《隧道坍方案例分析》西安交通大学教学文献.pdf

第章单线铁路隧道坍方处理
西康线大岭铺隧道坍方处理
一、工程概况
(一)工程地质情况
西康线大岭铺隧道全长,位于陕西省旬阳县境内,为单线电气化铁路隧道,
设计采用曲墙式衬砌,仰拱铺砌。隧道埋深,两端洞口山体自然坡度
出口端见砂卵石古沉积层出露。洞身穿过泥盆系中统千枚岩地层,岩体呈北西走向,倾向北
东的单斜构造。受南秦岭印支褶皱带的构造作用影响,岩体扭曲褶皱多见,层间结合差,基
岩裂隙水丰富,多呈线状、股状,出水点多,岩体遇水软化呈泥状,不利施工。
( 二)施工情况
该隧道于年月日开工。在出口段的范围内,
石质破碎,节理风化发育密集,隙间多充填云母状泥质矿物粉尘,岩体呈松散堆积,多软弱
滑动面,裂隙水发育。施工中以正台阶法开挖,锚喷网格栅联合支护,先拱后墙法施工。
尽管采取了较为稳妥的施工方法和支护措施,但终因对破碎围岩认识不足,缺乏经验,
加之裂隙水对破碎围岩的加速软化,缩短了围岩自稳时间,一度发生了拱顶坍塌和边墙滑坍,
使施工陷入困境。其中较大而典型的坍方和滑坍发生过次。一次是发生在
段的通天坍方,另两次分别发生在段的拱部坍方
和段范围内的边墙顺层坍滑。
二、坍方情况
( 一)洞口段坍方
年月日时,上导施工至处发生了大坍方,坍方自掌子面开
处,总长,坍方量约
始纵向沿线路左侧由里向外连续坍塌至,
至次日上午时坍穿地表,陷坑呈椭圆形,沿陷坑周边地表出现多条环行裂缝,裂缝最宽达
( 二)隧道内拱部坍方
年月日隧道掘进至时,突然发生一次较大的坍
方,坍方长度,高度,坍方量
三、坍方原因分析
(一)洞口段坍方原因
引起洞口段坍方的主要原因有如下两点:
)洞口段为千枚岩夹泥层,受地质构造影响较大,裂隙水及节理发育,风化严重。特
别是雨季,地表易滑坍,地表水对围岩的软化、剥蚀是一个很重要的因素。
( )设计地质情况和实际不符,对软弱围岩认识不足,没有采取足够的预防措施,仅在
+ 段设置每米一榀钢格栅支护措施。
(二)隧道内拱部坍方原因
坍方段围岩为泥质、碳质千枚岩、页岩,岩层走向与隧道轴线一致,风化较严重,呈黑
色,有滑腻感,层间结合差,见水易膨胀,基岩裂隙水丰富,拱顶普遍渗漏,左侧拱腰出水
成股状,造成围岩软化快,自稳时间短,无应急措施时间,这是此次坍方的主要原因。
四、坍方处理方法与措施
(一)洞口段坍方处理方法与措施
处理方案比选
经过分析和讨论,提出了两种方案:一是钢轨棚架通过;二是小管棚预注浆通过。因为
第一种方案操作方便安全,速度快,循环次数少,所以采取了第一种方案。
坍方处理措施
在洞口段采用了如下几种处理措施:
( 卸荷防水。从坍方产生的地表裂缝处向陷坍内刷坡,坡度为,打入长
锚杆, ,裂隙以上处设横向排水沟截水,截水沟以下陷落处用篷布覆
( 钢轨棚架。从明洞顶部顺线路方向打入钢轨,共打入根,每段长
段与段之间采用围焊。加强支护,采用型环向钢架,直顶棚架钢轨,按根布置,
施工时采用超前小导管,长,外插角度,双液注浆,小导
管钢架焊接,钢架纵向拉杆采用钢筋,环向,纵向喷混凝土包
裹钢架,每天两个循环,每个循环
衬砌紧跟。采用先拱后墙法施工,即上导先行,步距,衬砌内设
钢筋网, 外留保护层。同时在拱脚设置托梁,并沿拱脚设置
的锁脚锚杆
、、长
)地表处理。陷落坑分层回填夯实,并用粘土铺设厚垫层,地表用厚的
浆砌片石护面,护面与原山接
(二)隧道内坍方处理方法与措施
处理方案选择
坍方体松散,不利清方,故采用全断面超前小导管预注浆固结松散体后再进行开挖的方
法通过该段。
坍方处理措施
做好坍方的排水工作,把地下水引出洞外。
( )导管预注浆,分以下几步:
①导管参数选择长,外插角,掌子面喷层,浆液
扩散半径左右,注浆终压
②浆液组成使用的浆材主要有双液浆和速凝单液水泥浆,水泥浆一次搅拌,水
玻璃一次稀释。
③注浆量计算各参数取值为:
扩散半径:
单管注浆量:
每个断面的注浆量
注浆完毕待岩体固结到一定强度后,即用“眼镜法”开挖,一般停息时间小时,
每个开挖循环长度根据注浆段长度而定,开挖后初喷混凝土,然后架设格栅钢架,最
后喷射混凝土到设计厚度。
) 加强支护措施。锚杆布置, 钢筋网
,三角形格栅钢架支护榀,纵向连接筋根,并且连接
筋与格栅、格栅与管棚焊接牢固,喷射混凝土覆盖钢格栅。
五、处理效果分析与评价
(一)洞口坍方段
( 为了观察坍方及处理后隧道的稳定情况,采取了地表下沉量测观察,判断隧道坍方
的处理效果和稳定性。
( )量测仪