软弱围岩隧道边墙开裂后控制变形方案

新建XX铁路XXXX至XXX段XXXX-X标XXX隧道XX斜井专项施工方案XXX隧道边墙开裂后控制变形方案一、编制依据1、《新建铁路XX至XX线施工图设计文件》2、《铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设〔2005〕160号3、《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）4、我单位及其他施工单位以往施工中总结的经验二、工程概况2.1工程范围XXX隧道设计为两座单线，起止里程为DKXXX+XXX～DKXXX+XXX(右线隧道DyKXXX+XXX～DyKXXX+XXX),全线长XXXXXXm（右线长XXXXXXm）。我项目部承担XXX隧道XX斜井（XXXX米）、XXXX（XXXX米）、XXX斜井（XXXX米）、XXXX斜井（XXX米）四座斜井和相应段正洞及XXX隧道出口的施工任务，承担正洞双线XXXX米。2.2地质情况进入正洞施工后掌子面揭示的围岩主要以P1csl+SS（二叠系下统炭质板岩夹砂岩），炭质板岩;黑色，弱风化，属软岩；砂岩：深灰色，弱～强风化，属较软岩。该段岩层产状为N46°W/52°N，薄层夹中厚层（5～15㎝）。该段节理发育，主要发育二组节理，J1:N43°W/56°S,属密闭型节理，节理间距为4～16cm；J2:N82°E/60°S，属密闭型节理，节理间距为5～20cm。地下水较发育，岩体较破碎。三、引起隧道大变形的原因分析隧道初支侵入净空后，处理拆换拱耗资巨大，延误工期，并可能留下后患，给隧道施工带来极大的危害。所以隧道初支发生大的变形，边新建XX铁路XXX至XX段XXX-X标XXXX隧道XXX斜井专项施工方案XXXXX集团XX铁路XXX-X标工程指挥部X工区1墙初支开裂后，及时采取控制变形的措施，减少拆换拱架的频率。分析大变形产生的主要原因概括起来主要有地质原因和不规范施工等。3.1造成隧道大变形的不利因素3.1.1隧道地质状况差，炭质板岩表面光滑如镜，粘结力差。3.1.2该隧道为高地应力隧道，受地应力影响，变形较大。3.1.3施工质量较差，锁脚锚杆长度不满足要求及锚固不牢固。拱架螺栓没有上齐扭紧，造成拱架借口出变形难以控制。3.1.4施工干扰大，洞内爆破对围岩造成多次扰动。3.1.5二次衬砌距掌子面较远，初支后暴露时间太长，没有及时进行衬砌施工。3.2地质条件对大变形的影响3.2.1隧道岩层构造复杂，存在软弱结构面，因为尽管软弱结构面是连续的尚未断裂，但隧道开挖后其应力关系的调整若与节理产状组合不利，很容易被切断造成滑动。隧道开挖前尚连续的结构面，在隧道开挖后，由于开挖爆破对围岩的扰动及应力重新调整分布，围岩会产生裂隙，围岩水补给充分，更易软化，大变形。3.2.2隧道穿越断层及其挤压破碎带结构地层中，开挖后，围岩应力释放，承压快，则易失稳坍落。在软弱结构面发育的情况下，或泥质充填物过多，易发生较大的变形。3.2.3对于炭质板岩的地层，隧道施工更应注意，因为板岩抗剪强度很低，受本身原生、构造节理及开挖临空面的影响，隧道围岩被交织切割成独立的不稳定的岩体，而板岩层面光滑平坦，磨擦力小。3.3不规范施工对产生大变形的影响新建XX铁路XXX至XX段XXX-X标XXXX隧道XXX斜井专项施工方案XXXXX集团XX铁路XXX-X标工程指挥部X工区23.3.1施工中上、下台阶拉的过长，初期支护做的不及时，钢架未及时落脚，封闭成环；3.3.2施工工序间距安排不合理。各工序时间拉的较长，岩层暴露时间过长，引起围岩松动；3.3.3施工方法与工序选择不当，施工单位为了抢进度、求效益，不按技术要求与施工规范进行施工。