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　　1引言

 

　　近年來，隨著國家生產(chǎn)力和科技的不斷進(jìn)步，越嶺長大隧道項(xiàng)目逐步增多，隧道往往跨越多個(gè)斷層等不良地質(zhì)，其層間擠壓破碎帶內(nèi)圍巖受地質(zhì)運(yùn)動(dòng)影響極其破碎，且多富水，此類圍巖隧道開挖后掌子面易失穩(wěn)，進(jìn)而發(fā)生垮塌甚至突出涌泥等災(zāi)害，一般處理方式往往采用超前管棚進(jìn)行注漿加固后分部進(jìn)行開挖，功效低，進(jìn)度慢，成本高。對此，國內(nèi)外專家不斷探索新的施工方法，其中采用玻璃纖維錨桿加固隧道超前核心土的方法有著成本低，工效快等優(yōu)點(diǎn)，在軟弱不良地質(zhì)中有著很好的應(yīng)用前景。

 

　　杉陽隧道出口端平導(dǎo)在通過層間擠壓破碎帶時(shí)，采用超前管棚注漿、分部開挖的方式時(shí)發(fā)生了多次掌子面失穩(wěn)突泥等災(zāi)害，而后采用玻璃纖維錨桿對掌子面前方圍巖進(jìn)行預(yù)加固后全斷面開挖，施工難度降低，效率提高，施工效果較好。

 

 

　　大瑞鐵路杉陽隧道位于云南省永平縣境內(nèi)，地處橫斷山脈滇西縱谷地帶，地形切割強(qiáng)烈，距瀾滄江活動(dòng)斷裂帶約2km，通過區(qū)域?yàn)橹猩綐?gòu)造剝蝕地貌，地形起伏大，相對高差約1080m，隧道施工主要穿越上白堊系砂巖、石英砂巖夾礫巖、侏羅系泥巖、砂巖夾石英砂巖、板巖及泥灰?guī)r。杉陽隧道出口段穿越泥巖，砂巖。巖質(zhì)較軟，巖性變化快且頻繁，該段位于板塊縫合帶——瀾滄江斷裂帶及影響帶，受構(gòu)造影響，隧道巖體破碎疏松，有利于地下水的運(yùn)移，基巖裂隙水發(fā)育，其中PDK102+359～PDK102+339段為瀾滄江斷裂影響帶的層間擠壓破碎帶，施工中經(jīng)超前鉆探顯示物質(zhì)成分為侏羅系上統(tǒng)壩注路組（j3b）泥巖夾砂巖形成的斷層角礫，膠結(jié)性差，角礫粒徑2～20cm，比例約40%，余為斷層泥及少許碎石組成，飽和狀態(tài)，出水量5～10L/S，隧道圍巖穩(wěn)定性極差，掌子面極易失穩(wěn)。

 

　　3施工方法

 

　　杉陽隧道出口端平導(dǎo)開挖至PDK102+359時(shí)，揭示掌子面為Ⅴ級圍巖，泥巖為主，呈土狀，灰色，受構(gòu)造擠壓嚴(yán)重，可見明顯褶皺。上臺(tái)階開挖后，掌子面拱部前上方涌出泥狀物質(zhì)夾碎石角礫，及時(shí)封閉掌子面后增強(qiáng)超前及支護(hù)措施，調(diào)整為拱部設(shè)置φ75大管棚注漿加固，施工采用短臺(tái)階開挖，在施工至PDK102+355時(shí)，掌子面拱部再次發(fā)生涌泥。最后通過采用φ25玻璃纖維錨桿加固掌子面并輔以φ42小導(dǎo)管加固周邊圍巖的工程措施，安全通過該不良地質(zhì)區(qū)域，具體方法如下：

 

　　預(yù)加固措施布設(shè)

 

　　掌子面玻璃纖維錨桿呈梅花形布置，間距0.6×0.6m，每根長6m，自開挖輪廓線向外施做φ42小導(dǎo)管，外插角45°，小導(dǎo)管每根長5m，環(huán)向間距30cm，2m/環(huán)。
 

　　注漿參數(shù)及方法

 

　　注漿加固順序?yàn)橄茸⒅苓厙鷰r，再注掌子面，注漿壓力0.5～1.0Mpa。

 

　　開挖輪廓線以外小導(dǎo)管注漿漿液根據(jù)圍巖出水量進(jìn)行選擇，當(dāng)出水量小于10L/S時(shí)，可采用普通硅酸鹽水泥凈漿，水灰比為：水：水泥=1：1～0.5：1。水量大于10L/S時(shí)，宜采用水泥——水玻璃雙液漿，比例為水泥漿：水玻璃=1：1，為確保雙液漿隔水效果，其凝結(jié)時(shí)間不小于1min；掌子面玻璃纖維錨桿加固采用普通硅酸鹽水泥凈漿，水灰比同前，主要使用的原材料為水泥：42.5普通硅酸鹽水泥，水玻璃：40Be。

