第３９卷第１期 ２ ０ １ ３年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖ０１．３９ Ｎｏ．１ Ｊａｎ． ２０１３ ・１６３・ 文章编号：１００９－６８２５（２０１３）０１—０１６３—０２ 特长隧道穿越长大断层破碎带设计方案研究 赵建邦 （山西省交通规划勘察设计院，山西太原０３００１２） 摘要：分析了大营至神池高速公路野马梁特长隧道穿越长大断层破碎带的设计方案，采用帷幕注浆与结构加强设计两部分论述 了穿越长大断层方案，为类似工程设计提供参考。 关键词：特长隧道，长大破碎带，帷幕注浆，单侧壁导坑 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 山西省大营至神池高速公路，设计速度８０ ｋｍ／ｈ，为两车道高 速公路。野马梁隧道进口位于原平市雷家裕口村西南方向约 ６００ ｍ处，出口位于尚家沟村南侧约２００ ｍ处。隧道穿越长大断 层破碎带，设计为左右线分离式隧道，两洞左侧边墙最大问距为 ３０ ｍ，隧道总体走向呈２６８。。右幅起止桩号为Ｋ１１＋０４５一Ｋ１６＋ ５５７，全长５ ５１２ ｍ，起点设计高程１ ２２８．４３ ｍ，终点设计高程为 １ ３３７．７８ ｍ，隧道底板最大埋深３３５．０ ｍ，位于Ｋ１３＋２８０处。左 幅起止桩号为ＺＫ１１＋０５０～ＺＫ１６＋５６２，全长５ ５１２ ｍ，起点设计 高程１ ２２８．５７ ｍ，终点设计高程为１ ３３７．６６ ｍ，隧道底板最大埋深 ３４２．０ ｍ，位于ＺＫ１３＋３００处。左右线均属特长隧道。 ２地质概况 隧址区地质构造、水文地质条件复杂。区内共发现断层６处， 隧道穿越的断层有５条，在区域上形成单斜一半地堑构造单元， 故隧址区岩体节理裂隙较发育，围岩质量总体上较差。其中穿越 的较软岩段长２ ９７１ ｍ，占隧道总长的５４％，围岩岩体呈较破碎一 破碎状；隧址区洞身范围内存在地下水，其分布及富水性较复杂。 ５处断层中，大厂沟断层（Ｋ１５＋４９０处）附近岩体破碎，地表出露 的砂岩、页岩呈碎块状，并伴有强烈的变形或错断，形成宽约 １５０ ｍ的断层破碎带，对围岩影响严重；洞内有地下水分布，出水 状态可能为滴渗水。 地质纵断面图见图ｌｎ ３隧道设计方案 ３．１ 设计方案的选择 证明，本装置具有设备组装简单、便于现场操作、安全可靠性高等 优点，能最大限度的解决关于铁路并行桥梁间高空作业及设备检 查的难题，非常适合在各铁路局工务段高墩梁体设备维修与检查 中推广使用，具有较高的技术水平与广阔的使用领域。 参考文献： ［１］ 高鹤江，蔡洪漠．铁路桥隧养护简明手册［Ｍ］．北京：中国铁 Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅ ｃｈｅｃｋ ｄｅｖｉｃｅ ＹＡＮ Ａｉ．ｍｉｎ （Ｈｏｕｍａ Ｎｏｒｔｈ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎ，Ｄａ—Ｑｉｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｔｏｃｋ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｈｏｕｍａ ０４３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅ ｄｉｓｅａｓｅｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｓ ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅ ｃｈｅｃｋ ｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄ ｒｅａｌｉｚｅｓ ｓａｆｅ ｃｈｅｃｋ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｃａｂｌｅ，ｂａｓｋｅｔ ｂａｌａｎｃｅ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｍｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅ，ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｃａｂｌｅ，ｄｅｖｉｃｅ，ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 收稿日期：２０１２－１１—１０ 作者简介：赵建邦（１９８４一），男，助理工程师 ・１６４・ 笫３９卷第１期 ２ ０ １ ３年１月 山 西 建 筑 混凝土作为注浆封堵面。开挖隧道过断层的第一个掌子面时先 混凝土２７ ｃｍ；二衬采用模筑Ｃ３０钢筋混凝土６０ ｃｍ；预留变形量 喷１５ ｅｍ厚混凝土，现浇４０ ｃｍ厚混凝土；以后喷１５ ａｍ厚喷射混 为１５ ａｍ。