鷓鴣山隧道塌方處理技術措施

2022-05-08 03:18:02 字數 3311 閱讀 3027

摘要鷓鴣山隧道是我國在建高海拔、高寒地區的長大公路隧道,地質情況複雜。文章介紹了隧道的地質概況和圍岩特徵,並重點闡述了隧道大塌方的情況及處理措施,指出了對變質岩地區碳質千牧巖圍岩級別確定的重要性,為位於高原、高寒地區通過複雜地質地段的隧道施工提供了實踐經驗。

關鍵詞鷓鴣山隧道;隧道塌方;處理措施

1.概述

國道317線鷓鴣山隧道及其引道工程,位於四川省阿壩藏族自治州理縣和馬爾康縣之間,東距成都西北約310km,路線全長8996m。其中,東引道長220 m,隧道長4423 m,平導長4439 m,西引導長4353 m,合同總共期42個月。

鷓鴣山隧道屬高海拔、高寒變質岩地區工程,隧道區地面高程達3300 m以上,區內歷年平均氣溫為3。3~3。8,歷年極端最底氣溫為-30~-31,凍結最大深度1。

01 m,最大積雪厚度47㎝。

鷓鴣山隧道設計技術標準為山嶺重丘二級公路,行車速度為40 km/h,雙向行車,行車道寬2 m×3。5 m。建築界限:

高5 m,寬9 m。車輛荷載:汽車-20級,掛車—100。

另設平行導坑,作為運營通風及安全救援通道,平導建築限界:高4。5 m,寬5 m。

2.隧道區內出露的地層主要為第四系全新統和三疊系「西康群」中統雜穀腦組上段上統侏偉組、新都橋組及中生代燕山期花崗閃常岩。

ⅱ級圍岩段:以千枚岩、碳質千枚岩、板岩、碳質板岩為主,節理裂隙發育,洞身施工時易坍塌,夾砂岩破碎帶處開挖後地下水發育,碳質千枚岩等軟岩段在初期支護施作後不久地下水逐漸滲出並增大。

ⅲ級圍岩段:以砂岩、板岩為主,夾薄層細砂岩,受區域地質構造影響,岩層擠壓倒轉,節理發育,岩體破碎,地下水較發育,洞身施工中易坍塌。

ⅳ級圍岩段:以變質細砂岩、板岩為主,夾千枚岩、碳質千枚岩,岩層單斜,擠壓緊密,節理較發育,岩體較完整,地下水較發育。

目前隧道施工地段以ⅱ級和ⅲ級圍岩為主。

3.平導pk0+540~+567段地質

該段施工揭露圍岩以碳質千枚岩為主(佔90%以上),夾薄層碳質板岩,受區域地質構造影響,岩層擠壓強烈,產狀為270度~300度,角70~87度,節理發育,主要有320~350度,角30~55度,115度角60、270度等。碳質千枚岩呈薄片狀,力學強度低,層間黏結力小,與水軟化,泥化,呈鬆軟結構。pk0+556~+572段有一逆斷層,產狀形成寬度約2公尺的角礫岩帶。

開挖時乾燥無地下水,初期支護施作一周後出現滲水,坍塌時大面積滴水,坍塌後坍體出水量為22立方/小時。

4.平導pk0+540~567段坍方情況

平導建築限界高4。5公尺,寬5公尺,開挖斷面高7。2公尺,寬7。

9公尺,曲牆式襯砌,採用新奧法複合式襯砌施工。pk0+540~+567段於2023年10月15日~10月23日開挖及初期支護。其原支護措施為:

拱牆全斷面設定ⅱ級φ18螺紋鋼筋網(25×25㎝),拱部系統錨桿為3公尺長φ25中空注漿錨桿,間距1公尺×1公尺,梅花型布置;邊牆施作2。5公尺長φ22砂漿錨桿,間距1公尺×1公尺,梅花形布置;拱牆全斷面噴c20混凝土(厚10㎝),預留變形量10㎝;二次襯砌採用40㎝厚c25混凝土(還未施工)。開挖時無地下水,一周後噴射混凝土表面出現滲水,且滲水面積逐漸增大增多。

於2023年11月5日上午該段噴射混凝土迅速發生開裂,正欲對該段進行加固處理時,當日下午便發生坍塌。坍塌巖渣封堵巷道,坍腔高度及寬度無法探明(估計7~8公尺高,13~15公尺寬),坍塌巖渣估計三千多方,覆蓋原平導開挖斷面達27延公尺。同時,pk0+520~+540及pk0+567~+580段初期支護發生變形開裂,噴射混凝土裂縫寬達10~30㎜,環向長度貫穿整個斷面,剝落掉塊,鋼筋網外露,初期支護被破壞,失去其支護能力。

