富溪偏壓連拱隧道進(jìn)口仰坡變形處治

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1、公路交通科技應(yīng)用技術(shù)版富溪偏壓連拱隧道進(jìn)口仰坡變形處治秦衛(wèi),王飛(安徽省公路勘測(cè)設(shè)計(jì)院,安徽合肥230041)摘要:隨著高速公路進(jìn)入山區(qū),隧道數(shù)量日益增多,連拱隧道開挖跨度明顯增大,施工工序繁多,開挖和支護(hù)相互交錯(cuò),圍巖應(yīng)力變化和襯砌荷載轉(zhuǎn)換十分復(fù)雜。在地形地質(zhì)條件復(fù)雜、存在偏壓的情況下,連拱隧道洞口段施工所引起的變形、開裂等病害處理更為復(fù)雜。文章主要結(jié)合富溪偏壓連拱隧道進(jìn)口段仰坡變形所引起支護(hù)結(jié)構(gòu)開裂等病害,揭示該隧道變形的原因,提出處理方法,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),對(duì)類似條件下隧道的建設(shè)具有一定的指導(dǎo)價(jià)值。關(guān)鍵詞:偏壓;連拱隧道;仰坡變形;處治中圖分類

2、號(hào):U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B隨著高速公路進(jìn)入山區(qū),隧道數(shù)量日益增多。連拱巖呈塊狀構(gòu)造,節(jié)理、裂隙極為發(fā)育,大多含3組以上隧道是隨我國(guó)公路建設(shè)的迅速發(fā)展而提出的新型大跨度節(jié)理,RQD值均小于30%。特別是隧道洞口段,風(fēng)化隧道形式,其線形流暢,占地面積少,空間利用率高,非常嚴(yán)重,穩(wěn)定性極差,洞口段均為Ⅴ級(jí)圍巖。避免了洞口路基或大橋分幅,與洞外線路連接方便;同時(shí)在適應(yīng)地形條件、環(huán)境保護(hù)以及工程數(shù)量上都具有優(yōu)越性。但是,連拱隧道開挖跨度明顯增大,施工工序繁多,開挖和支護(hù)相互交錯(cuò),圍巖應(yīng)力變化和襯砌荷載轉(zhuǎn)換十分復(fù)雜,尤其中隔墻受力,壓、拉、彎、扭、剪均有。

3、在地形地質(zhì)條件復(fù)雜、存在偏壓的情況下,連拱隧道洞口段施工所引起的變形、開裂等病害處理將更為復(fù)雜。本文將結(jié)合富溪偏壓連拱隧道進(jìn)口段仰坡變形引起支護(hù)結(jié)構(gòu)開裂等病害,揭示該隧道變形的原因,提出處理方法,對(duì)類似條件下隧道的建設(shè)具有一定的指導(dǎo)價(jià)值。圖1富溪連拱隧道進(jìn)口地形在隧道洞口發(fā)育兩條區(qū)域性斷層F5、F6,其中F51工程概況逆斷層與隧道軸線基本平行,破碎帶寬20～50m,于富溪隧道是安徽省某高速公路上的一座雙連拱隧K205+680～+720與隧道相交,對(duì)隧道進(jìn)口段圍巖穩(wěn)定性道,位于富溪鄉(xiāng)黃柏山村境內(nèi),原設(shè)計(jì)里程為K205+影響較大。F6正斷層,破碎

4、帶寬20～30m,于K206+713～K206+362。湯口端為進(jìn)口,屯溪端為出口。隧道區(qū)030～+058與隧道相交,該斷層對(duì)隧道洞身段圍巖穩(wěn)定屬于構(gòu)造侵蝕中山區(qū),隧道軸線海拔高程介于270.0～性影響較大(如圖2所示)。339.0m,隧道最大埋深122.0m,山體地勢(shì)陡峭,中部起2隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工工法伏不平,植被發(fā)育。隧道于山體一側(cè)通過,其右側(cè)發(fā)育一小沖溝,左側(cè)地形陡峻,邊仰坡較高,如圖1所示。隧道按新奧法原理設(shè)計(jì),采用復(fù)合式襯砌支護(hù)。以隧道洞口為機(jī)耕路及河流,河流改道前,洞口邊仰坡處超前注漿管棚注漿加固地層,系統(tǒng)錨桿、噴射混凝土、于富溪

