穿過(guò)斷層隧道及破碎帶,給隧道施工帶來(lái)不同的困難,在施工中遇到斷層及破碎帶時(shí),首先要查明斷層的傾角,走向、破碎帶的寬度,巖石破碎程度,地下水活動(dòng)等有關(guān)條件,據以正確選擇施工方法和制定施工措施,認真分析研究設計地質(zhì)資料,并在掘進(jìn)齊頭左右兩側用鉆孔臺車(chē)或DK—100型鉆機向前鉆水平超前探孔,鉆透斷層破碎帶,如斷層破碎寬度大,破碎程度及裂隙充填物情況復雜,且有較多地下水時(shí),可在隧道中線(xiàn)一側或兩側開(kāi)挖調查導坑,調查導坑穿過(guò)斷層破碎帶的中線(xiàn)與隧道中線(xiàn)平行,線(xiàn)間距不小于20m,調查導坑穿過(guò)斷層破碎帶后,再掘進(jìn)在一段距離轉入正洞,在處理斷層破碎帶同時(shí),在前方開(kāi)辟新工作面,加快施工進(jìn)度。
1、施工方法
1.1 斷層寬度較小,巖體組成物為堅硬巖塊且擠壓緊密,圍巖穩定性相對較好,隧道通過(guò)這樣的斷層,可不變施工方法,與前后段落的施工方法一致,避免頻繁變更施工方法,影響施工進(jìn)度,但過(guò)斷層帶要加強初期支護和適當的輔助施工措施渡過(guò)斷層帶。如超前錨桿與徑向錨桿配合,加厚噴射砼,并增設鋼筋網(wǎng)等措施。必要時(shí)可增設格柵架。
超前錨桿在拱部設置,錨桿直徑Φ22m,長(cháng)3.5m,環(huán)向間距40cm,外插角約為100,每2m設一環(huán),保證環(huán)間搭接水平長(cháng)度大于1.0m,用早強砂漿作為超前錨桿桿體與巖層孔壁間的膠結物,以及早發(fā)揮超前支護作用,在超前支護下掘進(jìn)。開(kāi)挖后立即施作徑向錨桿,掛鋼筋網(wǎng),噴射砼等初期支護。
1.2 一般斷層破碎帶,采用徑向錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴砼、格柵鋼架等加強初期支護,并在拱部施作超前小導管周壁預注漿,對洞周巖體進(jìn)行預加固和超前支護。在超前支護下,采用上半斷面法或正臺階法開(kāi)挖。在臺階上部施作超前小導管,上部開(kāi)挖后及時(shí)施作拱部初噴砼,徑向錨桿,掛鋼筋網(wǎng),格柵鋼架。在作好拱部初期支護后方能開(kāi)挖臺階下部。
超前小層管管徑根據鉆孔直徑選擇,一般選用φ42~50mm的直熱軋鋼管,長(cháng)3.5m~5.0m,外插角10°~20°,管壁每隔10cm~20cm,交錯鉆眼,孔口150cm段不鉆孔,眼孔直徑6mm~8mm,采用水泥砂漿或水泥水玻璃漿液灌注,導管環(huán)向間距30mm~50mm,縱向兩組導管間水平搭接長(cháng)度不小于1.0m.
1.3 斷層出露于地表溝槽,具隧道為淺埋,可采用地面砂漿錨桿結合地面加固和排泄地表水及防止地表水下滲等措施。
地面錨桿垂直設置,錨桿間距1.0m~1.5m按矩形或梅花形布置,錨桿直徑Φ18mm~22mm,長(cháng)度根據覆蓋厚度確定,錨固范圍根據地形和推測破裂面確定。
1.4 管棚鋼架超前支護半斷面開(kāi)挖;當斷層寬度大,巖體極破碎時(shí),可采用注漿管棚和鋼架超前支護,管棚長(cháng)度一般10m~40m,能一組管棚穿過(guò)斷層破碎帶,則采用一組管棚,但受地質(zhì)和施工條件限制,斷層寬度大,可分組設置,縱向兩組管棚的搭接長(cháng)度不小于3.0m。管棚用鋼管直徑80~150mm,一般多采用Φ108厚壁熱扎無(wú)縫鋼管,環(huán)向鋼管中心間距為管徑的2~3倍即30~40cm,鋼架根據地質(zhì)情況,可采用型鋼或格棚,其間距0.8~1.0m一榀,在管棚支護下,采用上半斷面先開(kāi)挖,在作好上半斷面的錨、網(wǎng)、噴、鋼架等到初期支護后,才能開(kāi)挖下部。
2、施工工藝
2.1 超前錨桿:
拱部開(kāi)挖輪廓線(xiàn),根據設計位置和間距,測放出孔位,并用紅(或白)油漆標在掘進(jìn)齊頭的巖石上按所標的孔位鉆孔,孔位偏差小于5cm,鉆孔保持直線(xiàn),外插角6°~10°,孔深誤差±5cm清孔檢孔并檢查錨固藥包錨固藥包在清水中浸泡,浸泡時(shí)間根據產(chǎn)品試驗確定確定,隨泡隨用,錨固藥包浸泡后立即推入孔內,并用木棍送至孔底防止破裂插入桿體,當采用人工手持插入有困難時(shí),可用錘擊或風(fēng)動(dòng)鑿巖機送入。
