齊岳山隧道F11斷層區(qū)域橫通道進(jìn)正洞超前帷幕注漿施工方案

1、齊岳山隧道F11斷層區(qū)域橫通道進(jìn)正洞超前帷幕注漿施工方案SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT&ECONOMY2011年第21卷第兒期文章編號:1005-6033(2011)11-0208-03齊岳山隧道F11斷層區(qū)域橫通道進(jìn)正洞超前帷幕注漿施工方案王建軍(中鐵十二局集團(tuán)第-'SE程宜萬鐵路32標(biāo)項(xiàng)目部,湖北利川,445400)摘要:以齊岳山隧道FI1斷層區(qū)域橫通道進(jìn)正洞施工為例,介紹了超前帷幕注漿施工技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用,闡述了大斷層區(qū)域內(nèi)超前帷幕注漿技術(shù)的注漿設(shè)計(jì),鉆探注漿情況分析,注漿效果評定,開挖揭示對比,為斷層破碎帶,軟弱圍巖施工提

2、供了一定的經(jīng)驗(yàn)借鑒.關(guān)鍵詞:齊岳山隧道施工;F11斷層區(qū)域;超前帷幕注漿施工技術(shù);施工方案中圖分類號:U455文獻(xiàn)標(biāo)識碼:Al工程概況齊岳山隧道全長10528in,工程地質(zhì)和水文地質(zhì)極其復(fù)雜,主要地質(zhì)構(gòu)造為齊岳山背斜和箭竹溪向斜,隧道穿越二,三疊系灰?guī)r地層約4.7lcm.該區(qū)域發(fā)育有大,小魚泉及得勝場三條暗河,隧道穿越15條斷層.預(yù)測隧道正常涌水量約為17.6萬m/d,最大涌水量約為74-3萬m%.主要地質(zhì)災(zāi)害問題為巖溶,突泥,涌水,瓦斯及天然氣I-2.其中齊岳山J噬道中部得勝場槽谷地段,隧道穿越大冶組三四段(T.),嘉陵江組(Td,)碳酸鹽巖地層,發(fā)育有F8,F9,FIO,F1I等4條斷層,

3、其中FIl斷層規(guī)模大,斷層帶寬度達(dá)100trn,是得勝場暗河暗河在隧道上部逋過,暗河在隧道處埋深約35m枷rn,隧道距暗河河底距離鯫20o,根據(jù)暗河流量觀測結(jié)果推測,其深部也可能發(fā)育另暗河系統(tǒng),根據(jù)地質(zhì)特勘資料,由于巖層間的層間裂隙和規(guī)模宏大的得勝場斷裂及其次級構(gòu)造的影響,深部巖溶裂隙水與上部暗河水具有水力聯(lián)系,該段隧道不可避免遭受上部得勝場暗河管道流的補(bǔ)給,是齊岳山隧道受水威脅最嚴(yán)重的地段,也是施工安全風(fēng)險最嚴(yán)重的地段.2超前帷幕注漿施工方案由于F11大斷層富水性好,規(guī)模大,基本都是在超前帷幕注漿+大管棚支護(hù)下才得以平穩(wěn)推進(jìn),日施工進(jìn)度及月掘進(jìn)能力有限,為了能安全,快速地完成齊岳山隧道后續(xù)施

4、工任務(wù),滿足全線鋪架施工節(jié)點(diǎn)工期要求,經(jīng)過鐵道部,建設(shè)指揮部,鐵四院等很多專家的長時間的調(diào)研,論證,最后決定采取通過橫通道開辟多工作面分割正洞剩余施工任務(wù),但是方案的制訂卻帶來了新的難題,大斷層里每向前推進(jìn)1In都存在著很大的安全風(fēng)險,在208收稿日期:201】-o2一l7斷層區(qū)域正洞和平導(dǎo)問增設(shè)橫通道施工是一個帶有考驗(yàn)性的重大難題,無論橫通道開口還是洞身掘進(jìn)都存在著較大困難和安全風(fēng)險,大斷層內(nèi)橫通道進(jìn)正洞挑定施工更是少有經(jīng)驗(yàn).2.2橫通道進(jìn)正洞施工方案的確定.通過對F11斷層幾個循環(huán)的超前帷幕注漿及管棚支護(hù)施工工藝的摸索,通過對開挖揭示情況與注漿效果相結(jié)合的綜合分析評價,通過對開挖支護(hù)全過程

