中国铁建十一局集团第五工程有限公司 重庆 400037
摘要:隧道施工常常面临复杂的地质问题,如何客服不良地质条件同时保证施工质量和安全就成了工程施工的重点。本文以小茗山隧道洞口浅埋段施工为背景,就富水区域岩体不稳定状态下如何施工进行分析并总结了工程经验,为工程同行人员就类似工程问题的处理提供参考。
关键词:隧道施工;地质问题;洞口浅埋
0工程概况
小茗山隧道起讫里程DK26+849.575~DK30+885,全长4035.425m,为单线隧道,进口的轨面其标高为23.332m,出口的轨面其标高11.193m,该隧道的最大埋设为465m。隧道出口处地质较为复杂,其中DK30+110~DK30+205段为浅埋段,该段的长度约为95m,最小埋深拱顶以上大约为2m。
1工程地质
浅埋地段主要地质情况为表层覆盖第四系残坡积层含角砾粉质粘土,土的自色为黄褐色,硬塑,厚度在2~3m之间,其中下伏基岩为J3x流纹质玻屑凝灰岩,自色呈现为灰褐色,风化程度较为严重,在其下部位为弱风化岩体,块状凝灰质结构,在其局部节理裂隙很发育,岩体的整体性较差;地下水为基岩裂隙水,不发育。其中在DK30+095~+195路段为F2断层,产于J3x侏罗系上统西山头组流纹质玻屑凝灰岩,岩体整体性差较破碎,倾向小里程,倾角约为58°;地下水为构造裂隙水,较发育,根据全年地下水位情况预测最大涌水量约为899.7m³/d,属于强富水区。部分J3j与J3x整合接触带,节理裂隙发育明显,岩体整体性差较破碎。地下水为基岩裂隙水,较发育,根据全年地下水位情况预测最大涌水量为249.9m³/d,属于强富水区。
2施工方案
2.1总体方案
本工程的浅埋段里程为DK30+110~DK30+205,约为100米,浅埋段在施工前要保证排水的通畅,因此清理干净洞顶的冲沟之后才能进行暗洞施工。浅埋段稳定差,在洞内开挖应当做好超前地质预报,施工时作φ76管棚、φ42超前小导管做好超前支护,再采用台阶做临时仰拱法进行开挖(预留核心土),采用人工+机械相互配合开挖,开挖后要对掌子面喷射厚度5cm混凝土作为临时封闭,支护时按Ⅴc型复合衬砌参数及全环I18型钢钢架加强支护,并及时进行二衬封闭成环。
2.2浅埋段施工要点
⑴浅埋段隧道施工因埋置深度的要求,其地质稳定性较差,选择合理的开挖方案尤为重要。在开挖时必须做到“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”,其中监控量测是一项必不可少的工作环节,围岩及初期支护的变形情况要通过监控数据分析判断,以此保证施工的安全。
⑵浅埋段施工的防治要先从地质岩体的本身入手,只有了解围岩结构力学变化规律以及自身的承载能力特性,才能选取合适的加固措施,从而达到提高岩体本身结构的承载能力,有效控制其变形,同时能加强初期支护。
⑶本工程位于南方多雨地带,工程施工不可避免会遇到雨季施工,雨水对浅埋段隧道施工影响很大。浅埋段围岩层遇水会逐步松散软化,并向四周不断扩大,从而造成支护体系破坏。雨水渗入岩体的内部空隙中,使得内部孔隙水压力对初期支护产生新的附加压力,使得支护结构受力大大增大,严重影响隧道的施工安全,所以应尽量避免在雨季施工,如果不能避免应对地表水进行引排,绕开浅埋段后再进行施工。
2.3洞外地表处理
⑴水对浅埋段的稳定有着直接的影响,要不定期清理浅埋段地表排水沟,确保排水沟通畅。同时尽可能减少对地表植被的破坏,保持自然环境和生态平衡。
⑵尽量避免在雨季施工浅埋段,若不能避免应根据地表的实际情况,有必要时可将地表水进行引排,绕开浅埋段后再进行施工。
2.4监控量测
隧道浅埋段常位于埋深较浅、周边岩体破碎、自稳时间较短、固结程度较低的底层,若施工方法选择不当,极容易发生冒顶或沉陷工程事故。因此,监控量测是浅埋施工的一项重要工作,也是不可或缺的必备工作。
2.4.1地表沉降监测
对于地表下沉的监测采用水准仪和塔尺进行量测,量测精度为1mm,同时要求地表下沉量测在隧道开挖之前进行,地表监测点与隧道内监测点应布置在同一里程断面上。
本浅埋段地表沉降测点横向间距按2m设置,根据隧道中线量测量测范围不应小于隧道开挖宽度与埋深总和原理,同一断面设置9个测点,测点按普通水准点埋设。
对于地表的下沉监测,要从开挖之前隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始,一直到衬砌结构全部封闭,下沉基本停止时为止。
2.4.2净空变化量测
⑴监控断面间距。净空变化量测包括了拱顶的下沉测量和周边的收敛测量,监测中采用全站仪无尺量测。该段浅埋段属于Ⅴ级围岩,按5m间距设置净空变化量测断面。
⑵测点布置。测线布置的数量和位置与地址条件、开挖方法、位移速度等都有关系。因此应根据台阶临时仰拱法施工的实际情况进行测点布置。
3结语
隧道浅埋段洞室稳定性一直是工程施工的重点内容,就小茗山隧道洞口的施工过程以及施工的成果来看,不仅符合施工质量的要求,而且安全可靠,同时也为工程人员遇到类似工程问题的解决提供参考方案。
参考文献
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