设超前小导管预支护。其中DK378+436~DK378+460段拱顶180°范围设置管棚直径为Φ108,环向间距为30cm;管棚间的超前小导管间距为30cm,小导管为Φ50mm×5mm;小导管注浆采用水泥-水玻璃双液浆。预留变形量为30cm。钢架为I20b,钢架间距50cm,拱墙喷混凝土厚度30cm。洞内径向注浆管长度为3m,环向间距为150cm,纵向间距为150cm,全环注水泥-水玻璃双液浆。设计采用了地表注浆加固围岩,注浆范围以隧道边墙净空外左(上游)8m和右(下游)5m范围内地表注浆加固,加固高度为隧道拱部以上5m至边墙底部。隧道横断面设计。为防止地表水下渗,在沟心部位设计有地表铺砌。

2地质条件分析及施工方案的确定

甘家沟石流沟的特点是泥石流堆积体厚度远远大于隧道洞室的高度,整个隧道完全从堆积体内部穿过,地面线就是河床形状,两侧比较宽阔平坦,中心有一小河沟,平时有少量水流,汛期有较大洪水。隧道最浅埋深仅有15m的,其他地段埋深30~40m,隧道底部以下仍有较厚深度的堆积层,受古老河床的形状影响,隧底下部堆积层的厚度深浅不等,基底承载力不等,靠近古河床中心地段承载力最低,泥石流堆积体内富含地下水,渗透系数1.34m/d。对于隧道工程来说,泥石流堆积体由粒径不同的圆砾土、角砾土和千枚岩以及部分夹杂砂质饱水黄土组成,由于形成时间很短,结构松散,密实性差不具有稳定性。其孔隙率大,饱含水,且具有地下流动性,整体承载能力较低,不能满足隧道工程需要。必须对洞室周围进行加固处理,重造围岩,对基底一定深度进行加固,以满足隧道工程的需要。根据以上分析,决定在开挖之前首先应采取地表注浆技术,对DK378+380-DK378+643段进行注浆加固,形成帷幕,有地下水地段采用水泥水玻璃双液浆,无水地段采用单液浆,注浆目的为改良地层性质,重造围岩。其次,开挖前再次进行洞内注浆,增强和提高围岩强度。按照三台阶施工方法,进行开挖,严格控制每部台阶长度,及早封闭仰拱。仰拱底部采用树根桩加固技术,进行基底加固,改良底部围岩性质,提高基底的承载能力。施工中引进TSP超前地质预报技术,对前方围岩情况进行预测。

作者:吴广明单位:中交二公局兰渝项目经理部