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，隧道初期支護開裂并產(chǎn)生較大沉降。通過從地質條件、施工等方面綜合分析，深入探討了隧道開裂并沉陷的成因，提出采用路線調坡、地表注漿加固以及初期支護加強等施工處治措施。通過施工監(jiān)控量測以及對施工進行跟蹤，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，對類似地質區(qū)隧道沉陷開裂具有一定的參考價值。關鍵詞：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高約為265

5、m，進洞口標高為123m，出洞口標高約為143m，最大埋深為130m。該區(qū)域屬丘陵地貌，植被茂盛。2工程地質條件及施工圖設計跟據(jù)地質調查及鉆探揭露，葵崗隧道地層由石炭系地層（C）和第四系覆蓋層（Q）組成。巖性復雜多變，石炭系地層主要為粉～細砂巖、泥質粉砂巖、炭質泥巖、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、強風化炭質泥巖，呈松散土狀結構。該段地層Vp=1.01.5kms，屬淺埋軟弱圍巖區(qū)域。根據(jù)隧道地質勘察報告以及其圍巖類別劃分進行了施工圖設計，參考已建淺埋區(qū)隧道設計經(jīng)驗以及葵崗隧道河源端洞口處的特點，設計中采用φ1086mm，長32m的大管棚進行超前支護。初期支護采用工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，上臺階設置臨時仰拱。具體襯砌設計圖見圖1。1未能形成拱頂?shù)沫h(huán)效應，另外施工雖采用上下臺階法施工，但上臺階設置的臨時仰拱未能及時跟進或施工質量不高，從而使初期支護形不成封閉環(huán)，加之上臺階工字鋼落腳處地質條件差，隨著圍巖應力的釋放以及變形的積累，極易產(chǎn)生初支下沉變形。通過地表埋設深部位移計，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明產(chǎn)生古滑坡復燃的可能性較小。因此

8、隧道初期支護沉陷開裂的主要原因便集中在軟弱紅粘土等不良地質方面。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理分析的結果，初步提出處理該隧道沉陷開裂的措施有兩種：一種是調整路線縱坡指標，使開裂下沉段的設計標高下調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計標高，地表注漿加固，洞內(nèi)進行挑頂，重新設置鋼支撐等初期支護。通過仔細討論和深入研究，本著處理措施應安全、經(jīng)濟、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）調整為2.207%（坡長565m）可滿足調坡要求。(2)采用地表鋼管注漿加固方法，對洞口段巖土體進行加固。注漿加固共分為6個區(qū)。Ⅰ區(qū)：隧道邊墻兩側分別設置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，用于加固隧道兩側土體，抵抗隧道開挖時巖土體的下滑力，注漿鋼管的管底標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，注漿鋼管的管底標高高于隧道拱頂開挖面高程1.8m；Ⅴ區(qū)：隧道洞內(nèi)兩側拱腳基礎處各設置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)：隧道明洞端墻基礎設置豎向注漿鋼管，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不小于2m；(3)洞內(nèi)上臺階周邊布設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