牛岭界隧道过软基段的施工处理技术.doc
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1、牛岭界隧道过软基段的施工处理技术摘要: 着重介绍软土公路隧道采用台阶法和双侧壁导坑法施工以及仰拱采用钢管桩加固技术。结合工程实践,详细地介绍了该施工方法的技术特点、工艺原理、施工工艺等,对类似隧道施工有一定的参考价值。 关键词: 道路桥梁 隧道 施工1.前言软土隧道的施工方法,主要有台阶法和双侧壁导坑法、中隔墙法等。虽然双侧壁导坑法和中隔墙法存在以下缺点:一是限制了大型施工机械的使用,降低了工效;二是在软硬围岩相间的隧道施工中,施工方法的调整时间很长;三是临时施工支护多,投入大,不经济;四是施工中相互干扰大。在岑梧高速公路牛岭界隧道施工中,采用台阶法和双侧壁导坑法相结合的施工方法,是由于在牛岭
2、界隧道类围岩段长度115米范围内不存在软硬围岩相间,目的是在拱脚施工条形基础提高拱脚承载力,在该隧道采用此法成功地解决了隧道整体下沉、拱脚变形扭曲等难题,确保了工程质量和工期。2.工程概况岑梧高速公路的牛岭界隧道,位于广西岑溪市与苍梧县交界处,距岑溪市安平镇约3. 5km。隧道设计为两座独立的分离式隧道,两座独立隧道的轴线间距为50米,其中隧道右线长1452米(YK30+935YK32+387),左线长1440米(ZK30+920ZK32+360)。软土隧道右线长115米(YK30+960YK31+075),左线长115米(ZK30+940ZK31+055)。隧道建筑限界宽为10.25米,在主
3、洞与行车横洞交叉处设置紧急停车带,其断面比正常断面加宽2.5米,高仍为5米,正常隧道建筑内轮廓采用单心圆断面,半径为R=5. 80米,最大埋深为128米。2.1地形地貌牛岭界隧道洞址区区属丘陵地貌,由于长期风化、剥蚀作用,山体较陡峻,沟谷较发育,沿山体残坡积物及风化层覆盖普遍,植被生长较茂盛。隧道穿越丘陵分水岭地带,左侧被207国道二级公路呈弧形围绕,南西侧(岑溪方向洞口)为安平侵蚀山间盆地,地势较为开阔平缓。其中YK31+700东南面约350m处为一面积不大的山塘水库,由近南北向山沟筑坝而成,水面高程约为280m.隧道轴线地段山脊分水岭高程约320340米,两侧洞口端地面高程约210226米
4、,相对高差约110米。进洞口自然坡的坡角约2535。山体发现两处小型滑坡,主要为覆盖层的浅层滑坡。该地形地貌给岑溪方向软岩段施工增加了较大难度。2.2地层岩性根据地质调查、物探(初勘)和钻探资料,勘察区地层由第四系搜盖层(Q)和奥陶系中统缩尾岭组(02S)的碎屑岩组成。红黄色素填土,稍湿湿,顶部成分以砂岩碎石为主,含少量粘土和细砂,结构较紧密,底部以细砂、粘性土为主,结构较松散,为207国道二级公路路基填土,主要分布于.隧道进口ZK1和ZK5孔附近一带,厚8.00-17.80m。该段含水量较大,主要以砂粘土(砂岩全风化物)和碎石土为主,结构构造全部被破坏,矿物成分除石英外,大部分风化成土状,含
5、水量较大无承载能力。地下水出水状态少数地段呈淋雨状或涌流状出水,大部份地段呈潮湿或点滴状出水。在开挖过程中洞壁岩体位移持续时间长,成洞性差,无自稳能力。2.3水文地质条件隧道经过地段地势较陡峻,均为非可溶岩岩层,以侵蚀地貌为主,沟谷较发育。其间K31+360地带山岭构成了地段内的分水岭。大气降水呈短小径流由分水岭向两侧排泄,隧道经过地段的基岩透水性差,为弱透水一相对隔水岩层,加之山坡(体)上普遍覆盖植物和残坡积物,大气降水多沿山坡流走,故地下水不丰富,有限的地下水主要埋藏在近地表风化、半风化基岩和残坡积层中,为浅层孔隙、裂隙潜水,岑溪端一般在山沟较高部位以下降泉形式排泄,涌水量在0. 30.
6、6L/s,其动态变化较大。地下水为大气降水补给,地形陡峭的地段,自然排泄不通畅,地下水对该段隧道施工影响很大,特别在冲沟地段YK31+040右侧距隧中30米有两泉眼,常年有水,涌水量在1020L/s隧道上覆围岩破碎及土层薄,易渗水,其间的山沟地表水和地层中的孔隙裂隙潜水可能对隧道掘进带来较大困难。2.4结构设计牛岭界隧道类围岩段采用洞口加强衬砌,超前支护为894大管棚、长10米,环向间距为30cm;初期支护为RD25N中空注浆锚杆,长3.5米,梅花型布置间距80cm;C25喷射混凝土,厚25cm;2020cm的8钢筋网;钢拱架采用I20a工字钢,间距50cm,全环设置;二次衬砌及仰拱采用模注钢
7、筋混凝土,厚60cm,主筋为25钢筋,间距25cm。2.5隧道下沉处理2.5.1隧道下沉情况根据牛岭界隧道洞口段的地质情况,洞身结构设计,采用下行线采用上下半断面环行开挖施工,在开挖之前先进行长45米,89超前管棚预支护,边坡采用424的长5米小导管和挂网喷混凝土进行封闭。套拱施工完成即进行下行线洞身开挖。在ZK30+940ZK30+957段采用半断面环行开挖,开挖后初期支护变形大,拱顶沉降最大值达到47厘米,收敛值达到20厘米;地表出现较大裂缝,裂缝最大宽度5厘米,地表严重被破坏,由于该段隧道埋深较浅,从起拱线开始开挖轮廓线以外的45线以内的土体自重基本由初期支护承担。变形过大严重影响隧道衬
8、砌厚度,隧道安全。从施工情况看,在类围岩段采用半断面环型开挖,初期支护变形大,地表被严重破坏,在埋深较浅的地段初期支护,变形虽然较大,但还不致意被破坏,但在施工此段时对施工安全已经构成一定的威胁。在该段施工工序少,因产生较大变形,经常出现停工观看的现状,造成窝工严重,进度较慢,下行线从2004年6月1日至2004年8月15日,历时2.5月完成开挖17米,平均每天完成开挖0.26米。因此停止开挖。2.5.2隧道下沉处理由于隧道下沉较大处理较困难,根据岑梧高速公路施工进展情况,前后两个标段均没有开工,给降坡提供了条件,因此采用降坡的方法处理下沉过大。将原设计0.9%的坡度调成0.87%,即改变坡度
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