某浅埋隧道设计施工技术

PAGE1-某浅埋隧道设计施工技术摘要：结合渝利铁路某双线浅埋隧道的修建情况，针对施工中出现的浅埋偏压与软弱围岩的特殊地质问题，提出了在此特殊地质条件下隧道进洞设计、施工时应掌握的设计机理，采取相应的施工技术方法和防范处理措施，总结相关经验，以期对将来类似工程设计、施工有一定的借鉴。

关键词：浅埋隧道；软弱围岩；设计机理；施工技术箩T决e桌c骗n关o思l擦o膨g浅y龟牢o概f敞短D报e困s序i酒g壳n崇昼a涨n辆d恐碎C毕o程n甜s曲t涛r锄u落c诱t意i策o板n股进f犹o比r悼晋a禽添S芝h洒a押l模l傻o屯w陕辆T临u截n炸n粗e度l斯韵勒凯饿昆A鼓b兽s赢t躲r贴a席c忠t砌：稍C权o侍m欢b线i衫n水e镇d爹皇w选i孤t皂h赚暗t省h悬e口毒c虽o软n烛s统t梅r雕u羡c溪t自i玻o遍n愚共o译f耗握a蕉哥d丘o付u格b学l叨e辫-焰t理r原a州c祸k辟陕s馅h忠a维l烫l区o格w旦镇t宏u疫n下n草e从l笋茄a朵n飞d革理s葵p煎e珍c钓i妇a死l迫求g竞e浮o肚l到o谨g笑i响c柳a寿l君现p义r故o猛b炭l姜e药m棕s险砌i扭n映c林l楚u洽d宽i帝n缠g宅素s允h醒a仇l升l鹅o拴w牌器c殖o大v脉e割r锋e剑d错戴s丧l际o链p途e豪伯a尼n诞d卵茫s冬o四f垃t械倡s覆u译r尸r黑o阵u籍n掌d少i忧n则g朋凶r请o锯c顺k僚驼i蕉n幕旺Y贞u溪l钢i获酬r爷a仁i渣l谢w痕a潜y帖,渡课t饰h松e鹿漏d粪e谢s营i挑g啦n皮i怨n耳g序柿o让f诉湖t订u探n烂n泛e贫l衰惧e渠n不t窗r钟a虾n壤c彻e滔,危缩d雨e唉s块i返g万n祝辞p驾r汪i执n茂c氧i阳p锤l拖e拆s猫李r伴e乞q租u庸i蜜r靠e巡d游兔d挨u盟r覆i医n谣g盗虹t刺h姑e俱绞c怀o横n恒s滥t扛r热u患c横t槐i村o打n虏,繁侵c渐o缠n居s掀t比r裙u羡c补t顺i隶o其n法袭t仆e骄c以h边n肢o娘l悠o章g千y榜贝a话n餐d赌贝t协r傻e三a买t郊m熔e签n识t恢枯m策e启a弃s支u嘱r南e旗s恰费u急n霞d攀e吉r巧架t肢h垮e胳约s稼p迈e强c成i民a拍l柄跟g近e缩o吹l姻o祝g斗i束c茶a杠l宁壮s病i托t躁u绒a奥t察i同o茶n奇跟w战e雨r汤e挎裤p逐r菌e役s叛e肿n观t桌e恐d豪外i和n南有t挤h耍i熊s扎够p爹a本p仓e姨r道.出请T顺h阁e方胡r阳e仍l俯e勺v理a信n雪t夜秃e湿x赌p蛇e爷r陡i兔e馒n峰c阅e默废w苗a袖s肤锐s巷u闻m乎m狗a宴r棋i投z小e妖d深咳f钩o迟r以葬a录槐c饭e萝r皮t春a姿i起n烘志r搁e垫f做e炮r忠e妈n域c洪e颗节t相o蜻耕o剥t撑h播e来r劳粒s如i秩m晨i匀l岩a叙r弹测p轰r榴o猎j疤e辨c子t影苗d够e会s围i济g钥n堆兰a与n民d迈僚c俯o短n手s巨t后r仆u费c读t交i汉o名n签.庭K慰e尘y河蛛w饿o偏r跟d往s世：踢S丹h扰a不l我l管o邪w芒办T忽u落n谱n衰e蚕l络；妻S筛o肆f皇t滑家S慌u踏r侍r秩o狱u陷n皮d亏i钟n伙g黎斗R告o街c斩k肚；市D护e沟s村i胆g税n缝节P在r哗i傅n姿c喂i吉p筹l愧e驼s拘；欺C盲o响n朽s贵t走r供u桨c睡t尿i编o灭n矛受T号e因c竭n商o丧l含o戴g秩y隙1嘴樱引票言漆近怠年阴来工，蛛随缝着逮国压家孔宏两观寇经发济蔽及炊综谁合央国枣力雁的阴不若断赖增值长柴，换高段速盟铁逢路摧等饿基阅础篮设遗施元建镰设享得宪到牲快橡速历发盘展俯，嘴尤决其管是字2贞0亦0剖8督年隙年侍底贿，极国较家刺为英应务对勒金霉融阔危脑机的，讨计连划仿投谱巨秃额斥完父善恰铁敲路银设夜施细，稳为巡高鞋铁梯大役面革积常修身建沈提盖供愁了毕前断所疗未叫有垮的叮机届遇扇，屈但竹由祝此产线臣路息选标线础在锣经辟过伐山根区秀时深不蹄可盟避妹免援的决需奴要俱修帐建惑众蝇多沃的季隧逼道废。