连拱隧道二衬偏压开裂整治技术

第34卷第6期西建筑󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁Vol.34No.6󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁山2008年2月Feb.󰀁2008SHANXI󰀁ARCHITECTURE

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文章编号:1009󰀁6825(2008)06󰀁0323󰀁02

连拱隧道二衬偏压开裂整治技术

王恒平

摘󰀁要:根据崇遵高速公路开肩堡󰀂号隧道二衬偏压开裂整治的工程实际,详细分析了连拱隧道坍塌和二衬开裂的原因,并对综合治理的设计措施和施工控制进行了总结,对类似工程的施工具有一定的参考价值。关键词:高速公路,连拱隧道,偏压,二衬,整治技术中图分类号:U457.2

文献标识码:A

初期支护间距拉得过远等不稳定因素。

1󰀁工程概况

开肩堡󰀂号隧道为双连拱隧道,位于贵州省崇溪河至遵义高速公路第七合同段,起讫里程为K39+465~K39+580。隧道全长115m,最大埋深33.93m,最小埋深4.48m,设计行车速度60km/h。本隧道进口位于直线上,出口段位于360m半径曲线的缓和曲线上,纵坡为沿线路前进方向上坡,其纵坡为4%。

隧道区内地层有第四系残坡积层砂质粘土、碎石土,出口附近零星分布有崩塌石灰岩岩块,二叠系下统栖霞组(P1)石灰岩及志留系中统韩家店组(Sh2)钙质泥岩夹透镜状薄层泥质灰岩,隧道工程区位于新站向斜南翼,岩层倾向275 ~306 ,倾角25 ~58 ,地层综合产状:300 !30 ,地层呈单斜产出。隧道进口附近地形坡度5 ~38 ,植被不发育,残坡积土零星分布;出口附近地形较陡,地形坡度31 ~45 ,出口处植被较发育,隧道围岩类别为∀类,#类围岩。

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2.2.3󰀁偏压荷载导致左洞二衬开裂

由于隧道出口岩层倾斜、滑移和坍塌,洞顶左侧围岩对隧道形成较大的偏压荷载,直接作用于左洞二衬上,同时隧道还承受松散体的压力,并且右洞开挖后失去了对中隔墙的支撑作用,致使K39+553~K39+580段中隔墙变形、左洞二衬混凝土剪切变形破坏和开裂。

3󰀁方案确定及实施3.1󰀁存在的问题及对策

1)K39+553~K39+580段左洞的二衬开裂并已漏水,需要对二衬进行加固处理和防水处理。2)K39+553~K39+580段隧道处于软弱夹层中,隧道承受偏压和松散体的压力大,需对岩体采取加固措施。3)K39+558~K39+580段右洞的二衬尚未施工,需采取措施完成二衬。4)K39+580~K39+595段路基左侧边坡存在明显的顺层,已发生开裂滑移现象,需要对出口段左侧边坡进行加固。

2󰀁病害情况及原因分析2.1󰀁病害情况

2003年12月16日晚,隧道右洞开挖还有不到1m就将完成,此时现场技术人员听到有些异常响声,不久又观察到洞顶有些小石块往下掉,立即通知作业人员和作业机具撤离掌子面并在远处继续观察。约2h后右洞出口K39+558~K39+578段围岩坍塌,随后几天塌方不断扩展,直至塌顶通天,左洞上方山体也沿层面发生了较大滑塌。由于隧道出口的坍塌,洞顶左侧围岩对隧道形成较大的偏压荷载,进而造成隧道左洞出口K39+553~K39+580段27m二衬混凝土顶部及中隔墙多处开裂、起壳、漏水,裂缝最宽处达1.8cm,另外中隔墙上部向右侧倾斜外移,最大处有8cm,在墙身与基础交界处裂缝宽度最大达0.5cm,同时右洞出口K39+558~K39+580段22m正洞二衬无法正常施工。

3.2󰀁方案确定及实施

3.2.1󰀁K39+580~K39+595段左侧边坡治理

此段治理的关键是预应力锚索施工,其施工工艺如下:

