大跨度黄土隧道洞口浅埋段支护效果监测及分析

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1、公路隧道2013年第4期(总第84期)大跨度黄土隧道洞口浅埋段支护效果监测及分析陈建勋杨海峰夏鹏(1．长安大学公路学院西安7100642．陕西省交通建设集团公司蓝商分公司蓝田710500)摘要浅埋洞口段往往是大跨度黄土隧道修建过程中难度最大的地段。本文以双向6车道分离式大跨度黄土隧道为依托，采用现场试验的方法，对隧道洞口段采用双侧壁导坑法施工时的变形和受力进行监测，研究大跨度黄土隧道洞口浅埋段的支护效果。研究结果表明，先行导洞开挖对隧道净空收敛和拱顶沉降的影响最大，后行导洞次之，主导洞最小，导洞开挖是双侧壁导坑法施工的关键控制性工序；在初期支护的体系中，型钢钢架受力较大

2、，是最主要的承载结构；施作在导洞中的边墙锚杆和锁脚锚杆受力不大，建议在钢架支护条件下可以取消导洞中的锚杆；支护结构的变形和受力均在允许范围之内，表明在大跨度黄土隧道V级围岩洞口浅埋段采用双侧壁导坑法施工是正确、合理的。关键词隧道工程大跨度黄土洞口浅埋段双侧壁导坑法造成极大的经济损失和不良的社会影响。与之相1引言比，单洞3车道黄土公路隧道开挖跨度更大、扁平率目前，中国及国外一些发达国家都特别重视大更小，其建设难度不言而喻。而大跨度黄土隧道洞跨度高速公路隧道的建设。北欧的瑞典、挪威、奥口段埋深浅，多为新黄土，往往是隧道修建过程中地利，亚洲的韩国、日本等国家先后建设了一批大难

3、度最大的地段。因此，有必要对大跨度黄土隧道跨度的隧道，并正朝着大跨度扁平趋势发展_1]。洞口浅埋段支护效果进行研究。日本是最早修建大跨度公路隧道的国家，19902工程概况年代初以第二东名一名神高速公路为依托，就开始对大跨隧道修建中的关键技术问题进行研究；韩国墩梁隧道单洞开挖跨度为17．3m，开挖高度为1992年通过对分离式双洞8车道清溪隧道的建设，12．2m，开挖面积为170m，是全国首座双向6车开始了大跨度公路隧道的研究，目前在大跨度隧道道分离式大跨度黄土隧道。隧道属于陕西省神木的设计和施工方面已经走在了世界的前列l4]。至府谷高速公路项目，左线全长1328m，其中明

4、洞中国在2O世纪90年代也修建了少量大跨度公长度18m；右线全长1415rn，其中明洞长度13m。路隧道，如沪宁高速公路的南京市中山门隧道(净左线浅埋段为212m，深埋段长度1098m；右线浅宽12．5m，埋深10．5II1左右)、京珠高速公路广东埋段长度为294m，深埋段长度为1108m。隧道内省的大宝山隧道(最大开挖宽度为16．5m)、广东省衬砌轮廓线宽15．02rn，高8．30m，按新奥法施工广州市环城高速公路的白云山隧道(净宽31．5rn，设计，采用复合式衬砌结构，设计时速80km／h，建为6车道双联拱隧道，埋深小于4m)等[5]。这些隧筑限界净宽14．25m，

5、净高5．2m。隧道所处地段地道的成功修建也将我国隧道施工技术上升到了一形变化复杂，地质灾害发育，主要穿越V级黄土围个新台阶。21世纪以来，随着交通量的大幅增长，岩，特殊岩土主要为湿陷性黄土。中国修建的大跨度隧道逐渐增多。据不完全统计，根据墩梁隧道的地质条件和工程条件，选择在国内外修建的大跨度公路隧道均在石质围岩中，对洞口浅埋段进行围岩稳定性及支护效果的监测。于大跨度黄土隧道修建可借鉴的经验不多。共埋设了4个变形监测断面和1个应力监测断面。目前，建成通车的郑州至西安铁路客运专线有监测项目有净空收敛、拱部下沉、围岩压力、喷射混黄土隧道36座，其V级围岩开挖断面跨度为15．4

6、6凝土应力、型钢拱架应力、纵向连接筋应力以及锚m，高度为l1．36m，扁平率为0．73，开挖面积为】64杆轴力等[，变形和元件布置如图1和图2所示。m，在施工过程中也曾出现地表开裂、沉降变形、边该隧道采用双侧壁导坑法施工，具体施工步骤如图坡滑塌、塌方等现象。开工初期，施工进度极其缓慢，3所示。量测时间从2009年9月一2Ol0年2月。·23·公路隧道2013年第4期(总第84期)净空收敛监测结果见表1，典型断面RK27+096．8净空收敛时态曲线如图4所示。表1净空收敛量测结果位测试断面最大收敛最终收敛最终速率置值／ram值／mm／(mill·d一)RK27+096．8

7、51．036．6O．5右RK27+089657．434．60．0导．洞RK27+083．659．832．6—0．4∞O∞ORK27+076．353．624．4—0．3图1变形监测测点布置RK27+096．835．228．40．5左RK27+089导．639．624．6一O．4洞RK27+083．644．425．60．3RK27+076．348．423．2一O．5RK27+096．8—5．2—5．2～O．2主RK27+089．6—3．8—2．80．2导洞RK27+083．6—3．8—3．O一0．2RK27+076．31．21．20．5由表1