 

　　注漿作業(yè)采用多臺(tái)注漿機(jī)同時(shí)進(jìn)行，為防止孔間串漿，同時(shí)作業(yè)孔間距須大于1.0m，在施工前根據(jù)鉆孔數(shù)量和位置做好注漿計(jì)劃順序，同時(shí)為防止?jié){液濃度過高堵塞細(xì)空隙，注漿時(shí)須由稀到稠逐步提高漿液濃度，相應(yīng)由小到大調(diào)整注漿壓力。

 

　　支護(hù)措施及開挖方法

 

　　初期支護(hù)采用I14型鋼鋼架，間距0.8m/榀，預(yù)留變形量10cm，鋼架間采用Φ22縱向連接筋加固，環(huán)向間距0.8m，每榀鋼架設(shè)置鎖腳錨桿2根，4m/根。

 

　　開挖采用全斷面一次性開挖，設(shè)備宜選用全斷面掘進(jìn)機(jī)，當(dāng)不能配備掘進(jìn)機(jī)時(shí)，可采用淺孔松動(dòng)爆破后配合挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，每循環(huán)開挖長度以一榀鋼架為限。

 

　　隧道作業(yè)過程中應(yīng)始終保持掌子面前方保留不小于2m固結(jié)層，即開挖完成4m后，繼續(xù)施做下循環(huán)玻璃纖維錨桿及超前導(dǎo)管。

 

　　量測結(jié)果

 

　　為監(jiān)測隧道支護(hù)穩(wěn)定性，且為后期施工支護(hù)措施的制定提供理論數(shù)據(jù)支撐，在開挖后對圍巖須進(jìn)行監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析，監(jiān)控量測點(diǎn)布設(shè)方式。

 

　　施工中開挖后實(shí)際量測數(shù)據(jù)如下：

 

　　由監(jiān)控量測數(shù)據(jù)可見，隧道開挖后由于形成凌空面，圍巖應(yīng)力重新分布，圍巖下沉及收斂速度較大，在初期支護(hù)強(qiáng)度形成后，數(shù)值縮小逐步穩(wěn)定，最終再次達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

 

　　施工注意事項(xiàng)

 

　?、偈┕ぶ袘?yīng)堅(jiān)持地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，采取TSP203、紅外探水及超前水平鉆孔等多種方式探明前方地質(zhì)狀況，當(dāng)?shù)刭|(zhì)發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)調(diào)整加固及支護(hù)參數(shù)。

 

　?、谧{加固后，對加固范圍進(jìn)行取芯驗(yàn)證注漿效果，當(dāng)漿液滲透性良好并且已達(dá)到設(shè)計(jì)擴(kuò)散范圍時(shí)方可進(jìn)行開挖。

 

　?、凼┕み^程應(yīng)堅(jiān)持與監(jiān)控量測相結(jié)合，開挖后及時(shí)設(shè)置監(jiān)控量測點(diǎn)且埋入基巖深度不小于20cm，施工開挖后24小時(shí)內(nèi)完成首次數(shù)據(jù)采集，其后每日定期采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

 

　?、軐λ淼绹鷰r內(nèi)裂隙水采取排堵相結(jié)合的方式，在完成注漿加固后須再次施做超前水平鉆孔進(jìn)行排水，排水孔根據(jù)水量大小可布設(shè)1～3孔，布設(shè)位置為拱部設(shè)置1孔，起拱水平線處左右半斷面各設(shè)置1孔。

 

　　4與傳統(tǒng)管棚注漿加固方式比較

 

　　經(jīng)施工實(shí)踐證明，采用玻璃纖維錨桿加固較傳統(tǒng)管棚方式工效高、安全可靠，經(jīng)濟(jì)性好，具體對照情況如下：

 

 

　　1、通過對杉陽隧道出口平導(dǎo)層間擠壓破碎帶隧道施工過程可知，通過玻璃纖維錨桿超前預(yù)加固掌子面核心土，能夠有效提高圍巖自身穩(wěn)定狀態(tài)，結(jié)合全斷面機(jī)械開挖方式降低了施工難度，同時(shí)提高了作業(yè)效率。

 

　　2、結(jié)合量測數(shù)據(jù)結(jié)果表明，通過注漿預(yù)加固后，破碎帶圍巖間膠結(jié)性得到增強(qiáng)，在開挖后能夠具有較強(qiáng)的自穩(wěn)能力，結(jié)合相應(yīng)的初期支護(hù)措施能夠快速達(dá)到圍巖二次穩(wěn)定狀態(tài)。

 

　　以上綜合說明通過玻璃纖維錨桿加固掌子面的方式對于層間擠壓破碎帶圍巖隧道施工具有較好的適應(yīng)性。