5、河凹岸,河流沖刷作用強(qiáng)烈,風(fēng)化卸荷嚴(yán)重,形掛鋼筋網(wǎng)、H型鋼鋼架等為初期支護(hù),模注鋼筋混凝土成高陡邊坡。為二次支護(hù),并在兩層支護(hù)之間敷設(shè)防水卷材及無紡?fù)了淼来┰降貙又饕?中元古界薊縣系大谷運(yùn)組工布防水層。中隔墻采用直墻三層澆注的形式,二次襯下段變質(zhì)砂巖,進(jìn)口段分布第四系滑坡堆積層。變質(zhì)砂砌獨(dú)立成環(huán),采用曲墻帶仰拱襯砌。作者簡(jiǎn)介:秦衛(wèi)(1968-),男,安徽碭山人,高級(jí)工程師,從事公路勘察設(shè)計(jì)工作。GONGLUJIAOTONGKEJIYINGYONGJISHUBAN151技術(shù)論壇坑下臺(tái)階(初期支護(hù));(3)澆注夾心中墻,(4)開挖左洞側(cè)壁導(dǎo)坑(

6、初期支護(hù));(5)開挖右洞側(cè)壁導(dǎo)坑(初期支護(hù));(6)開挖左洞上臺(tái)階并留核心土(初期支護(hù));(7)開挖左洞核心土;(8)開挖左洞下臺(tái)階(初期支護(hù));(9)開挖右洞上臺(tái)階并留核心土(初期支護(hù));(10)開挖右洞核心土;(11)開挖右洞下臺(tái)階(初期支護(hù));(12)模筑左、右洞二次襯砌混凝土。3隧道進(jìn)口變形及處治方法3.1進(jìn)口變形情況富溪隧道在洞口大管棚的保護(hù)下,中導(dǎo)洞開挖、夾圖2富溪連拱隧道進(jìn)口平面圖心中隔墻澆注完畢,右側(cè)壁導(dǎo)洞上半斷面完成60m,左富溪連拱隧道進(jìn)口偏壓段采用了三導(dǎo)洞施工,其施側(cè)壁導(dǎo)坑上半斷面完成80m時(shí),富溪隧道進(jìn)口仰坡出現(xiàn)工工

7、序如圖3所示。細(xì)微豎向裂縫、山體出現(xiàn)拉裂縫、初期支護(hù)多處出現(xiàn)環(huán)向裂縫及中隔墻出現(xiàn)了貫通裂縫,具體詳見表1所述、圖4與圖5所示。3.2原因分析(1)富溪隧道中隔墻開裂主要是由于圍巖地質(zhì)條件差、地下水豐富、山體偏壓嚴(yán)重、中隔墻接頂過早導(dǎo)致承受較大偏壓力等因素形成。(2)由于圍巖較為松散,地基承載力較低,仰拱未圖3富溪連拱隧道開挖工序圖及時(shí)施作,不能及時(shí)形成閉合圈,因此導(dǎo)致中、側(cè)壁導(dǎo)(1)開挖中導(dǎo)坑上臺(tái)階(初期支護(hù));(2)開挖中導(dǎo)洞初期支護(hù)開裂。表1裂縫開展情況統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目時(shí)間開挖(澆注)里程裂縫開展情況2004年12月開挖到20m仰坡出現(xiàn)細(xì)微豎向

8、裂縫左側(cè)導(dǎo)洞2005年3月K205+760初期支護(hù)出現(xiàn)環(huán)形裂縫2005年2月K205+762洞口段20m范圍內(nèi)初期支護(hù)出現(xiàn)環(huán)形裂縫右側(cè)導(dǎo)洞2005年3月K205+7