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1、高速公路隧道洞口段濕陷性黃土施工處理及探究【摘要】本文通過山西某高速公路隧道為例，擅述了在高速公路隧道施工中洞口段恰遇濕陷性黃土時采用的施工方法和坍方的處理措施，通過處理達到防止隧道坍塌變形及塌方處理的的有效措施，從而確保高速公路隧道進洞的施工安全?！娟P鍵詞】隧道；濕陷黃土；施工；研究0.引言近年我國北方等地區(qū)建設的高速公路隧道大都要穿越黃土地區(qū)，因隧道進洞段大多為黃土覆蓋區(qū)，隧道洞口段安全又是整體工程滋工中的重中之重，濕陷性黃土一般集中在隧道洞口段，其居有壓縮性偏高，強度較低等特點，在土體自重應力或者自重應力和外部附加應力共同作用下，濕陷
2、性黃土受水浸縮后強度會快速降低，當土體中殘余的結構強度不足以抵抗土體中的結構應力時，上體結構迅速被破壞，并且發(fā)生明顯的附加下沉。在濕陷黃土段進行隧道開挖時由于隧道本身自穩(wěn)性差、收斂沉降大造成了隧道侵限和塌方的事故較高。下面以山西某高速公路隧道洞口段在濕陷性黃土地層坍方處理施工為例來淺談一下公路隧道洞口段遭遇濕陷性黃土的施工措施。1.工程概況該隧道位于山西省忻州市靜樂縣境內(nèi)，施工起訖樁號為EK53+000,終點樁號為EZK56+800(EYK56+818),路線全長3.8km(以右線計)。其中隧道左線EZK53+822?EZK56+818,隧
3、道右線EYK53+870?EYK56+800。工程范圍內(nèi)包括：隧道右線2930m；隧道左線2996m。黃土V級加強圍巖洞口段設計左右線各500米，經(jīng)對洞口段35米、50米處巖土含水量進行試驗，測得該段黃土含水率為17-19%,最高含水率達22%,局部開挖后拱腳即有水滲出。，洞口段100m范圍內(nèi)處于富水黃土段，此段隧道穿越黃土的物理指標基本一致，其含水率1&8,密度1.90g/era,液限W1-18.5,塑限WP-18.5,塑性指數(shù)J一7.3,液性指數(shù)J1一0.04,粘聚力一13kPa,內(nèi)摩擦角一12.lo2?過程施工介紹及處理措施2.1施工
4、參數(shù)洞口黃土段V級加強圍巖采用超前大管棚輔助進洞、超前注漿小導管、鋼拱架、噴錨網(wǎng)支護及模筑鋼筋殮及有仰拱襯砌。隧道襯砌結構設計為噴射26厚C25早強混凝土；內(nèi)置工20工字鋼，安裝間距60；O42rnrn超前注漿導管支護,環(huán)向間距40；①25mm中空注漿錨桿，布設間距80*60；①8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格20*20o二次襯砌釆用50cm厚C25鋼筋混凝土結構。2.2施工過程中的沉降及坍方情況2.2.1前期沉降侵限洞口段采用V級施工方法，施工過程中項目部來把安全質量關，三臺階施工至左、右線各進洞約30米時，監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析顯示圍巖變形收斂嚴重，隧道左線E
5、ZK53+849處最大一天沉降量為7,—個月內(nèi)累計沉降收斂12。2009年6月13日，隧道右線一天沉降16。地表監(jiān)測無明顯變化，仰拱碗距開挖面上臺階距離35m。兩處沉降時項目經(jīng)理部立即啟動隧道搶險預案，立即停止掌子面上臺階開挖，使用機械向開挖上臺階進行回填土，采用24h施工測量人員洞內(nèi)值班監(jiān)測，使用工字鋼對掌子面附近進行橫豎向加固，量測頻率不小于每小時一次，同時加快仰拱施工，監(jiān)控量測穩(wěn)定后采用雙液漿對沉降段及附近有裂紋及空洞處注漿。由于沉降收斂嚴重，兩個月導致左右線初支侵限5-8,項目部編制啟動初支侵限處理方案，完成初支侵限處理共用時近兩個
6、月。2.2.2左線坍方2009年7月5日上午10時，開挖面上臺階EZK54+103處拱頂開始有掉塊現(xiàn)像，11時20作業(yè)人員進洞準備施工下臺階時發(fā)現(xiàn)上臺階拱頂已持續(xù)塌落掉塊，拱頂已呈現(xiàn)2米的空洞，現(xiàn)場仍有土塊掉落，項目經(jīng)理部管理人員到現(xiàn)場后立即啟動隧道防塌坍處理預案，指揮現(xiàn)場作業(yè)人員撤離開挖面，采用應急物資反壓回填掌子面，12：05分拱頂及掌子面大量土方涌出，具體情況如下圖：施工段的圍巖為含水量大的黃色粘土，自坍方體上取樣經(jīng)試驗室測試含水量結果為21.3%,中間夾有孤石，開挖支護后兩側有滴狀滲水。地表坍塌出約35X28m的一個大坑，坑陷處下沉
7、5m,此處地表埋深距隧道拱頂為43m,坍方體整體下沉施壓至隧道拱頂處，管理人員為防止雨季雨水倒灌和人蓄安全對地表壩方體進行了覆蓋警戒處理。具體情況好下圖：經(jīng)測量隧道內(nèi)坍方涌出及初支變形段共為33m,隧道內(nèi)EZK54+069?102段全部為坍方土體。2.2.3塌方處理措施①反壓回填：在坍塌稍微穩(wěn)定后，從洞外運土方及沙袋對塌方自下坡腳采用坡度為1：1的回填土進行反壓，然后在坍體上部采用噴論封閉穩(wěn)固，防止塌方繼續(xù)擴大，反壓里程EZK54+069?+084,高度約為2m。②施做洞內(nèi)大管棚經(jīng)過監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析確保坍方體穩(wěn)定后開始施做套拱,C20套拱観
8、長2m,施做里程EZK54+069?+071,預埋①127鋼管，施作36根長36m的超前管棚。管棚注漿采用W：C=l：1水泥漿。①CRD工法施工：在EZK54+071?105段采