帅在隐山漂岭冲隧梳道荷修馒建裳过澡程漆中组，添常疏遇金到姓一搁些脖不姜利捡于荒隧曾道岩施趴工钉的懂特已殊恼地祸质塘条隶件抱地鸦质茶地立段套，响如骆隧谨道款进鸟出拐洞奋口掉洞芽室咐的闭浅都埋滑、尝偏包压笼现幕象作、遣岩暖体恳稳旱定俗性申等歪问理题吧。返在诸开自挖辈、舞支详护攻以滤及鄙后挺期贫的游隧苦道眼运瓦营敏过谋程丹中界，均由口于执各叹种卸因体素质的闻影智响斧都贯可顷能岁发旗生涛土风石笛坍骡塌边、杏坑凤道为受虹压志、幅支轮撑疮变乱形府、品衬息砌端结始构敌断笔裂滨和规各舍种议特群殊伍施眨工肠问质题乐，围严痒重味影校响立施饶工卧进著度思、仗安渴全缠和垮质皆量虑，自甚洋至瓣对叶安颈全洁运烈营矮造宋成两威肉胁劳。灿本赌文圈结贞合躲某肿高宰速肚铁趣路推隧悲道狗工骄程受施残工夫中竿出辟现夹的战一牺些饲不累良督地秘质伐问斑题婚，奖提理出升了迫相种应龙的盒优迁化泉设格计粗处乏理缠措帅施翼，暖以沾期特对来将美来忧的记隧统道苦设秩计拳、陈施个工墨有扯一脖定胸的驼借捎鉴轮。助2良洽工敞程孤概援况禾某第隧嫂道础位驰于酸重滩庆愚市皆境浆内制，窜起魂止斥里践程晃为萝D片1丈K而1摔9哈3通+现8基7政0逃～痰D膨1搁K臂1娘9烟4亩+恒9涌7核8恼，都全舌长父1负1世0模8侨m帝，手全仰隧油除笨斜剃切誓、倡斜乡切臭延拿伸侧段绍采协用朝明龙挖撤法乏施浓工陡，剪设罗置愈明利作巡衬现砌坊，醉D舰1丢K洋1记9风3悼+街9坊8获4遍～木D纵1宫K房1广9全4掌+榆0滨5续4首段敬采如用患拱齐部摩明地挖枣，但拱淋下吩C粒R窝D胡法见暗切作裂，该设否置析复腿合鸡式填衬因砌弹外符；亮其碎余眯段吗落蠢均枯采心用幻暗油挖宴法池（拦C烂R沈D另、圈台炮阶驼法糠）森施不工孔，闷设敏置现复敞合抽式墨衬腔砌旗。挎暗胀挖内法累按我锚坛喷火构雁筑庄法步施阁工碌，饶光拖面惧爆它破找法柔施补工笛。新隧牧道绩全苏线哗超娃浅弦埋观，烟平惨均立埋罢深具1耕4堡.蠢5牲米屈，稿最士大喂埋创深川4捡4托.慕6怪米付，吊进菌口许段辛埋破深鹿仅鸣为甘4阁.逢4茶米班，席全给隧酿均部为摊Ⅴ想级添围剧岩揭，鞭洞秧口锣段享节忍理山裂我隙珍发闷育槐，腐单刑斜以构绿造栽，享顺嘱层鸦偏册压豆；索线臂路汉红妙钱昆范纯围短内陕地指表幕建藏筑登物洗及帆电嘉力作网核等步结队构渣物致密浪集蚀、商施随工颗干缩扰季大奇。渗拱桨上辛明粗挖痛、每拱堵下谦C嗽R勒D加断移面免图美3此区总唉体恋设颈计醋浅啊埋埋隧阁道梨是灶指御在偶洞织室怀开累挖她后上对礼地船层荷的警影台响锯能毯波窝及殖到夏地穷表点的毁一乏种怪特哪定至条废件断下稳的捐隧圆道贝工钱程亏。酬亮伐讽赵扰最艰大执的尚特弓点压是璃埋扣深钉浅职，炭施慕工垒过疲程齐中美由莲于喘地辨层截损暗失鬼而划引拘起咐地老面携移矩动发明季显捏，证对敢周顷边克环尝境警的残影缎响享较庙大己，滤因错此员对遮开象挖腰、册支对护豆、付衬荡砌聪、雄排挡水滚、矛注惩浆概等类方妨法达提丢出振更痕高嫂要汽求炮，言施唐工筋难腹度驻增蒸加读。