5、的圍巖變形及支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,基本摸清了F11斷層地層的特性,初步掌握了本段巖溶水特性,斷層泥,斷層整體穩(wěn)定性情況,形成了比較成熟的針對性施工處理方案及作業(yè)要點(diǎn).由于通過小斷面進(jìn)行正洞大斷面超前支護(hù),大管棚的角度及支護(hù)范圍基本不能發(fā)揮出作用,要么仍在隧道斷面內(nèi)起不到支護(hù)作用,要么支護(hù)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了隧道開挖最大影響范圍以外.所以,橫通道進(jìn)正洞施工方案確定為超前帷幕注漿+超前小導(dǎo)管支護(hù)+三臺階預(yù)留核心土開挖+臨時仰拱及時封閉3-4.橫通道進(jìn)正洞掌子面為DK365+194,計(jì)劃下一循環(huán)注漿加固范圍為前方20m,即至正洞DK365+214里程,橫通道與正洞平面,空間關(guān)系比較見圖1,圖2.

6、通過對橫通道與正洞平面,空間關(guān)系的分析對比,按照3nl的注漿加固范圍進(jìn)行本循環(huán)注漿設(shè)計(jì).注漿設(shè)計(jì)主要說明如下:(1)本設(shè)計(jì)適用于11號一1橫通道段進(jìn)入正洞后對正洞DK365+194DK365+214段上半斷面進(jìn)行注漿加固施工,共設(shè)計(jì)45孔(包括l6個補(bǔ)孔),l6個外圈孔嚴(yán)格按5m分段鉆注施工.(2)超前注漿加固段長20m,開挖17m,預(yù)留3ITI作為下一循環(huán)止?jié){巖盤.(3)注漿加固范圍:拱墻開挖輪廓線外3m,底部3.49m;漿液王建軍齊岳山隧道F11斷層區(qū)域橫通道進(jìn)正洞超前帷幕注漿施工方案本刊E一一譬乙n暑暑圖1橫通道與正洞平面關(guān)系比較圖萬州圖2橫通道與正洞空間關(guān)系比較圖(em)擴(kuò)散半徑1-5

7、m,終孔間距2.3m,補(bǔ)孔斷面設(shè)在DK365+204處.(4)注漿方式采取前進(jìn)分段式注漿,分段長度3m-5m,嚴(yán)格執(zhí)行最大長度不大于5.0m.(5)根據(jù)"一孔多用"原則,將wl,w3,w5,w7,w9,wl1孑L作為超前鉆探孑L,注漿孔.(6)采用地質(zhì)鉆機(jī)開d110mm孔,開孔2m后,安設(shè)d108mm孑L口管2ITI,并安裝高壓閘閥,再分段鉆設(shè)d89mm孑L注漿施工.(7)注漿順序按發(fā)散一約束型原則進(jìn)行,由't-N內(nèi),由下到上,間隔跳孔注漿.(8)注漿材料主要以普硅水泥為主,普通水泥一水玻璃雙液漿為輔.(9)單孔注漿以定壓為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn),注漿終壓5MPa.(1o)考慮該

8、段管棚施工受限,外圈,內(nèi)圈注漿孔均安裝玻璃纖維錨桿,確保掌子面開挖穩(wěn)定.(11)開挖施工時采用加密,加長小導(dǎo)管進(jìn)行超前預(yù)支護(hù),嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)尺,必要時調(diào)整開挖方式,采取人工風(fēng)鎬開挖.超前注漿加固平面圖,超前注漿加固開孔位置圖,超前注漿加固終孑L位置圖,超前注漿加固補(bǔ)孔終孔位置圖,注漿過程主要吸漿區(qū)域分布圖詳見圖3,圖4,圖5,圖6,圖7.(1)DK365+193DK365+200為破碎灰?guī)r段,夾少量泥:DK365+200DK365+201段為泥石膠結(jié)體,含泥量增多;DK365+201DK365+203.5段為泥質(zhì)頁巖,整體軟弱;DK365+203.5DK365+208.5段為致密土層,少量角礫

