7 紅黏土區(qū)淺埋隧道沉陷開裂以及處治措施(楊明舉修改)

1、紅粘土淺埋隧道施工沉降分析及處治措施楊明舉（華杰工程咨詢有限公司北京市100007）摘要：在紅粘土淺埋隧道施工開挖中，隧道初期支護(hù)開裂并產(chǎn)生較大沉降。通過從地質(zhì)條件、施工等方面綜合分析，深入探討了隧道開裂并沉陷的成因，提出采用路線調(diào)坡、地表注漿加固以及初期支護(hù)加強(qiáng)等施工處治措施。通過施工監(jiān)控量測以及對施工進(jìn)行跟蹤，實踐表明該處治方案對紅粘土區(qū)隧道沉陷開裂較為合理，對類似地質(zhì)區(qū)隧道沉陷開裂具有一定的參考價值。關(guān)鍵詞：公路隧道；沉陷處治；紅

2、粘土Abstract:Duringtheconstructionofshallowburiedtunnelinredclaytheearlyliningscrazesubside.Basedontheanalysisofgeologicalconditionconstructionthereasonofsubsidenceisdiscussed.thetreatmentswhichincludeadjustingverticalalig

3、nmentgroutinginearth’ssurfacereinfcingtheearlyliningareputfward.Themeasurementdatabymonitingintheconstructionprovethatthetreatmentsarewelltodealwithsuchsubsidenceinshallowburiedtunnel.Thiscanbeservedasreferencefsimilartr

4、eatingprojects.Keywds:highwaytunnel；treatmentofsubsidence；redclay1工程概況葵崗隧道位于廣東省梅縣南口鎮(zhèn)的葵崗山，山脊近南北走向，隧道近東西走向；為左、右線分離的雙洞行車雙車道隧道，設(shè)計行車速度：80kmh，有效凈寬10.5m，有效凈高5.00m，起訖樁號為左線：LK3540~LK4240，長700m；右線K3535~K4235，長為700m；隧道穿越山體最大標(biāo)高約為265

5、m，進(jìn)洞口標(biāo)高為123m，出洞口標(biāo)高約為143m，最大埋深為130m。該區(qū)域?qū)偾鹆甑孛?，植被茂盛?工程地質(zhì)條件及施工圖設(shè)計跟據(jù)地質(zhì)調(diào)查及鉆探揭露，葵崗隧道地層由石炭系地層（C）和第四系覆蓋層（Q）組成。巖性復(fù)雜多變，石炭系地層主要為粉～細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、炭質(zhì)泥巖、石灰?guī)r等；第四系覆蓋層中土性主要為堆填土、坡積土、殘積土等。其中葵崗隧道河源端洞口段地處山坡坡腳，地勢低洼，為灰?guī)r溶洞發(fā)育區(qū)以及不同巖性交接地段，穿越地層為第四系的坡、殘積

6、紅粘土區(qū)，并夾有全、強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)泥巖，呈松散土狀結(jié)構(gòu)。該段地層Vp=1.01.5kms，屬淺埋軟弱圍巖區(qū)域。根據(jù)隧道地質(zhì)勘察報告以及其圍巖類別劃分進(jìn)行了施工圖設(shè)計，參考已建淺埋區(qū)隧道設(shè)計經(jīng)驗以及葵崗隧道河源端洞口處的特點，設(shè)計中采用φ1086mm，長32m的大管棚進(jìn)行超前支護(hù)。初期支護(hù)采用工18鋼拱架支撐，間距0.75m；掛單層φ8mm鋼筋網(wǎng)；系統(tǒng)錨桿為D25400cm中空注漿錨桿，間距8080cm，其中長管棚范圍內(nèi)不設(shè)系統(tǒng)錨桿；初期襯砌