缩仆挎次瞧金遇吼秋为油防地止惰刷挽坡彻对柿自泛然夸边瑞仰棋坡高的厚破谈坏鹊，茧降趟低业洞笨口涂洞滥顶副不剃良式地劝质花给俭隧悉道社施更工斗带拾来抗的桂危渣害绣，溜并妨有滋利面于雪保蚂护台地洁表央植济被猪，亚依仓照米山慈体蜜山翅坡婚的宪自坡然叫形支状早，治根猫据件隧越道吼接命长碍明肌洞讽之喊原辟则准，谣某叉隧妙道怖进赵口艺洞笋门吐设驰于效D克1签K幻1钞9珍3纵+狗8欺7胶0桥，津暗回洞摇进喜洞皮设嗽于此D吊1芦K断1刮9易4瘦+男0念5欣4滔。岂D拣1蝶K谊1耗9评3含+俘8卵7基0饰—炸D印1境K骆1竹9富3辞+芳9剂8驰4耗段绩采懒用汽明累挖信法缝，猫D伐1惯K罪1膛9泄3附+构9惠8孟4录—往D帐1默K绣1排9扩4绍+漫0时5亩4禾段乎采霸用皂拱码上忍明标挖浪，渠拱甩下霞C陷R音D趴法飘施侍工亭。僵先日明竹挖割施助工瘦拱矮部香1粒2怨0乡°宜范脖围斧上梅半名断艰面弄，辽做巩好底临貌时挎边栏仰庆坡友锚固喷妖网睡防攀护卸，票最鸟后瑞按傅C恋R房D距工补法纪施执作宴拱犹部婆以蔑下温部搂位胡，牢二祖次将衬膝砌递施省作牧完葱成谁后捏及误时恢回邪填小浆丢砌亡片作石精和吹夯俘填溉土蹈石售。撒施杂工维中顾做替到跃“议管比超悉前匪、保严纹注支浆山、惜短恋进非尺齿、浩强倍支死护海、鸦早遵封第闭陕、辩勤摇量播测绑”事。躲4窄鼠施虫工恒措墨施繁为圈了老安营全裁地耐穿勾越他隧浓道甲浅弟埋村松报散盖地雹层忍，腊设白计奋中捕常悟采羡取亭的拦措深施版有名：愚地升表乓砂各浆益锚恶杆买预然加殿固谁，更隧躺道响拱歼肩阿覆晓盖挨层怪及贱洞施口节边来仰涂坡桑封政闭逮，时洞劫内筛小倚导雅管貌(盗或播大宏管庙棚死)悄注盛浆袋预婆加毯固记等稿。信

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暗洞施工方法因该隧道全线超浅埋，围岩破碎，设计全部为Ⅴ级，施工风险较高，暗洞采用交叉中隔壁法（CRD）、埋深较深处采用大拱脚台阶法施工。CRD法施工各分部增设临时仰拱和两侧交叉开挖，每步短时间及时封闭成环，以抑制围岩变形，达到围岩沉降可控、初期支护安全稳定的目的。同时仰拱超前，拱墙紧跟施工，使形成封闭环。衬砌断面宜采用曲墙式，应使用钢模板台车整体衬砌，先墙后拱一次成型，并保证施工质量。4.5

下穿民房施工技术隧道D1K194+340~D1K194+520下穿民房段围岩质软，节理发育，岩层缓倾；风险等级为中度；设计上采用大拱脚台阶法开挖，φ42小导管超前支护，该浅埋段红钱范围内地表房屋及电力网等结构物密集，线路下穿民房较多，在隧道中线范围各30m范围内有6栋民房，此段埋深平均28米，最小19米，施工风险及干扰较大。1、在民房段布设拱顶沉降观测桩，施工中对该段地表进行沉降监控桩，特别是民房地基沉降情况，如发现异常情况，立即报相关单位，以便处理。该段施工采用控制爆破，按下穿民房处爆破震动波速不大于5cm/s控制。2、采用四台阶(上、中、下、仰拱)分部爆破开挖施工，每循环进尺控制在1.2m左右。3、下穿民房控制爆破设计⑴每循环进尺控制在1.2m左右，按照公式，可以计算Ⅴ级围岩爆破施工的理论炸药用量Q=q×s×L=0.36×137×1.4=69.0Kg，实际取69Kg；炮眼理论数量N=q×s/(r×n)=0.36×137/（0.5×0.5）=197个,实际取195个,平均单孔装药量0.35Kg，炸药的线装药密度0.25Kg/m。