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偏压隧道施工中变

2015-07-06 10:36 来源:学术参考网 作者:未知

【摘要】文章介绍了某偏压隧道施工过程中出现的变形开裂情况,对其产生的原因进行了分析,并介绍了专家处理的过程及结果,对隧道施工有一定的指导意义。

【关键词】隧道施工;变形开裂;偏压


某隧道为南北双管上下行六车道,左右洞总长680m,两洞中线间距52.25m,开挖跨度16.95m,高11m,右洞南面局部四车道开挖跨度20.75m,高12.2m,隧道内轮廓设计为三心拱形。该工程于2005年底动工,目前已完成全部土建工程。
一、地质概况
(一)地形地貌
  隧道所穿越的山岭,为长期风化剥蚀的丘陵地貌区,地形起伏变化较大,有冲沟、缓坡、陡坎,山坡植被发育,并随处可见裸露地表的花岗岩微风化球体。
(二)工程地质条件
  隧道围岩主要为燕山期花岗岩侵入体,岩层为巨厚层状结构。隧道基本上处于全~强风化的花岗岩体或第四系坡积、残积土中。根据施工实际揭露的情况,v级围岩占隧道总长的95%,iv级围岩仅占5%。WWw.133229.CoM围岩级别划分主要是根据围岩结构的稳定性,富水情况及围岩纵波波速进行综合判定的。施工区的主要断裂构造为与隧道成斜交的f4断层,倾向165~1750,倾角70~750,为压扭性断裂破碎带。受构造影响,围岩节理发育,岩体成为大块状砌体结构或碎块状压碎和镶嵌结构。全~强风化的花岗岩容易碎成粗颗粒的砂质土,可朔性差。地下水受大气降水直接补给时,可通过围岩颗粒间孔隙和围岩裂隙,形成渗水排出,含水的松散围岩开挖后,可发生掌子面及拱顶坍塌,侧壁失稳。
(三)不良地质现象
  山岭广泛分布着花岗岩微风化球体,俗称“孤石”。这种孤石包裹在全风化、强风化或微风花的地层中,块度大小不等,有的可达几米、甚至十几米,分布无规律,是隧道开挖中的严重“隐患”。
二、偏压引起的左线zk3+965~+983隧道变形开裂的处理
  隧道左线出口段是2006年7月份从南向北开挖的,采用φ108大管棚注浆加固拱顶,初支采用锚杆加格栅,间距50cm网喷砼厚35cm。用上下台阶,留核心土施工。 隧道口地表按设计要求施作了仰坡,采用c20混凝土,进行了挂网喷浆、施工防护。
  由于隧道左线出口段地表标高比右线低10~15m,地表偏压严重。隧道左侧结构面距离山坡临空面也不到10米,有三块巨大的孤石,卧压在隧道的左上方,孤石裸露在外,挤在一起,最小的孤石有30 m3,最大的约100 m3。在大孤石的下面,由于从山坡流下雨水的长期冲刷,形成了一个大空洞,洞体约180 m3。空洞底为风化后的砂质土,洞壁距离隧道结构仅有1.2米。覆盖层为全~强风化的地层,暴雨季节,渗入水使围岩松散,自稳性差,危及隧道安全。

  (一)对隧道左线偏压的处理
  1.第一次隧道仰坡变形滑坡的处理。2006年8月18日夜里突降暴雨,由于偏压影响,隧道右上方仰坡大面积开裂,土体下滑,向左倾斜,严重危及隧道的施工安全。因此进行了第一次处理:(1)根据滑坡范围和现场地形,对隧道口以上的仰坡立即进行削坡减压。划分施工台阶,用挖掘机剥土。由于仰坡较高,分为三级,每级台阶高8m,碎落台宽度1.5m,仰坡斜率:一级1:0.6,二级1:0.7,三级1:0.8。仰坡防护结构:采用φ22砂浆锚杆,l=3m,间距1.5m×1.5m,梅花型布置,挂φ8钢筋网,@200×200mm,喷c20砼10cm厚。(2)孤石下面的空洞处理,采用c15的砼回填,共175 m3。经过7天的剥土施工,共挖土9700 m3,再加上对隧道左侧空洞的回填处理,一定程度上减轻了对隧道的偏压力。
  2.隧道左线偏压第二次处理
  (1)偏压状况:隧道左线右上方的仰坡经过2006年8月份的削坡减压处理,虽然一定程度上减轻了对隧道的偏压,但由于隧道右侧的覆盖层厚度仍然远比左侧大,特别是隧道上面的冲沟周围的汇水,对隧道覆盖土的渗透浸泡,使围岩完全失去自稳能力,所以12月6日当掌子面由南向北开挖到zk3+983时,靠近洞口6米处出现环向裂缝,宽度迅速从3mm扩大至5mm,地面仰坡又出现多条8~10多米长的裂缝,宽度0.5mm~20mm不等,仰坡竖向裂缝向洞口左侧不断发展。经测量监测发现,隧道下沉速率20mm/d,拱顶累计下沉达60mm。向左横向位移最大处达58mm,又一次出现了严重险情,必须采取措施进行处理。(2)处理偏压措施:左线隧道偏压的第二次处理,实际上是第一次处理偏压的延续。处理顺序是先对洞外“卸载减压”,再加固洞内。1)使用挖掘机剥离仰坡,将右侧第三级仰坡向后推移6.5m,碎落台宽度由原来的1.5m,加宽至8m。由于推移后的仰坡高度达11.28m,在中间增加第四台阶,碎落台宽1.5m,三、四级仰坡坡度均为1:0.8。总共剥离土方4600 m3。2)将仰坡所挖除的土方填至隧道左侧低洼处,填土高度至第二台阶顶,边坡坡率为1:0.7,采用三维土网垫植草防护,共填土3400 m3。3)仰坡防护加固形式为网喷c20砼,厚50mm。4)在仰坡的上方,修建了防洪天沟。5)zk3+970~+980段原初支内侧增设i18工字钢护拱,间距100cm,喷射c20砼,厚度21cm,并设中间型钢立柱。6)加快隧道下台阶施工,尽快进行仰拱施工,达到早封闭目的。
(二)处理隧道偏压效果
  左线隧道经过地表减压,洞内支护加固处理,两侧收敛变化迅速消失,经过25~35天,拱顶沉降也趋近于0,隧道已停止变形开裂,已于2007年3月开始二次衬砌。

【参考文献】
[1]王梦恕主编.大瑶山隧道[m].广东科技出版社,1994.
[2]关宝树编著.隧道工程施工要点集[m].人民交通出版社,2006.

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