桐木隧道 高地应力下硬岩岩爆与软岩大变形专项方案（恢复）(4)

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图4.4.2.2-5 分段后退注浆工艺流程图

注浆采用反复压注，稀浆与浓浆交替，压力与注入浆量相结合的方式进行。注浆压力从低到高逐步增压，起始压力取1.7MPa左右。注浆时间根据浆液的注入速率进行调整。当注浆的压力和进浆量均小于规定后，结束该注浆。

⑸注浆质量检测

全部注浆结束后，采用施钻检查孔进行效果检测。当孔内出水量小于每延米0.15L/min，岩体的物理力学指标有明显提高时，即可进入下一轮注浆的止浆段。

2）径向注浆施工

隧道初期支护出现大面积漏水工支护结构变形大，断层破碎带，采用全断面径向注浆施工。本隧道采用3m或5m全断面径向注浆。

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注浆固结外缘线 高地应力专项施工方案

注浆孔开挖轮廓线隧道中线

图4.4.2.2-6注浆钻孔正面布置示意图

注浆固结外缘线内轨顶面

图4.4.2.2-7注浆钻孔纵断面布置示意图

注浆固结外缘线隧道中线

图4.4.2.2-8注浆钻孔平面布置示意图

⑴注浆选用材料要求

注浆材料对地下水而言，应选用不易溶解；对注浆工艺需求，凝结时间可调节；注浆效果要强度高、堵水效果好。注浆材料选定应根据现场实际情况选择不同的浆液类型，适当调整配合比，并适当加入特种材料以增加可灌性和堵水性能，

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提高堵水效果及浆液耐久性。在股状水及渗水量较大段落，注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆注浆。其余段落采用水泥单液浆。

⑵注浆孔布置

注浆孔按浆液扩散半径1.2m或1.5m布设，注浆孔按梅花型布置，注浆固结外缘线处注浆孔环向间距170cm或200cm；注浆孔纵向间距170cm或200cm。

⑶注浆顺序

钻孔注浆顺序应由下往上、由少水处到多水处、隔孔跳越注浆。

⑷注浆孔成孔

注浆孔采用风机钻开孔，孔径为52mm。孔口管采用φ50mm，壁厚5.0mm的热轧无缝钢管，钢管长1m，孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。

⑸注浆量

根据不同孔隙率按设计取值。

⑹单孔注浆终止标准

单孔注浆量达到单孔设计注浆量的1.0～1.2倍或单孔注浆压力达到设计注浆压力并稳定10min时应结束注浆。单孔设计注浆量=总设计注浆量/钻孔总长度×单孔长度。

⑺注浆效果检查

注浆完成后，每延米隧道涌水量不大于2m3/24h，则判定注浆达到效果，否则必须进行补充注浆。

注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆，并做好记录以便分析注浆效果。

4.4.2.3 开挖施工工艺

高地应力软岩隧道施工采用台阶法和全断面法进行施工。其特点是：适用于各种地质条件和地下水条件，根据围岩变化可通过调整循环进尺、支护参数、预留沉降量等措施，有效控制拱顶沉降、净空收敛；通过合理台阶高度划分，简易钻孔台架搭、拆方便、快速减少工序时间； 为了防止喷层变形后侵入二次衬砌的净空，开挖时即加大预留变形量；根据隧道存在始终存在顺层偏压的特点，进行顺层岩层施工力学行为研究，采取了不均衡预留变形量技术。

高地应力地段施工支护遵循“先柔后刚，先放后抗、刚柔并济”原则，初期支护能适应大变形的特点。根据隧道存在始终存在顺层偏压的特点，采取不对称

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支护措施，在严格按设计施做支护措施的基础上，依据顺层岩层施工力学行为分析，对结构受力复杂部位进行初期支护的加强，加设长导管注浆、加密钢架纵向连接筋、设置多排双侧锁角锚管、加大喷射砼厚度等。

