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1、公路交通科技应用技术版富溪偏压连拱隧道进口仰坡变形处治秦卫,王飞(安徽省公路勘测设计院,安徽合肥230041)摘要:随着高速公路进入山区,隧道数量日益增多,连拱隧道开挖跨度明显增大,施工工序繁多,开挖和支护相互交错,围岩应力变化和衬砌荷载转换十分复杂。在地形地质条件复杂、存在偏压的情况下,连拱隧道洞口段施工所引起的变形、开裂等病害处理更为复杂。文章主要结合富溪偏压连拱隧道进口段仰坡变形所引起支护结构开裂等病害,揭示该隧道变形的原因,提出处理方法,总结经验,对类似条件下隧道的建设具有一定的指导价值。关键词:偏压;连拱隧道;仰坡变形;处治中图分类
2、号:U45文献标识码:B随着高速公路进入山区,隧道数量日益增多。连拱岩呈块状构造,节理、裂隙极为发育,大多含3组以上隧道是随我国公路建设的迅速发展而提出的新型大跨度节理,RQD值均小于30%。特别是隧道洞口段,风化隧道形式,其线形流畅,占地面积少,空间利用率高,非常严重,稳定性极差,洞口段均为Ⅴ级围岩。避免了洞口路基或大桥分幅,与洞外线路连接方便;同时在适应地形条件、环境保护以及工程数量上都具有优越性。但是,连拱隧道开挖跨度明显增大,施工工序繁多,开挖和支护相互交错,围岩应力变化和衬砌荷载转换十分复杂,尤其中隔墙受力,压、拉、弯、扭、剪均有。
3、在地形地质条件复杂、存在偏压的情况下,连拱隧道洞口段施工所引起的变形、开裂等病害处理将更为复杂。本文将结合富溪偏压连拱隧道进口段仰坡变形引起支护结构开裂等病害,揭示该隧道变形的原因,提出处理方法,对类似条件下隧道的建设具有一定的指导价值。图1富溪连拱隧道进口地形在隧道洞口发育两条区域性断层F5、F6,其中F51工程概况逆断层与隧道轴线基本平行,破碎带宽20～50m,于富溪隧道是安徽省某高速公路上的一座双连拱隧K205+680～+720与隧道相交,对隧道进口段围岩稳定性道,位于富溪乡黄柏山村境内,原设计里程为K205+影响较大。F6正断层,破碎
4、带宽20～30m,于K206+713～K206+362。汤口端为进口,屯溪端为出口。隧道区030～+058与隧道相交,该断层对隧道洞身段围岩稳定属于构造侵蚀中山区,隧道轴线海拔高程介于270.0～性影响较大(如图2所示)。339.0m,隧道最大埋深122.0m,山体地势陡峭,中部起2隧道结构设计及施工工法伏不平,植被发育。隧道于山体一侧通过,其右侧发育一小冲沟,左侧地形陡峻,边仰坡较高,如图1所示。隧道按新奥法原理设计,采用复合式衬砌支护。以隧道洞口为机耕路及河流,河流改道前,洞口边仰坡处超前注浆管棚注浆加固地层,系统锚杆、喷射混凝土、于富溪
5、河凹岸,河流冲刷作用强烈,风化卸荷严重,形挂钢筋网、H型钢钢架等为初期支护,模注钢筋混凝土成高陡边坡。为二次支护,并在两层支护之间敷设防水卷材及无纺土隧道穿越地层主要有:中元古界蓟县系大谷运组工布防水层。中隔墙采用直墙三层浇注的形式,二次衬下段变质砂岩,进口段分布第四系滑坡堆积层。变质砂砌独立成环,采用曲墙带仰拱衬砌。作者简介:秦卫(1968-),男,安徽砀山人,高级工程师,从事公路勘察设计工作。GONGLUJIAOTONGKEJIYINGYONGJISHUBAN151技术论坛坑下台阶(初期支护);(3)浇注夹心中墙,(4)开挖左洞侧壁导坑(
6、初期支护);(5)开挖右洞侧壁导坑(初期支护);(6)开挖左洞上台阶并留核心土(初期支护);(7)开挖左洞核心土;(8)开挖左洞下台阶(初期支护);(9)开挖右洞上台阶并留核心土(初期支护);(10)开挖右洞核心土;(11)开挖右洞下台阶(初期支护);(12)模筑左、右洞二次衬砌混凝土。3隧道进口变形及处治方法3.1进口变形情况富溪隧道在洞口大管棚的保护下,中导洞开挖、夹图2富溪连拱隧道进口平面图心中隔墙浇注完毕,右侧壁导洞上半断面完成60m,左富溪连拱隧道进口偏压段采用了三导洞施工,其施侧壁导坑上半断面完成80m时,富溪隧道进口仰坡出现工工
7、序如图3所示。细微竖向裂缝、山体出现拉裂缝、初期支护多处出现环向裂缝及中隔墙出现了贯通裂缝,具体详见表1所述、图4与图5所示。3.2原因分析(1)富溪隧道中隔墙开裂主要是由于围岩地质条件差、地下水丰富、山体偏压严重、中隔墙接顶过早导致承受较大偏压力等因素形成。(2)由于围岩较为松散,地基承载力较低,仰拱未图3富溪连拱隧道开挖工序图及时施作,不能及时形成闭合圈,因此导致中、侧壁导(1)开挖中导坑上台阶(初期支护);(2)开挖中导洞初期支护开裂。表1裂缝开展情况统计表项目时间开挖(浇注)里程裂缝开展情况2004年12月开挖到20m仰坡出现细微竖向
8、裂缝左侧导洞2005年3月K205+760初期支护出现环形裂缝2005年2月K205+762洞口段20m范围内初期支护出现环形裂缝右侧导洞2005年3月K205+7