1)钻孔:锚索孔采用CSJ󰀁C110风动潜孔冲击钻机施钻,配12/73型电动空压机供风,开钻前先按照设计核查各项参数,并做好钻孔记录。2)锚索孔注浆:注浆采用P.O42.5水泥,采用孔底反浆法连续注浆,考虑到水泥浆的收缩性,采用掺加适量膨胀剂和多次注浆的方法,以保证孔内浆液饱满(采用浆液先稀后浓),注浆压力大于0.6MPa。3)锚索张拉:张拉分两次五级进行,即按预应力的25%,50%,75%,100%和110%张拉,前四次稳定时间为5min,最后一次为30min。

2.2󰀁原因分析2.2.1󰀁地质原因

开肩堡󰀂号隧道出口洞口段埋深较浅,只有8.7m~13.2m,围岩节理裂隙较发育,隧道开挖时易坍塌,侧壁不稳。塌方后可明显看到围岩受两三道横向裂隙的切割,并且洞口围岩纵向位于灰岩与钙质泥岩两种围岩互层中。在这种地质条件下:1)岩层容易发生坍塌,这也是造成此次塌方的主要原因;2)很容易对围岩的类别判定不准,错误地高估围岩的类别。

3.2.2󰀁K39+553~K39+580段偏压治理

1)K39+553~K39+580段洞顶左侧边坡进行清方减载,然后采用花管浅层注浆固结,花管采用6m长󰀁42mm钢管,间距按120cm∃120cm梅花形布置。2)注浆后边坡采用预应力锚索加固,沿坍塌面从下至上布置5排共计13孔锚索,每孔锚索由9根󰀁15.24mm钢绞线组成,锚固段长8m,自由段长20m~25m,每孔锚索设计张拉力为1470kN。锚索按倾角20 钻孔,直径为140mm。锚座采用C40混凝土浇筑,嵌入坡面与锚索垂直。3)右洞K39+558~K39+572.5段拱顶采用单层󰀂16工字钢网架钢筋混凝土套拱进行加固支护,套拱顶采用M5浆砌片石回填1.5m~2m厚,浆砌片石之上再设置6根钢筋混凝土横梁,横梁高、宽及两横梁间净间距均为1.2m,采用C30混凝土浇筑。横梁的右端抵在

2.2.2󰀁施工因素

开肩堡󰀂号隧道在右洞施工时,因围岩的复杂性致使对围岩

的类别判定不准,由此导致所采取的施工工艺和施工方法不妥当,出现对围岩过度挠动、初期支护不及时、支护不到位、二衬与

收稿日期:2007󰀁11󰀁02

作者简介:王恒平(1955󰀁),男,工程师,中铁十六局集团第三工程有限公司,浙江湖州󰀁313000

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第34卷第6期西建筑󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁Vol.34No.6󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁山2008年2月Feb.󰀁2008SHANXI󰀁ARCHITECTURE

文章编号:1009󰀁6825(2008)06󰀁0324󰀁03

预防隧道塌方的技术措施

潘学东

摘󰀁要:针对隧道塌方带来的危害性,根据不同的塌方先兆,总结了预防掌子面塌方和开挖成型段洞身塌方的技术措施,

指出在隧道塌方时及时采取适当的加固措施,可以避免造成重特大安全事故,将人员伤亡和财产损失降到最低。关键词:塌方,技术措施,隧道,施工中图分类号:U455

文献标识码:A

隧道塌方一般都是有先兆的,如果能够及时采取适当的处理措施,一般可以避免发生大塌方,避免造成重特大安全事故,将损失控制到最小程度。

1󰀁概述

随着公路、铁路、引水以及矿山等工程的迅猛发展,隧道工程也越来越多,隧道的长度、跨度也不断加大,隧道所穿越地层地质尤为复杂多变,相对工期大幅度缩短。尽管隧道施工工艺在不断提高改进,但也无法应对隧道施工难度不断加大的趋势。右侧的稳固岩石上,左端抵在左侧边坡脚部以形成对隧道顶部左侧围岩的支撑。为保证支撑质量,在横梁左端设置了16根2m长󰀁25mm钢筋锚杆加强与左侧围岩的连接。

2󰀁预防掌子面塌方的技术措施2.1󰀁选择施工(开挖)方法

300mm∃8mm,间距60cm。贴钢板前先把需要贴钢板的位置凿3cm深,安装膨胀螺栓,配置环氧树脂砂浆,抹上后将钢板压上,利用膨胀螺栓拧紧;c.逐步拆除左洞临时钢支撑,进行左洞套衬施作。套衬与原二衬间采用󰀂16mm钢筋锚杆连接,锚杆按45cm∃45cm梅花形布置。