7、為25cm厚的C25噴射混凝土。二次襯砌采用25號鋼筋混凝土襯砌，厚60cm。施工方法采用上下短臺階法施工，上臺階設(shè)置臨時仰拱。具體襯砌設(shè)計圖見圖1。1未能形成拱頂?shù)沫h(huán)效應(yīng)，另外施工雖采用上下臺階法施工，但上臺階設(shè)置的臨時仰拱未能及時跟進(jìn)或施工質(zhì)量不高，從而使初期支護(hù)形不成封閉環(huán)，加之上臺階工字鋼落腳處地質(zhì)條件差，隨著圍巖應(yīng)力的釋放以及變形的積累，極易產(chǎn)生初支下沉變形。通過地表埋設(shè)深部位移計，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明產(chǎn)生古滑坡復(fù)燃的可能性較小。因此

8、隧道初期支護(hù)沉陷開裂的主要原因便集中在軟弱紅粘土等不良地質(zhì)方面。4處治方案以及施工措施根據(jù)現(xiàn)場觀測、補充鉆探資料以及隧道沉陷開裂機(jī)理分析的結(jié)果，初步提出處理該隧道沉陷開裂的措施有兩種：一種是調(diào)整路線縱坡指標(biāo)，使開裂下沉段的設(shè)計標(biāo)高下調(diào)90cm，并對該段采用環(huán)向長錨桿注漿加固，施作新的一次襯砌和二次襯砌；一種是仍然保持原有設(shè)計標(biāo)高，地表注漿加固，洞內(nèi)進(jìn)行挑頂，重新設(shè)置鋼支撐等初期支護(hù)。通過仔細(xì)討論和深入研究，本著處理措施應(yīng)安全、經(jīng)濟(jì)、可行

9、的原則，考慮到處理期間依然存在洞頂下沉的情況，確定以調(diào)整路線縱坡為主、局部挑頂、地表和洞內(nèi)注漿加固的綜合處治方案。具體如下：(1)通過調(diào)整原LK4000的變坡點后移至LK3895、原LK4500的變坡點后移至LK4＋460，并將兩變坡點間的坡率由原2.284%（坡長500m）調(diào)整為2.207%（坡長565m）可滿足調(diào)坡要求。(2)采用地表鋼管注漿加固方法，對洞口段巖土體進(jìn)行加固。注漿加固共分為6個區(qū)。Ⅰ區(qū)：隧道邊墻兩側(cè)分別設(shè)置5排豎向注

10、漿鋼管，排距2.5m，縱向間距4m，呈梅花形布置，形成地下連續(xù)墻，用于加固隧道兩側(cè)土體，抵抗隧道開挖時巖土體的下滑力，注漿鋼管的管底標(biāo)高低于原隧道仰拱底高程4.5m；Ⅱ～Ⅳ區(qū)：隧道拱頂已變形范圍內(nèi)設(shè)置5排豎向注漿鋼管，排距2.5m，縱向間距4m，呈梅花形布置，用于加固隧道頂部土體，保證隧道洞內(nèi)施工的安全，注漿鋼管的管底標(biāo)高高于隧道拱頂開挖面高程1.8m；Ⅴ區(qū)：隧道洞內(nèi)兩側(cè)拱腳基礎(chǔ)處各設(shè)置2排斜向注漿鋼管，排距1.5m，縱向間距2m，呈梅

11、花形布置，傾角15；用于提高拱腳處地基承載力，注漿鋼管的長度為8.4m；Ⅵ區(qū)：隧道明洞端墻基礎(chǔ)設(shè)置豎向注漿鋼管，排距1.2m，縱向間距2m，呈梅花形布置；用于提高地基承載力，注漿鋼管嵌入基巖的深度應(yīng)不小于2m；(3)洞內(nèi)上臺階周邊布設(shè)D25中空注漿錨桿（長4m）徑向注漿，間距7575cm，梅花形布置。(4)注漿結(jié)束且穩(wěn)定后，噴射鋼纖維混凝土3cm，施作鋼支撐工字鋼工（I20），每榀間距75cm，對于侵入建筑限界的區(qū)域，逐榀替換已變形的工