1、烏鞘嶺隧道F7 斷層控制變形施工技術(shù)1、工程概況烏鞘嶺特長(zhǎng)隧道設(shè)計(jì)為兩座平行的單線隧道，線間距40m，隧道長(zhǎng)度20050m，隧道最大埋深1100m左右。F7斷層是整個(gè)烏鞘嶺隧道長(zhǎng)度最長(zhǎng)、地質(zhì)條件最復(fù)雜、不可預(yù)見因素最多、施工技術(shù)難度最大的一條活動(dòng)性斷層。區(qū)域地震資料顯示全新世以來該斷層仍有活動(dòng)跡象，全新世以來程度滑移速率為2.082.5mm/a，平均垂直滑移速率為0.060.027mm/a。F7斷層位于毛毛山嶺北山前，地貌反映明顯，延伸長(zhǎng)度約174Km。構(gòu)成嶺中中高山區(qū)與嶺北低高山及黃土丘陵的分界。斷層走向北西西向，傾向南，傾角70°，前期為逆斷層，后期表現(xiàn)為左旋逆走滑斷層。斷層南側(cè)

2、出露地層為志留系板巖，斷層北側(cè)出露白堊系砂礫巖夾泥巖。斷帶地質(zhì)主要由碎裂巖及斷層泥礫組成，巖體破碎極破碎，呈碎石角礫狀散體狀構(gòu)造。2.F7斷層的擠壓變形情況進(jìn)入F7斷層施工后，初期支護(hù)均不同程度地受擠壓破壞，破壞部位一般在拱頂和拱腳，局部在拱腰，拱頂表現(xiàn)為下沉開裂，拱腳為內(nèi)移壓潰，拱腰為內(nèi)鼓開裂。當(dāng)上部拱架為兩榀拼裝時(shí)，拱頂、拱腳變形為重，當(dāng)為三榀拼裝時(shí)，拱腰、拱腳變形明顯，拱頂下沉亦明顯。下部施工后，墻腰內(nèi)鼓變形明顯。仰拱：灌注20天后，累計(jì)上浮46cm。3.1、控制變形的施工手段從前期F7斷層施工產(chǎn)生大變形的原因分析，我們總結(jié)出控制變形的主要施工手段有以下兩個(gè)方面：一是增加初期支護(hù)的強(qiáng)度和

3、剛度，依靠強(qiáng)硬的支護(hù)手段來抵抗F7斷層地應(yīng)力的強(qiáng)擠壓作用，并做到邊放邊抗，二是在施工中采取控制措施，減少誘發(fā)圍巖產(chǎn)生變形的不利因素，控制圍巖的變形開展。3.2、控制變形的施工方法要控制圍巖的變形，首先應(yīng)從保護(hù)圍巖的角度出發(fā)，采取超前預(yù)支護(hù)和減弱振動(dòng)爆破，減少誘發(fā)圍巖產(chǎn)生變形的不利因素；其次，采用強(qiáng)硬的支護(hù)手段，并盡可能及早發(fā)揮初期支護(hù)抵抗變形的才能；然后通過一些輔助的施工措施，加強(qiáng)并改善圍巖的性能，增強(qiáng)圍巖自身抵抗變形的性能；最后，通過加強(qiáng)施工控制，在圍巖已發(fā)生部份變形的情況下采取更為剛性的二次襯砌構(gòu)造，最終控制圍巖的變形，確保施工平安和構(gòu)造穩(wěn)定。3.2.1、仰拱施工方法仰拱開挖采用簡(jiǎn)易仰拱橋

4、進(jìn)展，確保運(yùn)輸通道暢通。開挖仰拱時(shí)采用NISSAN自卸汽車配合挖掘機(jī)進(jìn)展，由于受間隔 限制，開挖仰拱時(shí)間只能選擇在下部鉆眼時(shí)進(jìn)展，在下部放炮前搭設(shè)好仰拱橋后采用人工清底，不影響上部運(yùn)輸車輛通行；仰拱型鋼鋼架為兩個(gè)單元，在中部用鋼墊板通過螺栓連接；灌注仰拱時(shí)采用輪胎式混凝土輸送車進(jìn)展。4.1.1、開挖工序時(shí)間安排在F7斷層施工中，開挖工序的安排，對(duì)施工進(jìn)度和控制圍巖變形有較大的影響。開挖作為隧道施工的一道工序，它包括超前小導(dǎo)管的施工、鉆爆破眼、裝藥、連線和爆破，F(xiàn)7斷層開挖一般需要4小時(shí)，占整個(gè)施工工序循環(huán)時(shí)間的25%。出碴包括上臺(tái)階扒碴和下臺(tái)階出碴兩部份，為減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，上臺(tái)階扒碴采用13

5、0挖掘機(jī)進(jìn)展，因此，上臺(tái)階扒碴時(shí)掌子面是單工序作業(yè)。而下臺(tái)階出碴時(shí)上臺(tái)階可以進(jìn)展拱部型鋼、鋼筋網(wǎng)、錨桿的施工，下部出碴與上臺(tái)階初期支護(hù)同時(shí)進(jìn)展，因此下部出碴不占用循環(huán)時(shí)間，故出碴時(shí)間實(shí)際為上部扒碴時(shí)間在整個(gè)工序循環(huán)時(shí)間中一般占5%左右的時(shí)間，即1小時(shí)。4.1.3、初期支護(hù)時(shí)間安排初期支護(hù)是軟弱圍巖隧道施工的關(guān)鍵工序，不僅在整個(gè)工序循環(huán)時(shí)間中占有重要比重，關(guān)鍵是初期支護(hù)施工質(zhì)量的好壞對(duì)控制圍巖變形有重要作用。在F7斷層施工中，由于噴砼量較大，初期支護(hù)一般占到整個(gè)工序循環(huán)時(shí)間的70%，即11小時(shí)左右。4.1.4、仰拱施工時(shí)間安排F7斷層仰拱的施工是通過搭設(shè)仰拱橋進(jìn)展的，對(duì)掌子面的開挖工序有干擾與影

6、響，但它不占用整個(gè)工序循環(huán)時(shí)間。不過，由于F7斷層圍巖軟弱，仰拱開挖后不及時(shí)封閉，會(huì)使邊墻型鋼長(zhǎng)時(shí)間暴露、懸空，產(chǎn)生較大的拱頂下沉和邊墻收斂。因此，仰拱施工時(shí)間的快慢對(duì)圍巖變形的影響非常大，故在F7斷層施工中必須對(duì)仰拱施工的時(shí)間加以控制，一般情況下每一循環(huán)仰拱施工時(shí)間控制在24小時(shí)左右包括仰拱混凝土的灌注。4.2、F7斷層施工工序間距對(duì)變形的影響從前期F7斷層變形的施工經(jīng)歷和變形數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析得知，F(xiàn)7斷層在施工的各個(gè)階段的變形大致情況如下：仰拱開挖當(dāng)天變形在3cm左右，仰拱混凝土完成后保持在58mm/d。因此，加強(qiáng)對(duì)施工工序間距的控制，不僅是施工進(jìn)度的需要，更重要的是控制圍巖變形的需要，在圍巖變形保持每天正常的情況下，通過加強(qiáng)對(duì)施工工序間距的控制來縮短圍巖不利變形的時(shí)間，以到達(dá)控制圍巖變形的目的。4.2.1、上、下臺(tái)階工序的間距對(duì)變形的影響上、下臺(tái)階的施工間距對(duì)于圍巖變形的影響主要表如今能否及時(shí)將