[发明专利]绿泥石片岩地层单洞三车道公路隧道的大变形控制方法

说明书

本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种绿泥石片岩地层单洞三车道公路隧道的大变形控制方法。所述方法以三台阶环形开挖预留核心土法为基础，在超前支护下进行隧道的扩挖及支护施做，其中隧道拱部、边墙及仰拱处采用双层钢架，并进行分次支护，其中第一层钢架施做时相应的预留变形量为90~120cm，第二层钢架施做时相应的预留变形量为45~60cm。该方法在满足大变形要求的同时又能确保支护结构安全稳定，达到不侵限、不换拱的目的。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种绿泥石片岩地层单洞三车道公路隧道的大变形控制方法。

背景技术

绿泥石片岩呈片状构造，遇水崩解，隧道开挖后呈粉末状，强度极低而且致密，围岩无自稳能力，施工过程中易发生极严重大变形，尤其对于处于较高地应力水平的单洞三车道公路隧道等这类大跨度隧道，由于其围岩强度应力比非常小，加上开挖对围岩的扰动范围大，若技术措施不当，极易造成隧道支护变形侵限、喷射混凝土开裂剥落、钢架扭曲断裂、二次衬砌开裂掉块甚至垮塌、边墙下沉和路面开裂等病害，导致工期延误、费用剧增、安全失控。因此，在绿泥石片岩地层中修建单洞三车道公路隧道难度极大。

鉴于高地应力软岩地层给隧道施工带来的诸多困难，国内外经过多年的工程实践和研究，已积累了不少大变形控制的方法和经验，而且这些方法和经验多是在施工过程中不断尝试、摸索、总结和完善基础上得到的，如兰渝铁路的两水隧道、木寨岭隧道都进行了多种大变形控制方法的尝试。但由于每座隧道具体的地质、荷载情况等不一致，提出的大变形控制方法也各有不同。同样地，在绿泥石片岩地层中修建大跨度隧道，由于其地质及荷载等情况的特殊性，相应的大变形控制方法也是前所未有，目前尚缺乏一套关于绿泥石片岩地层单洞三车道公路隧道的大变形控制方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种绿泥石片岩地层单洞三车道公路隧道的大变形控制方法，在满足大变形要求的同时又能确保支护结构安全稳定，达到不侵限、不换拱的目的，由此解决目前绿泥石片岩地层隧道的大变形控制难题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种绿泥石片岩地层单洞三车道公路隧道的大变形控制方法，所述方法用于围岩条件为绿泥石片岩地层、且隧道类型为单洞三车道公路隧道的施工过程中的大变形控制；所述方法以三台阶环形开挖预留核心土法为基础，在超前支护下进行隧道的扩挖及支护施做，在所述支护施做过程中，隧道拱部、边墙及仰拱处采用双层HK200b型钢钢架，并进行分次支护，所述分次支护为先施做第一层钢架，然后施做第二层钢架；所述第一层钢架施做时相应的预留变形量为90~120cm，所述第二层钢架施做时相应的预留变形量为45~60cm。

采用大预留变形量+拱部、边墙及仰拱处采用双层HK200b型钢钢架+分次支护的方法，一方面大预留变形量能够满足隧道大变形的要求，有益于防止隧道变形侵限；另一方面采用双层HK200b进行强支护，避免了支护结构强度不足而发生破坏；再者，分次支护不仅对围岩应力释放具有调节和控制作用，避免围岩应力释放过多或者过少，而且由于围岩应力释放过程中支护背后围岩形成压密区，分次支护可以使围岩不断被压密，由此不断提高围岩的承载能力，从而有利于对隧道大变形的控制。

进一步地，所述第一层钢架和所述第二层钢架均设置双层钢筋网片。

进一步地，所述大变形控制方法依次包括超前支护，上台阶第一层钢架的施工，中台阶第一层钢架的施工，上、中台阶第二层钢架的施工，下台阶第一层和第二层钢架的施工，仰拱施工，二次衬砌施工，仰拱回填步骤。进一步地，所述方法具体为：

(1) 超前支护：采用双排超前注浆小导管，环向间距为30~40cm，每2~3榀钢架施做1环；

(2) 上台阶第一层钢架的施工：在隧道断面的设计轮廓线基础上进行扩挖，预留变形量采用90~120cm，架设上台阶第一层钢架，然后立即打设上台阶拱脚处第一层钢架的锁脚锚管，最后进行上台阶第一层喷射混凝土的施做；