株岭隧道浅埋偏压洞口几种施工方案.doc

1、1宁绩高速株岭隧道浅埋偏压洞口几种施工方法及洞口滑坡体的处理方案赵海涛一、工程概况株岭隧道为左、右分离式隧道，隧道左线进口桩号 ZK34+283，出口桩号ZK35+828，隧道长 1545m；右线进口桩号 K34+330，出口桩号 K35+800，隧道长l470m，均属长隧道。隧道左右洞进出口分别处于半径为 l280m、1300m 的平曲线上。株岭隧道四个洞口均存在严重的偏压现象，级浅埋偏压段共计 458 米，隧道最大埋深 187.9 米，左右线洞身段围岩均由泥灰岩、泥质岩组成，隧址区位于软质岩低山丘陵构造剥蚀区，隧址区出露的地层为第四系全新统残坡积(Q4。el+dl)：灰黄色碎石，中密密实，

2、土质不均，并在进洞 497 米处洞身穿越泥灰岩和泥质岩两种岩性的不整合接触带内，形成两道竖向贯穿山体的断层。二、施工方案项目部成立后立即组织技术人员、管理人员复核施工图纸，并多次深入现场了解情况，经现场实际勘察，株岭隧道四个洞口按照原设计均无法施工，之后项目部积极的与业主、设计联系并论证进洞方案的可行性，并联系专家组多次来工地现场勘查、指导，提出变更方案：1、株岭隧道左线进口：株岭隧道左线进口里程桩号为 ZK34+283，ZK34+241ZK34+280 为路基挖方段，挖方最高处约 42.7 米，如果路基与隧道同时施工则危及下方施工安全，且挖方设计断面与实际不符，需扩征土地，红线上方山体突变陡

3、峭，植被茂盛，边坡自然坡脚为 60左右，我项目部根据岩体产状，总体稳定性较好的特点，及时联系设计更改边坡坡率，第一级坡率由原设计的 1:1 改为 1:0.75，第五级坡率由原设计 1:1.5 变更为 1:1.25。根据左线进口的地形、地质情况，隧道开挖时必然造成上断面两侧产生沉降而出现山体偏压失稳，将使隧道位移、变形，甚至出现初期支护表面产生裂缝。另外根据覆盖层情况，开挖过程中必然造成地表沉降、开裂。遂在洞顶地表隧道中线至线路右侧 12m 范围、纵向 30m 范围注浆加固，注浆顺序为先进行低山侧的帷幕注浆，然后进行高山侧的帷幕注浆。在隧道边仰坡及地表的加固处理及超前支护做好后进行开挖。由于围岩

4、稳定性差，岩石破碎，风化严重，地下水发育，施工时特别要注意塌方的防止，开挖采用“三台阶法预留核心土开挖” ，每步开挖完成以后，立即进行相应的支2护处理，初期支护紧跟掌子面。2、株岭隧道右线进口：株岭隧道右线进口里程桩号为 K34+330，隧道进口位于较大的山体汇水沟沟底，加之破碎带基岩裸露，风化裂隙比较发育，有利于降水入渗形成基岩裂隙水，给隧道施工造成很大的安全隐患。K34+335K34+360 段 K34+360K34+375 段原设计为盖挖法进洞，经现场实地查看，线路左侧山体陡峭，施工中存在严重偏压，山体本身无任何自稳能力，边坡开挖后设计加固参数较弱，无法保证施工安全，进洞方案变更为K34

5、+360K34+375 段先回填碎石土反压注浆后暗挖进洞，K34+335K34+360 段原山体刷坡量不大，安全隐患较小，采用盖挖法与反压暗挖相结合的处理方案。3、株岭隧道右线出口株岭隧道左线及右线出口分别位于一山脊的两侧，均存在严重的浅埋偏压现象，右线出口段外侧边坡坡率约为 1:0.6，右线隧道边坡坡面为含砾粉粘土层，褐黄色，土质不均，含砾石局部夹杂碎石，散体结构，自稳性差，原设计洞口 13 米为半明半暗段施工，护拱尚未施工，6 月份连续暴雨天气造成临时边仰坡全部滑塌，横向管棚除洞口剩余 3 根外其余全部压弯变形，洞口施工无法进行，施工方案变更为：K35+787K35+797 半明半暗段重新

