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1、软弱破碎岩层隧道的新奥法施工张金柱 雷 军(铁道部第十二工程局第二工程处)【提要】以京九线雷公山隧道为例,叙述采用超前锚杆预支护、弧形导坑开挖、留核心土的方法进行拱部开挖施工,通过软弱破碎岩层,取得了良好的技术经济效益。【关键词】软岩 隧道 施工 超前支护1 前言2 工程概况软弱围岩隧道施工中,由于岩层自稳时间雷公山隧道系电气化铁路双线隧道,全长短,通常采用辅助措施对地层进行预支护或预3679m,为京九线上第二座长隧道。采用新奥加固。超前锚杆是其中的一种主动支护措施,它法施工,复合式衬砌。其地表为第四系全新统残主要通过组合、
2、悬吊和挤压对围岩起加固作用,积层或洪积层砂粘土,洞身主要穿越泥钙质粉为下一循环提供早期预支护。一方面,它将围岩砂岩、砂砾岩、硅铁质砾岩。地质结构复杂,节若干层组合成厚层,将节理发育的岩体串联在理、裂隙发育,褶皱、扭曲严重,断层、向背斜交一起,阻止岩块沿裂隙面的滑移,在洞室周边形错;常有断层破碎带、不整合接触带穿插,且岩成一定厚度的承载环,从而较充分地发挥围岩质软弱、破碎,断层中有泥、角砾石充填,地下水的自承作用,另一方面,它又阻止围岩因过度变极其丰富。Ë类以下围岩占该隧道总长的形而坍塌。8011%。京九线雷公山隧道采用新奥法
3、施工,在部分软岩破碎地段为确保开挖面稳定与控制围岩3 超前锚杆预支护变位,采用超前锚杆预支护、弧形导坑开挖、留311 超前锚杆施工要点核心土的方法进行拱部开挖施工。少diö2,其他各点计划正矢均无变化。应当注(2)一般情况下f"i-f′i≤±1mm;困难意的是,当坡率方向相反时(不是一端水平,另时,f"i-f′i≤±2mm,如本例第五点(见附一端斜线,而是由方向不同的两条斜线组成),表):则在方向相反的两条斜线之间,至少要有一个f"5=f5+e′5-(e′4+e′6)ö2=46+16-点间距的i=0的水平线夹在其中作为过渡,
4、以(22+14)ö2=44mm确保相邻坡率差di不大于2,困难时不大于4。f"5-f′5=44-43=1mm(满足条件)213 修正后计划正矢f"的检算该方法曾用于改造水蚌线某段及淮南线某修正后曲线上任意点的计划正矢f"必须段复心曲线的整正计算,拨量均控制在50mm满足下列条件:以内,拨后曲线均达到优良标准。(1)f"i=fi+e′i-(e′i-1+e′i+1)ö2(检算公收稿日期:1997-07-14式)(责任审编 李从熹)—12—铁道建筑 1997年第11期©1995-2005TsinghuaTongfangOptic
5、alDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.开挖前在开挖面顶部一定范围内,沿坑道压风吹干净。要尽量准确控制外插角,以防增加设计轮廓线,向岩体内打入一排纵向锚杆,形成超欠挖。一道加固顶部的岩石棚。然后,在此棚保护下进(3)将水注入注浆泵内(约占泵体积2ö3),行开挖,至一定距离后(必须保留一定的超前长并倒入少量砂浆,初压水和稀浆湿润管路,然后度),重复上述步骤,如此循环前进。再将已拌好的砂浆倒入泵内,将注浆管插至锚312 超前锚杆布置原则孔眼底,将泵盖压紧密封,开始注浆。随着砂浆(1)超前锚杆的安装必须作为
6、开挖循环的一不断压入眼底,注浆管跟着缓缓退出眼孔,直至个组成部分来完成,旨在增加岩体的自承能力。砂浆注满眼孔。(2)超前锚杆的设置充分考虑岩体结构面(4)立即把锚杆插入眼孔,接着用推、锤击特性和围岩地质情况。如洞口特浅埋地段(埋深方法,把锚杆插至孔底,然后用木楔堵塞孔口,仅4～9m),采用双层超前锚杆,梅花形布置;防止砂浆流失。一般软岩地段则采用单层超前锚杆。(5)及时清洗、整理注浆用具,除掉砂浆凝00聚物,准备下一循环使用。(3)超前锚杆外插角:Ê类围岩中5～10,00315 施作超前锚杆注意事项Ë类围岩中5～7。(4)超
7、前锚杆纵向两排的水平投影应有不(1)锚杆一定要除锈除油,以保证杆体与浆小于100cm的搭接长度。液间的粘结力。(5)超前锚杆尾端一般焊接在钢拱架上,以(2)砂浆采用的中、细砂,使用前应过筛,最增强共同支护作用。大颗粒不超过215mm。313 超前锚杆预支护设计参数(3)砂浆严格按配合比拌合,拌合要均匀,随拌随用,一次拌制数量不应多于3个孔,以免附表 超前锚杆预支护设计参数时间过长,造成砂浆在泵、管中凝结。(4)注浆作业开始或中途停止超过30min锚杆形式设计参数时,应测定砂浆坍落度,其值小于10cm时不得锚杆类型全长粘结式早
8、强砂浆锚杆使用。长 度4m(5)注浆时注浆管插至距孔底5～10cm,数 量每环不少于35根随砂浆的注入缓慢匀速拔出。杆体插入后,若孔直 径<22mm口无砂浆溢出,说明孔内砂浆不满,应及时补材 料螺纹钢注。(6)杆体插入孔内长度不应小于设计规定环向间距≤014m的95%,锚杆安放后不
