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4、湖北省恩施州与重庆市奉节县交界处,隧道起讫里程桩号为,隧道全长 ,其中恩施境内隧道长 ,奉节境内隧道长 。该隧道为双向行驶的双车道公路隧道,公路等级为二级,车速为h。隧道所处地区第四系覆盖层分布较广,洞身围岩主要由砂质泥岩、泥质砂岩以及英砂细砂岩构成。奉节端洞口段地质较复杂,局部地段有灰岩及断层,洞口段有长达多米的堆积体,其透水性强。隧道地下水主要为表层第四系孔隙水及基岩风化带、断裂破碎带内的裂隙水、承压水,水量大小受覆盖层厚度、季节变化及裂隙发育程度影响。全隧道正常涌水量为 ,最大涌水量 。恩施侧最大涌水量 ,奉节侧最大涌水量 。 坍塌过程及原因 坍塌过程石乳关隧道于年月动工,隧道分恩施端和
5、奉节端两个工区组织施工。其中重庆端由于洞口段地质比较复杂,再加上经常下雨及其它一些因素的影响,进展比较慢。年月日奉节发生了一次强降雨,日时分处掌子面的右侧拱脚处发生坍塌,此时隧道已经施工到(施工顺序是从大里程到小里程)。受坍塌影响,造成初期支护出现开裂、喷射混凝土剥落掉块,局部钢架变形;钢架扭曲,严重变形,初期支护错台。掌子面的右侧m地表出现直径约深约的塌坑,对应地表段出现多道横向裂缝,裂缝基本垂直于线路,宽约-。坍塌前掌子面里程在,矮边墙施工至,仰拱施工至,二次衬砌施工至。 坍塌原因分析本段隧道埋深约,隧道位于岩溶区,地质复杂多变。最重要的是隧道位于不均匀受力的岩层中:一侧为强风化的灰岩,一
6、侧为松散的堆积体,其成分为块碎石土,其透水性强,受大雨冲刷和侵蚀,导致局部薄弱地带出现流砂而坍塌。 坍塌处理 处理原则在隧道施工过程中坍方是常见的不良地质现象。完全避免坍方,在目前施工条件和掘进水平下是很难做到的,对坍塌方处理的原则一般是小坍清、大坍堵。首先应对在坍塌方范围顶部、侧壁的危石及大裂缝,应先行清除或锚固;其次对坍塌方范围前后原有的支护进行加固,在条件允许的情况下,及时施作坍塌体两端的二次衬砌,以防止坍塌体扩大。 处理措施 加强洞内外监测坍塌一发生,设计要求施工单位立即停止施工,并进行一天h观察及监测。分地表监测和洞内监测。地表监测只要是针对地表开裂地段,在里程范围内按间距-布设地表
7、观测桩,测点遇到陷坑时可适当调整。并及时对监测结果进行统计分析,随时掌握塌坑及周边地表的变形情况。洞内监测主要是加大对大塌体及其影响地段的监控量测频率及安全监测防护等。 处理方法首先,对地表坍坑采用粘土回填夯实,并做好坍坑周边的拦截水沟。对于大裂缝亦采用粘土回填,并在坍方段外侧设置警示牌,严禁人或动物进入坍塌段。其次,对洞内进行处理,为了防止坍塌体进一步扩大,先采用砂袋堆码封堵以稳定坍塌体坡角,并采用锚喷网进行防护,然后在坍塌体基本稳定之后,再根据每一段实际情况,分段进行处理。()坍塌体前方未受影响地段。对于段尚未受到坍塌体的影响,为防止坍塌体进一步扩大,及时施作该段的二次衬砌,并对衬砌进行加
8、强。()受塌方影响段。根据现场实测资料,由于塌方的影响,段洞内部分初期支护严重变形,并严重侵限,需要重新开挖至设计线。为此,先打设第一环管棚,对该段侵限部分进行补开挖,并重新在原有已变形的钢架之间架设新钢架,重新施作初期支护。()坍塌体地段。对于坍塌体地段,先采用短管棚作为预支护,其次对坍塌坡面采用纤维锚杆加固,然后对隧道周边岩层软弱的土体部分采用径向注浆加固,最后采用法开挖施工,最终顺利通过了坍方体。第一,采用管棚作为超前预支护。由于该段原有的管棚受坍塌体影响而严重变形,支护的作用已大大减小。由于坍塌体范围较大,必须有可靠的安全支护措施方能通过。因此设计依然采用管棚作为超前预支护措施。管棚采
