弱膨胀性围岩隧道开挖支护施工探索

王玉珍

(华铁工程咨询有限责任公司，北京 100026)

1 工程简介

1.1 概述

太中银铁路红井子隧道位于宁夏盐池县境内，进口里程DK550+084，出口里程DK555+226，隧道全长 5 142 m，其中:明挖段422 m(进口明挖段316 m，出口明挖段96 m)，隧道暗挖4 720 m，隧道一般埋深40 m～120 m。在DK551+850设斜井一处，长258 m。

1.2 工程地质

隧道穿过地层主要为白垩系下统泥岩夹薄层砂岩互层(K1)，泥岩以棕红色为主，棕褐色次之，泥质结构，厚层状构造;砂岩以砖红色为主夹少许灰绿色及灰白色，细粒结构为主，少许中粒结构，中厚层状构造。强风化～微风化，节理较发育。层理产状进口处113°∠4°，出口处 315°∠3°。经对砂岩、泥岩取样试验，砂岩、泥岩具膨胀性，自由膨胀率Fs=40.0%～50.0%，蒙脱石含量10.95%～29.3%，阳离子交换量121.31 mmol/kg～324.02 mmol/kg，饱和吸水率7.76%～28.5%。经试验证明隧道洞身围岩岩样浸水状态下，崩解形式和速率存在差异，快速崩解岩样无法测定饱和吸水率，说明隧道区岩石膨胀性不稳定。洞顶(DK551+750～DK554+600)分布第三系渐新统(E3)泥岩(含石膏)夹薄层砂岩、石膏。层理产状进口处270°∠4°。

隧道区地下水主要为基岩裂隙水，赋水地层主要为白垩系下统(K1)砂岩、泥岩层，补给来源为大气降水，属弱富水。隧道开挖后局部地段岩面出现线状滴水和大面积渗水，取水样化验判断为具有硫酸盐腐蚀，环境作用等级H3。

根据隧道洞身岩性及地下水发育状况，隧道洞身围岩分级:暗挖段Ⅴ级围岩910 m，占20%，Ⅳ级围岩3 810 m，占80%。

1.3 设计支护参数

设计参数见表1，表2。

表1 红井子隧道复合式衬砌设计参数表(原设计)

表2 红井子隧道复合式衬砌设计参数表

1.4 防水设计

二次衬砌混凝土掺加具有补偿混凝土收缩功能的HE型抗裂高效防水剂，掺量为胶凝材料用量的6%。……