2010-09-21 16:45 来源于网络 【大 中 小】【打印】【我要纠错】
龙井隧道是崇遵高速公路较长大隧道之一，其中出口端以其复杂的地形和地质情况令人忧虑。本文以龙井隧道进洞方案的选择及各种加固方案的制定，为类似工程提供参考。
一、工程概况
龙井隧道位于贵州省遵义县板桥镇境内，是崇（溪河）遵（义）高速公路较长大隧道之一。隧道总长2326m（左线1196m，右线1130m），单洞净跨10.4m，净高6.7m，双车道单向行使。隧道高程在931～1168m之间，地形起伏较大，地质构造复杂，属典型的喀斯特地形。
二、工程地质、水文地质及地形条件
隧道区内为寒武系中统高台组及寒武系中上统娄山关群第一段，属于碳酸盐岩台地沉积。覆盖层为第四系残、坡积层砂质粘土、碎石土、块石土。隧道工区位于潘家山复式（背斜）褶皱构造的北东翼、娄山关大断裂的南西盘（上盘）。受大断裂影响，区内有F1断层（龙井断层）为纵断层，表现为地层岩性不延续；F2断层为横断层，在出口端（K89+400处）斜交穿过隧道，断层两盘地层产状差异较大，地层岩性不延续。K89+400至出口端K89+660区内有多处小断层（张性），断层岩石风化作用强烈，风化节理较发育，岩石呈砂屑状或碎屑状。隧道工区白云岩、泥质白云岩、角砾状白云岩和泥质粉砂岩均为透水层，由于断裂构造影响，区内除大气降水补给，部分渗入基岩，形成基岩裂隙水，还部分接受F1断层上盘地下水的渗入，地下水丰富。地下水位埋层较浅，均在隧道顶板上。
隧道出口端，岩体程碎块状结构，节理裂隙发育，处于强风化带中，隧道顶板较薄（2～4m），覆盖层为土层。右洞岩层倾角较大与设计地质不符。岩土分界从拱顶至线路前进方向右侧拱脚外环大部为土层，该处属典型的浅埋、偏压隧道，成洞困难，地表易塌陷、开裂。
三、进洞方案
1.洞口段矿山法施工
洞口段原设计Ⅱ类围岩支护参数如下：φ114超前大管棚长30m，环距50cm，纵向外插角10，共29根；C20混凝土套拱长80cm；径向锚杆RD25N，长3.5m，间距80×80cm，喷混凝土厚20cm；φ8钢筋网20×20cm，钢筋格栅钢架间距80cm，模筑混凝土60cm。
经地质勘察和围岩鉴定为Ⅰ类围岩，调整支护参数。根据已往施工经验，在大管棚施工中，容易出现掉棚（管棚侵入洞内），调整了外插角和管棚半径，外插角改为30，管棚半径由设计6.13m改为6.28m，其余不变。由于右洞岩层倾角较大，为防止套拱下沉，线路前进方向右侧，套拱拱脚深挖至岩层，并将基础扩大为1.5m纵向×2m横向×3m深，套拱长度由0.8加长到1.5m；径向锚杆、钢筋网片、模筑混凝土的参数不变；初期支护中增加φ42超前小导管，环距30cm，4.5m长，2.4m一环，施作范围拱部1600；格栅钢架改为20b工字钢拱架，间距60cm，喷射混凝土厚度改为25cm。右洞拱脚处每榀工字钢增加2排锁脚，用φ42小导管5m长注浆加固，用水泥、水玻璃双液浆，比例1：0.5。 转贴
2.具体进洞方案
（1）清表
首先，将洞顶地表范围植被清除，将稻田水疏干，使土体由液塑状态变为干硬状态。
（2）天沟
洞口地表地势较平缓，又处于沟谷，雨水将汇集洞口，故进洞前施作天沟，以截除地表水。
（3）地表加固
根据龙井右线出口的地形、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。
根据普氏理论，松散体在隧道开挖后，其上方形成抛物线形的平衡拱，平衡拱的跨度与开挖宽度相等。在松散体中施工时出现的大规模冒顶就是该平衡拱失稳造成的结果。地表加固注浆能有效地减小隧道坍方的可能性。因为，地表花管注浆加固后，类似于一根摩擦桩，制约土体相对向下移动。更为主要的是，此法将成为其周围土体的一个核心，由于相邻两花管间距离远远小于隧道的开挖宽度，必然使得平衡拱的矢高大大减小，保证了施工安全。为此，在进洞前，我们采取了以下办法：
——将地表整平，挂网锚喷混凝土将地表封闭。
——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。在洞顶地表隧道中线至线路右侧12m范围、纵向20m范围竖向打入φ76花管注浆加固，注浆浆液采用水泥、水玻璃双液浆，配比为1：0.5，初始压力0.5～1Mpa，终压2～2.5Mpa，注浆顺序为先两侧后中间，纵向先洞口后洞身。管壁厚5.5mm、间距80cm，梅花型布置，管底以拱顶外缘和打入基岩1.0m控制，但不得低于隧道边墙基底标高。
（4）进洞措施
人工按里程、坡比清刷边仰坡后挂网锚喷混凝土；浇筑混凝土套拱，在套拱内预埋φ120钢管定位，待混凝土强度达到设计强度的80%后，施工大管棚注双液浆。
以上各项工作完成后，就开始上半断面开挖进洞。
（5）洞内开挖方法
因洞口段为Ⅰ类围岩，故采用长台阶法先作上半断面，上半断面净高4.8m，循环进尺60～80cm。依据“短进尺、弱爆破”的原则，主要采用人工风镐或挖掘机挖掘，辅以弱爆破，严禁放大炮。当上半断面掘进60～80m后，开始侧壁拉槽，左右跳槽错开开挖，严禁相对开挖。二衬台车及时加工，二衬距掌子面的距离不宜超过120m。
（6）监控量测及信息反馈
监控量测是NATM法施工的重要手段，是指导施工方案中的支护参数、施工工艺及各工序的作业时间的重要方法。龙井隧道出口段进行了地表下沉、拱顶沉降和周边收敛的监控量测。从量测结果可以知道地表下沉量最大20cm，拱顶下沉最大值为2mm，周边收敛最大值2.1mm。施工至今已有两年，变形基本稳定，施工方案基本合理，初期支护、地表加固及时有效。
四、结语
总结龙井隧道洞口段的施工方案，有以下几点体会：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；在松散地层中注浆加固使较松散的土层胶结成一个整体，同时洞内加强了超前支护、调整了初期支护参数，较顺利的完成了进洞，解决了浅埋偏压段隧道施工难度大的难题。
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