盖挖法在山岭隧道浅埋段施工中应用

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1、盖挖法在山岭隧道浅埋段施工中的应用裴志民中铁隧道集团第一工程处新乡市人民西路161号453000摘要：八盘山隧道位于吕梁山脉中段西侧，属晋陕黄土高原区。区内沟壑纵横，沟谷多由东向西，黄土冲沟多呈南北羽状分布排列，隧道穿越地段有多处浅埋或超浅埋段，覆盖层较薄，浅埋段在清除虚方后有漏天的现象，本文结合实际施工过程介绍了盖挖法在山岭隧道浅埋段中的施工应用。关键词：盖挖法浅埋段施工1、工程概况1.1设计概况离石至军渡段高速公路八盘山隧道，左线全长：4.097km(LK34+163～LK38+260），隧道右线长4.122km（RK34+150～RK38+2

2、72），隧道平均开挖面积：97m2,设计为双向四车道高速公路，单幅路基宽度为12.25m；计算车速为80公里/小时；设计车辆荷载：公路Ⅰ级；地震烈度：Ⅵ级。1.2地质概况八盘山隧道位于吕梁山脉中段西侧，属晋陕黄土高原区。区内沟壑纵横，沟谷多由东向西，黄土冲沟多呈南北羽状分布排列。隧道通过主要地层有：三叠系下统刘家沟组中～细粒砂岩夹不稳定薄层泥岩，弱～微风化，层间结合稍差，节理较发育，岩体完整性稍差，呈块（石）碎（石）状镶嵌结构。地下水呈线状、点状分布，为砂岩裂隙水及上覆岩土体松散岩类孔隙水。浅埋地段，隧道穿越地层有：上覆上更新统马兰组黄土、第四系中

3、更新统离石组黄土、第三系上新统保德组粘土及半固结砾岩，稳定性较好～稍差；1.3气候条件沿线地区属温带干旱～半干旱大陆性季风气候，四季分明，冬长夏短；冬季寒冷少雪，春季干旱多风，夏季常有雷阵雨，春秋两季气温变化幅度大，年内平均气温10℃左右，1月份最低平均气温-6.5℃，极端最低气温-27.4℃，7月份最高平均气温23.8℃，极端最高气温39.9℃。雨季多集中在7～9月份，年降水量400～500mm，最多年降水量703.6mm，蒸发量为1633.6～2175.3mm，无霜期150～160天，冻土深度0.8～1.0米。2、浅埋段洞顶2.1现场描述：在隧

4、道左线的出口方向LK37+850～LK37+870段设计有一处最小埋深为1.42米的超浅埋段，在经过现场实地测量后，发现洞顶在经过长时间流水冲刷后，最小埋深LK37+865处仅为0.38米（为虚方顶面埋深），清除虚方后该段隧道拱部漏天，浅埋段地貌见图1。图1浅埋段地貌2.2方案比选：发现该超浅埋段后，针对实际地形条件提出了两种可能施工方案：明挖法、盖挖法。通过对①环境保护，尽量不改变冲沟的原始形态，尽量减少开挖数量；②尽量不影响隧道施工进度；③安全、经济等三方面影响因素的比选，两种施工方法的优缺点如下：2.2.1因为该浅埋段位于冲沟的底部，夏季多雨

5、，季节性地表径流水量较大，采用明挖方法的防排水处理较为困难；2.2.2明挖将会增加一个进、出洞的循环，会给施工带来较大安全隐患，并加大了施工投入；2.2.3采用盖挖法可以提前对该浅埋段进行处理，不影响隧道的正常掘进；经过比选盖挖法施工更能满足施工的要求，因此确定采用盖挖法处理该浅埋段。2.3施工方案：2.3.1首先清除该浅埋段冲沟里的虚方，直到新鲜的基岩面；2.3.2经过测量放线，确定漏天段（包括初期支护在内）的外轮廓线，并采用压实土胎作为隧道拱圈部分的模型；2.3.3在施作的拱圈土胎外缘的2.5米范围内施作φ50小导管注浆固结地表；2.3.4制安

6、拱圈范围内的钢筋，并与周边的小导管焊接牢固；2.3.5施工拱圈钢筋混凝土及拱圈外的片石混凝土反压挡墙；2.3.5隧道开挖通过后施工洞顶的冲沟治理，确保该段的排水顺畅，经过上述方案处理后，在之后到来的较大洪水，隧道内已不受地表流水的影响。图2冲沟横断面图3、隧道浅埋段施工方案在地表经过上述的方式进行处理，混凝土强度达到设计强度的75%后，开始进行隧道该段的开挖，开挖揭露的围岩情况为水平状厚层的砂质泥岩，节理裂隙不发育，且由于浅埋段直接影响到了隧道的拱腰部位，若采用上下断面开挖，上断面的拱脚刚好位于处理浅埋段时混凝土与基岩的结合部位，拱腰为浅埋段外侧受

7、力的薄弱部位，开挖时拱脚的装药量大，对隧道的安全掘进影响较大，经过反复的论证决定采用全断面通过该浅埋段，具体采取的措施如下：3.1开挖3.1.1在处于钢筋混凝土边缘处的小导管注浆必须饱满，充分固结围岩，并保证混凝土与围岩的结合部密实、稳固；3.1.2采用短进尺，根据I20a钢拱架的间距，每循环进尺控制在80cm以内；3.1.3每循环的钢拱架到掌子面的距离不大于15cm，避免洞顶水平岩层悬臂过长引发坍塌；3.1.4开挖时掏槽眼采用楔形掏槽，且将掏槽孔的角度取为75°，周边眼间距控制在30~35cm，右侧拱腰的部位进行加密，药卷沿直径方向一剖为二，并采

8、用间隔、隔孔装药，用竹片和导爆索连接，降低周边眼的装药集中度，减小对周边围岩的扰动；3.1.5将开挖时使用的雷管段数由以前