2.2 超前小導管周壁預注漿
2.3 注漿管棚和鋼架超前支護:
在開(kāi)挖工作面后,將開(kāi)挖輪廓擴大30cm~50cm,長(cháng)度不小于5m作工作室以便于施作管棚,在開(kāi)挖工作后面約2m范圍內,安設3榀鋼拱架緊抵掌子面,注意鋼拱架應按線(xiàn)路中線(xiàn)、縱坡加管棚設計的外插角設置在鋼拱架上精確測放出每根管棚的位置,并用Ω型鋼筋將孔口管焊在鋼拱架上,保證孔口管軸線(xiàn)與管棚設計軸線(xiàn)一致
立模灌注砼套拱,將鋼拱架孔口管理于砼內,使鋼拱架孔口管在鋼管鉆進(jìn)過(guò)程中不變形走位,確保管棚軸線(xiàn)正確采用跟管鉆機鉆進(jìn)和帶入鋼管,在鉆進(jìn)過(guò)程中,必須用測斜儀經(jīng)常檢測,嚴格控制管棚軸線(xiàn)聯(lián)接管路密封孔口壓水檢查壓注漿液達到設計壓力和流量開(kāi)挖后按設計間距及時(shí)設立鋼架。
3、勞動(dòng)力組織及進(jìn)度指標
3.1 超前錨桿:?jiǎn)尉(xiàn)隧道約6人,其中開(kāi)挖工4人,普工2人,雙線(xiàn)隧道約10人,其中開(kāi)挖工8人,普工2人,約3小時(shí)可施作一環(huán)。
3.2 超前小導管采用壁預注漿:
單線(xiàn)隧道10人~12人,其中:開(kāi)挖工4人~6人,普工2人~3人,司機2人,管道工1人,記錄1人。
雙線(xiàn)隧道:14人~15人,其中:開(kāi)挖工8人,普工2人~3人,司機2人,管道工1人,記錄1人。
6~7小時(shí)可完成一環(huán)。
3.3 管棚:13人,其中:鉆機司機6人,管管道工2人,普工2人,拌、注漿司機2人,記錄1人,一般情況下,一臺鉆機8小時(shí)能鉆進(jìn)20~30m.
4、機械設備配置
4.1 超前錨桿:?jiǎn)尉(xiàn)隧道3臺風(fēng)動(dòng)鑿巖機,雙線(xiàn)隧道5臺。
4.2 超前小導管周壁預注漿:風(fēng)動(dòng)鑿巖機:?jiǎn)尉(xiàn)隧道3臺,雙線(xiàn)隧道5臺;注漿泵BW—250/50型1臺。
4.3 管棚:跟管鉆機2臺;BW—250/50注漿泵1臺。
5、質(zhì)量控制要點(diǎn)
5.1 超前錨桿:鉆孔時(shí)要控制好錨桿的位置、方向、外插角,終孔后應將鉆孔吹洗干凈;早強藥店包在使用前要檢查,有受潮結塊的不能使用,藥包要隨泡隨用,浸泡時(shí)間經(jīng)過(guò)試驗確定,浸泡后立即緩慢地推入孔底,并迅速插入錨桿,桿體要對中插入,插入后孔口藥店包膠結體要飽滿(mǎn)。
5.2 超前小導管注漿
鉆孔位置、方向、外插角要正確。終孔后應將鉆孔吹洗干凈,小導管應對中插入,漿液配合比要經(jīng)過(guò)試驗確定,首先選擇水泥砂漿,如壓注有困難時(shí),調整配合比,適量加入水玻璃,孔口要設止漿塞,壓注時(shí)壓力由小緩慢增大,一般為0.5~1.0MPa
5.3 管棚
5.3.1 套拱固定孔口管的鋼拱的位置標高要準確,設立要牢固,每根孔口管的位置、方向、外插角精確、測放、并用Ω形鋼筋焊在拱架上,保證孔口管的軸線(xiàn)與管棚鋼管軸線(xiàn)一致。套拱的拱架,模型要安設牢固,保證套拱灌注時(shí)不走型跑位。在設立套拱拱架和固定孔口管的鋼拱架時(shí),除按線(xiàn)路縱坡外,還應加設設計的外插角,如設計無(wú)外插角,也應加1°的外插角。
5.3.2 鉆進(jìn)中要經(jīng)常用測斜儀,測量鋼管的傾斜度,發(fā)現偏差超過(guò)設計要求,要及時(shí)糾正。保證鋼管終端偏差小于20cm。
5.3.3 鋼管采用絲扣連接,在同一截面內接頭數不大于50%,相鄰鋼管的接頭錯開(kāi)距離應大于1.0m。
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