3.2.3󰀁K39+558~K39+580段右洞二衬处理

由于偏压隧道出口段中墙向右有偏移,导致中隔墙产生裂缝,所以先对右洞塌方体进行注浆固结,使之形成防止中隔墙进一步变形的反推力,同时对右洞二衬钢筋进行加强,具体为:右洞出口段22m二衬钢筋主筋由󰀂22mm改为󰀂25mm,间距由25cm加密至15cm。施工时按照&短进尺、快封闭、紧衬砌∋原则分段完成二衬施工,原则上按每1m一个循环进行施工,在实际施工中根据现场量测调整到2m一个循环。已作套拱段二衬与套拱间空隙采用与二衬同标号混凝土回填,回填与二衬施工同步进行。

4󰀁施工控制要点

病害治理时,施工顺序对治理效果有极大的影响,病害治理的合理施工顺序如下:

1)对隧道K39+553~K39+580段左洞用钢架临时加固。2)对隧道K39+553~K39+580段左洞进行洞内钢花管注浆。3)对隧道出口左侧松动岩石清除,采用浅层注浆花管注浆加固。4)在隧道右洞按设计完成套拱、浆砌片石加填和钢筋混凝土横撑。5)施工隧道洞顶及K39+580~K39+595段左侧边坡的预应力锚索。6)施工隧道右洞剩余二衬,并完成洞顶回填。7)综合处理左洞K39+553~K39+580开裂段及中隔墙裂缝。

3.2.4󰀁K39+553~K39+580段左洞二衬开裂及漏水的整治

左洞27m开裂段的治理分成以下四个方面来实施:

1)对隧道K39+553~K39+580段左洞采用󰀂20a工字钢闭合钢拱架加固,以帮助开裂的衬砌共同承担所受的压力,抑制左洞变形进一步的发展。2)对二衬开裂段的左洞拱部和左边墙进行洞内花管注浆加固,改善和减轻隧道的受力状况及隧道渗漏水现象。3)对隧道内裂缝采用注环氧浆液和贴钢板加强的措施。具体操作过程为:对左洞二衬裂缝用清水压注冲洗干净后,用封缝粉和堵漏王进行裂缝封闭,然后采用TK型注缝胶甲液、乙液,按甲液与乙液2(1配合后用专用注射器进行注浆。贴钢板加强措施同左洞二衬处理措施一起实施。4)利用目前隧道的净空,对隧道表面凿除5cm~8cm厚的混凝土后,再采用模筑或喷射C25防水钢纤维混凝土形成18cm厚的钢筋混凝土套衬。实施如下:a.对左洞开裂二衬混凝土按隔墙凿除8cm,拱顶及边墙凿除5cm进行混凝土凿除;b.对左洞裂缝贴钢板加固,钢板规格300mm∃

5󰀁结语

开肩堡󰀂号隧道在采取了上述措施后,顺利完成了右洞剩余二衬,并保证了通车目标。通过对开肩堡󰀂号隧道出口坍塌和二衬偏压开裂等病害的综合治理后的监测,各项指标均满足要求,未见异常,治理效果良好,其整治措施对类似工程有一定的参考价值。参考文献:

[1]JTJ042󰀁2000,公路隧道施工技术规范[S].

[2]贵州省交通规划研究设计院.开肩堡󰀂号隧道出口塌方段综合治理设计图[Z].2005.

[3]韩继勇.连拱隧道施工方法研究[J].山西建筑,2007,33(4):

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Theregulatingtechniqueofthesecondliningbias󰀁voltagecrackofarcadetunnel

WANGHeng󰀁ping

Abstract:Accordingtotheprojectrealityoftheregulatingtechniqueofthesecondliningbias󰀁voltagecrackofKaijianbaoNo.1arcadetunnelofChong󰀁Zunfreeway,itspecificallyanalysesthereasonsoftheslumpingofarcadetunnelandthesecondliningcrack,andsumsupthedesignstepsandconstructioncontrollingtothecombiningmanagement,thishascertainreferencevaluetotheconstructionofsimilarprojects.Keywords:freeway,arcadetunnel,bias󰀁voltage,secondlining,regulatingtechnique

收稿日期:2007󰀁10󰀁29

作者简介:潘学东(1976󰀁),男,工程师,中铁十二局集团第二工程有限公司,山西太原󰀁030032