3.3.4采用钢支撑时，支撑架设质量欠佳，联接不够牢固，纵向连接筋焊接质量差，不能满足围岩压力所需要的强度要求；3.3.5爆破作业不当，用药量过大，对围岩二次扰动大；3.3.6锚杆长度、数量不够，位置不准，连接不牢，施工不及时。锚杆的安设位置、数量及长度应根据围岩的层理厚度及节理产状现场确定，确保锚杆锚固在稳定的岩体上，而不是单纯的根据设计施工。（例如图3-1锚杆未能锚固在稳定的岩体上）。锚杆岩层节理面图3-13.3.7锚杆安装质量必需要保证，由于现行的规范把拉拔试验作为控制和检验锚杆质量的一个主要手段，而如图3-2中孔底无水泥砂浆，但现场拉拔试验是合格的，实际上锚杆根本不起作用，具有一定的欺骗新建XX铁路XXX至XX段XXX-X标XXXX隧道XXX斜井专项施工方案XXXXX集团XX铁路XXX-X标工程指挥部X工区3性。锚杆孔底无水泥砂浆岩层节理面图3-2四、边墙开裂后控制围岩进一步变形施工方案我工区施工段软弱围岩采用弱爆破开挖，根据不同的场地条件和不同的地质情况，分别采用微台阶法开挖、留核心土开挖的方法。XXX隧道为高风险隧道，存在大变形的可能。结合初支外观及边墙收敛量测数据，如边墙出现开裂，且边墙收敛累计值达15cm时，主要采取以下技术方案进行控制围岩进一步变形。4.1加快二次衬砌进度如果衬砌人员、设备及材料能够保证，且变形段具备衬砌的空间，应立即调整工序，安排衬砌台车跳组至变形段，立即进行衬砌施工，控制围岩变形进一步发展。该方法简单有效，即能节约处理变形的成本，又能保证施工安全。4.2边墙进行径向注浆加固利用洞内施工台架，在初支开裂地段打设径向注浆小导管，导管长度3.5m~4.5m，环纵间距0.8m~1.2m，地下水不发育地段采用单液浆，地下水较大地段采用水泥-水玻璃双液浆。新建XX铁路XXX至XX段XXX-X标XXXX隧道XXX斜井专项施工方案XXXXX集团XX铁路XXX-X标工程指挥部X工区44.3拱架连接处设锁脚锚管如果初支开裂变形发生在拱架连接处，且裂缝为纵向沿拱架连接处发展，应在拱架连接处设置4根锁脚锚管，采用φ42小导管，长度3.5~4.5m，采用水泥单液浆。注浆完成后应把锚管与钢架牢固连接。4.4隧道大跨处增设临时仰拱如变形地段距离掌子面较近，距离衬砌时间较长，且采取以上措施后未能很好的控制围岩变形，此时应及时在隧道大跨处设置临时仰拱，采用工20b型钢钢架，间距同正洞钢架间距，纵向设φ22连接筋。喷射C25砼，厚度27cm。五、其他保证措施（1）加强监控量测工作，以监控数据来指导施工，并及时调整初支支护参数，保证隧道施工安全。（2）施工前要充分认识到隧道地质的复杂程度，合理安排施工以便稳中求快，避免大变形。同时加强对管理人员、施工人员的教育，学习树立“安全第一，质量第二，进度第三”的施工思想。使施工人员认识到隧道地质的特殊性，以及大变形对安全、质量及工期影响的严重性，在工作中自觉养成程序化、标准化作业。（3）施工前根据工程项目的需要，合理配备机械设备，施工中对机械设备及时检修保养，达到良好运转状态。（4）把好原材料进场关，不合格的材料坚决不验收、不进场，加强钢拱架焊接质量控制，加强现场实验管理工作。（5）施工中遵循“管超前、预注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”的原则，稳扎稳打，坚持“不坍就是进度”的施工思想，严格控制施新建XX铁路XXX至XX段XXX-X标XXXX隧道XXX斜井专项施工方案XXXXX集团XX铁路XXX-X标工程指挥部X工区5工质量，实行隐蔽工程及关键工序“三检制”确保施工安全、质量。（6）技术干部实行现场值班制，跟班工作，现场处理、安排、指导施工中出现的问题，并填写施工记录，同时加强对围岩的量测及信息反馈工作，做好地质超前预报工作。