6、回填碎石土，将临时仰坡坡率降缓，边坡坡率基本与原山体相同，边仰坡采用长锚杆挂网喷射砼防护；套拱由原设计前移 10 米至 K35+797 处。增加一排横向管棚与原设计管棚交错打设，以保证左侧下槽开挖过程的中安全；护拱施工采用 C25 喷射砼，再现浇砼，护拱内钢拱架于左侧横向管棚焊接；偏压挡墙分两次施工，首先浇筑至拱圈中间约 4.5m 后，于偏压挡墙两侧回填碎石土以保证护拱及外露掌子面的稳定。鉴于隧道中线至线路前进方向左侧拱顶为岩石，右侧为土层，开挖后将产生不均匀沉降。仰拱开挖后右侧地基承载力不足易造成结构体的偏移，仰拱开挖后采用42 注浆小导管对拱脚及仰拱软地基进行加固，K35+787K35+7

7、97 半明半暗段采用台阶法施工，上下断面开挖过程中支护必须紧跟施作。由于掌子面中心处正处于石土分界位置，洞身开挖采用机械开挖，个别处放小炮处理，每开挖 60cm 后，立即喷射混凝土封闭岩面(包含掌子面)，目的是在同岩变形前及时封闭围岩，预防支护过程中小块体塌落而影响施工安全；K35+797K35+740 浅埋偏压段洞身开挖采用 CD 法。34、株岭隧道左线出口株岭隧道左线出口 ZK35+720ZK35+818 段山体被一采石场破坏，破坏的部分沿隧道纵向呈小角度方向延伸，对隧道的影响长度达 80m。山体遭破坏后更加陡峭，隧道外侧坡率约为 1:0.25 且岩层破碎，ZK35+758ZK35+818

8、 段洞身左侧埋深 0.645.5 之间，个别洞身部位漏空，隧道边坡坡面呈散体结构，自稳性差，同时山顶距设计标高 32 米以上。采用常规方法施工，可能因对陡峭山体的震动引起整个山体失稳，造成大面积山体崩塌。 变更施工方案为：在隧道右侧紧贴岩面施做大体积片石砼挡墙以抵消山体的偏压，挡墙顶标高位于隧道拱顶标高 4.5 米，同时打设砂浆锚杆加强山体与挡墙的连接；拱顶以上 4.5 米打设三层 89 横向管棚，横向管棚上方松散岩面排险后喷射 C25 砼。初级支护 I20cm 字钢钢拱架间距加密为 50cm；ZK35+758ZK35+818 段采用三台阶法预留核心土开挖法， ZK35+700ZK35+758

9、 采用短台阶法。三、监控量测现场监控量测是本隧道信息化施工的核心技术之一，对围岩支护系统的稳定性进行监测，保障施工安全，为评价和修改初期参数、力学分析及二次衬砌施作时间提供信息依据，是确保施工安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段。 监控量测项目 株岭隧道以洞内外观察、拱顶下沉、净空收敛、围岩内部位移、浅埋隧道地表下沉。量测结果 进口段拱部下沉最大为 49mm，地表下沉最大为 37mm。洞内净空收敛及围岩内部位移均在允许范围内。 四、几点体会在复杂条件下成洞应结合各种方法，综合治理，才能确保施工的安全，株岭隧道浅埋偏压段处理方案的选择中，我们结合现场不同的条件，通过制定多套方案，经过分析讨

10、论，选出最优的处理方案。实践证明，我们选择的方案是安全可靠并且有利于施工，使隧道顺利地通过了浅埋偏压地段的施工，施工中的几点体会如下： (1)在不稳定的斜交及偏压的山体进洞，如株岭隧道右线进口，采用明洞暗作施工方法有效减小了山体的纵横向推力，施做小导管注浆加固边仰坡、偏压处反压回填、4地表注浆配合管棚成型加强了洞口的稳定和施工的安全。 (2)在地质复杂的洞口施工，进暗洞需小心谨慎，严格遵循“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则施工：若初期支护变形不稳定，如株岭隧道右线出口，需要及时进行仰拱施工，及早使初支闭合成环，确保洞室的安全。(3) 在偏压及其严重如株岭隧道左线出口，山体一侧施做砼挡墙用以抵消山体的的侧压力，拱顶上方加设横向管棚注浆加固使较松散的山体胶结成一个整体，同时洞内加强了超前支护、调整了初期支护参数。(3) 开挖方法采用三台阶法预留核心土、CD 法相结合的开挖方式。(4)根据监控量测结果及时调整施工工序。边仰坡重新喷护5出口左线横向管棚注浆盖挖段明挖改暗进6偏压挡墙分两次施工株岭隧道右线出口开挖方式采用 CD 法7左线出口挡墙顶部及横向管棚全景