太平隧道软黄土围岩段施工概况.ppt

太平隧道软弱黄土围岩段施工概况及技术措施 1.工程概况 太平隧道为甘肃平（凉）至定（西）高速公路第11合同段的控制性工程，位于甘肃省会宁县境内。 本隧道为分离式隧道,上行线全长862m，位于主线SK251+905～SK252+767段。下行线全长885m，位于主线XK251+887～XK252 +772段。 2.地质情况 隧址区揭露的地质从上到下依次为:一般新黄土、饱和黄土和泥岩，一般新黄土土质均匀，稳定性好，分布在隧道进口端，饱和黄土软塑，不均匀，稳定性差，主要分布在隧道出口端，泥岩分布在隧道洞身。 3.黄土围岩衬砌设计情况 隧道暗埋进洞时设一环长20米φ89大管棚超前注浆支护。 在洞内围岩较差地段，拱顶设8米长φ89大管棚超前注浆支护，搭接长度为2.75米，斜插角为5度，环向间距为40cm。 在围岩较好地段，每榀拱顶设φ42小导管超前注浆支护，斜插角为15度，环向间距为35cm。 一次衬砌内设20a型工字钢支撑，间距75cm，采用50cm厚C25混凝土模筑。 二次衬砌为35cm厚钢筋混凝土，仰拱采用85cm厚钢筋混凝土。 4.软弱围岩段施工概况及技术措施 4.1 总体施工概况 太平隧道于2006年4月开始施工，上行线从进口端单口掘进，上行线围岩较好，于2007年10月顺利贯通，施工方法为上下导坑留核心土法，较常规的方法。 下面主要介绍下行线在施工中遇到的问题及解决的办法，下行线从出口端单口掘进，在施工到XK252+680断面时，此时距贯通还剩40米，围岩出现大的变化，出水量明显增大，主要在左侧拱腰部位，经量测每昼夜达30多方。 掌子面从拱顶往下2米-4米范围为饱和黄土，呈软弱状。根据实际地质情况来看，该段围岩基本都处于饱和软弱黄土层。 在施工过程中掌子面左侧发生塌陷，向核心土方向挤压有1米多，采用在塌陷处打设导管并挂网喷射混凝土进行封闭.并对整个掌子面进行了喷射混凝土封闭，掌子面暂时停止了施工，继续施工下导坑及仰拱， 4.2 地表沉陷及处置 2007年11月28日在XK252+648～XK252+687段洞顶，发现地表出现沉陷裂缝，裂缝呈椭圆形，纵轴线长39m，横轴线长34.5m，沉陷区域偏向隧道的左侧，沉陷区的裂缝左侧距隧道中线19.5m，右侧距隧道中线15m。 裂缝宽度3～10cm，同时可看见地表有明显的下沉，下沉约2～20cm。在沉陷区的外围同时出现一道1～2cm的环向裂缝，裂缝的最前端延伸到XK252+692.7。整个沉陷区域呈漏斗状，中间低，四周高，沉陷区域拱顶埋深25米。此时掌子面初期支护桩号为XK252+680，仰拱施工桩号为XK252+665，二次衬砌施工完成桩号为XK252+650。 地表沉陷后通过对洞内初期支护的观察及对地表的观测，发现洞内初期支护无变化和破坏，同时对初期支护的安全稳定性进行了验算，结果是初期支护完全能够满足拱顶土体的核载要求。 地表沉陷区域通过几天的观测也没有继续下沉的迹象，随趋于稳定状态。为确保洞内结构的稳定性，对一衬加强了临时支护，并为了安全停止了洞内的一切施工。 针对沉陷情况我们分析其原因，主要是隧道洞身开挖后，将山体原有的水脉切断，使得大量的地下水涌向洞身部位排出后，山体的固有平衡被破坏。随着地下水继续渗流排出，地应力会持续减小，地下水在黄土的空隙、裂隙中 流动时形成空洞，随着地下水潜蚀作用不断的进行，土中空洞会由少变多，由小变大，引起饱和黄土地层的竖向压缩变形，直接导致了上部一般新黄土的原状大孔隙垂直节理结构被破坏，最终导致地表沉降变形。 设计院有关专家和代表通过对现场的详细勘查和了解，决定对沉陷区域采用地表注浆的处置办法，主要目的是在沉陷区域洞身左侧地下形成一道止水帷幕墙，阻断地下水的来路，同时对左侧软弱围岩进行加固，确保隧道下一步施工的安全。 注浆方案为：在XK252+640～XK252+694段洞身左侧，距洞身1.5米外设三排注浆孔，梅花形布置，间距为1米，孔深16-33米，中间孔注水泥黄土浆，两边注水泥水玻璃浆。 地表注浆平面示意图 注浆效果:在注浆的过程中，有部分浆液从一衬缝隙和掌子面围岩裂隙流出，通过观察掌子面处的出水量明显减少，能减少原来的四分之三。通过开挖掌子面发现，原来左侧塌陷处的松散体已被固结，同时在掌子面原来有裂隙的地方可以看到水泥浆固结体，说明地表注浆起到了一定的作用。 4.3 进口端施工情况 由于下行线出口端已经停止施工，经与业主及监理研究从进口端进行掘进，在进口端明洞及明洞回填完成后于2007年6月底开始开挖，由于进口端围岩特别差，洞身整个断面基本上都处于饱和黄土中，且渗水量也大，围岩软弱，极易坍塌，为了控制下沉量和保证施工的安全性，决定采用