5351m,隧洞 洞身总长度 14890m。工程设计 为 2级建筑 物 ,隧洞为马蹄形断面 5.2m×5.2m,设 计流量 47.5m /s,加 大设计流量 55m /s。顶 山隧洞 (含进 、出 口明渠 )土石方 开挖 量 105万 in,其 中洞 身段 土 方开 挖 63.5万 m 。混 凝 土浇 注 17.2万 m ,其中洞身段 l6.63万 m 。 1.1 气候 条件 本工程地处欧亚大陆腹地 中心的新疆地 区 ,属 于大陆性寒 温带气候 ,四季 中春秋 两季 不明显 ,大 致可 分为 冷半年 和暖半 年 ,纬度高、气温低 、少酷暑 多严 寒。一年 四季 风沙大 ,极 端干 燥 ,气温变化剧烈 ,日温差极为 明显 。 1.2 地质条件 隧洞洞身段全长 14.89krn,洞轴线方 向 NW177.5。,为无压 隧 洞。隧洞进 口底板高程 603.10in,出 口底板高程 584.9m,比降 1/1050。隧洞洞身段一般埋深 4JD~50m,最大埋深 80m。 隧洞所通过地段在地貌上属剥蚀起伏平原区内的平台,高 差变化不 大。隧 洞进 口左 侧 1.5km 为 一 连 水库 ,正 常 水位 613.0m,高于 隧洞底 板 高程 10m;右侧 为 二连 洼 地 ,距 洞 口 1.0km,正常高水位 595m,低于洞底 高程 8.0nl,自然状态 下 , 由一连水 库地下水补 给二连洼地 ,进 口部位 的地下水 沿隧洞方 向 由南向北缓慢流动 ,水 力坡度 为 12.5%。 隧洞通过 的地层 以第三系始一渐 新统砂岩为 主 ,夹含 砾砂 岩及泥岩或夹泥质砂岩 、砂质 泥岩。砂岩岩 层呈 中一厚层状 分 布,泥岩呈 薄层状 ,但泥岩 具有膨胀 性 (属 中一 强膨胀 岩 )。泥 岩 、砂质泥岩膨胀裂隙发育 ,裂 隙面光滑 ,并见有擦痕 。 该隧洞工程地质较为复杂 ,围岩主要 由结构松散 的砂岩组 成 ,成岩作用较差 ,用 手可 剥落 ,围 岩含水 率较 高 ,结 构极 为不 稳定 。软岩和极软岩洞室开挖后 围岩 变形量值 巨大 ,时间和空 间效应 明显 ,如变形量 值 与速率 得不 到有 效控 制 ,有 害变形 会 不断发展,形成围岩失稳和塌方。顶山隧洞为了保证安全施 工 ,防止 围岩失稳和杜绝塌方事故 ,制订 了“段进尺 、勤监测 、快 支护 、早衬砌 ”的 12字 方针 ,其 中快支 护 就包括 了喷射 混凝 土 施工 。 2 喷射 混凝 土 配合 比的选 定 根据顶 山隧洞 工程 围岩 的特性 ,喷射混 凝土强度 要求为 :8 h强度不得小于 0.3MPa,1d强度 大于 8.0MPa,28d强度大 于 20MPa,初凝时 间为 3rain,终凝 时间为 10rain。另外 ,要 求喷 射混 凝土 回弹量少 、粉尘 小 、粘附性好 、不发 生堵 管现象。 2.1 配合 比的初步确定 2.1.1 原 材 料 的 选 定 根据设计 要求 ,选 用新疆 布 尔津产标 号 为 32.5的普通 硅 酸盐水泥 ,其强度经过试验检测 为 38.0MPa;砂 选用 新疆福 海 顶 山砂石料 场生产 的河砂 ,其细度模 数为 2.65;石子 选用新 疆 福海砂石 料场生 产 的卵石 ,其 粒径为 5~15mm,级 配 良好 ;速 凝剂选用河南巩 义生产 的 8604型速凝剂 。 2.1.2 砂 率 考虑砂率对喷射混凝土施工工艺性 能和力 学性能 的影 响 , 见表 1,经过试验 ,砂 率确定 为 51% 。 表 1 砂率对喷射混凝土施工的影
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