根据围岩岩性，确定光面爆破周边眼间距、最小抵抗线、不耦合装药结构、起爆顺序、堵塞长度等爆破参数，确定主爆孔特别是掏槽眼的爆破参数。周边眼采用搭接法钻孔和间隔装药结构，严格控制每循环进尺及周边眼间距，周边眼间距控制在20～25cm之间。采用毫秒雷管微差控制爆破技术，严格控制段装药量和段延期时间，达到控制爆破振速的目的，最大限度的减小对周边围岩的扰动和破坏。

根据隧道存在始终存在顺层偏压的特点，进行顺层岩层施工力学行为研究和高地应力顺层偏压地层隧道施工力学行为研究，确定高地应力、地质顺层情况下岩石倾角对隧道稳定性的影响，从而确定不同倾角情况下、不同地应力条件下隧道的施工方法和施工关键控制技术。根据不同倾角下不同部位的受力状况，对不稳定或最不利部位采取间隔空眼、微差爆破技术，并采用了左右侧不均衡装药爆破技术，进行调整药量、钻孔深度、起爆顺序、动态最小抵抗线设置等，尽量减少对围岩的扰动。

上台阶开挖开挖一榀钢拱架、支护一榀；地质变化时，必须减少每循环的掘进进尺；掌子面开挖严禁左右侧对开，必须按照施工规范施工，两侧交错施工距离控制在2～3米范围内，台阶马口长度原则上按照一榀一支一喷，最大长度不超过3米，并根据围岩情况及时调整增大错开距离；缩短台阶长度，控制在5米左右范围。

高地应力地段根据围岩及监控量测情况，及时施做仰拱及矮边墙，以早日闭合。

按照设计施作初期支护，做好围岩监控量测工作，随时掌握隧道围岩的稳定情况，发现问题及时上报和解决，坚决杜绝安全、质量事故发生；

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为控制变形，必要时上台阶施工时设临时仰拱，临时仰拱由I18钢架与15cm厚C20喷混凝土组成，其纵向连接采用Φ22钢筋，环向间距1m。

4.4.2.3 二次衬砌

一般情况下在围岩量测稳定后施做二次衬砌，但软岩高地应力大变形是一个缓慢的蠕变过程，即便量测数据稳定，但地应力仍缓慢不断向支护施加，因此除了加大初期支护的刚度、强度和厚度外，还应适当加大二次衬砌的强度和厚度，采取钢筋砼施工。根据量测和工程实际，发现地质异常，必要时及时施做二次衬砌。

4.4.2.4 仰拱施工

高地应力地段根据围岩及监控量测情况，及时施做仰拱及矮边墙，以早日形成闭合环。仰拱混凝土施工开发利用了“支墩式栈桥抗干扰仰拱施工法”，做到了仰拱全断面施做，避免了纵向施工缝，保证了仰拱的整体性。

仰拱施作应优先选择各段一次成形，避免分部灌筑，对软岩大变形或者有其他地质灾害地段，这一条则显得非常必要。应该说，全幅仰拱施工，将会成为铁路隧道施工的一个趋势，是根治隧道运营病害的关键。

为此，本隧道在无轨运输条件下，进行仰拱全幅施工，且能保证运输道路畅通，采用以下方法：对于无轨运输，采用单跨钢便梁式仰拱栈桥施工，在仰拱施工区段搭设仰拱栈桥，使洞内出碴运输和仰拱施工互不影响。

(1) 无轨运输仰拱施工

无轨运输仰拱施工，仰拱栈桥全长10m，仰拱桥每移动一次，浇注仰拱长度为8m。每跨栈桥由两根便梁组成，每根便梁主体由四根I30工字钢并排焊接。根据钢便梁加工数量，可以多副跳做施工。仰拱开挖时需要断掉交通，但影响时间较短，开挖结束边可架设钢便梁栈桥，恢复交通。由于每次施做长度较短，横向施工缝增多，每处施工缝防水需做好。

先开挖一侧仰拱，用挖掘机挖到轮廓线上10～20 cm，再用人工修整至设计标高，保证开挖轮廓线圆顺。挖到设计标高后，处理好基面，将虚碴、积水清理

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