《黏土泥岩地质条件下隧道沉降控制》-工学论文，工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

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黏土泥岩地质条件下隧道沉降控制

范文

周游

摘要：本文结合云南昆楚高速公路隧道施工实际，从开挖、支护等方面考虑，论述在粉质黏土、泥岩地质条件下组织大断面隧道进洞施工时，控制沉降所采用的措施，以保证隧道安全施工，为今后同类围岩隧道进洞施工积累了经验。

Abstract： Based on the actual tunnel construction practice of Kunchu Expressway in Yunnan， this paper discusses the measures to control the settlement when organizing the large section tunnel construction under the geological conditions of silty clay and mudstone from the aspects of excavation and support， so as to ensure the safe construction of the tunnel and accumulate experience for the tunnel construction of the same kind of surrounding rock in the future.

关键词：控制沉降;泥岩地质;隧道施工

Key words： settlement control;mudstone geology;tunnel construction

中图分类号：U45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2020）12-0183-03

0? 引言

隧道坍方、作业人员伤亡等事故在隧道施工过程中时有发生，特别是在黏土泥岩地质条件下。黏土泥岩地质隧道施工时沉降量的大小对施工影响非常大，为了解决问题，需要采取必要的措施来减小隧道的沉降量。本文结合云南昆楚高速公路勤丰隧道洞口段施工，针对黏土泥岩地质隧道施工时预防及缓解隧道沉降所采用的施工控制方法及措施进行简述。

1? 工程概况

昆楚高速勤丰特长隧道位于禄丰县勤丰镇东侧山脉，山脉走向近南北方向，隧道走向近东西方向，垂直于山脉走向。该隧道设计为分离式隧道，隧址区山峦叠嶂，沟谷纵横，植被发育，地表水较发育。勤丰特长隧道为双洞三车道隧道，V级围岩开挖断面积为164m3/延米，出口端山体围岩破碎、大多为粉质黏土和强风化泥岩，该类围岩有170m长，围岩裂隙发育，富含水、地下水位较高。

出口端围岩岩质软弱、富水、节理裂隙发育、结构稳定性低碎，主要分为粉质黏土及泥岩。隧址区富水性较好，地下水较发育，对隧道施工有较大影响。隧道出口东北方向0.6km处有大冲箐水库，水库蓄水面积为175.5*104m2，水库蓄水高程高于隧道出口段洞底设计高程，隧道出口端左侧20m处有一“V”型山谷汇集山涧水，有对隧道地下水补给的可能。出口段地形相对平缓，山坡坡脚约15°，植被较发育。隧道洞口围岩完整性差，施工开挖过程中产生掉块现象，仰坡稳定性一般、围岩稳定性一般。

2? 隧道施工情况

目前，隧道施工采用环形开挖预留核心土法，初期支护采用I22b工字钢架+？准8双层钢筋网+Φ25中空注浆锚杆，L=3.5m+C25喷射砼29cm。开挖后，拱顶及边墙掉块现象严重。经过对多个测点进行连续4天的观测，得到隧道拱顶沉降量变化数据，如表1所示。数据显示隧道拱顶沉降量偏大，最大沉降量为39.4mm，总平均沉降量为30.5mm。具体数据见表1。

3? 抑制隧道沉降所采用的措施

3.1 主要原因分析

3.1.1 不良地质原因

黏土泥岩地质的强度比较低，遇水软化，围岩稳定性差，隧道施工时沉降量偏大。

3.1.2 气候、季节原因

在梅雨季节，若未采取相应的防护措施，同样也会造成隧道拱顶沉降量偏大。因此，黏土泥岩地质隧道进洞施工时应尽量避开梅雨季节，若因其他原因必须在梅雨季节施工时，也应做好相应的防护措施，如隧道地表覆盖彩条布等。

3.1.3 施工原因

在黏土泥巖地质条件下采用不适当的开挖、支护方法、仰拱一次性开挖过长、衬砌施工不及时，同样也会造成隧道沉降量偏大。因此，加强过程控制、支护措施、监控测量频率是抑制隧道沉降的重要手段。