锚杆按梅花形布设。 凝土。 破碎带衬砌设计图见图４。 ２）注浆材料。 采用水泥一水玻璃双液浆，模数：２．４～３．４，液度：３Ｏ。Ｂｅ～ ４５。Ｂｅ，水灰比取１：１～１：０．５，注浆压力为０．５ ＭＰａ～１．０ ＭＰａ。 ３）注浆方案。 注浆孔开孔直径为１０２ ｍｍ～１２７ ｍｍ，开挖轮廓线上的注浆 导管采用５ ｍ一１０ ｍ长的 ８９—６１０８钢花管作孔口管，中间部分 注浆导管采用ｄ￣１００ ＰＶＣ花管。注浆应在达到设计终压之后维持 一土回填 段时间，注浆压力没有明显下降之时结束。每循环注浆结束 后，应做钻孔检查和红外线探测，检查合格后方可开挖，否则应做 补注。在注浆过程中应经常检查，记录注浆压力、注浆量、凝固时 间，掌子面以及附近的支护状况，并根据地质条件变化调整注浆 参数。 图４破碎带衬砌设计图 ３．２．３单侧壁导坑法设计 长大断层破碎带岩体破碎，易滑动，采用单侧壁导坑法，可以 有效控制破碎体沉降。开挖时，将断面分成两大块，其中每一块 帷幕注浆设计图见图２，图３。 『 、 癌 ８ ８ 第五环注浆孔 ／／／ 擘 采用上下台阶法开挖，侧壁导坑尺寸根据地质条件、断面形状、机 械设备和施工条件而定，宽度取洞宽的１／２ 。 侧壁导坑采用Ｉ １６工字钢与初支钢拱架连接，导坑范围为拱 部６０。；４２超前小导管，长度４５０ ｅｍ，环向间距４０ ｅｍ，外插角 ＋１０。；６２５早强砂浆锚杆，长度３００ ｃｍ，间距５０ ｅｍ（纵）×１００ ｃｍ （环）； ８钢筋网，２５ ｃｍ×２５ ｃｍ；喷Ｃ２５早强混凝土２０ ｃｍ。单侧 壁导坑法设计图见图５。 菌蔼——— 望堑 裳 ． ／／／／ ＼、 黎 ２ ｏｏ０ ２ ５０ｏ 图２帷幕注浆孔纵向布置图 ０ 图５单侧壁导坑法设计图 ４结语 １）由于长大断层破碎带整体上属于软岩，附近岩体节理裂隙 发育，岩体破碎，地质条件较差，为避免在开挖施工过程中出现塌 方，因此，在设计过程中，必须采取一系列有效措施，来增强结构 图３帷幕注浆孔口断面图 承载力。 ３．２．２ 双排小导管及双层钢拱架设计 ２）加深对新奥法的理解，坚持按新奥法原则设计，设计中通 设计中超前支护采用＋４２长度４．５ ｍ的小导管，外插角为 过帷幕注浆、双排小导管、双层钢拱架及单侧壁导坑法施工，以贯 １Ｏ。，小导管支护范围为１２０。；初支采用 ５自钻式锚杆，长度 彻新奥法设计理念。 ４５０ ｃｍ，间距５０ ｃｍ（纵）×８０ ａｍ（环）；双层 ８钢筋网，间距 参考文献： ２０ ｃｍ ｘ２０ ｃｍ；第一环Ｉ ２２ｂ工字钢，纵向间距５０ ｃｍ，喷Ｃ２５早强 ［１］ＪＴＧ Ｄ７０－２００４，公路隧道设计规范［ｓ］． ｝昆凝土２９ ｅｍ；第二环Ｉ ２０ｂ工字钢，纵向间距５０ ｃｍ，喷Ｃ２５早强 ［２］ＪＴＧ／Ｔ Ｄ７０－２０１０，公路隧道设计细则［ｓ］． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｓｕｐｅｒ－－ｌｏｎｇ ｔｕｎｎｅｌ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｌａｒｇｅ－－ｆａｕｌｔ ｃｒｕｓｈｅｄ ｚｏｎｅｓ ＺＨＡＯ Ｊｉａｎ－ｂａｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｓｕｒｖｅｙ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ Ｙｅｍａｌｉａｎｇ ｓｕｐｅｒ ｌｏｎｇ ｔｕｎｎｅｌ ｏｆ Ｄａｙｉｎｇ ｔｏ Ｓｈｅｎｃｈｉ ｈｉｇｈｗａｙ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｆａｕｌｔ ｂｒｏ－ ｋｅｎ ｚｏｎｅ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｆａｕｌｔ ｓｃｈｅｍｅ ｕｓｉｎｇ ｃｕｒｔａｉｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｔｗｏ ｐａｒｔｓ，ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｒｅｆｅｒ— ｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｄｅｓｉｇｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒ ｌｏｎｇ ｔｕｎｎｅｌ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂｒｏｋｅｎ ｚｏｎｅ，ｃｕｒｔａｉｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｕｎｉｌａｔｅｒａｌ ｓｉｄｅ ｐｉｌｏｔ ｔｕｎｎｅｌ