[發明專利]紅層砂泥巖隧道大變形段落施工方法

在審

• 申請號: 201810232753.3
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN110295925A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 米濤;李井元;胡安華;何萬陽;伍志華;遲學新;伍春暉;傅軍;申馮;賴航;吳慧林
• 申請（專利權）人: 中鐵二院(成都)建設發展有限責任公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D20/00
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

紅層砂泥巖隧道大變形段落施工方法，以有效避免隧道施工出現大變形和坍方，降低工期延誤風險，提高施工效率。根據監控量測情況及已施工段變形情況開展大變形段試驗，加大預留變形量，調整支護參數加強初期支護，根據拱頂下沉、水平位移及仰拱變形情況調整開挖斷面矢跨比，確定大變形段落開挖斷面。矢跨比調整為約0.5，當水平位移值較大且拱頂下沉值相對水平位移值較小、無仰拱變形時，大變形段落開挖斷面確定為半圓形；當拱頂下沉、水平位移、仰拱隆起值均較大時，大變形段落開挖斷面確定為圓形。

技術領域

本發明涉及隧道，特別涉及特別涉穿越橫斷山脈的滇西泥巖夾砂巖的紅層砂泥巖隧道大變形段落施工方法。

背景技術

我國西南地區橫斷山脈地層復雜，構造發育，其中中生界的侏羅系壩注路組泥巖夾砂巖，紫紅色、淺紫紅色，局部夾灰白色石英、石膏，泥質結構，薄層狀構造。巖體極破碎，穩定性極差，巖體呈角礫狀及土狀，巖層面光滑，因其以紅色為主，俗稱“紅層”，其厚度從百米到上千米不等。

“紅層”以泥巖和細砂巖為主，它的特別之處在于：泥巖質軟，抗風化能力弱，遇水易軟化、遇水后強度明顯降低，層間結合力減弱，穩定性變差。如果打開“紅層”時間長，就會失去穩定性，掉塊、坍塌嚴重，隧道開挖極易發生大變形、坍方等事故，甚至造成關門事故。

隨著我國泛亞鐵路及云南省西部地方鐵路的規劃修建，穿越橫斷山脈的特殊地質滇西紅層隧道將逐漸增多。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種紅層砂泥巖隧道大變形段落施工方法，以有效避免隧道施工出現大變形和坍方，降低工期延誤風險，提高施工效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本發明的紅層砂泥巖隧道大變形段落施工方法，包括如下步驟：

(1)根據監控量測情況及已施工段變形情況開展大變形段試驗，加大預留變形量，調整支護參數加強初期支護，根據拱頂下沉、水平位移及仰拱變形情況調整開挖斷面矢跨比，確定大變形段落開挖斷面；

(2)施作拱部超前支護，作為開挖支撐系統，加大預留變形量以釋放圍巖應力，然后采用機械分部開挖上臺階弧形導坑拱部、上臺階弧形導坑左側部和上臺階弧形導坑右側部，預留上臺階核心土部，施作上臺階初期支護和上臺階鎖腳裝置；

(3)機械開挖上臺階核心土部，設置上臺階臨時仰拱；

(4)沿上臺階初期支護周向間隔施作預應力錨索；

(5)錯臺機械開挖下臺階左側部、下臺階右側部，施作下臺階初期支護；

(6)開挖仰拱部，施作仰拱初期支護和仰拱及矮邊墻鋼筋混凝土襯砌；

(7)施作仰拱填充混凝土；

(8)施作拱墻鋼筋混凝土襯砌。

所述步驟(1)中，開挖斷面矢跨比調整為約0.5；當水平位移值較大且拱頂下沉值相對水平位移值較小、無仰拱變形時，大變形段落開挖斷面確定為半圓形；當拱頂下沉、水平位移、仰拱隆起值均較大時，大變形段落開挖斷面確定為圓形。

本發明的有益效果是，根據監控量測情況及已施工段落變形情況開展試驗，調整開挖斷面矢跨比以改善初期支護受力，加大預留變形量以釋放圍巖應力，采用機械開挖降低對軟弱的滇西紅層圍巖擾動，預留核心土降低掌子面坍方風險；采用長臺階加臨時仰拱，上臺階施作預應力錨索段落長度控制在10m左右以減少預應力錨索工序循環時間，及時封閉成環，預應力錨索及時受力，避免因圍巖應力釋放，水平應力激增造成初期支護嚴重變形，從而降低工期延誤風險，提高施工效率，安全順利通過滇西紅層砂泥巖隧道大變形段落。

附圖說明

本說明書包括如五幅附圖：