18淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術(shù)

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1、論淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術(shù)泰贛經(jīng)理部熊華倫【摘要】本文以泰贛高速公路下灣隧道施工為實例，具體介紹了高速公路淺埋、偏壓、軟弱圍巖隧道的施工工藝、施工方法，并提出了“親嘴”進洞方案，此方案可減少對山體及植被的破壞，同時更有效地保證施工安全?！娟P(guān)鍵詞】淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工技術(shù)在淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工中，由于施工技術(shù)運用或處理不當，經(jīng)常會造成較大面積的坍方，由此帶來人身傷害、財產(chǎn)損失及工期延誤等是無法估量的。由我單位施工的泰贛高速公路C4合同段下灣隧道屬于路塹高邊坡在施工過程中變更為隧道的

2、工程項目，整座隧道均處于嚴重淺埋偏壓段，其中靠贛州端98米圍巖極其軟弱，且該隧道有效施工時間僅三個月，如何保證施工工期成為整個高速公路能否按期實現(xiàn)通車的關(guān)鍵。1工程概況下灣隧道位于泰贛高速公路K203+545~K203+780段左線（因該段為分離式路基），長235米，最大埋深21米，最小埋深靠贛州端有20余米為半明半暗挖隧道，并在洞外接長明洞30米。隧道凈寬10.60米。該隧道段原設(shè)計為高達87米路塹高邊坡，在第四、五級及第三級上半階邊坡防護施工完畢、開挖平臺距路基設(shè)計標高最大為30米時，因地質(zhì)原因

3、，為保證該處施工及運營安全而將該段路基變更為單線隧道（右線仍為路基）。變更后的隧道橫斷面布置示意圖詳見圖1。圖1下灣隧道橫斷面示意圖（單位：m）埋深與線間距數(shù)據(jù)表里程樁號+580+600+640+680+700+715+725+735+745+750埋深h(m)12.4814.1917.5921.0020.8720.3510.015.060.88-2.50a值(m)27.3026.1924.0121.7314.089.489.007.506.014.25b值(m)42.5041.4239.2136.

4、9435.7834.8834.2933.7033.4133.41根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪、鉆芯取樣、物探資料，下灣隧道圍巖地層巖性主要為寒武系水石群（∈3）變質(zhì)巖性，巖性主要有兩種：(1)、變質(zhì)砂巖層：青灰色—灰黑色，厚層狀構(gòu)造，局部夾粉砂質(zhì)千枚狀板巖，硅質(zhì)砂巖，巖性堅硬致密，飽和單軸抗壓強度60~80Mpa，抗風化強，主要分布于K203+550~K203+670，為Ⅲ~Ⅳ類圍巖。(2)、千枚狀板巖層：以黃綠色斑點板巖、粉砂質(zhì)斑點板巖為主，偶夾灰黑色變余長石石英砂巖，千枚狀構(gòu)造，巖性較軟，強度低，抗風化能力差，

5、主要分布于K203+670~+780段，為Ⅰ~Ⅱ類圍巖。整個隧道段巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水較發(fā)育。2工藝流程因該隧道均處于已破壞的高邊坡范圍，為保證施工安全，采取早進晚出的進洞方案，即洞門修建應(yīng)盡量避免對山體的擾動，盡可能減少邊仰坡刷坡范圍。洞口處已有部分按路基開挖，且邊坡較高（約55米），不宜再破壞洞口邊坡，就采取了回填貧砼反壓、套拱、超前長管棚等輔助施工措施，確保了施工安全。2.1進洞套拱工藝流程該隧道進洞方案首次提出了“親嘴”原理，其工藝流程如圖2：局部及基礎(chǔ)開挖安裝型鋼鋼架立內(nèi)模幫扎鋼筋混凝

6、土澆注養(yǎng)生拆?；靥钬毣炷帘O(jiān)控量測預(yù)埋長管棚定位定向鋼管立外模圖2套拱工藝流程圖2.2偏壓、淺埋、軟弱圍巖工藝流程軟弱圍巖承載力低、穩(wěn)定性差，易發(fā)生坍方，再加上處于偏壓、淺埋段，因此，如何對圍巖進行預(yù)加固和消除偏壓對隧道施工的影響成為關(guān)鍵。其工藝流程如圖3：山體外側(cè)回填貧砼超前支護環(huán)向開挖初期支護安裝型鋼鋼架開挖核心土監(jiān)控量測加強支護、襯砌錨噴支護圖3偏壓、淺埋、軟弱圍巖工藝流程圖3施工方法3.1套拱下灣隧道采用了在設(shè)計進行方案論證時由交通部蔣博士提出的“親嘴”原理進洞，即在洞外一定距離首先施作一個

7、類似明洞的暗洞，逐步向洞內(nèi)方向推進，直到完全嵌入山體。該隧道采用I16工字鋼作為內(nèi)模支撐，再澆注90cm厚C25#鋼筋混凝土，將I16工字鋼一起澆注在混凝土中，并在澆注前預(yù)埋Ф150mm鋼管作為超前長管棚施工的定位、定向套管。在套拱砼兩側(cè)回填貧混凝土至套拱外拱頂標高，然后回填土。這樣，洞口的邊仰坡幾乎不會受到破壞，而且，套拱與回填的貧混凝土形成整體支護作用，有效地保證了洞口段及邊仰坡施工的安全。3.2超前支護在偏壓、淺埋及軟弱圍巖隧道施工中，一般須進行超前支護。本隧道洞口采用Ф108mm熱扎無縫鋼管

8、長管棚注水泥單漿液進行超前支護，導管長20米，節(jié)長4米，兩節(jié)之間用“V”型對焊，環(huán)向間距40cm，注漿終壓為2Mpa（注漿孔孔徑為16mm，間距為20cm，呈梅花型布置）。洞身Ⅱ類圍巖地段采用Ф42熱扎無縫鋼管短管棚注水泥水玻璃雙漿液進行超前支護，導管長4米，環(huán)向間距40cm，注漿壓力為0.8Mpa（注漿孔孔徑為6mm，間距為15mm，呈梅花型布置4排）。3.3開挖待超前支護注漿強度達85%后，方可開挖?？紤]處于偏壓、淺埋及軟弱圍巖段，雖已進行超前支護，但也不能大意，