PDF《洞口浅埋段土质隧道地表及拱顶_隧道论文发表》

洞口浅埋段土质隧道地表及拱顶_隧道论文发表 洞口浅埋段土质隧道地表及拱顶 下沉控制措施 赵顺昌 【摘要】根据国内隧道施工案例,在浅埋软弱土质地层的施工中,地表及拱顶下沉量大,容易侵入二衬结构、影响 二衬厚度,严重的导致隧道坍塌.

因此为了保证本隧道施工安全与 结构质量,避免塌方等事件产生, 有效控制洞口浅埋段土质隧道地表及拱顶下沉. 【关键词】 浅埋段 土质 下沉 控制措施

一、工程简介 虎形山隧道为双向四车道高速公路分离式隧道,左线全长1015m,隧道底板最大埋深约180m;

右线全长985m,隧道底 板最大埋深约170m,;

隧道左右线间距在30~40m之间.隧道地处湖南郴州丘陵地区,地表黄土冲沟发育.该隧道处 于红粘土,强风化石灰岩、页岩、破碎带、断层地段,溶洞、溶槽极其发育,地质条件复杂.隧道进出口段落内均为 红粘土地层,洞口洞顶粘土覆盖层为2~20米,属于浅埋地段,围岩级别设计均为Ⅴ级(实际为Ⅵ级). 虎形山隧道的施工方法除明洞采用明挖法施工外,其余采用人工风镐、钻爆法施工.隧道左右线共有Ⅴ级围岩686m ,主要采用留核心土环形开挖法施工,18#工字钢拱架+锚喷支护;

Ⅳ级围岩1069m,主要采用上下断面正台阶开挖 法施工,钢格栅拱架+锚喷支护;

Ⅲ级围岩245m,主要采用光面爆破全断面开挖法施工,锚喷支护.

二、资料搜集整理 根据虎形山隧道的施工施工情况,收集了国内类似地质条件在建的或是建成的隧道施工资料,特别是对郴州至宁远段 高速公路4标段芒头岭隧道、5标段万华岩隧道等进行了细致的调查,这些隧道洞口均属于浅埋红粘土土质地层,与我 标段虎形山隧道洞口段地质及地形条件极为相似,芒头岭隧道、万华岩隧道分别于2009年

4、5月份从进口进洞,最初 采用两台阶法或预留核心土开挖,主要的支护参数:18#工字钢(纵向间距0.5m);

双层超前注浆小导管,上层为φ5 0*5mm,下层为φ42*3.5mm,间距均为60cm,上下层交错布置;

φ25mm中空注浆锚杆,φ8mm双层钢筋网,C20喷 射砼厚度为25cm. 通过对以上两座隧道一个月内的监控量测数据表明:两座隧道地表及拱顶下沉量均较大,其中芒头岭ZK127+622隧道 拱顶最大下沉量22cm,万华岩隧道K129+610隧道拱顶最大下沉量17cm,均侵入二衬结构,最终导致芒头岭隧道左洞Z K127+609~ZK127+

643、万华岩隧道右洞K129+580~ZK129+621出现大面积换拱现象,同时隧道地表及洞内初期支护 出现较多的裂缝、初期支护表面脱壳.我标段于2009年4月23进行出口左洞开挖,监测数据也出现拱顶沉降量过大的 问题,最大沉降ZK116+908为19cm

三、原因分析 根据出现的上述情况,2009年6月16日业主召集设计院、监理处、隧道施工方并聘请相关隧道专家到现场勘察各隧道 标段实际情况后,针对出现的问题进行专家讨论会,共同分析,分析认为导致地表及拱顶下沉过大主要有以下几个方 面的原因:

1、 开挖方式不当.对洞口土质浅埋隧道,通常的台阶法或预留核心土法开挖并不完全适合;

2、 初期支护没有及时跟进进行有效约束,导致土层拱圈松弛过大,增加了对隧道结构的荷载;

3、 拱架拱脚没有落于坚硬的地基上或拱脚处理不当;

4、 超前支护做得不到位,尤其是注浆效果较差,没有真正起到固结土层的效果;