偏壓隧道施工中變形開裂處理案例分析

第第頁偏壓隧道施工中變形開裂處理案例分析【關(guān)鍵詞】隧道施工；變形開裂；偏壓

某隧道為南北雙管上下行六車道，左右洞總長680m，兩洞中線間距52.25m，開挖跨度16.95m，高11m，右洞南面局部四車道開挖跨度20.75m，高12.2m，隧道內(nèi)輪廓設(shè)計為三心拱形。該工程于2022年底開工，目前已完成全部土建工程。

一、地質(zhì)概況

〔一〕地形地貌

隧道所穿越的山嶺，為長期風化剝蝕的丘陵地貌區(qū)，地形起伏改變較大，有沖溝、緩坡、陡坎，山坡植被發(fā)育，并隨處可見暴露地表的花崗巖微風化球體。

〔二〕工程地質(zhì)條件

隧道圍巖主要為燕山期花崗巖侵入體，巖層為巨厚層狀結(jié)構(gòu)。隧道基本上處于全~強風化的花崗巖體或第四系坡積、殘積土中。依據(jù)施工實際揭露的狀況，V級圍巖占隧道總長的95％，IV級圍巖僅占5％。圍巖級別劃分主要是依據(jù)圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，富水狀況及圍巖縱波波速進行綜合判定的。施工區(qū)的主要斷裂構(gòu)造為與隧道成斜交的F4斷層，傾向165～1750，傾角70～750，為壓扭性斷裂破裂帶。受構(gòu)造影響，圍巖節(jié)理發(fā)育，巖體成為大塊狀砌體結(jié)構(gòu)或碎塊狀壓碎和鑲嵌結(jié)構(gòu)。全~強風化的花崗巖簡單碎成粗顆粒的砂質(zhì)土，可朔性差。地下水受大氣降水直接補給時，可通過圍巖顆粒間孔隙和圍巖裂隙，形成滲水排出，含水的松散圍巖開挖后，可發(fā)生掌子面及拱頂坍塌，側(cè)壁失穩(wěn)。

〔三〕不良地質(zhì)現(xiàn)象

山嶺廣泛分布著花崗巖微風化球體，俗稱“孤石”。這種孤石包裹在全風化、強風化或微風花的地層中，塊度大小不等，有的.可達幾米、甚至十幾米，分布無規(guī)律，是隧道開挖中的嚴峻“隱患”。

二、偏壓引起的左線ZK3+965～+983隧道變形開裂的處理

隧道左線出口段是2022年7月份從南向北開挖的，采納φ108大管棚注漿加固拱頂，初支采納錨桿加格柵，間距50cm網(wǎng)噴砼厚35cm。用上下臺階，留核心土施工。隧道口地表按設(shè)計要求施作了仰坡，采納C20混凝土，進行了掛網(wǎng)噴漿、施工防護。

由于隧道左線出口段地表標高比右線低10~15m，地表偏壓嚴峻。隧道左側(cè)結(jié)構(gòu)面距離山坡臨空面也不到10米，有三塊巨大的孤石，臥壓在隧道的左上方，孤石暴露在外，擠在一起，最小的孤石有30m3，最大的約100m3。在大孤石的下面，由于從山坡流下雨水的長期沖刷，形成了一個大空洞，洞體約180m3?？斩吹诪轱L化后的砂質(zhì)土，洞壁距離隧道結(jié)構(gòu)僅有1.2米。掩蓋層為全~強風化的地層，暴雨季節(jié)，滲入水使圍巖松散，自穩(wěn)性差，危及隧道平安。

〔一〕對隧道左線偏壓的處理

1．第一次隧道仰坡變形滑坡的處理。2022年8月18日夜里突降暴雨，由于偏壓影響，隧道右上方仰坡大面積開裂，土體下滑，向左傾斜，嚴峻危及隧道的施工平安。因此進行了第一次處理：〔1〕依據(jù)滑坡范圍和現(xiàn)場地形，對隧道口以上的仰坡馬上進行削坡減壓。劃分施工臺階，用挖掘機剝土。由于仰坡較高，分為三級，每級臺階高8m，碎落臺寬度1.5m，仰坡斜率：一級1：0.6，二級1：0.7，三級1：0.8。仰坡防護結(jié)構(gòu)：采納φ22砂漿錨桿，L=3m，間距1.5m×1.5m，梅花型布置，掛φ8鋼筋網(wǎng)，@200×200mm，噴C20砼10cm厚?！?〕孤石下面的空洞處理，采納C15的砼回填，共175m3。經(jīng)過7天的剝土施工，共挖土9700m3，再加上對隧道左側(cè)空洞的回填處理，肯定程度上減輕了對隧道的偏壓力。

2．隧道左線偏壓其次次處理

〔1〕偏壓狀況：隧道左線右上方的仰坡經(jīng)過2022年8月份的削坡減壓處理，雖然肯定程度上減輕了對隧道的偏壓，但由于隧道右側(cè)的掩蓋層厚度仍舊遠比左側(cè)大，特殊是隧道上面的沖溝四周的匯水，對隧道掩蓋土的滲透浸泡，使圍巖完全失去自穩(wěn)力量，所以12月6日當掌子面由南向北開挖到ZK3+983時，靠近洞口6米處消失環(huán)向裂縫，寬度快速從3mm擴大至5mm，地面仰坡又消失多條8～10多米長的裂縫，寬度0.5mm~20mm不等，仰坡豎向裂縫向洞口左側(cè)不斷進展。經(jīng)測量監(jiān)測發(fā)覺，隧道下沉速率20mm/d，拱頂累計下沉達60mm。向左橫向位移最大處達58mm，又一次消失了嚴峻險情，必需實行措施進行處理?！?〕處理偏壓措施：左線隧道偏壓的其次次處理，事實上是第一次處理偏壓的連續(xù)。處理挨次是先對洞外“卸載減壓”，再加固洞內(nèi)。1〕使用挖掘機剝離仰坡，將右側(cè)第三級仰坡向后推移6.5m，碎落臺寬度由原來的1.5m，加寬至8m。由于推移后的仰坡高度達11.28m，在中間增加第四臺階，碎落臺寬1.5m，三、四級仰坡坡度均為1：0.8?？偣矂冸x土方4600m3。2〕將仰坡所挖除的土方填至隧道左側(cè)低洼處，填土高度至其次臺階頂，邊坡坡率為1：0.7，采納三維土網(wǎng)墊植草防護，共填土3400m3。3〕仰坡防護加固形式為網(wǎng)噴C20砼，厚50mm。4〕在仰坡的上方，修建了防洪天溝。5〕ZK3+970～+980段原初支內(nèi)側(cè)增設(shè)I18工字鋼護拱，間距100cm，噴射C20砼，厚度21cm，并設(shè)中間型鋼立柱。6〕加快隧道下臺階施工，盡快進行仰拱施工，到達早封閉目