⑵爆破效果检查：每次爆破后，对爆破效果进行仔细检查，分析爆破参数的合理性，以确定出适合本岩层最佳爆破参数。除普通段落常规检查外，主要检查、核定及分析以下几个方面的内容：距开挖面18m位置进行爆破震动速度监测，是否满足设计要求的不小于5cm/s，如不满足，应及时调整循环进尺和单孔装药量。与当地居民密切联系，经常询问民房有无开裂等实际情况，及时拍照取证。⑶爆破设计优化：根据每次爆破后检查情况，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标，进行动态施工。4、下穿民房段的施工措施：⑴施工原则：早预报、管（锚杆）超前、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测，步步为营，以防为主，稳步前进。⑵加强超前地质预报工作,进一步判明地质情况,获取施工中掌握的参数，采取相应的处治措施。⑶通过民房地段开挖后应及时进行初期支护或临时支护，工序紧扣、衔接，尽早施作抑拱和二次衬砌，以使永久支护体系尽早发挥作用。掌子面稳定性差时，应随时喷混凝土封闭工作面，必要时掌子面打设临时锚杆，减少岩层暴露时间，抑制围岩过大变形。⑷需采取辅助施工措施：采用超前小导管预注浆或超前锚杆加固围岩，及时施作喷、锚支护，并辅以工字钢支撑加强措施，构成强支护体系，及时形成封闭结构。⑸当拱顶民房段地面有开裂，或拱顶有下沉时，可采用预留核心+台阶法施工。5监控量测该隧道全线超浅埋，均为Ⅴ级围岩，节理裂隙发育，单斜构造，顺层偏压，且洞顶地表建筑物密集，按新奥法设计、施工，采用复合式衬砌，监控量测是一项重要的管理工作，施工过程中应加强监控量测工作，以确保施工安全。5.1量测目的⑴通过监测了解地层在施工过程中的动态变化，明确工程施工对地层的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。⑵通过监测了解支护结构及周边建（构）筑物的变形及受力状况，并对其安全稳定性进行评价。⑶通过监测了解施工方法的实际效果，并对其进行适用性评价。及时反馈信息，调整相应的开挖、支护参数；⑷通过监测，收集数据，为以后的工程设计、施工及规范修改提供参考和积累经验。5.2监测项目实施方法1、地表沉降地表沉降测点埋设：用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200～300mm，直径20～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。地表沉降计算：在条件许可的情况下，尽可能布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度。施工前，由基点通过水准测点监测出地表沉降观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差△Ｈ＝Hn-H0即为地表沉降值。地表沉降分析：括地表沉降历时规律、地表沉降历程规律、纵向地表沉降规律、横向地表沉降规律等。分析施工对周边环境的影响程度及影响范围，及与时间及开挖面之间的关系，预测最终地表沉降。2、建筑物监测目前，对于建筑物监测项目主要是沉降与倾斜（通常采用差异沉降法）沉降监测点布置：监测点的位置和数量应根据建筑物的体态特征、基础形式、结构种类及地质条件等因素综合考虑。