巴掌湾小净距隧道进口浅埋偏压段施工技术

1、巴掌湾小净距隧道进口浅埋偏压段施工技术摘要:本文通过工程实例,对小净距浅埋偏压隧道的地表加固、反压挡护、超前支护、中间岩柱加固、锚喷支护、洞身开挖、监控量测等关键工序的施工方法和技术措施进行了探讨和总结。关键词:小净距;浅埋偏压;施工技术。1.概述1.1隧道总体概况巴掌湾小净距隧道位于安徽省岳西县境内,为新建六潜高速公路岳潜段YQ-03标段内最长的一座隧道,采用并行双线小净距隧道形式。隧道平面全部位于右偏曲线上,隧道双洞轴线间距为29.2m,中间岩柱宽度为17.8m。隧道左洞起讫桩号ZK82+145ZK83+152,长1007m;右洞起讫桩号YK82+165YK83+138,长973m。隧道设

2、计为双向四车道,单洞净宽10.5m,单洞净高7.03m。左洞进口明洞长5m,右洞进口明洞长10m。本隧道地处大别山腹地,山体地形起伏较大,植被发育,洞口位于陡峭深沟壑旁。隧道穿过的山体岩性单一,为全弱风化花岗片麻岩,地表为风化覆盖层,未见有断层。隧道所处地区未见地下水露头,地下水主要源于基岩裂隙水,赋存于基岩裂隙和破碎带中,受大气降水补给,水量不大,季节影响小。1.2进口浅埋偏压段隧道情况巴掌湾小净距隧道进口端左洞ZK82+150ZK82+295段及右洞YK82+175YK82+240段均为级围岩浅埋偏压隧道。本段左右洞身埋深浅,左、右洞埋深最薄处分别为1.6m和0.7m,并且进口处左侧山体自

3、然坡度较陡,最陡处达50º,洞身处于严重浅埋偏压状态,其中,进口端左洞ZK82+150ZK82+260段和右洞YK82+175YK82+220段均为浅埋偏压尤为突出,属于典型的隧道贴坡进洞情形。左右洞身浅埋偏压代表性的断面见下图1和图2。 图1 左洞浅埋偏压代表性的断面 图2 右洞浅埋偏压代表性的断面进口浅埋偏压段围岩为级全强风化花岗片麻岩:灰白灰黑色,鳞片中粒变晶结构,块状构造,风化裂隙发育,微张,呈角砾碎块松散结构。围岩稳定性差,施工易坍塌,处理不当容易出现大坍塌。属弱透水层,裂隙水渗入产生线流现象。2.进洞前施工技术措施2.1明洞开挖处理明洞开挖前,首先施工洞口上边仰坡外的截水

4、天沟及周围排水沟,以避免水流冲刷边坡产生落石、边坡失稳、坍塌等现象。明洞采用明挖法施工,严格按设计坡率开挖,明洞临时边坡、仰坡坡采用“锚、网、喷”支护,确保隧道施工过程中边仰坡的稳定。2.2进洞前洞口超前小导管注浆预支护明洞开挖及边仰坡喷锚完成后,进洞前,先在洞口拱部打设35根长4.5m,环向间距0.3m 的50×4注浆小导管,外插角6º。钢管壁每隔15cm交错打孔眼,眼孔直径8mm,管尾1.2m 不打孔。注浆浆液为水泥浆,注浆压力0.51.0Mpa,施工中严格控制注浆压力,并在管口处设止浆阀。通过超前注浆小导管注浆加固拱部级风化松散围岩,确保进洞安全。2.3地表加固和反压

5、挡墙施工由于进口段处于浅严重埋偏压状态,且级围岩风化破碎,所以进洞前须对地表岩体采取加固措施,并对洞身偏压一侧采取反压挡护措施,保证隧道在施工和运营期间的安全和稳定。根据左右洞身浅埋偏压的具体情况和现场实际围岩地质情况,左、右洞分别采取如下措施: 2.3.1左洞浅埋偏压处理措施左洞的右侧地表先清除表层覆土后打入3.0m长的早强砂浆锚杆,间距=120×120cm,锚杆外露出清表后的地面1.0m,梅花型布置,然后施作2.0m厚的C15混凝土护坡反压挡墙,混凝土护坡反压挡墙内布设12,间距=15×15cm的钢筋网,以增强护坡反压挡墙的整体性,反压挡墙施工采用分段挖槽,分段立模浇筑

6、,防止挡墙基础开挖影响浅埋偏压陡坡的稳定,具体见下图3。 尺寸除钢筋mm计外,其余均以cm为单位。图3 左洞浅埋偏压处理断面图2.3.2右洞浅埋偏压处理措施右洞根据不同地段的不同的浅埋偏压特点,采取不同的处理措施:右洞YK82+175 YK82+220处于超浅埋严重偏压状态,尤以偏压状态更为明显,采取的措施是先将浅埋处表层覆土清除至初衬外边缘线后,施作60cm厚的C25混凝土套拱,套拱内设20a工字钢骨架,间距75cm,套拱两端基础延伸入围岩内60cm深以上,并在套拱两端设置长3.0m的22早强砂浆锁脚锚杆。同时施工外侧6.1m高的C15混凝土反压挡墙。套拱和反压挡墙完成后回填2.5m厚以上的

7、8%水泥碎石稳定土,再在稳定土上回填50cm后的粘土隔水层,回填后再在回填土上植草 图4 右洞YK82+175YK82+220段浅埋偏压处理断面图右洞YK82+220YK82+240主要处于超浅埋状态,偏压状态相对较轻,采取的清表、套拱、回填水泥碎石稳定土及粘土隔水层及植草恢复自然地表植被等措施同YK82+175YK82+220段,取消混凝土挡墙,在回填外侧边缘设2.0m宽1.5m深的梯形排水沟,以利排出山坡汇水, 图5 右洞YK82+220YK82+240段处理断面图3.洞身开挖施工小净距隧道洞口级围岩浅埋偏压段由于其围岩级别低,施工条件复杂,要确保施工的安全与质量,洞身开挖方法和施工工序的

8、选择就显得尤为关键。左洞暗洞进洞里程为ZK82+150,右洞暗洞进洞里程为YK82+175,左右暗洞洞身设计进洞里程相互错开25m。本隧道先行开挖左洞,左洞ZK82+150 ZK82+175段25m的洞身开挖采用侧导洞法施工,侧导洞设在偏压洞身断面的左侧,左洞开挖至ZK82+175以后采用上、下台阶法施工,下台阶开挖落后于上台阶20m 左右。左洞上、下台阶开挖掌子面超前右洞开挖掌子面距离保持50m以上,右进口浅埋偏压段洞身开挖采用侧导洞法施工,侧导洞仍设置在偏压洞身断面的左侧,侧导洞超前开挖后立即对中间岩柱打入中空注浆锚杆支护进行加固。之后,再进行右洞上、下断面开挖和支护,施工工序与左洞相同。洞身开挖每循环进尺为1.0m即2榀钢拱架间距,洞身开挖每2.0m预先在拱部打设超前注浆小导管,对拱部围岩进行预支护。开挖后必须及时施作初级支护封闭围岩。仰拱采用跳槽法开挖。洞口级围岩浅埋偏压段施工工序详见下图6。图6 洞口级围岩浅埋偏压段施工步序示意图4.超前预支护及初级支护和加强措施本隧道采用新奥法施工,复合式衬砌。浅埋偏压段原超前预支护及初级支护参数见下表1: 根据本隧道进口段小净距