18浅埋、偏压与软弱围岩隧道施工技术.docVIP

论浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术 泰赣经理部 熊华伦 【摘 要】 本文以泰赣高速公路下湾隧道施工为实例，具体介绍了高速公路浅埋、偏压、软弱围岩隧道的施工工艺、施工方法，并提出了“亲嘴”进洞方案，此方案可减少对山体及植被的破坏，同时更有效地保证施工安全。 【关键词】 浅埋 偏压 软弱围岩隧道 施工技术 在浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工中，由于施工技术运用或处理不当，经常会造成较大面积的坍方，由此带来人身伤害、财产损失及工期延误等是无法估量的。由我单位施工的泰赣高速公路C4合同段下湾隧道属于路堑高边坡在施工过程中变更为隧道的工程项目，整座隧道均处于严重浅埋偏压段，其中靠赣州端98米围岩极其软弱，且该隧道有效施工时间仅三个月，如何保证施工工期成为整个高速公路能否按期实现通车的关键。 工程概况 下湾隧道位于泰赣高速公路K203+545~K203+780段左线（因该段为分离式路基），长235米，最大埋深21米，最小埋深靠赣州端有20余米为半明半暗挖隧道，并在洞外接长明洞30米。隧道净宽10.60米。 该隧道段原设计为高达87米路堑高边坡，在第四、五级及第三级上半阶边坡防护施工完毕、开挖平台距路基设计标高最大为30米时，因地质原因，为保证该处施工及运营安全而将该段路基变更为单线隧道（右线仍为路基）。变更后的隧道横断面布置示意图详见图1。 图1 下湾隧道横断面示意图（单位：m） 埋深与线间距数据表 里程桩号 +580 +600 +640 +680 +700 +715 +725 +735 +745 +750 埋深h(m) 12.48 14.19 17.59 21.00 20.87 20.35 10.01 5.06 0.88 -2.50 a值(m) 27.30 26.19 24.01 21.73 14.08 9.48 9.00 7.50 6.01 4.25 b值(m) 42.50 41.42 39.21 36.94 35.78 34.88 34.29 33.70 33.41 33.41 根据地质调绘、钻芯取样、物探资料，下湾隧道围岩地层岩性主要为寒武系水石群（∈3）变质岩性，岩性主要有两种： (1)、变质砂岩层：青灰色—灰黑色，厚层状构造，局部夹粉砂质千枚状板岩，硅质砂岩，岩性坚硬致密，饱和单轴抗压强度60~80Mpa，抗风化强，主要分布于K203+550~K203+670，为Ⅲ~Ⅳ类围岩。 (2)、千枚状板岩层：以黄绿色斑点板岩、粉砂质斑点板岩为主，偶夹灰黑色变余长石石英砂岩，千枚状构造，岩性较软，强度低，抗风化能力差，主要分布于K203+670~+780段，为Ⅰ~Ⅱ类围岩。 整个隧道段岩体节理裂隙发育，地下水较发育。 2 工艺流程 因该隧道均处于已破坏的高边坡范围，为保证施工安全，采取早进晚出的进洞方案，即洞门修建应尽量避免对山体的扰动，尽可能减少边仰坡刷坡范围。洞口处已有部分按路基开挖，且边坡较高（约55米），不宜再破坏洞口边坡，就采取了回填贫砼反压、套拱、超前长管棚等辅助施工措施，确保了施工安全。 2.1 进洞套拱工艺流程 该隧道进洞方案首次提出了“亲嘴”原理，其工艺流程如图2： 图2 套拱工艺流程图 2.2 偏压、浅埋、软弱围岩工艺流程 软弱围岩承载力低、稳定性差，易发生坍方，再加上处于偏压、浅埋段，因此，如何对围岩进行预加固和消除偏压对隧道施工的影响成为关键。其工艺流程如图3： 图3 偏压、浅埋、软弱围岩工艺流程图 3 施工方法 3.1 套拱 下湾隧道采用了在设计进行方案论证时由交通部蒋博士提出的“亲嘴”原理进洞，即在洞外一定距离首先施作一个类似明洞的暗洞，逐步向洞内方向推进，直到完全嵌入山体。该隧道采用I16工字钢作为内模支撑，再浇注90cm厚C25#钢筋混凝土，将I16工字钢一起浇注在混凝土中，并在浇注前预埋Ф150mm钢管作为超前长管棚施工的定位、定向套管。在套拱砼两侧回填贫混凝土至套拱外拱顶标高，然后回填土。这样，洞口的边仰坡几乎不会受到破坏，而且，套拱与回填的贫混凝土形成整体支护作用，有效地保证了洞口段及边仰坡施工的安全。 3.2 超前支护 在偏压、浅埋及软弱围岩隧道施工中，一般须进行超前支护。本隧道洞口采用Ф108mm热扎无缝钢管长管棚注水泥单浆液进行超前支护，导管长20米，节长4米，两节之间用“V”型对焊，环向间距40cm，注浆终压为2Mpa（注浆孔孔径为16mm，间距为20cm，呈梅花型布置）。洞身Ⅱ类围岩地段采用Ф42热扎无缝钢管短管棚注水泥水玻璃双浆液进行超前支护，导管长4米，环向间距40cm，注浆压力为0.8Mpa（注浆孔孔径为6mm，间距为15mm，呈梅花型布置4排）。 3.3 开挖 待超前支护注浆强度达85%后，方可开挖。考虑处于偏压、浅埋及软弱围岩段，虽已进