偏壓隧道施工中變形開裂處理案例分析論文
【摘要】文章介紹了某偏壓隧道施工過程中出現(xiàn)的變形開裂情況，對其產(chǎn)生的原因進行了分析，并介紹了專家處理的過程及結(jié)果，對隧道施工有一定的指導意義。
【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)輪廓設計為三心拱形。該工程于2005年底動工，目前已完成全部土建工程。
一、地質(zhì)概況
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隧道所穿越的山嶺，為長期風化剝蝕的丘陵地貌區(qū)，地形起伏變化較大，有沖溝、緩坡、陡坎，山坡植被發(fā)育，并隨處可見裸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。根據(jù)施工實際揭露的情況，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根據(jù)圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，富水情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，為壓扭性斷裂破碎帶。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~強風化的花崗巖容易碎成粗顆粒的砂質(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，是隧道開挖中的嚴重“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2006年7月份從南向北開挖的，采用φ108大管棚注漿加固拱頂，初支采用錨桿加格柵，間距50cm網(wǎng)噴砼厚35cm。用上下臺階，留核心土施工。隧道口地表按設計要求施作了仰坡，采用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，地表偏壓嚴重。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，孤石裸露在外，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。空洞底為風化后的砂質(zhì)土，洞壁距離隧道結(jié)構(gòu)僅有1.2米。覆蓋層為全~強風化的地層，暴雨季節(jié)，滲入水使圍巖松散，自穩(wěn)性差，危及隧道安全。
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1．第一次隧道仰坡變形滑坡的處理。2006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，嚴重危及隧道的施工安全。因此進行了第一次處理：（1）根據(jù)滑坡范圍和現(xiàn)場地形，對隧道口以上的仰坡立即進行削坡減壓。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)：采用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。（2）孤石下面的空洞處理，采用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，一定程度上減輕了對隧道的偏壓力。
2．隧道左線偏壓第二次處理
�。�1）偏壓狀況：隧道左線右上方的仰坡經(jīng)過2006年8月份的削坡減壓處理，雖然一定程度上減輕了對隧道的偏壓，但由于隧道右側(cè)的覆蓋層厚度仍然遠比左側(cè)大，特別是隧道上面的沖溝周圍的匯水，對隧道覆蓋土的滲透浸泡，使圍巖完全失去自穩(wěn)能力，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米處出現(xiàn)環(huán)向裂縫，寬度迅速從3mm擴大至5mm，地面仰坡又出現(xiàn)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)不斷發(fā)展。經(jīng)測量監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，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，又一次出現(xiàn)了嚴重險情，必須采取措施進行處理。（2）處理偏壓措施：左線隧道偏壓的第二次處理，實際上是第一次處理偏壓的延續(xù)。處理順序是先對洞外“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，填土高度至第二臺階頂，邊坡坡率為1：0.7，采用三維土網(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I18工字鋼護拱，間距100cm，噴射C20砼，厚度21cm，并設中間型鋼立柱。6）加快隧道下臺階施工，盡快進行仰拱施工，達到早封閉目的。
（二）處理隧道偏壓效果
左線隧道經(jīng)過地表減壓，洞內(nèi)支護加固處理，兩側(cè)收斂變化迅速消失，經(jīng)過25～35天，拱頂沉降也趨近于0，隧道已停止變形開裂，已于2007年3月開始二次襯砌。
【參考文獻】
[1]王夢恕主編.大瑤山隧道[M].廣東科技出版社，1994．
[2]關(guān)寶樹編著.隧道工程施工要點集[M].人民交通出版社，2006.
【作者簡介】王萍（1971—），女，山東棗莊人，鐵科院深圳研究設計院工程師；周小波（1972—），湖北天門人，湖南交通工程職業(yè)技術(shù)學院講師。
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