某高鐵隧道位于遼寧省喀左縣境內(nèi),隧道全長(zhǎng)9490m。隧道貫通后,經(jīng)澆筑底座板及自密實(shí)混凝土,并完成鋪軌。在進(jìn)行軌道精調(diào)小車靜態(tài)數(shù)據(jù)采集時(shí),發(fā)現(xiàn)該隧道仰拱部分區(qū)域出現(xiàn)疑似上拱的情況,最大上拱量為9.6mm。
經(jīng)分析,隧道的施工擾動(dòng),改變了隧道圍巖的地層及水文地質(zhì)環(huán)境,打破了原有平衡,基底圍巖主要是凝灰質(zhì)砂巖,巖體破碎,具有膨脹性,這一環(huán)境的變化,從而造成具有一定膨脹性的隧道基底地層發(fā)生不均勻變形,引起隧道仰拱變形。
為控制仰拱變形量在規(guī)范允許范圍內(nèi),經(jīng)相關(guān)單位研究后決定采用主要以預(yù)應(yīng)力錨桿和袖閥管注漿相結(jié)合的方式進(jìn)行處理。
先施工預(yù)應(yīng)力錨桿的作用為拉住軌道板,防止注漿壓力作用和泥灰?guī)r膨脹作用上拱;袖閥管注漿的作用是改變地下水環(huán)境,降低地基中的含水率,修復(fù)基底因施工預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)地基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞,同時(shí),采用雙液注漿更能有效加固因開挖隧道后地下水環(huán)境改變?cè)斐傻幕总浫醯貙印?/span>
具體處理方案為:
1)、需要對(duì)仰拱變形進(jìn)行控制,采取預(yù)應(yīng)力錨桿與鋼質(zhì)袖閥管注漿組合措施。
預(yù)應(yīng)力錨桿的布孔:預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu)(全長(zhǎng)粘結(jié)型預(yù)應(yīng)力錨桿)設(shè)計(jì)荷載為200kN,錨桿采用φ32 高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋,按照錨固端長(zhǎng)度深入基巖5m 控制,每個(gè)斷面共計(jì)4處,縱向布孔間距2m(如圖1所示)。
袖閥管注漿的布孔:仰拱上拱段設(shè)置Φ89鋼質(zhì)袖閥管,按照錨固端長(zhǎng)度穿透軟弱層不小于4m控制,分別布設(shè)在軌道板兩側(cè),每個(gè)斷面共計(jì)4處,縱向間距2m(如圖1所示)。
2)、為增強(qiáng)整體受力,設(shè)置縱梁,與預(yù)應(yīng)力錨桿、袖閥管形成共同受力體系。
配合鋼質(zhì)袖閥管,設(shè)置4處縱梁,設(shè)置在軌道底座板兩側(cè),縱梁高度30cm,寬30cm。鋼質(zhì)袖閥管管頂嵌入縱梁20cm,并與縱梁主筋有效焊接。袖閥管注漿采用水泥漿,注漿壓力0.2~0.5MPa?v梁每12m設(shè)置一道施工縫,與仰拱及二襯的縫對(duì)齊;
施工完預(yù)應(yīng)力錨桿、袖閥管注漿后,對(duì)錨桿、袖閥管注漿的效果按規(guī)范進(jìn)行了檢測(cè),均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。并進(jìn)行軌道精調(diào)小車靜態(tài)檢測(cè),在處理之前的檢測(cè)數(shù)據(jù)中,最大的上拱量為9.6mm,在加固處理一個(gè)月的時(shí)間后,最大上拱量為0.49mm,測(cè)點(diǎn)為0317840S3,最大下沉量為0.34mm,檢測(cè)數(shù)據(jù)均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。
通過本工程實(shí)例,在具有膨脹性凝灰質(zhì)砂巖等復(fù)雜地質(zhì)條件下,采取預(yù)應(yīng)力錨桿與鋼質(zhì)袖閥管注漿相接合的處理措施,能有效對(duì)鐵路隧道仰拱變形進(jìn)行處理,使變形達(dá)到可控。
當(dāng)遇地下水含量豐富、地層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,進(jìn)行袖閥管注漿時(shí),受到擾動(dòng)易出現(xiàn)嚴(yán)重的塌孔現(xiàn)象,導(dǎo)致錨桿和袖閥管很難下至設(shè)計(jì)深度。
施工時(shí),可采用雙液注漿,即漿液除水泥外,再摻入其它化學(xué)漿液,能有效的控制漿液的凝固時(shí)間,在極短的時(shí)間內(nèi)能起到快速凝固,通過兩到三次成孔的施工方法,能有效的解決在富水、軟弱、地層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定土層中的鉆孔難問題,是一項(xiàng)值得推廣的施工技術(shù)。