【摘 要】通过对漳诏高速公路大步山隧道II类围岩初支与防排水施工过程中新拄术、新材料和新工艺介绍,提出了隧道初支与防排水的新观念和采用的新做法,对类似隧道围岩施工具有一定的借鉴意义。
【关键词】 大步山隧遭 新奥法 初支 防排水
大步山隧道是同(江)三(亚)国道主干线漳(州)诏(安)高速公路的重点控制工程之一,全长1988m。该隧道采用新奥法设计施工及复合式衬砌,初支与防排水是隧道施工过程中的重
中之重,因此它的质量好坏对整个隧道质量来说尤为重要。
1 工程地质及水文地质概况
大步山隧道以侏罗系南园组的火山岩--流纹质晶屑凝灰熔岩为主体,仅进口斜坡局部分布有燕山晚期侵入的花岗岩,两者为侵入接触关系。有六条断裂带与洞轴呈不同角度的斜交,其断层破碎带最宽约20m,最窄约0.5m,断层与洞身部位围岩类别构成及稳定性有较大关系,围岩除断裂带附近及进出口部位类别为:II~IV类外,其于均为V类围岩,但断裂带均未见活动形迹,场地构造相对稳定。
大步山各条冲沟一般都有溪水常6E,这与上源局部段落的地下水溢出及源谷地地表水的积聚有关,地下水与地下断层水有一定的水力关系。隧道区地下水主要富存于构造裂隙和构造破碎带中,以大气降水补给为主,对洞身水文有影响的F7、F7A、F8三条断层破碎带。本区地下水水质为低矿化度重碳酸钙型,对混凝土无侵蚀性。隧道所处地理位置气候温暖湿润,年平均气温约20℃,年降雨量约1712.5mm,最大风速34m/s.隧道进出口段均为Ⅱ类围岩,二衬全部采用C25防水混凝土,II类围岩喷锚25cm,衬砌厚度50cm(本文仅对进口段II类围岩进行阐述)。
2 初期支护
大步山隧道开挖采取预留核心土的方法施工,超前小导管注浆,锚杆挂网,u型钢,喷锚25cm混凝土相结合的施工方法。
2.1 开挖前支护
超前小导管采用/950(5)的热轧钢管加工而成,长度5m,前端加工扁尖形,管身间隔20cm,布设梅花形直径10溢浆孔,孔口端100cm不设溢浆孔,小导管环向布设间距为2根/m,沿隧遭纵向开挖轮廓线向外以5°~10°的外插角打入岩层,每循环间距2m(图1、2)。用28型风钻打孔,再用冲击锤将小导管打入设计深度,然后,用高压风清除管内杂物.小导管布置完后用速凝塑胶泥对导管口端进行封堵,并对掌子面初喷射混凝土进行封闭,喷射厚度5cm.待喷混凝土强度达到设计要求后再进行注30号水泥浆,注浆压力0.75MPa。待水泥浆达到强度后,破碎围岩间的作用力增大,圈岩的稳定性有很大提高,同时也起到了防水作用。


2.2开挖后支护
2.2.1 材料选定
水泥采用漳州中达水泥厂生产的p·032.5R普通硅酸盐水泥.细集料为漳州虎头潭河砂。粗骨料为隧道洞碴破碎而成5—15mm碎石,且符合设计规范要求.外加剂为山西生产的UNF一2A和KW,最佳掺量分别为1.5%和4%。水灰比经过多次现场试验比选,认为当水灰比为0.45时效果最佳。
2.2.2 初喷混凝土
采用具有回弹率小、粉尘少、混凝土均匀性好等优点的湿喷技术,可显著提高锚喷支护的质量.喷射混凝土作业应符合下列要求:a.在喷射混凝土之前,使用高压水或风将岩壁面的粉尘和杂物冲洗干净:b.喷射中发现松动的石块等及时清除;c.喷射作业应分段,分片按自下而上的顺序进行,每段长度不大于6m;小根据设计厚度和喷射部位确定一次喷射厚度,初喷厚度一般不小于6cm;e.喷头喷射方向与岩面偏角小于l0°,喷头至受喷面距离控制在0.6~1.0m之内,喷头呈螺旋形均匀缓慢移动,一般绕圈直径在30~35cm之内;f.适当分层喷射后一层喷射在前一层终凝后进行;若终凝时间过长,且初喷表面已蒙上粉尘时,受喷面用高压气体、水清洗干净.岩石凹凸不平严重时,则结合初喷予以找平。
2.2.3 设置锚杆及挂网
锚杆采用直径5中空注浆锚杆,沿开挖轮廓线环向布置,环向间距lm,锚杆长度3.5m,每循环间距lm,用28型风帖打入岩层;在钻眼施工完成之后.用高压风清孔,将锚固剂先沾水充分湿润后立即塞进钻孔中.填充至孔深的2/3.用手风枪送锚杆充分入内,至锚固剂与锚杆紧密相贴即可.然后注入水泥砂浆,锚杆安装后外露长度不超过10cm.钢筋网片采用直径6.5圆钢,网眼尺寸20cmX20cm,须保证锚杆与网片焊接牢固.钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面间隙小于3cm。
2.2.4 安设U型钢支撑
U25型钢选用A3型16锰钢现场或工厂弯制。钢格栅选用直径25螺纹钢,腹筋选用直径14螺纹钢,并采用Ф10钢筋作为箍筋。格栅断面为20X20cm,每开挖0.5m,架设钢格栅一榀;钢支撑架设应本着“三项控制”的原则,即严格控制拱顶、拱脚标高和中线至两拱脚的支距,使钢支撑不倾斜.并便于上、下台阶钢支撑的连接。在钢支撑两拱脚处垫25X25X 5cm木板,增加连接板受力面积,井在两侧拱脚处各打5根Ф22锁脚锚杆.钢支撑架好后,焊Ф25纵向连接筋,使每榀钢支撑互相连接形成整体。钢架与围岩应尽量靠近,留20~30mm间隙作混疑土保护层:钢架与围岩间隙过大时应设混凝土垫块,本隧道选用25号模筑混凝土回填。钢架应垂直于隧道中线,上下、左右允许偏差为±50mm,钢架倾斜度不得大于2°。
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