【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及不良地质、软岩大变形的隧道施工，具体为一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法。
技术介绍
1、在当前经济迅猛发展形势下，道路交通建设的作用日益凸显，高速公路网日益成为地区经济发展的大动脉。任何地区的发展，越来越离不开公路建设的发展。
2、在极端复杂的山区地质条件下，公路建设过程中隧道工程的比例不断增加，伴随的大变形、塌方及突泥涌水等灾害也不断增加，给隧道建设带来了巨大的挑战。其中糜棱岩化富水千枚岩隧道大变形灾害是一直困扰公路建设技术人员的重大难题，尤其是广泛分布于陇南地区的千枚岩地层，千枚岩是一种呈绢丝光泽的变质岩类，常为细粒鳞片变品结构，该岩体片理面极为发育，具有质软、层间滑脱等特点。岩体干燥时，岩体强度稍高，当围岩化严重，遇水后则急剧降低，极易引发大变形灾害。因此，该类岩体具有的低强度、性状差、遇水易软化等特点，使得隧道工程在建设过程中极易出现掌子面围岩突变的情况，导致局部段落掌子面坍塌失稳、初期支护出现大变形、拱架剪切扭曲等灾害现象，这给隧道施工带来了极大地挑战。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、s1、超前地质预报；超前地质
5、s2、超前钻孔探水；以瞬变电磁仪预报为依据进行超前探水，若探测结果中说明存在富水区域，增加超前钻孔探水对探测结果进行验证、确认；若发现地下水较大时，及时采用必要的堵水、排水措施和手段；
6、s3、洞身开挖；采用两台阶法开挖，上下台阶均采用机械开挖，开挖循环进尺控制在1榀；上台阶开挖后及时初喷5cm左右混凝土封闭掌子面；
7、s4、初期支护施工；该段落内初支采用“间隔双层初支+临时仰拱”组合支护体系，具体的支护参数如下所示：第一层初期支护1采用i22b拱架+28cm厚c25喷射混凝土，拱架纵向间距60cm；系统锚杆采用3m长c22药卷锚杆，间距60cm(纵)×120cm(环)；对围岩软弱拱顶90°范围外采用4.5m/5m长φ42x4mm径向注浆管进行加固围岩长短交错布置，浆液采用1:1水泥浆；锁脚采用6m长φ60×5mm锁脚锚管；采用双层φ8钢筋网，间距25×25cm；第一层初期支护2采用i22a拱架+26cm厚喷射混凝土，间距60cm，每间隔6m安装3榀，并与第一层初支拱架位置重合；锁脚采用6m长φ60×5mm锁脚锚管7；采用单层φ8钢筋网，间距20×20cm；临时仰拱3与第二层初期支护2同步安装，采用i22a型钢拱架+28cm厚c15现浇混凝土，每6m设置一道，安装3榀拱架，与第二层初支拱架连接，并在拱脚处设置斜撑8；
8、s5、临时仰拱拆除；临时仰拱拆除的时机依据初支变形速率及下台阶施工作业位置确定，当监控量测数据显示初期支护周边位移和拱顶下沉位移速率小于5mm/d，同时先行侧下台阶施工至临时仰拱处时，根据下台阶开挖时机拆除临时仰拱；
9、s6、下台阶施工；下台阶开挖每循环不超过2榀，围岩较好侧先行开挖，与后行侧应错开3～5m，先行侧下台阶施工至二层初支时，为保证施工安全，先行侧先开挖一榀双层初支，施作第一层初支下导，第一层初支施作完成后再施作二层初支，保证初期支护上下台阶连接处的支护强度，第一榀双层初支完成后及时回填基坑，进行后行侧下台阶施工，下循环再施作先行侧剩余两榀双层初支后行侧双层初支下导施工与先行侧施作方法相同；
10、s7、仰拱、二衬施工；仰拱安全步距应控制在30m左右，仰拱开挖长度不大于3m，仰拱初支由c30现浇混凝土调整为c25喷射混凝土，加快初期支护封闭速度，同时仰拱拱底虚渣必须清理到位，当初期支护变形无明显变化时，方可施工二次衬砌，避免二衬过早受力。
11、所述针对软岩大变形不良地段，施工过程中对开挖面、初支应加强围岩监控量测，初支完成后及时布设监控量测观测点。结合监测数据及实际情况，综合分析确定预留变形量大小，以确保初期支护稳定后净空满足设计要求。软岩大变形段初期支护监控量测断面的布置应按照规范要求适当加密，每5m布置一个断面；已施工仰拱填充段落宜按每板布置监测断面；软岩大变形段已完工二次衬砌段落宜按每板布置监测断面。
12、所述“间隔双层初支+临时仰拱”支护体系是在原有加强后的第一层初期支护1朝隧道净空一侧，采用与第一层初期支护1钢拱架型号相同，拱架间距与第一层初期支护1一致，每三榀为一组，纵向每隔6m施作一组第二层初期支护2，当第一层初期支护1施作完成后达到间隔距离立即施作第二层初期支护2。在设置第二层初期支护2处安装临时仰拱3，临时仰拱型号采用与第一层初期支护1钢拱架型号相同的工字钢，并与第二层初期支护2钢拱架连接，并用斜撑8加固，采用28cm厚c15现浇混凝土。
13、所述锁脚锚管7与钢拱架采用15mm厚的钢板4连接，在钢拱架内外侧双层布置，提高锁脚锚管与钢拱架之间的连接强度。同时，增大锁脚锚管7尺寸，采用φ60×5mm锚管，并在拱腰处增设一组锁脚锚管7，提高锁脚作用强度。
