淺埋隧道穿越不良地質(zhì)段施工變形控制指標.pdf

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1、隧道與地下工程器Tunnel&UndergroundEngineering淺埋隧道穿越不良地質(zhì)段施工變形控制指標楊新銳1，樊宇2，文景1(1．北京市市政工程研究院，北京100037；2．北京市公路橋梁建設(shè)集團有限公司，北京102308)摘要：監(jiān)控量測是隧道施工的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)現(xiàn)場實際情況和T程要求制定合理的控制標準是工程施工安全快速開展的前提。針對南村隧道淺埋段地質(zhì)條件復(fù)雜、施工安全風(fēng)險較大，制定相應(yīng)的隧道變形控制標準，采取合理的施工方法，同時加強監(jiān)控量測實時指導(dǎo)施工，及時優(yōu)化或修改施工方法以適應(yīng)地層的變化。關(guān)鍵詞：淺埋暗挖；隧道；監(jiān)控量測；控

2、制指標中圖分類號：U456．31文獻標志碼：B文章編號：1009—7767(2011)04—0089-03ConstructionDeformationControlIndexofShallowTunnelThroughPoorGeologicalSectionYangXinrui，F(xiàn)anYu，WenJing現(xiàn)場監(jiān)控量測是在隧道施工過程中對圍巖和支護系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)進行監(jiān)測，為噴錨支護和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)，把量測的數(shù)據(jù)經(jīng)整理和分析得到的信息及時反饋到設(shè)計和施工中，進一步優(yōu)化設(shè)計和施T方案，以達到安全、經(jīng)濟、快速施工的目的。圍巖監(jiān)控量測是采

3、用新奧法進行隧道施工管理中的一個重要環(huán)節(jié)．是施工安全和質(zhì)量的保障。1工程概況南村隧道地處北京市門頭溝區(qū)永定鎮(zhèn)與潭柘寺鎮(zhèn)交界處，隧道入El位于潭柘寺鎮(zhèn)南村以東約150m，出口位于永定鎮(zhèn)苛羅坨村西。隧道進口處最低標高與山脊最高處標高相對高差為165m，設(shè)計為分離式復(fù)合襯砌隧道。該隧道為越嶺巖質(zhì)隧道，主要為變質(zhì)長石石英砂巖、硬綠泥石石英千枚巖、泥巖、煤線等，其中煤線位于南村隧道進口段。南村隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，A、B線均以Ⅳ級和V級軟弱圍巖為主，施工循環(huán)進尺受控制，成為制約整個工期的關(guān)鍵因素。另一個難點是煤層的處理，A線、B線隧道進口范圍內(nèi)A線煤線長度2

4、74m，B線煤線長度167m。處理好淺埋段軟弱圍巖的洞身開挖及支護為該隧道施工的難點。2施工方法淺埋段采用3臺階開挖方法進行施工。3臺階開挖法是以弧形導(dǎo)坑開挖留核心土為基本模式，分上、中、下3個臺階7個工作面，各部位的開挖與支護采用沿隧道縱向錯開、平行推進的施T方法。留設(shè)核心土是穩(wěn)定掌子面、防止拱底隆起、限制側(cè)向收斂，并減少一次開挖量、提供作業(yè)平臺的重要措施。隧道3臺階法開挖施工順序為：(1卜《至H要卜炬)．一⑤_÷⑥—，⑦，其中上臺階為①、②部，中臺階為③、④、⑤部．下臺階為⑥、⑦部。施工步序示意圖見圖1、2。圖1施工步序橫斷面示意圖(cm)

5、圖2施工步序平面示意圖(m)2011卑第4期(7一)第29拳啼葒投親一盯89器隧道與地下工程Tunnel&UndergroundEngineering采用3臺階分部開挖法施工與CRD、單側(cè)壁導(dǎo)坑法相比，避免了拆除臨時支護及受力轉(zhuǎn)換而帶來的工序繁復(fù)，可以及時調(diào)整閉合時間，便于組織平行流水作業(yè)和機械化施工，利于各工序轉(zhuǎn)換。但該工法對超前支護要求相對較高，必須確保超前支護效果和初期支護質(zhì)量，特別是鎖腳錨桿的施工質(zhì)量。開挖施t中遵循“管超前、弱爆破、短進尺、早封閉、勤量測”的施工原則。采用弱爆破施工技術(shù)配合機械開挖的施工方法，可減少爆破對同巖的擾動，確

6、保施工質(zhì)量安全：加強施工過程中監(jiān)控量測工作和監(jiān)控量測頻率，以監(jiān)控量測數(shù)據(jù)來指導(dǎo)施工。3監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析由于軟弱地層的存在，隧道開挖后極易出現(xiàn)較大變形，因此控制圍巖變形成為施工的關(guān)鍵。通過監(jiān)控量測可實時了解同巖變化情況．進而確定施工方案的合理性。因此，加強監(jiān)控量測是安全施工的重要環(huán)節(jié)。南村隧道淺埋段主要由Ⅳ、V級嗣巖構(gòu)成。不同的圍巖條件開挖后圍巖變形規(guī)律各不相同。Ⅳ級圍巖條件下，隧道收斂主要變形集中在上臺階和中臺階施工階段，且上、中臺階開挖后l～4d內(nèi)變形速率通常達到10～20mm／d。其中，上臺階開挖引起的變形約占總變形的50％。因此，上臺階施

7、工是Ⅳ級圍巖段施工的關(guān)鍵(見圖3)。施工階級圖3南村隧道Ⅳ級圍巖隧道收斂典型時程圖V級圍巖由強風(fēng)化石英砂巖和煤層構(gòu)成。該段煤層橫穿隧道底部，存在于下臺階施T范圍，這對支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成很大影響。支護結(jié)構(gòu)施作后，拱腳位置剛好存在于軟弱煤巖，極易引起支護結(jié)構(gòu)的整體沉降。現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)表明，相對于Ⅳ級圍巖，V級圍巖條件上臺階施工引起的變形量基本沒有發(fā)生變化。但中、下臺階施工引起的變形則有明顯增大(見圖4)。90啼籃敏求一盯2011No．4(Jul．)V01．29施工階級圖4南村隧道V級圍巖隧道收斂典型時程圖4變形控制指標根據(jù)現(xiàn)場實際情況和T程要求，將

8、Ⅳ級圍巖變形極限值定為120mm，V級圍巖變形極限值定為150mln。將變形量合理分配到每個施T步序中．實現(xiàn)對每個施工環(huán)節(jié)進行安全控制。以便出現(xiàn)異常情