淺埋偏壓地質(zhì)隧道施工技術(shù)

1、淺埋偏壓地質(zhì)隧道施工技術(shù)鄭州中原鐵道建設(shè)工程監(jiān)理有限公司 李體存摘 要 山區(qū)鐵路短隧道多為裂隙教發(fā)育，巖體較破碎，且屬淺埋偏壓地形居多，此種隧道長(zhǎng)期暴露或遇水，易發(fā)生坍滑、溜滑。則造成施工十分困難，甚至發(fā)生較大的安全事故。本文以宜萬鐵路向家灣一號(hào)（線）隧道淺埋偏壓段的圍巖特點(diǎn)及地質(zhì)情況，結(jié)合新奧法理論基礎(chǔ)，確定淺埋偏壓段掘進(jìn)施工的基本原則為：“避雨季、先防護(hù)、短臺(tái)階、管超前、短進(jìn)尺、快封閉、強(qiáng)支護(hù)、緊閉合”。提出了“預(yù)支護(hù)、套拱砼穩(wěn)定洞口、天溝易盡早形成、套拱段空缺處反壓回填加固、嚴(yán)格工序質(zhì)量、仰拱及早閉合、加強(qiáng)圍巖量測(cè)”等針對(duì)淺埋偏壓地質(zhì)條件下的隧道施工措施、施工技術(shù)及注意事項(xiàng)，對(duì)同類工程有

2、很好的借鑒作用。關(guān)鍵詞淺埋偏壓套拱砼施工技術(shù)1 工程概況向家灣一號(hào)隧道（線）設(shè)計(jì)為宜萬鐵路單線隧道全長(zhǎng)220米，隧道自出口至進(jìn)口為連續(xù)下坡，縱坡為-3。本區(qū)為于三疊系中統(tǒng)巴東組粉泥質(zhì)砂巖、紫紅色，厚層中厚層狀，強(qiáng)弱風(fēng)化，節(jié)理、裂隙教發(fā)育，巖體較破碎，屬單斜地層，巖層產(chǎn)狀為320330°4050°，。隧道出口段處于級(jí)圍巖地段，屬極軟巖，隧道、線出口間仰坡高達(dá)20m，屬淺埋偏壓地形，長(zhǎng)期暴露或遇水，易發(fā)生坍滑、溜滑。造成施工十分困難。2 總體施工方案針對(duì)向家灣一號(hào)隧道(線)出口淺埋偏壓段的圍巖特點(diǎn)及地質(zhì)情況，結(jié)合新奧法理論基礎(chǔ)，確定淺埋偏壓段掘進(jìn)施工的基本原則為：“避雨季、先防

3、護(hù)、短臺(tái)階、管超前、短進(jìn)尺、快封閉、強(qiáng)支護(hù)、緊閉合”。為減少對(duì)地表的擾動(dòng)，主要采用在拱部外增設(shè)套拱進(jìn)洞。3 施工措施及步驟3.1洞口防護(hù)、為防止隧道洞口滑移及造成原線隧道洞口的威脅，應(yīng)先進(jìn)行截水天溝的施工并對(duì)、線隧道間山坡采用錨噴網(wǎng)加固，錨桿長(zhǎng)6m，角度垂直于巖面，間距1.2×1.2m梅花型布置，采用6mm鋼筋網(wǎng)、網(wǎng)格尺寸為10×10cm，噴砼厚6cm；、在現(xiàn)有地表上,少量開挖修整,立模澆筑縱向長(zhǎng)度為5米厚40cm 的C25混凝土套拱，鋼筋骨架采用格柵鋼架、間距0.5m/榀，套拱拱腳設(shè)100×50cm的C25混凝土托梁、梁中加設(shè)格柵。其施工步驟為：測(cè)量放樣洞口段進(jìn)

4、洞位置左右兩側(cè)邊坡開挖線及洞臉開挖線，左右側(cè)邊坡坡比控制在5 ：1。在現(xiàn)有地形上結(jié)合隧道拱部斷面少量開挖，人工修刷，托梁采用風(fēng)鎬掏挖成形。根據(jù)現(xiàn)有地形兩側(cè)開挖至滿足要求的標(biāo)高，中間留核心土寬3.0m，高2.0m；套拱施工平臺(tái)成形后，洞口里程施工正洞超前小導(dǎo)管（小管棚）；小導(dǎo)管L=4.5m，環(huán)向間距40 cm外插角10°30°,外部留50cm長(zhǎng)，與套拱砼鋼架聯(lián)接。套拱砼施工應(yīng)注意以下3項(xiàng)注意事項(xiàng)：a、套拱格柵安裝定位，經(jīng)測(cè)量檢查后，采用鋼筋與錨桿焊接定位，拱腳部位座于堅(jiān)固的基底上，確保下沉受控。b、套拱內(nèi)外模均采用 4cm厚木板，環(huán)向支撐采用10×10cm方木，扇形