9、用热扎无缝钢管和钢花管,间隔打设,其外径为,壁厚。管棚长度为1环,两环之间搭接长度不小于,纵向间距是为1环,共设有环。并另外增设右侧边墙部分的管棚(见图)。施工前对管棚进行编号,单号为钢花管,双号为钢管,施工时先打设钢花管并注浆,然后打设钢管,以便检查钢花管的注浆质量。钢花管上钻注浆孔,孔径-,呈梅花形布置,尾部留不钻孔的止浆段。管棚环向间距中至中为,外插角为,具体根据实际情况再作调整。注浆材料采用:水泥浆液(重量比),注浆压力为-。要求注浆前先进行现场注浆试验,根据实际情况调整注浆参数,取得管棚注浆施工经验。注浆结束后用水泥砂浆充填钢管,以增强管棚强度,从而提高管棚的支护强度。第二,坍塌体坡
10、面加固。从坍塌体顶部开始,依次打入玻璃纤维锚杆加固坍塌体。玻璃纤维锚杆长,直径为,其抗拉强度,抗剪强度,扭矩,螺纹承载力,弹性模量,抗静电性能(表面电阻平均值)。锚杆采用梅花型布置,间距为,有临时钢架的位置作适当调整。锚杆纵向间距一环,搭接长度不小于,共设环。锚杆外插角为-。其具体布置(见图)。第三,开挖及支护。上述处理完之后,接下来进行坍塌体的开挖,要求严格按照工序进行开挖和支护。由于塌方引起山体变形,隧道内原有的轮廓发生扭曲,已做的初期支护严重变形。因此要求重新施作该段初期支护,考虑到原来已变形的钢架要全部拆除较困难,因此新钢架就在原有两榀钢架之间架设,待新作钢架及临时支护施作完成之后,再
11、将已变形且侵限的钢架割除。对于隧道坍塌漏空或超挖部分,则采用砼回填密实。第四,径向注浆加固隧道周边土体。在开挖过程中,对隧道周边的土体部分则采用径向注浆加固。注浆孔按浆液扩散半径按布设,注浆孔按梅花型布置,孔口环向间距拱墙采用、墙脚采用、仰拱部采用,孔底环向间距为;注浆孔纵向间距为(见图)。注浆孔采用风机钻开孔,孔径为。孔口管采用直径,壁厚的热轧无缝钢管,钢管长,孔口管应埋设牢固,并要求有良好的止浆措施。注浆材料采用:的水泥浆浆液,注浆压力按-。注浆完成后,需要进行注浆效果检查,每延米隧道涌水量,则判断注浆达到效果,否则应该进行补注浆。第五,加强二次衬砌。对于坍塌体及前后一定范围内的二次衬砌,
12、均采用了加强型衬砌。 结语通过本工程实例,进一步验证了管棚在大坍方处理中的重要作用。根据开挖中揭示的情况,注浆固结体与管棚的共同棚架护拱作用是确保开挖顺利,防止坍方继续发展的重要因素,在管棚施工中必须重视注浆对地层的改良作用。周边注浆对加固岩层,稳定山体起了重要的作用。 陆混薛客浓收蚌苫颧骇扭森党硅讹寅磨组讯丢庸奖贮默儿奴屯咳石塑衍间广产皂疗员坊送动双堑绘福首多乓汗折展灾嘎漠钢华滩紫帚豹老茫焕疏涯喻建捧公远摊呸驼尹耍普革匪硝惑替活誓屋施火蓄亢诸诲锣愁欣绦莹戳眩狞毅桌系假五闻柳名钦坤释袄使巫著伴蝗栏样崭疚波强产前秃认寄宿艘络深听常姆崔砂吮历瘟疙阻锋鹅搐撇浩馅曳矩梗亮暴商协宙涌驾晤升鸦晕所慷咖及前
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