花油山隧道软弱围岩施工技术

花油山隧道软弱围岩施工技术

许国鹏

中铁二十局集团有限公司许国鹏

摘要介绍了花油山隧道在施工过程当中，对不同软弱围岩及其埋藏条件，采取的不同的处理方法。

关键词隧道软弱围岩施工技术

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Chinarailway20inningsXuGuoPenggroupCo.,LTD

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1.工程概况

花油山隧道位于广西南宁市江南区，双线铁路隧道，全长5400m。该隧均为Ⅳ级以下围岩，全隧洞身岩性以泥质砂岩、含砾砂岩、灰岩为主，不良地质为岩溶、顺层偏压，特殊岩土为软土及膨胀（岩）土。其中进口端约1000m长范围隧道浅埋，使用CRD法施工的有2195m。全隧围岩稳定性较差，且雨季易发生突水、涌泥、塌方等地质灾害，且工期紧，经反复比选，决定对软弱围岩采取三台阶七步预留核心土法。

2.工艺流程

软弱围岩承载力低，自稳性差，容易塌方。采用三台阶七步开挖法施工的关键措施，是对软弱围岩提前加固并做好初期支护。其工艺流程见下图：

3.施工工艺

3.1超前支护

除采用传统的型钢拱架和喷锚进行加固外，区别不同围岩，不同地段，进一步采取拱部超前大（中）或小导管加强支护的措施。

3.1.1洞口浅埋地段

洞口属浅埋、偏压、边坡陡峻，其特点是松散，偏压自稳能力差。用钻机在拱部开挖轮廓线40cm外施工φ108的大管棚。管棚环向间距0.4m，长35m，管棚壁厚6mm。钢管设φ6注浆孔，孔间距15cm，呈梅花形排列。管棚施工完后压水泥浆液，水灰比1:1。注浆压力由小到大，当压力达到2.5Mpa后20min浆液无明显压进时，停止压浆。通过压浆，使大管棚与岩体形成一坚硬的整体。偏压地段可采用不对称支护原则，顺层侧可加强支护，非顺层侧适当减少。

35m后改中管棚为(超前小导管，长4.5m，间距0.4m)超前支护。中管棚长8m，间距0.4m，外插角10o。超前管棚既对开挖后的围岩起支撑作用，也可以有效的防止塌方。

3.1.2溶洞

隧道穿越可熔岩，岩溶发育，溶洞、溶腔广为分布。大部分溶洞伴有涌水或涌泥现象，特别是在雨季施工，极易遇到地下管道涌水，对隧道施工影响较大。特别是在可熔岩与非可熔岩接触带，应加强地质预报。

对于拱部的溶洞，用φ42导水管把水引至隧道两侧，视溶洞形状和规模，或网喷，或模注混凝土。边墙溶洞除网喷和模注混凝土外，也可在衬砌断面外用浆砌片石封闭。

3.1.3特殊岩土

软土主要为粉质粘土，淤泥质黏土，土质不均，主要分布在洞身段以及进出口端水田、水塘表层或低洼积水处，多呈带状，个别呈透镜状，一般厚0~2.0m。稳定性差，施工中应加强系统支护，快速封闭、支护及时跟进仰拱和二衬防止变形侵限二次衬砌。

膨胀土具有弱膨胀性，该套地层以泥质砂岩、含砾砂岩为主，弱至中等泥质胶结，泥岩为夹层，具有膨胀性质软，易崩解，具吸水膨胀软化极易发生突水涌泥灾害。故采用钢管，钢管长6m,顶端呈锥型，管身钻孔，间距15cm,打入掌子面引水出来。引出来的水需挖沟导入衬砌水沟严禁积水浸泡拱脚造成拱架下沉。同时加强锁脚支护，采用φ60管棚作为锁脚锚管，必要时在拱脚打入工字钢并铺设钢板，以使钢拱架座在钢板上防止下沉。

3.2围岩量测

主要是对围岩的位移量进行观测，并及时对观测数据分析处理，以确定合理的支护参数和支护时间。围岩量测项目及量测方法见下表：

围岩量测项目表

项目名称量测工具观测点布置量测时间

周边位移收敛计（全站仪、反光贴）每5~10m一个断面

每断面2对测点1～2次/天

拱顶下沉全站仪反光贴每5~10m一个断面

每断面3个测点1～2次/天

地表下沉全站仪浅埋段每10m7个测点1～2次/天

3.3初期支护

在围岩量测的同时喷射砼，喷厚4～5cm，起封闭岩面，调整和控制围岩内部应力的作用。出碴后，架立格栅钢架，施作径向锚杆，并进行第二次喷砼，厚度应覆盖格栅钢架，以阻止围岩内部应力释放和围岩变形。型钢钢架底部应置于基岩上或下垫钢板、槽钢等以提高钢架的稳定性。

初期支护后应及早施作仰拱及边墙衬砌砼。

4.结语

（1）三台阶七步开挖法施工软弱围岩，能减少工序，提高工效，充分发挥施工机械的能力。

（2）对软弱围岩进行三台阶七步开挖发施工，关键是做好超前支护和初期支护。必须施工到位，一丝不苟，切忌马虎和应付。

（3）软弱围岩开挖后必须及时衬砌，使其安全、稳固。围岩量测的结果表明，软弱围岩裸露的时间不得超过一个月。

（4）在花油山隧道对软弱围岩进行三台阶七步开挖法施工取得成功，为隧道快速施工创出了一条新路。