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某隧道仰坡开裂原因分析及处置措施比较.doc

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某隧道仰坡开裂原因分析及处置措施比较.doc

上传人:lizhencai0920 2018/3/18 文件大小:198 KB

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文档介绍:某隧道仰坡开裂原因分析及处置措施比较
摘要:本文探讨了某隧道仰坡开裂的原因,用有限元法纵向模拟了隧道的仰坡开裂情况,笔分析比较了竖向和水平向两种仰坡地表加固措施的效果,为仰坡开裂处置制定了方案,提出了“定性分析、定量观测”的处理原则。
关键词:隧道仰坡拱顶下沉开裂

1 前言
隧道工程是在山区高速公路建设中的关键工程,隧道洞口施工又往往成为施工中的控制性工程。湖南省西部某高速公路上一座连拱隧道在洞口区域就遇到了问题,隧道的仰坡开裂严重,且初期处置无效,这不能不引起设计人员的重视,对问题的产生、发展及处理的方法进行剖析。
2 隧道仰坡开裂介绍
某隧道为一座300m长的连拱隧道,隧道设计为夹心式曲墙结构形式,洞门为端墙式,隧道地质设计勘察中围岩类别确定为Ⅱ类和Ⅲ类。隧道洞口地形为左高右低,成洞面开挖揭示隧道的上半断面为碎石土覆盖层,下半断面为强风化硅化砂质板岩,岩体被切割呈块石状,裂隙发育。设计对施工方案提出要求,要求采用侧壁导坑进行施工,实际施工中,施工单位采用上下台阶法开挖施工。
由于此隧道所处标段主要工程为路基土石方工程,施工单位没有对隧道足够重视,同时也缺乏连拱隧道的相关施工经验,对隧道地质估计不足。隧道成洞面开挖时,仰坡面下部开始出现小裂缝,发现问题后,业主和监理十分重视,在隧道左侧施工了两排竖向φ108注浆钢管,作为加固地表的抢险措施,以防止地表裂纹扩展,在左侧竖向φ108钢管施工后,发现裂缝无向左继续扩展趋势,便采用此方法对仰坡下部加固,实施方案如图1。
对仰坡下侧加固,意在预加固基脚,稳定边坡,这在路基边坡防护中常采用,如设挡墙加固,但对于隧道边坡是否适用,只能边做边观测。
仰坡加固后,施工单位开始采用上下导坑施工,先对左洞上台阶进行开挖及支护。在左洞上台阶施工贯通后,仪器监测表明洞顶下沉严重,约下沉了10cm左右,同时上台阶型钢支撑向内变形,洞外仰坡开裂发展如图,原竖向钢管加固未起到应有的作用,洞口中隔墙顶部外侧边缘50cm左右开裂破坏,反映其受力集中,其上仰坡土体有前滑趋势,事态变得愈发严重。
3 隧道仰坡开裂原因分析及建议
为何钢管加固措施效果不明显,如何防止隧道洞口仰坡继续开裂?这是一个必须解决的问题。通过现场调查分析,我们发现隧道仰坡开裂是由各种因素综合造成的,主要体现在地质、施工方案、施工管理三个方面。
隧道地质方面
隧道洞口区域地质变化大,地表覆盖层为碎石土,较松散,土壤颗粒间结合力差是仰坡开裂的地质因素。
施工方案方面
隧道主洞设计建议采用三导洞施工,但是其施工组织复杂,施工单位为方便施工,变更为上下台阶法施工,这也是裂缝产生和发展的一个主要原因。在地质情况较差的情况下,采用上下台阶法施工就必须确保上台阶断面的初期支护落脚稳固,而这一点施工单位没有重视,基脚不稳,时间长了,初期支护变形加大,必然导致围岩松弛松散,反映到洞口仰坡面上就是裂缝发展。

隧道施工质量未受到严格控制,中导洞的中隔墙顶回填不密实,存在空洞,混凝土施工质量也不是很理想,管棚支护注浆量很少,基本上对围岩没有起到加固作用,同时上导洞初期支护型钢落脚基础不稳,没有做进一步处理,导致下沉和位移严重。

根据以上寻找的原因,我们要求此隧道以后施工中必须严