5、布置，方木縱橫連接，確?；炷凉嘀^程中支撐系統(tǒng)穩(wěn)定。c、最后是混凝土的灌注必須對(duì)稱進(jìn)行，經(jīng)常檢查支撐是否松動(dòng)，施工結(jié)束后注意砼的養(yǎng)生。（套拱各里程斷面見圖一、圖二、圖三）圖一GDK159+938橫斷面（單位：cm）圖二GDK159+940橫斷面（單位：cm）圖三GDK159+942橫斷面（單位：cm）3.2洞身加強(qiáng)支護(hù)、由于隧道左側(cè)存在偏壓在施工左側(cè)邊墻時(shí)，可以增設(shè)小導(dǎo)管注漿，對(duì)圍巖進(jìn)行加固，洞身級(jí)圍巖采用上部弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土臺(tái)階開挖法施工（圖四、圖五）；洞身級(jí)圍巖擬采用短臺(tái)階法預(yù)裂爆破施工，臺(tái)階長(zhǎng)度不大于5米，三臺(tái)階總長(zhǎng)度不大于10米，中、下臺(tái)階左右馬口必須錯(cuò)開，馬口錯(cuò)開長(zhǎng)度不小于每循環(huán)

6、開挖進(jìn)尺，嚴(yán)禁對(duì)開；圖四 單線隧道上部弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法施工順序示意圖（單位：cm）、嚴(yán)格控制每循環(huán)進(jìn)尺及裝藥量，要求每循環(huán)進(jìn)尺不得大于1.0米，及時(shí)支護(hù)封閉，必要時(shí)對(duì)掌子面先進(jìn)行噴錨封閉，后安設(shè)拱架及錨桿，下臺(tái)階開挖后要及時(shí)抽排積水，嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間置放，防止軟化圍巖；、淺埋偏壓段初期支護(hù)采用網(wǎng)噴，厚度為20cm，二次襯砌厚度為50cm，全斷面采用C30鋼筋砼（仰拱及二次襯砌），初期支護(hù)中采用I16鋼架加固，全環(huán)布置，間距0.5米/榀，必要時(shí)對(duì)部分初期支護(hù)參數(shù)進(jìn)行加強(qiáng)，系統(tǒng)錨桿嚴(yán)格按要求施工到位，與拱架牢固焊接； 、超前支護(hù)采用42超前小導(dǎo)管，拱部每2米設(shè)置一環(huán)，長(zhǎng)度3.5米，環(huán)向間距40cm，

7、縱向相鄰兩排的搭接長(zhǎng)度不小于1米；、及時(shí)施作仰拱砼，使其盡早閉合成環(huán)，要求仰拱端頭與掌子面下臺(tái)階距離不大于5米（必要時(shí)仰拱端頭緊頂下臺(tái)階），每次開挖長(zhǎng)度不得大于5米，仰拱開挖后對(duì)積水要及時(shí)進(jìn)行抽排；相距15-20m相距4m至6m超前支護(hù)上部弧形導(dǎo)坑開挖左右側(cè)槽交錯(cuò)開挖弧形導(dǎo)坑噴錨支護(hù)邊墻噴錨支護(hù)每循環(huán)進(jìn)尺0.5m每循環(huán)進(jìn)尺1-1.2m仰拱開挖仰拱砼灌注安設(shè)防排水系統(tǒng)拱墻鋼支撐連接全斷面砼襯砌圖五 上部弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心法施工工序框圖、二次襯砌要緊跟，若在線路左側(cè)遇上避車洞開挖，應(yīng)先施作該段仰拱后，再開挖避車洞，嚴(yán)禁預(yù)留；5 圍巖量測(cè)根據(jù)淺埋段特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況有針對(duì)性地埋設(shè)量測(cè)點(diǎn)，每次開挖施作

8、完510米時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人安排測(cè)量班用全站儀觀測(cè)拱頂下沉和兩側(cè)凈空收斂情況，圍巖壓力量測(cè)采用鋼弦式壓力盒和頻率接受儀。對(duì)拱頂、邊墻布設(shè)量測(cè)鉤，測(cè)量人員每天的量測(cè)次數(shù)不得少于兩次，各項(xiàng)量測(cè)開始均在開挖支護(hù)18H內(nèi)進(jìn)行，頻率為每天一次。并及時(shí)將量測(cè)結(jié)果反饋給現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，確保隧道施工安全順利進(jìn)行。根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果，可知圍巖變形及受力情況：（1）在上部開挖的過程中，圍巖壓力均較小。（2）隧道在進(jìn)行中、下導(dǎo)開挖時(shí)拱頂最大下沉速率為0.8cm/d，圍巖兩側(cè)最大收斂速率為0.6cm/d，4天后，圍巖基本上穩(wěn)定，下沉值、收斂值保持穩(wěn)定；6 結(jié)束語、為防止隧道洞口滑移及變形，應(yīng)盡可能減少對(duì)原有地形破壞，可進(jìn)行少量開挖修整，對(duì)偏壓地段的早期防護(hù)和施做套拱砼穩(wěn)定洞口是一種非常有效的方式；、洞口地段的截水天溝易盡早形成，同時(shí)防止線路左側(cè)發(fā)生滑移，對(duì)套拱段右側(cè)反壓回填加固：正面采用1.0米厚M10水泥漿砌片石擋墻封閉、擋墻背后空洞回填土石夯填密實(shí)。、嚴(yán)格按順序開挖，尤其是中、下導(dǎo)左右交錯(cuò)開挖、支護(hù)，要確保開挖