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摘要:天恒山隧道为我国第一座严寒地区浅埋大跨土质隧道,其施工难度大、危险性高。在施工过程中遵循“土变我变、确保安全、优质完成”的原则,不断对隧道施工方案进行比选优化,本文对施工过程中采用的微台阶法、三台阶七步开挖法和crd法施工方案的选择和优化进行介绍。
关键词:土质隧道施工方案优化

我国修建软弱地层隧道时,多采用小断面分部开挖法。一般ⅲ级围岩和地下水不发育、无高地应力变形的深埋ⅳ级围岩采用台阶法;浅埋ⅳ级围岩或有大变形特征的ⅳ级围岩中采用三台阶临时仰拱法或cd法;地下水发育和地表受建筑物影响的浅埋ⅳ级围岩采用crd法。v级围岩主要采用cd法、crd法和眼镜法。cd法、crd法、眼镜法等工法采用上下分层和竖向分块,有利于保证掌子面和顶、帮的稳定性;但开挖过程中如果分部过多,分部施工将反复引起围岩进行应力重分布,对结构稳定造成不利影响。而且这类工法工序复杂、施工速度较慢、造价也更高。论文以在建天恒山隧道为工程背景,对浅埋土质隧道施工方案进行了比较和优选,确定了天恒山隧道施工方案。
1. 工程概况
工程概况
天恒山隧道位于哈尔滨市道外区民主乡地界,是哈尔滨绕城公路东北段项目的重难点工程。哈尔滨绕城公路东北段的建设,使环路贯通,“一环五射”发挥整体功能。对省会哈尔滨及其周边地区的社会、经济发展创造了良好的交通运输环境。隧道为双洞分离式设计,单向双车道,单洞上行线长1660m,下行线长1690m。,净高5m,考虑本地区的特点,隧道净空断面为三心圆曲墙断面(隧道净面积a=㎡)。隧道设计人行横通道4处,车行横通道1处,上行线和下行线各设置一处紧急停车带。隧道设计行车速度80km/h,路面采用单面横坡,坡度2%,上行线和下行线纵坡为双向人字坡,%和-%。

隧道工作区位于松嫩中断陷带东南隆起区内,地层分区为松嫩平原分区,地层分布主要有白垩系(k)及第四系(q),本区缺失第三系地层。根据天恒山隧道设计钻孔揭露及室内土工试验结果,隧道处岩土主要为亚粘性土,局部见砂层,地基承载力综合评价表显示,5-1、5-2、7-1和8-2地层为软可塑状态的软弱夹层,对隧道施工极为不利。
气候、水文地质特性
本区位于北寒带气候区,冬季长达五个月之久,春秋季节较短,℃,℃,极端最低气温-℃;,降雨期集中在6-8月份;;,地面稳定冻结日期为11月下旬,稳定解冻日期为翌年4月中旬。
隧道所处范围地下水主要为局部上层滞水,赋存于软可塑及软塑压粘土层中