1、结构体系
(1)采用持压旋喷形成洞周、掌子面超前支护结构,形成开挖超前全封闭壳体;
(2)硐室开挖在超前全封闭壳体中进行;
(3)开挖顺序为:超前全封闭壳体——壳体内开挖——下一级超前全封闭壳体——;
2、结构特点
(1)用做壳体结构的方法将开挖部分岩体从复杂的母岩中隔离出来,确保开挖时围岩的稳定性;
(2)全封闭壳体既是一种受力结构,也是封水结构;
(3)全封闭壳体主要针对破碎、富水等复杂岩体,不包括完整岩体;
(4)可有效防止复杂岩体开挖时的突泥、突水、涌砂、塌方等事故,大幅度降低施工安全性;
(5)可有序、快速通过复杂岩体开挖,确保工期;
(6)造价、工期可控,解决了目前复杂岩体隧道开挖的最大难题。
3、关键技术
(1)超前全封闭壳体支护、开挖方法(专利技术);
(2)持压旋喷出浆控制技术(专利技术);
(3)富水岩体旋喷成桩技术(专利申请中);
(4)早强、高强旋喷浆材(自有技术);
(5)壳体结构抗力计算模型及设计方法;
(6)超前支护施工方法。
4、市场前景及工程应用
(1)突泥、突水、涌砂、塌方等复杂岩体中的隧道开挖工程;
(2)断层、活动断层中的隧道开挖;
(3)铁路、道路、水工隧道开挖。
持压旋喷止浆塞示意图
5、工程实例
雅叶高速康定过境段跑马山2号隧道超前支护方案(2023)
跑马山2号隧道位于雅叶高速康定国境K1-2标,分布里程为:左线BZK13+400~BZK17+200、右线BYK13+400~BYK17+125。因受F21断层影响,2021年5月以来,出口端左洞ZK15+988m、右洞K16+903m处共计发生突泥、突水7次、累计方量4.5万方。采取多种超前支护方法,均不能安全、有效开挖通过断层带。两年多时间,仅左洞有效掘进35m,右洞无进展。开挖临时支护延米造价达45万元左右(不含突水、突泥处置费用),目前(2023年8月)处于停工状态。 2023年末,逐渐采用全封闭隧道超前支护技术,突泥突水现象得到有效控制,效果较好。