不良地质隧道初期支护变形侵限的处理

万鹏辉

摘要：对酒家垭隧道初期支护的原因进行分析，用I22工字钢，I18工字钢，R32自进式锚杆和小导管注浆相结合的方法加固围岩。得已顺利通过断层带，确保隧道顺利贯通。

关键词：隧道 含碳千枚岩 变形 侵限 处理 I22和I18工字钢联结

一、前言

剑青公路酒家垭隧道位于青川县，是四川省广元市重点建设工程，是川北的重要运输线，酒家垭隧道全长2282米。地质复杂，节理发育，断层多，主要有炭质千枚岩，糜棱岩，凝灰岩，断层泥，石英脉，硅质白云岩，涌水，结构极其复杂。根据量测信息反馈，在K40+130~ K40+155已施工初期支护拱部下沉，边墙收敛突然加大，且发展范围加大，砼开裂，钢架变形。为确保隧道的稳定和施工安全，立即组织专家进行了实地考察，通过对洞内岩样送检及围岩量测数据的分析，对山体的稳定状况进行了研究，以便采取相应的对策。

二、侵限原因分析

侵限地段围岩主要为含炭千枚岩，节理极其发育，岩体破碎，层间结合差，有裂隙水，围岩遇水迅速软化，掌子面K40+122有一股涌水。原设计该里程为Ⅴ级围岩，采用复合式衬砌，施工采用上下导坑开挖，每个循环开挖后立即喷射5cm厚C20混凝土封闭岩面，然后支立间距75cm的I18工字钢架，挂20×20cmφ6.5网片，设3m长φ25中空注浆锚杆，呈75×100cm梅花形布置。再喷以20cm厚的混凝土。当上导坑掘进至K40+122时，发现已施工的K40+130~ K40+155段初期支护局部有掉块现象，且多处出现裂缝，水平收敛与拱顶下沉量均迅速加快，以至侵限。经分析认为侵限的主要原因：一是该段处于断层带，围岩以炭质千枚岩为主，夹含糜棱岩，断层泥，石英脉。十分破碎，有丰富的裂隙水，炭质千枚岩层间结合能力差，遇水极易软化和泥化。使围岩强度降低，自稳性迅速降低，洞室变形加剧。二、掌子面拱脚出现涌水，使拱脚软化速度加快。

三、侵限处理

考虑初期支护变形速度加快，围岩处于不稳定状态。为确保安全，确定了分两步走的方案：先封闭掌子面，增加临时支撑；后凿除侵限部分，重新支立钢架。

封闭掌子面，增加临时支撑。确保变形段不出现大的塌方。

(1)停止掌子面施工，喷10cm厚C20混凝土封闭掌子面；

(2)在距边墙两米处设排水沟将掌子面涌水引出；

(3)用φ108管做主支撑，呈扇形撑住I18工字钢，用φ42管做横向连接，纵向用φ22螺纹钢筋连接，基础采用1米长20槽钢与φ108钢管进行焊接。

(4)对变形段拱脚部位纵向间距按75cm增设两排长4米，直径42mm的锁脚注浆小导管。拱部施作3米长φ42注浆小导管（热轧无缝钢管），间距200×200cm，呈梅花型布置，对周边围岩进行注浆固结；凿除侵限部分，重新确定支护参数。

2、分析监控量测数据及现场情况，人工凿除侵限部分，重新定支护参数：(1)预留沉降量由15cm增加到20cm；(2)按50cm的间距架立I22工字钢，每两榀工字钢之间用7节I18工字钢连接，使钢架联成整体，布设双层钢筋；(3)施作30×50×10cm钢筋混凝土垫块支撑拱脚；⑷施作11根8米长全螺纹自进式R32锚杆；⑸喷射28cm厚C20混凝土。

为保证施工安全,每循环施工一榀钢架，人工风镐凿除至规定尺寸,割除原初期支护钢架和钢筋,喷3 cm厚混凝土,架立钢架，将I22钢架和I18钢架进行焊接 ,再施作R32自进式锚杆,以及锚喷网支护。

四、施工注意事项

(1)必须加强围岩量测，及时整理分析。

(2)必须保持注浆连续性，保证制备浆液的质量,储浆桶应设过滤网,以防杂物堵塞注浆泵。

(3)施工中必须按“短进尺、早封闭、强支护、勤量测、紧衬砌”的作业原则进行。

五、体会

(1)开挖时对地质条件要进行及时、准确的判断,并通过洞室监控量测信息反馈,及时调整预留变形量和支护参数,真正做到“岩变我变”,不盲目追求进度。

(2)对围岩注浆加固要求安全可靠。初期支护拆除后,如岩层裂隙被浆液胶结物充填密实，说明注浆确实起到了应有的加固作用。

(3)软弱围岩施工中，钢架的整体受力很关键。

(4)二次衬砌离掌子面的距离不宜拉得过长。我们认为在本工程条件下以20 m为宜。

(5) 合理安排工期,必须在确保安全和质量的前提下方可加快进度，特别是地质条件差的地段更要稳扎稳打、步步为营。◆

参考文献:

1.隧道工程现场施工技术/周爱国编- 北京人民交通出版社2004年4月出版 书号 ISBN 7-114-04952-8。