软岩大变形专项施工方案

中铁十二局成贵铁路项目经理部 高坡隧道顺层偏压、软岩大变形段施工方案

1

目 录

一、编制依据 ....................................................... 2

二、工程概况 ....................................................... 2

1、 工程范围........................................................ 2

2、辅助坑道设置..................................................... 2

三、软岩大变形段落 ................................................. 3

四、影响因素 ....................................................... 3

五、施工方法 ....................................................... 3

六、顺层偏压段施工 ................................................. 4

七、 隧道防坍塌施工措施 ............................................ 5

1、工前准备工作..................................................... 5

2、隧道洞身施工防坍塌措施........................................... 5

八、其它管理控制措施 ............................................... 6

九、施工中坍方及预防措施 ........................................... 7

摘要：介绍了宜万铁路广成山隧道软弱围岩挤压变形控制施工技术，由于采取了有效的支护技术、开挖顺序和相应的监测手段，保证了洞室的稳定，避免了因挤压发生的变形侵限及塌方，为同类地质条件下的隧道工程施工提供了借鉴。关键词：软弱围岩挤压变形施工控制1工程概况

宜万铁路38标段广成山隧道位于重庆市忠县与万县交界处大

山山脉～方斗山脉的西北翼，为矿山法施工国家Ⅰ级单线电气化铁

路隧道，全长5353m，起止里程DK406+988～DK412+341，隧道最

大埋深约480米。隧道设单面坡，从进口至出口坡度为－13.3‰、

－15.2‰，在隧道内坡长分别为812m、4541m。本隧道设置斜井一

座，位于线路DK409+400处左侧，与隧道中线水平夹角45°，倾角

23°43′，斜井斜长218米，采用有轨运输。因此本隧道分为进口、斜

井、出口三个工区，四个施工掌子面。本隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台

阶法、短台阶法施工，Ⅲ级围岩采用全断面法施工。

2地质概况

2.1地质构造

广成山隧道不良地质段主要分布在进口和斜井小里程方向，围

岩级别为Ⅳ、Ⅴ级，岩质为灰、深灰色泥质灰岩夹页岩，薄～中厚层

状。进口段（DK407+000～900）岩层褶皱发育，形成复式褶曲，层间

揉皱现象多见，产状紊乱，受构造应力的作用，断层发育，主要发育有

F4、F5、F6三条断层。其中F4为逆断层，产状171°∠68°，破碎带

宽约20～25m，由断层角砾岩、挤压透镜体组成，并有方解石脉充

填，钙质胶结，断层带内岩层挠曲；F5为逆断层，产状151°∠46°，

断层破碎带宽约1.5～2.0m，发育断层角砾岩，成为分泥质灰岩，钙

泥质胶结，胶结较差；F6断层产状223°∠41°，破碎带宽约0.2～

0.3m，见角砾岩，成为分泥质灰岩。隧道左侧围岩存在顺层软弱面，

易产生滑落、坍塌，对整个洞身产生侧面挤压变形，给施工带来了相

当大的困难。

2.2水文情况

隧道进口和斜井小里程段因受构造影响严重，断层发育，岩层挠

２０１３年第３期　第３９卷总第１７３期　Ｉ・Ｊ芝材　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａ￣ｒｉａｂ　・ｌ３７・　２０１３年６月　

（１）变形数值大，变形速率快。隧道开挖后，围岩变　

形非常强烈，拱顶沉降和水平位移位移起初的变化率较大，　水平收敛是拱顶下沉的两倍左右，隧道挤压性显著。（２）　

变形不均匀性、不对称性，开挖断面局部侵限。监测数据　表明，隧道普遍存在左右侧变形不均匀和不对称现象，在　

初期支护完成后，不同段落左右侧变形量不同，左右侧变　

形差异明显。在同一断面上，水平收敛明显大于拱顶下沉，　中上部的水平收敛变形普遍大于中下部，左右侧边墙变形　

不同，须进行局部换拱。　

（３）变形持续周期长，后期变形反弹大。施工观测中　

发现，拱顶沉降和水平位移位移在很长一段时间内呈现匀　速增长的趋势，仰拱施作完成后，变形突变且有减小的趋　

势，变形数值在短时间内达不到二衬施作前验标规定的数　

值（Ｏ．２　ｍｍ／ｄ），变形数值大于３０　ｃｍ后，钢架发生扭曲变　

形，变形数值突变增大，甚至造成塌方。　

２．２初期支护破坏特征　

隧道洞身围岩主要为薄层碳质板岩，岩体破碎，节理　

发育，自稳能力较差。开挖过程中经常发生局部掉块和滑　

塌现象。随着变形的逐渐增大，边墙强烈内挤，拱顶下沉　

开裂，钢架折弯严重。通过监控量测数据分析，变形破坏　

规律为：当累计变形量不足２０　ｃｍ时，初期支护安全可靠；　

当累计变形量超过２０　ｃｍ时，初期支护遭到破坏，初支表　面出现裂缝，进而出现纵向裂缝、崩落，环向裂缝出现；　

当累计变形量不足３０　ｃｍ时，钢架发生扭曲变形，甚至扭　

曲错断，喷混凝土表面出现大量裂缝、掉块，必须及时进　

行套拱等加固措施，否则继续发展将造成塌方。　

３变形原因分析　

３．１地质因素　

（１）围岩遇水具有膨胀性，形成较大的膨胀力。隧道　变形段围岩主要为炭质板岩与炭质千枚岩，遇水后很快崩　

解，侵水后一般表现出明显的体积增加，具有很大的膨胀　性。从而产生可观的膨胀压力，直接加荷在初支系统上。　

目 录

一、编制依据 ............................................................................................. 3

二、适用范围 ............................................................................................. 3

三、工程概况 ............................................................................................. 3

四、隧道变形段总体施工方案 ................................................................... 4

1、总体施工方案 ....................................................................................... 4

2、支护参数 ............................................................................................... 5

五、施工方法 ............................................................................................. 6

1、施工顺序 ............................................................................................... 6

2、施工工艺流程图 ................................................................................... 7