3.2 抑制隧道沉降所采用的措施

为抑制黏土泥岩地质隧道施工时沉降量增大，项目部召开技术会议，经讨论决定采用加固钢拱架、增加临时仰拱、上台阶开挖后增加临时支撑的方法，达到抑制沉降量增大的目的。

3.2.1 增加钢拱架锁脚钢管

钢拱架锁脚锚管的作用至关重要，是为了更好的控制初支钢拱架变形，确保后续施工安全。隧道原设计为上、中台阶钢拱架拱脚处设置2根Φ42锁脚钢管，长4.5m。因为黏土泥岩地质沉降量大，锁脚钢管不能很好的起到防止拱架变形的作用，经技术部讨论决定：增加钢拱架锁脚钢管的数量，由原设计的每处2根增加为每处4根;下台阶增设锁脚钢管，并在下台阶钢拱架底脚增加[32a槽钢作为垫板。（图1、图2）

3.2.2 临时仰拱

通过监控量测资料分析，下台阶开挖之前，上、中台阶围岩已稳定，为了防止开挖下台阶导致沉降，在中台阶拱脚处增加临时仰拱。

临时仰拱法工艺流程：

①监测上、中台阶围岩稳定情况。

②安装临时仰拱钢架。

③开挖下台阶，按照设计要求及时支护。

④分析隧道拱顶的监控测量结果，拆除临时仰拱钢架。（图3、图4）

3.2.3 上台阶临时支撑

因隧道洞口段围岩地质软弱，中台阶开挖时隧道沉降量增加，安全风险大，经项目部技术部开会讨论研究决定，在上台阶开挖支护后增加临时支撑，抑制沉降。

上台阶临时支撑法的施工流程。

①开挖中台阶前，确定上台阶临时支撑钢架位置，准确量出工字钢长度并安排下料。

②安装支撑工字钢，底脚用[32a槽钢垫起，工字钢采用Φ25连接钢筋固定牢固。

③中台阶开挖支护，监测上台阶围岩沉降的情况。

④分析隧道拱顶的监控测量结果，上台阶施工前拆除临时支撑并继续掘进。（图5）

3.2.4 及时施作衬砌支护

仰拱完成后，若围岩变形仍然继续，及时施工衬砌加强支护。衬砌采用衬砌台车整体施工，为了达到安全稳定的效果，可适当增加衬砌的厚度及配筋率。

3.2.5 施工注意事项及控制要点

①施工时，上、中、下台阶间距为4m～6m。

②开挖施工尽量缩短工序衔接时间并具有时效性。

③严格按照设计方案施工超前支护，禁止更改。

④初支完成后，及时进行壁后注浆处理。

⑤二次衬砌和仰拱一定要紧跟掌子面，通常二次衬砌应该控制在50m的范围之内，仰拱控制在30m范围之内。

4? 施工控制分析

隧道施工采取抑制沉降的措施后，通过对多个测点进行连续1周的沉降观测，得到隧道拱顶沉降量变化数据，如表2所示。数据显示隧道拱顶最大沉降量为4.8mm，总平均沉降量为3.2mm。具体数据见表2。

通过表1与表2中平均沉降量的对比，采用增加钢拱架锁脚钢管、增设临时仰拱和上台阶临时支撑等措施后的隧道拱顶沉降量明显降低，具体数据如表3所示。

5? 结束语

根据监控量测数据分析证明，在黏土泥岩地质条件下进行隧道施工，采用增加钢拱架锁脚钢管、增设临时仰拱和上台阶临時支撑等措施可以有效的抑制隧道拱顶沉降，并取得良好的施工效果，为以后同类地质隧道施工提供了有力的依据。

参考文献：

[1]沈捷.地铁隧道矿山法施工与地面沉降控制方法[J].山西建筑，2009，35（14）.

[2]关宝树.软弱围岩隧道变形及控制技术[J].隧道建设，2011（1）.

[3]杨涛，胡益铸，陈卡拉.公路工程质量通病及防治措施[M].北京理工大学出版社.

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