9、石膠結(jié)體;DK365+208.5DK365+215為泥質(zhì)頁巖,土層,角礫石膠結(jié)體,強(qiáng)度低.(2)整段裂隙水量偏小,最大單孔出水量5.76m3/h,實(shí)測水壓O-3MPa.(3)分段注漿量較小,單孔單段注漿量最大為4.2m,終壓均0j一一圖3超前注漿加固平面圖(cm)ll;Il量llIljI文圖4超前注漿加固開孔位置圖(em)一一一_孑萬一一一一一圖5超前注漿加固終孔位置圖(cm)達(dá)5MPa以上,從吸漿區(qū)域分布來看,主要在左半部拱腰和墻腳及右側(cè)墻角處.圖7為超前探測縱向地質(zhì)示意圖,圖8為主要吸漿區(qū)域分布圖.通過45孔超前注漿及補(bǔ)孑L注漿,內(nèi)圈孑L,外圈孔及補(bǔ)孑L注漿終壓均達(dá)到設(shè)計(jì)終壓5MPa,且單

10、孑L終孔吸漿量很小,滿足設(shè)計(jì)的單孑L注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn).根據(jù)超前鉆孔探測判識,進(jìn)正洞后上導(dǎo)209圖6超前注漿加固補(bǔ)孔終孔位置圖(cm)2200圖7超前探測縱向地質(zhì)示意圖(cm)圖8主要吸漿區(qū)域分布圖(cm)程各孔吸漿量記錄表中整理得知W2W5,WI1,WI5,W16吸漿量較大.地質(zhì)較差部位與主要吸漿區(qū)域基本相吻合.采用檢查孔法進(jìn)行注漿效果評定,本循環(huán)采取了在超前鉆孔探測判識地質(zhì)較差部位及主要吸漿區(qū)域增設(shè)4個檢查孔(檢查孔終孔位置見圖8中所示)進(jìn)行鉆孔檢測,檢查孔出水量,吸漿量均符合全段注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn),說明了本循環(huán)超前帷幕注漿堵水效果理想,達(dá)到了預(yù)期的目的,具備了試挖條件.經(jīng)過超前帷幕注漿后,進(jìn)行掌子面

11、試挖,開挖揭示地質(zhì)情況基本與超前鉆孑L探測吻合,堵水效果良好,在超前小導(dǎo)管的輔助支護(hù)下,橫通道進(jìn)正洞后新辟工作面漸漸發(fā)揮了重要作用,開挖支護(hù)施拱的逐段封閉,本循環(huán)超前帷幕注漿段落實(shí)現(xiàn)了安全順利掘進(jìn).3結(jié)語在地質(zhì)異常復(fù)雜的齊岳山隧道施工中,采用超前帷幕注漿加固加以其他輔助施工措施處理了多處大型溶腔,特別是在FI1大斷層施工中,超前帷幕注漿方案的合理采用與成功實(shí)施在齊岳山隧道最終的攻堅(jiān)戰(zhàn)中發(fā)揮了重要作用.參考文獻(xiàn)1陳成宗,何發(fā)亮.隧道工程地質(zhì)與聲波探測技術(shù)M.成都:西南交通大學(xué)出版社,2004.應(yīng)用EJ.鐵道建筑技術(shù),2003(5):1822.3,豫10204-2002鐵路隧道施工規(guī)范s.2002

12、-0316.4關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集M.北京:人民交通出版社,2003.(責(zé)任編輯:李敏)第一作者簡介:王建軍,男,1982年9月生,2006年畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院土木工程專業(yè),中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司宜萬鐵路32標(biāo)項(xiàng)目部,湖北省利川市南坪鄉(xiāng),445400.AdvancedCurtainGroutingConstructionSchemefortheMainTunnelthroughCrossEntwaywithinFllFaultAreaofQiyueshanTunnelWANGJian-junABSTRACT:Takingtheconstructionofthemaintunne

13、lthroughcrossentrywaywithinF11faultareaofQiyueshanTunnelasanexample,thispaperintroducestheapplicationofadvancedcurtaingroutingconstructiontechnologyundercomplexgeologicalconditions,expoundsthegroutingdesign,drilling/groutingsituationanalysis,groutingeffectevaluationandexcavationreveal/contrastofadvancedcurtaingroutingconstructiontechnologyadoptedinlargefaultareas,whichprovideso