PDF《大断面海底隧道软弱地层 CRD 法施工稳定性 控制研究》

3805 ? 封闭成环,发展得到的一种工法.其最大的特点是 将大断面施工化成小断面施工,各个局部封闭成环 的时间短,控制早期沉降的效果好,每个步序受力 体系完整,因此结构受力均匀,变形小.另外,由 于支护刚度大,施工时隧道整体下沉微弱,底层沉 降量不大,而且容易控制. 该工法以台阶法为基础,将隧道断面从中间分 成4~6 部分,使上(中)、下台阶左、右各分成 2~3 部分,每一部分开挖支护后形成独立的闭合单元. 各部分开挖时,纵向间距可根据具体情况按照台阶 法确定.该工法对地层较差和不稳定岩体具有较强 的适应性,对控制结构变形及地层沉降具有较强优 势[1] .

2 工程概况 2.1 工程简介 在建的厦门翔安海底隧道是一项规模宏大的跨 海工程,连接厦门岛五通和对岸的翔安西滨,是厦 门岛连接大陆的第

3 条通道.工程全长 8.695 km, 其中跨海隧道长 5.95 km, 设双向六车道, 采用三孔 隧道形式穿越海域,两侧为行车隧道,中间为服务 隧道,隧道沿线设通风竖井

2 处,行车横洞

5 处, 行人横洞

12 处. 采用钻爆暗挖法修建, 是我国大陆 地区第一座大断面的海底隧道,对我国隧道建设技 术的进步和发展,缩小与世界先进水平的差距,将 起到里程碑式的作用.工程概算约 31.97 亿,预计工 期4a,已于

2005 年4月30 日动工修建[2] . 2.2 工程地质条件 翔安端洞口附近场区分布有耕地和村庄,为剥 蚀残丘地貌,地面高程为 3.7~10.2 m,表层为厚 0~

7 m 的残积黏土、亚黏土,其下为厚度超过

40 m 的全~强风化花岗岩.地下水分为松散岩类孔隙水, 风化基岩孔隙、裂隙水,地层总体上富水性弱,渗 透性较差,为弱或微含水层,渗透系数为 0.060~ 0.094 m/d[3] ,属于 V 级围岩地段,地基承载力为

200 kPa,最小埋深约

5 m,围岩破损软弱,风化严重, 稳定性差. 主洞开挖后揭示的地质状况为:CRDC1, CRDC3 部上半断面为硬塑状亚黏土,下半断面和 CRDC2,CRDC4 部为潮湿状全风化花岗岩,有2~

3 条岩脉沿掌子面向前延伸,局部有少量裂隙水, 自稳能力差,隧道开挖后上导洞开始持续下沉,下 沉速率很大[4] . 2.3 施工方法简介 左线隧道采用马蹄形断面形式,建筑限界净宽 为13.50 m,净高为 5.0 m,隧道建筑内轮廓断面面 积为 122.09 m2 , 开挖期间断面达

170 m2 . 两端洞口 陆域和浅滩全~强风化段的主要施工措施为:洞口 采用超前大管棚支护,注浆止水,洞内超前注浆小 导管支护,必要时采用轻型井点降水方案.主洞初 期支护主要采用φ

25 mm 注浆锚杆(3.0~4.0 m)、φ

8 mm 钢筋网(单、双层

20 cm*20 cm)、C25 喷射混凝 土(8~30 cm)和工字钢(18b 或20b,间距

50 cm),二 次衬砌采用不等厚 C30 钢筋混凝土(55~70 cm). 翔 安洞口段 ZK12+445~ZK12+180 采用 CRD 法修建, 其施工工序见图 1. 图1CRD 法施工工序 Fig.1 Construction procedure of CRD method 2.4 问题的提出 全风化花岗岩未扰动之前坚硬、干燥、自稳能 力强,而暴露于掌子面后遇水膨胀,迅速软化,自 稳能力迅速下降[5] .同时由于施工措施和管理等方 面的原因造成掌子面封闭不及时、CRD 各部步距过 大、掌子面拱脚积水而使基底软化,承载力下降, 导致在浅埋段暗挖施工中,拱顶沉降变形过大,部 分地段初期支护侵限,需要进行换拱处理,进度缓 慢.以下就左线隧道变形过大原因进行分析,以找 出相应的处理措施和施工方法.