東風隧道是朔黃鐵路線上第四長大隧道,系雙線隧道,全長3290m,我部施工出口端DIK47+610-DIK48+974段,長1364m。其中DIK47+880-Dm48+040段通過Ⅱ類圍巖斷層破碎帶,巖性主要為片巖、頁巖、砂巖且夾薄層泥灰巖,節理、層理及裂隙發育,層面交錯,風化極為嚴重,呈壓碎狀態,致使圍巖自穩能力極差,成型困難。考試大-全國最大教育類網站(www.Examda。com)
針對上述情況,結合施工生產要素及施工生產能力,按照“管超前、嚴注漿、短開挖、不(弱)爆破、強支護、快封閉、勤測量、速反饋”的施工原則,在拱部超前小管棚注漿預固結圍巖的保護下,采用三部臺階法進行施工。拱部預留核心土,周邊采用風鎬開挖,核心土及中槽運用PC200挖掘機開挖。來源:www.examda.com
一、超前小管棚施工
1.1 工藝原理
在破碎松散巖體中超前鉆孔,打入小導管并壓注具有膠凝性質的漿液,漿液在注漿壓力的作用下呈脈狀快速滲入破碎松散巖體中,并將其中的空氣、水分排出,使松散破碎體膠結、膠化,形成具有一定強度和抗滲阻水能力的以漿膠為骨架的固結體,從而提高圍巖的整體性、抗滲性和穩定性;使超前小管棚與固結體形成一個具有一定強度的殼體,在殼體的保護下進行開挖支護施工。
1.2 小管棚及注漿設計
采用4m/根的∮42mm小導管布設在拱部,外插角5°~7°,環向間距33cm,縱向環距2.5m,即每施作一排小導管,開挖支護2.5m;壓注1:1水泥漿液,采用525#普通硅酸鹽水泥,漿液中摻水泥用量3~5%的40Be’水玻璃,以縮短漿液的膠化固結時間,控制漿液的擴散范圍。
1.3 施工要點
1.3.1 小導管加工4m/根的∮42mm小鋼管一端加工成尖錐形,距另一端100cm的位置開始至尖錐端之間按梅花型間距為20cm布設∮6mm的孔眼4排,以利于小導管推進和漿液滲入破碎巖體。
1.3.2 小導管安設
如巖體松軟,采用YT-28型風動鑿巖機直接推送,如遇夾有堅硬巖石處,先用YT-28型風動鑿巖機鉆眼成孔后再推進就位。
在施作小導管前應注意:第一,噴3~5cm厚混凝土封閉掌子面作為止漿墻,為注漿作好準備工作;第二,準確測量隧道中心線和高程,并按設計標出小導管的位置,誤差±15mm;第三,用線繩定出隧道中心面,隨時用鋼尺檢查鉆孔或推進小導管的方向,以控制外插角達到設計的標準;第四,施工順序為從兩側拱腰向拱頂進行,為提前注漿留好作業空間。
1.3.3 注漿 來源:www.examda.com
選用UB6型注漿泵注漿,采用漿液攪拌桶制漿。為防止漿液從其他孔眼溢出,注漿前對所有孔眼安裝止漿塞,注漿順序從兩側拱腳向拱頂。由于巖體孔隙不均勻,考慮風鎬環形開挖的方便,同時要達到固結破碎松散巖體的目的,保證開挖輪廓線外環狀巖體的穩定,形成有一定強度及密實度的殼體,特別是確保兩側拱腳的注漿密實度和承載力,采取注漿終壓(0.8~1.2MPa)和注漿量雙控注漿質量,拱腳的注漿終壓高于拱腰至拱頂。通過現場試驗確定拱腳終壓為1.2MPa,拱腰范圍為1.0MPa,拱頂為0.8MPa。注漿時相鄰孔眼需間隔開,不能連續注漿,以確保固結效果,又達到控制注漿量的目的。
二、開挖
為控制超欠挖及減少對圍巖的擾動,拱部弧形及邊墻周邊均采用風鎬分臺階開挖,核心土及中槽均采用挖掘機開挖,開挖進尺根據圍巖穩定性確定為l—2棍鋼格柵的間距,即0.5~1.0m,邊墻按鋼格柵的兩個單元分兩個臺階施工,上下臺階相距2m,左右邊墻錯開2m。 來源:www.examda.com
三、錨噴初期支護
3.1初期支護參數
系統錨桿采用3m/根的WTD25型中空注漿錨桿,縱向、環向間距均為100cm,梅花型布置;拱墻設鋼格柵,間距50cm,鋼格柵每側拱腳設4m/根的WTD25中空注漿鎖口錨桿,按梅花型布置在鋼格柵的兩側,環向間距50cm;掛∮6雙層鋼筋網,網格尺寸為15cm×15cm,噴射混凝土厚25cm。
3.2 噴射混凝土材料及機具選定
3.2.1 機具
噴混凝土采用Bz—5型混凝土噴射機,壓力為0.2~0.4MPa。
3.2.2 水泥及細骨科
采用425并普通硅酸鹽水泥;細骨料選用山西原平市忻口砂,砂率控制在50%,含泥量≤3%。
3.2.3 粗骨科
采用規格為7~15mm的碎石,經試驗選用石灰巖生產的各項指標均達到設計要求的碎石。
3.2.4 粘稠劑
選用STC型粘稠劑,經現場試驗,最佳摻量為水泥用量的10%,3min初凝,6min終凝,而且可大量減少回彈量。
3.2.5 水灰比
水灰比過大、過小都會使混凝土回彈量增加,浪費大量的材料;經現場多次試驗確定,水灰比為o.47的混凝土噴射效果最佳。