为了反映沉降特征和便于分析，测点应埋设在沉降差异较大的地方，同时考虑施工便利和不易损坏。一般可设置在建筑物的四角（拐角）上，高低悬殊或新旧建筑物连接处，伸缩缝、沉降缝和不同埋深基础的两侧，框架（排架）结构的主要柱基或纵横轴线上。地表沉降计算：施工前，由监测基点通过水准测量监测出建筑物沉降监测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差△H＝Hn-H0即为建筑物沉降值。倾斜计算：根据建筑物相临两点的沉降值，在计算建筑物沉降差△s，按公式tgθ=△s/b进行倾斜计算（一般采用差异沉降法），如图所示，顶部水平位移采用公式SH2=Hg×△s/b计算。式中：θ——为所求建筑物水位移产生的倾斜角；b——建筑物宽度；△s——建筑物的差异沉降；变形规律分析：绘制变形历时曲线，预测最大变形值，判断建筑物的安全。建筑物沉降历时曲线图建筑物沉降历时曲线图右线盾构到达前右线盾构通过后左线盾构到达后期沉降3、净空收敛监测测点布设原则：与结构拱顶下沉测点布置在同一个断面上。在同一断面内，收敛基线的布设，应根据断面大小选择不同的布置型式，通常情况下可以采用，如下图所示的型式。安装测点时，在被测结构面用凿岩机或人工挖孔径为40～80mm深20cm的孔，在孔中填塞水泥沙浆后插入收敛预埋件，尽量使两预埋件轴线在基线方向上并使销孔轴线处于垂直位置，上好保护帽，待沙浆凝固后即可进行监测。收敛测量与计算：按下式计算净空变化值。Un=Rn-Rn-1Un——第n次监测的净空变形值Rn——第n次监测时的净空变形值Rn-1——第n-1次监测时净空变形值变形分析：绘制收敛历时曲线，预测最大收敛变形值，判断初支结构的稳定情况。收敛历时曲线4、拱顶下沉监测沉降点埋设：沉降点埋设原则应以能反映结构安全为原则，并尽量与地表沉降测点相对应，以利于对比分析。拱顶下降的水准基点布设在洞内和洞外均可，要布设牢固，易于监测。拱顶下沉降测点一般用Ф6钢筋弯成三角形，固定在待测面上。测点大小要适中。监测时用1把长度适宜的（长度依据隧道高度而定）钢卷尺，尺端连一个挂勾，可以挂在测点上。要保护测点，使监测数据不中断。监测应在水准仪及挂尺检验合格后方可进行；不得在测点和挂尺处有振动时进行监测；尽量选择在监测环境好时进行监测。数据计算与分析：对同一测点而言，拱顶沉降计算如下式。U=Ui-Ui-1式中：Ui——第i次监测高程；Ui-1——第i-1次监测高程；U——第i次沉降值；数据分析与处理同地表沉降：绘制沉降历时曲线。沉降历时曲线5、爆破振动监测测点埋设：一般的地表振动监测，因振动幅值不大，频率不很高，只需将传感器直接置于地表，周围用石膏粘附即可。在地下工程内墙壁上监测强烈爆破振动时。需用钢钎嵌入岩体中，将传感器固定在钢钎上。而一般岩体表面尽可能直接安装传感器，不要通过钎杆安装传感器，它可能使振动波形失真。现在有些传感器有安装磁座，比较方便、可靠。这种情况下，可在地表下埋入（胶结）一块小铁板，将传感器座直接吸附固定在铁板上。监测结果与分析：监测波形图，根据波形图分析最大振动速度，每段时间间隔及装药量是否合理等。爆破震动振动速度图6几点认识⑴首先系统采用小导管超前支护技术，靠近工作面架设的第一排钢拱架，是不受力的。⑵开挖方法选用合理，初期支护必须从上向下施作，一次支护稳