文档介绍：软弱浅埋偏压隧道施工技术研究
软弱浅埋偏压隧道施工技术研究
摘要:以新建云桂铁路软弱地质浅埋偏压大断面同烘2#隧道出洞施工为背景,对地表土体滑移、沉降开裂、洞内初支下沉变形等严重影响施工安全与进度的重大问题进行研究,得出了采用大拱脚台阶法开挖、大管棚超前支护、套拱加强初期支护、设置临时支撑的技术及工艺方法。通过对此项施工技术的研究,希望对以后软弱浅埋偏压大断面隧道施工起到参考作用。
关键词:软弱浅埋偏压地层;大拱脚台阶法;套拱;大管棚。
中图分类号: U45 文献标识码: A 文章编号:
正文:新建云桂铁路同烘2#隧道位于云南省文山州丘北县境内,起讫里程DK498+280~DK498+820,全长540米,隧道地形起伏大,相对高差约220m。自然横坡10°~30°,局部较陡。其中出口段DK498+760~+800段设计为砂岩夹泥岩夹灰岩,开挖揭示实际为饱和性黏土,含水量极大,自稳性差。施工过程中发现线路左侧偏压严重,洞内拱顶下沉量极大,地表沉降量洞内拱顶下沉普遍200mm以上,个别断面累计沉降量最大,达到600mm。掌子面开挖支护后,初支沉降速率100mm/d以上,最大沉降速率达到206mm/d。洞外地表出现大量的横向和纵向裂缝,裂缝宽度最大达150mm。
1 软弱浅埋偏压隧道围岩工程特征
软弱围岩一般为土层、岩体全风化层、挤压破碎带等构成的围岩,软弱围岩强度低、自稳能力差,隧道开挖后地应力重新分布,使隧道周边产生较大的松动圈,加上浅埋偏压影响,地表容易因沉降、滑移等原因产生开裂,造成岩体间的粘结力差,隧道开挖后,仅靠颗粒间的摩擦效应和微弱胶结作用成拱,使岩体极不稳定,在浅埋地段容易发生坍塌冒顶。
此类围岩的变形主要体现在:(1)土体稳定性受到破坏,产生水平和横向位移,地表开裂,发生滑移;(2)隧道上方围岩下沉,浅埋隧道表现为地表下沉,形成沉降槽;(3)初期支护出现收敛变形,表现为拱顶下沉和边墙内移。
软弱围岩的工程地质性质决定了它在隧道工程中的变形特征,即开挖后自稳能力差,表现出“自稳时间短、易坍塌”的特征。
一旦工程措施(包括设计措施)和施工方法不当,将极易发生初期支护变形侵限和隧道坍方等工程事故。因此,软弱围岩隧道施工的核心是“控制变形、防止坍方”。
2 潜在安全风险
软弱围岩浅埋地段,隧道施工时拱部一般难于成拱,在未采取足够措施前,软弱围岩浅埋隧道易发生局部塌方。
土质隧道强度低、自稳性差,与岩石隧道相比要承受更大的荷载,若初期支护强度不足,将导致变形大、严重时会出现局部坍塌等安全风险。
软弱围岩浅埋地段如果位于古滑坡体,施工扰动易造成土体滑移,在重力和降雨等因素的影响下,长期存在山体滑坡的隐患,可能对以后的运营造成危害。
3 软弱浅埋偏压隧道施工技术
本文以同烘2#隧道出口段为例,对软弱浅埋偏压隧道施工技术进行了研究。同烘2#隧道采用大拱脚台阶预留核心土工法施工,按照“控制变形、防止坍方”的原则,采取加强超前支护,增强初期支护,增加临时支撑,尽早封闭到位,仰拱二衬跟进,强化监控量测的措施,确保隧道施工安全。

同烘2#隧道采用大管棚进行超前支护,大管棚能提高地层强度和整体性,对有效控制沉降、防止塌方的作用相当明显。
为了便于施钻和提高钻孔精度,在