隧道洞口段變形處理方案探析

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1、隧道洞口段變形處理方案探析　　摘要：隧道洞口淺埋偏壓段支護(hù)及仰坡變形是隧道施工中的一種常見(jiàn)病害，關(guān)系隧道的整體穩(wěn)定性及安全施工。以某隧道洞口段施工過(guò)程中出現(xiàn)的變形病害為工程實(shí)例，就變形處理方案進(jìn)行簡(jiǎn)單探討，為類似隧道工程提供參考。關(guān)鍵詞：洞口；淺埋；變形；處理中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A工程概況該隧道采用左、右線分離式布設(shè)，其中左線隧道長(zhǎng)度2160m，右線長(zhǎng)度2170m，線間距約30m，隧道最大埋深130m，最小埋深2m。隧道位于勘察區(qū)屬構(gòu)造剝蝕丘陵區(qū)，地形起伏較大，坡度較平緩，部分地段由于風(fēng)化、崩塌，形成陡坡、陡

2、坎。地表植被十分發(fā)育，自然坡度15～40°，局部為40～55°，高程100～290m之間。區(qū)內(nèi)最高標(biāo)高為285.3m，最低標(biāo)高為107.3m，相對(duì)高差178.00m。隧道走向與山脊走向近于垂直。隧道進(jìn)口位于一近東西向斜坡上，根據(jù)鉆探揭露上覆粉質(zhì)黏土層厚15.65～19.10m，微風(fēng)化灰?guī)r厚度14.33m，斜坡自然坡度15～40°,巖層產(chǎn)狀56°∠38°斜坡臨空面方位75°，與路線走向呈20°小角度斜交。見(jiàn)圖1；隧道進(jìn)口ZK20+125～ZK20+440、YK20+100～YK20+440，頂板厚0.0～47.6m，巖性

3、為中-微風(fēng)化灰?guī)r，巖體破碎～較完整，巖質(zhì)較硬，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖溶發(fā)育隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中-厚層狀構(gòu)造。局部夾有強(qiáng)風(fēng)化團(tuán)塊，裂隙發(fā)育，受構(gòu)造影響，巖體較破碎。圍巖縱波速度Vp=500-3720m/s，圍巖分級(jí)為Ⅴ級(jí)，巖溶地段，鉆探揭露溶洞以黏土充填，有突水突泥可能，洞身開(kāi)挖后很難形成承載拱，處理不當(dāng)可能出現(xiàn)地表下沉甚至引起大體積坍塌及冒頂。圖1隧道進(jìn)口地形圖現(xiàn)場(chǎng)變形情況及原因分析2.1現(xiàn)場(chǎng)變形情況（1）左幅ZK20+148處右側(cè)邊墻及拱腰附件出現(xiàn)豎向裂縫，長(zhǎng)約3m，縫寬約5～10mm，如圖2所示；洞內(nèi)ZK20+145～155段

4、，左右邊墻中部各出現(xiàn)一條水平方向裂縫，縫長(zhǎng)約5米，縫寬3～6mm；洞頂?shù)匮銎鲁霈F(xiàn)多處裂縫，裂縫長(zhǎng)度約3～8m，縫寬4～11mm，如圖3所示，地表噴射混凝土多處鼓起，高度約2～9cm，如圖4所示；洞頂截水溝側(cè)壁多處出現(xiàn)貫通裂縫，縫寬1～3cm,局部下錯(cuò)1～3cm，如圖5所示。圖2進(jìn)口左幅洞口ZK20+148豎向裂縫圖3進(jìn)口左幅地表仰坡開(kāi)裂6圖4進(jìn)口左幅地表噴射混凝土鼓起圖5進(jìn)口左幅截水溝開(kāi)裂（2）進(jìn)口右幅YK20+120處左側(cè)邊墻出現(xiàn)豎向裂縫，縫長(zhǎng)約1.5米，縫寬3～5mm，如圖6所示；右幅套拱頂出現(xiàn)沿隧道軸向裂縫，長(zhǎng)約

5、2米，縫寬2～4mm，如圖7所示；洞頂仰坡多處出現(xiàn)裂縫，長(zhǎng)度不一，縫寬約3～7mm，如圖8所示；右幅地表截水溝整體下沉明顯，溝身邊沿多處噴射混凝土鼓起約2～5cm，如圖9所示。圖6進(jìn)口右幅YK20+120處裂縫圖7進(jìn)口右幅套拱拱頂處裂縫圖8進(jìn)口右幅洞頂仰坡裂縫圖9進(jìn)口右幅洞頂截水溝下沉2.2變形產(chǎn)生的原因2.2.1監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析圖10左幅ZK20+152地表沉降最大點(diǎn)變化曲線圖11左幅ZK20+130地表沉降最大點(diǎn)變化曲線6左幅ZK20+152地表沉降最大點(diǎn)位于隧道中心線偏左位置，累計(jì)沉降量達(dá)108mm，前期沉降速率

6、最大達(dá)到7.6mm/d,處于明顯變位狀態(tài)；右幅YK20+130地表沉降最大點(diǎn)位于隧道中心線處，累計(jì)沉降量71mm，最大沉降速率5.1mm/d，處于明顯變位狀態(tài)。洞內(nèi)拱頂沉降情況：左幅ZK20+148拱頂累計(jì)下沉45mm,最大沉降速率，5.2mm/d，變形明顯；右幅YK20+123拱頂累計(jì)下沉68mm,最大沉降速率6.5mm/d，變形明顯。從監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)變化情況可以看出，右幅隧道洞口明暗交界處巖體變形明顯，與現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)右洞套拱拱頂處出現(xiàn)縱向裂縫相吻合。洞內(nèi)周邊收斂情況：左幅ZK20+148斷面累計(jì)收斂23mm,最大收斂速率

7、1.5mm/d，右幅YK20+123斷面累計(jì)收斂21mm,最大收斂速率1.8mm/d，從監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以看出周邊收斂量不大，在允許范圍之內(nèi)。所以洞口段初支及地表裂縫是由于不均勻沉降引起的。2.2.2變形產(chǎn)生的原因在隧道施工中，由于各種因素的影響，洞口段的變形直接影響了施工過(guò)程中隧道的整體穩(wěn)定性。一般初襯及地表變形主要是由于襯砌的設(shè)計(jì)、施工不適應(yīng)圍巖的地質(zhì)條件而引起的、說(shuō)明隧道中有些部位的受力狀態(tài)比設(shè)計(jì)預(yù)期更為不利。因此，分析隧道變形特征及產(chǎn)生的原因至關(guān)重要，便于做出合理的整治措施。2.2.2.1地質(zhì)及環(huán)境因素6洞口淺埋段主

8、要以粉質(zhì)粘土為主，遇水呈塑性變形，埋深較小2～10m，坡度平緩15～30°，覆蓋層較薄，結(jié)構(gòu)松散，隧道開(kāi)挖后產(chǎn)生臨空面，地表下沉較大且難以形成承載拱，產(chǎn)生裂縫；地下水豐富，開(kāi)挖過(guò)程中失水較多，隧道初支成型后存在較多滲水點(diǎn)，圍巖失水固結(jié)也會(huì)造成地表不均勻沉降開(kāi)裂。巖體在地下水長(zhǎng)期侵蝕下極易軟化，使得圍巖松弛、強(qiáng)度降低，承載力較小，不