[00150833]软弱围岩隧道快速施工及变形控制技术

一、课题来源与背景 神华准池铁路朔州隧道为单洞双线隧道,正洞全长11299m,平均开挖高度达10.01m,开挖断面98.09m2。共设5座斜井,总长7171m。地貌以黄土梁、峁和深切冲沟为主,地形起伏较大,埋深在10m至703m之间;地质以风积砂质湿陷性黄土、水平灰岩互层及岩溶、断层,富含地下水,围岩极差,合同工期574d。为保证朔州软弱围岩隧道的安全、优质、快速施工,公司2011年立项研究。 二、技术原理及性能指标 通过施做迈式管棚超前支护以及径向迈式锚杆有效控制了隧道变形,使最大地表沉降11.4mm、最大拱顶下沉30.4mm、最大水平收敛48.5mm。在Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩段采用超短台阶法施工,微振动控制爆破开挖,开挖循环进尺为2.5m,上台阶高度3.2m,台阶长4.8m;下台阶左、右侧错开开挖,下台阶高4.3m,左侧台阶长4.8m、右侧台阶长7.2m,仰拱安全步距控制在16m之内,衬砌安全步距小于80m。 三、技术的创造性与先进性 （1）开创了浅埋偏压砂质黄土隧道免刷坡进洞技术,最大限度地减少了隧道进洞边、仰坡开挖量,达到了安全快速进洞,不破坏植被。 （2）研发了浅埋砂质黄土隧道施工变形控制技术,解决了塌陷下沉侵限体浅埋砂质软弱围岩超前支护难题。 （3）优化了软弱围岩长大隧道超短台阶快速施工技术,较好的控制了围岩变形。 （4）首次研制了钢格栅快速加工装置,大大提高了施工效率,保证了质量。 （5）首次提出了钢拱架锁脚锚管加固连接新技术,使钢拱架与锁脚锚管固定更加牢固,控制了拱脚下沉。 （6）优化了软弱围岩长大隧道快速施工技术,创造了掘进333m的月产新纪录。 （7）总结形成了水平层状破碎围岩隧道超欠挖控制爆破技术,较好控制了超欠挖。 四、技术的成熟程度,适用范围及安全性 该成果技术成熟,安全可靠,对类似地层的施工有极强的借鉴和指导意义。 五、应用情况及存在的问题： 该成果在朔州隧道软弱围岩施工中得到成功应用,共节约成本1925.4万元,提前一个月完成了隧道施工任务。 施工中拱脚下沉、支护结构受力没有监测,导致反馈信息不全面,建议在类似工程中补充。 六、历年获奖情况 施工中经过科技创新,获得2项省级工法,6项授权专利,4项受理专利,有2项专利获2012年太原市职工科技创新大赛优秀奖,2项施工技术获公司、集团公司合建技改二等奖,发表技术论文4篇。 准池铁路朔州隧道项目被山西省住房和城乡建设厅确定为2013年度山西省建筑业新技术应用示范工程项目（见山西省住房和城乡建设厅晋建函[2013]52号）。 2012年朔州隧道完成的《降低喷射混凝土回弹量》问题解决型成果荣获山西省工程建设施工企业优秀QC小组一等奖、全国工程建设优秀质量管理小组二等奖。2013年完成的《隧道软弱围岩钢拱架锁脚锚管加固连接装置的研制》创新型QC成果再次荣获山西省工程建设施工企业优秀QC小组一等奖,全国工程建设优秀质量管理小组二等奖。