5.工程處理措施

5.1 pk0+520~+540及pk0+567~+580段初期支護開列段(坍方影響段)

首先對pk0+520~+540段初期支護開列段進行了加固處理,以防止坍塌向洞口發展。其具體措施為:加設ⅰ18工字鋼架作為臨時支撐,剛架間距為1公尺,拱架角噴射c20混凝土固定(必要時施作臨時仰拱),拱背與噴混凝土面緊帖,空隙處噴混凝土封閉。

每榀臨時支撐設8根φ22砂漿錨桿(長3公尺)鎖定。臨時支張之間作φ22螺紋鋼筋拉桿。全斷面增補4~5公尺長φ25自進式錨桿加固圍岩,間距1公尺×1公尺,梅花形布置。

pk0+567~580開列段待坍塌段處理後再按上述相同措施處理。

5.2 pk0+540~+567坍塌段

5.2.1 封閉坍塌面

首先對坍塌巖渣外露面噴10㎝厚c20混凝土進行封閉處理,噴混凝土中設φ6鋼筋網(25㎝×25㎝)。該10㎝厚鋼筋混凝土同時被作為止漿牆。

5.2.2 注漿固結坍塌巖渣

對坍渣進行固結,以提高渣體自身穩定性和強度是暗挖通過坍方的必要方式。注漿管採用6公尺長φ42鋼花管,注漿孔深6公尺,與長度一致。洞周注漿孔外插2公尺,環向間距為1公尺,中部及下部注漿孔間距可調整為2公尺。

注漿擴散範圍為2~4公尺,漿液採用c:w=1:1之水泥漿,注漿壓力以0。

8~1。2mp為宜。每4延公尺為一迴圈,共計7個迴圈。

5.2.3 φ89鋼花管棚超前支護

使用瑞典353e全液壓鑿岩臺車沿開挖輪廓以3~5度外插角打設φ102㎜、深6公尺的孔,然後用液壓鑿岩臺車頂入φ89鋼花管,每迴圈長度為6公尺,搭接長度2公尺,環向間距0。3公尺,每4延公尺為一迴圈,共計7個迴圈。注入水泥漿填充管棚以增加其剛度,注漿壓力根據現場實際情況而定,以充滿管體為準。

5.2.4 架設工字鋼架

進行注漿固結和施作超前支護後,採用微台階、短開挖施工方案,台階採用三台階,每台階長度為1。5公尺。每開挖迴圈控制在1~1.

5公尺以內,短進尺,弱爆破。開挖後在管棚下架設i18工字鋼架,剛架縱向間距為0.5公尺,縱向用φ22螺紋鋼筋拉桿連線,拉桿環向間距為1公尺。

鋼筋網用φ10的鋼筋,網格為20×20㎝,雙層,噴c20混凝土(30㎝厚)。φ22系統砂漿錨桿,3.5公尺長,0.

8公尺(環向)×0.5公尺(縱向),梅花型布置。該支護均為全斷面設定(包括仰拱)。

5.2.5 二次襯砌加強

為確保永久結構及運營安全,並對該段及前後影響段(即pk0+520~+580段)二次襯砌及仰拱支護措施進行加強處理,採用60㎝厚c25鋼筋混凝土襯砌。

5.2.6 坍腔回填

坍塌地段安全順利通過後,用地質雷達探測的上部坍穴具體情況表明,其坍塌範圍較大,會對隧道支護結構造成較大壓力,且坍腔已被松渣填滿並已注漿加固,因此無須在進行回填。

5.2.7 工藝流程

止漿牆→注漿固結→超前管棚及注漿上部開挖及支護→中部右側開挖及支護→下部右側開挖及支護→仰拱開挖及支護→拱及二次鋼筋混凝土襯砌。

5.3 監控測量

施工處理時,加設了監控量測測點,共設定6個斷面,每個斷面共測6條測線。根據量測記錄繪製出的各個斷面的淨孔變位—時間曲線顯示,其處理措施合理有效,結構穩定,安全可靠。

6. 結論

由於實施以上處理措施,工程已安全順利通過平導坍塌區。

上述情況表明,在變質岩地段,應超前鑽探,以探明前方地質狀況,作好支護,以避免坍塌。

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