14、所述初期支护钢拱架纵向连接采用[10槽钢5连接，围岩软弱侧拱架拱腰以下纵向采用i16工字钢6连接，并适当加密，以提高初期支护的整体稳定性。
15、本专利技术适用于《公路隧道设计规范》(jtg 3370.1-2018)表14.8.2-2中大变形等级划分中所规定的强烈大变形等级；段落内围岩揭露情况为：掌子面揭露围岩以千枚岩为主，围岩糜棱岩化较严重，岩体极破碎，岩质软弱，无滴渗水。围岩极易风化，围岩受褶皱构造影响，节理裂隙极发育，且层间结合差，施工过程中极易出现滑层、掉块甚至滑塌现象，初支完成段落大范围出现侵限现象等。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1.本专利技术采用长短结合、重点探水的超前地质预报手段，实时掌握前方地质状况，整体安全储备提高。
18、2.本专利技术针对“强烈大变形”等级的软岩大变形，总结出了“间隔双层初支+临时仰拱”及各项变形控制措施相结合的方式，有效抑制了围岩变形的同时，达到了快速施工及节约成本的目的。
19、3.本专利技术通过成套的变形控制及快速施工技术，有效控制了围岩变形情况，实现未拆换、未侵限，减少拆换拱架造成的掌子面停工影响。
20、4.本专利技术取材方便、施工快捷、安全可靠，具有广阔的应用前景。
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1.一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法，其特征在于：所述针对软岩大变形不良地段，施工过程中对开挖面、初支应加强围岩监控量测，初支完成后及时布设监控量测观测点；结合监测数据及实际情况，综合分析确定预留变形量大小，以确保初期支护稳定后净空满足设计要求；软岩大变形段初期支护监控量测断面的布置应按照规范要求适当加密，每5m布置一个断面；已施工仰拱填充段落宜按每板布置监测断面；软岩大变形段已完工二次衬砌段落宜按每板布置监测断面。
3.根据权利要求1所述的一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法，其特征在于：所述“间隔双层初支+临时仰拱”支护体系是在原有加强后的第一层初期支护(1)朝隧道净空一侧，采用与第一层初期支护(1)钢拱架型号相同，拱架间距与第一层初期支护(1)一致，每三榀为一组，纵向每隔6m施作一组第二层初期支护(2)，当第一层初期支护(1)施作完成后达到间隔距离立即施作第二层初期支护(2)
4.根据权利要求3所述的一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法，其特征在于：所述锁脚锚管(7)与钢拱架采用15mm厚的钢板(4)连接，在钢拱架内外侧双层布置，提高锁脚锚管与钢拱架之间的连接强度；同时，增大锁脚锚管(7)尺寸，采用φ60×5mm锚管，并在拱腰处增设一组锁脚锚管(7)，提高锁脚作用强度。
5.根据权利要求1所述的一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法，其特征在于：所述初期支护钢拱架纵向连接采用[10槽钢(5)连接，围岩软弱侧拱架拱腰以下纵向采用I16工字钢(6)连接，并适当加密，以提高初期支护的整体稳定性。
...【技术特征摘要】
1.一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法，其特征在于：所述针对软岩大变形不良地段，施工过程中对开挖面、初支应加强围岩监控量测，初支完成后及时布设监控量测观测点；结合监测数据及实际情况，综合分析确定预留变形量大小，以确保初期支护稳定后净空满足设计要求；软岩大变形段初期支护监控量测断面的布置应按照规范要求适当加密，每5m布置一个断面；已施工仰拱填充段落宜按每板布置监测断面；软岩大变形段已完工二次衬砌段落宜按每板布置监测断面。
3.根据权利要求1所述的一种中富水糜棱岩化千枚岩软岩大变形隧道变形控制及快速处治施工方法，其特征在于：所述“间隔双层初支+临时仰拱”支护体系是在原有加强后的第一层初期支护(1)朝隧道净空一侧，采用与第一层初期支护(1)钢拱架型号相同，拱架间距与第一层初期支护(1)一致，每三榀为一组，纵向每隔6m施作一组第二层初期支护(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：张辉生，祁亮斌，魏健，陈维君，杨汀年，苏宝伟，朱小飞，金付保，
申请(专利权)人：甘肃顺达路桥建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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