文档介绍：交流材料
中铁三局集团有限公司
2010年9月7日
一、工程简介
武夷山隧道地处江西省黎川县及福建省建宁县境内,按双线单洞设计,,是向莆铁路重要控制工程之一,其中位于JX-。现由我就管段内隧道施工情况做一简要总结,供大家交流,请多提宝贵意见!
隧道位于剥蚀中低山区,埋深18~350米,主要有上太古界天井坪组上、下段变粒岩、变粒岩夹片岩,晚侏罗里地单元花岗岩及志留系朱地单元花岗岩,此外尚有酸性细粒花岗岩呈脉状产出,极少量第四系坡洪积层。进口位于NW向冲沟的NE侧斜坡上,自然坡度15~25度,表层为发育残坡积粉质粘土夹碎石,厚1~7m,下为全~弱风化变粒岩,全风化层8~15米,风化成砂土状。洞身除断层带、浅埋部位划分为IV、V级围岩外,其余为弱风化侵入岩、变粒岩。
隧道分进口、李家斜井、坊上斜井三工区四作业面施工(见附图),施工过程中,采用了双侧壁导坑法、三台阶七步法、台阶法以及全断面法开挖、整体衬砌台车一次模筑砼、压入式通风、反坡阶梯排水等施工方法。
进口承担2477米正洞施工,主要难点为洞口段强风化浅埋偏压,通过对三台阶七步开挖法的调整,有效解决了施工困难,目前已掘进1850米;李家斜井承担1100米单车道斜井和2575米正洞施工,主要难点是斜井通风和频繁交替的围岩变化引起的施工方法转换,分别采取了先压入后巷道的通风方案和以全断面和三台阶七步法为主的开挖方案,有效解决了困难,目前已掘进正洞1200米;坊上斜井承担1602米双车道斜井和3836米正洞的施工,主要难点是洞身通过的几处富水地段反坡抽排水,目前已完成正洞掘进1700米。
二、施工技术 1、武夷山隧道施工示意图
2、三台阶七步开挖法在不均匀围岩中的应用
在武夷山隧道洞口浅埋段施工过程中,隧道断面上部为粉砂土状全风化层,中下台阶为弱风化侵入岩、变粒岩,常规三台阶七步法开挖施工到了一定的限制,经理部对既有工法进行了分析改进。
施工中存在的困难
①因围岩为风化砂和弱风化岩层结合,需采用弱爆破辅助开挖,核心土的留置影响了掏槽并增大了周边的扰动;
②核心土的留置影响了机械扒碴装碴作业,大大消弱了机械作业作用;
③中下台阶为弱风化岩层,上台阶为风化砂,中上台阶的两侧台阶爆破对上台阶钢架和围岩产生很大扰动。
①调整工法后,取消第①步的核心土,同时采用人工挖土,减小掌子面爆破扰动,解决上台阶扒碴装碴困难;
②将中下台阶的第⑥步超前于第②③④⑤步施工,然后分左右开挖②③④⑤,减小边墙爆破对上台阶钢架和围岩的扰动和扒碴装碴困难。
调整后的效果
通过调整,有效解决了不均匀围岩的开挖方法矛盾,加强了机械扒碴装碴力度,由原来的每天一个施工循环提高到了每天三个施工循环提高了施工效率。
3、施工过程中的开挖工法转换
常用工法对比与选用
本隧洞身围岩多以IV级断层破碎带和II级变粒岩交替出现,且IV级围岩多为30~50m长的断层影响带。在施工过程中,对全断面法、台阶法、三台阶七步法的优缺点进行分析对比(见附表1),结合现场实际情况,确定了以全断面与三台阶七步法为主的工法转换思路。
全断面转换三台阶七步法
全断面转换三台阶七步法分三个阶段:
第一阶段:利用全断面开挖台架上层开挖上台阶①步,并根据围岩自稳情况设置核心土;
第二阶段:当①步掘进3~5m时,利用全断面开挖台架中层开挖②、③步,①、②、③步碴块直接弃置于下台阶,迅速形成20~30m长的中台阶,便于大型设备装运碴作业。
第三阶段:当中台阶长度大于30m时,开挖下台阶,拖后施作仰拱及二次衬砌,形成封闭循环;
第四阶段:当①步围岩变化,能够达到全断面自稳时,逐步停止①~⑦步,形成全断面施工。
工法转换要素
①通过设计资料、超前地质预报情况判定前方围岩区段长度;
②在前方不良围岩长度小于60m的情况下,通过围岩自稳情况判定,确定全断面法和三台阶七步法,原则上尽量采用转换工法时间较长的台阶法;
③在监控量测分析的支持下,延长中台阶长度,创造大型设备装运碴条件。
4、斜井工区通风