水平岩层条件下高速公路隧道控制超挖施工技术.doc

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1、水平岩层条件下高速公路隧道施工技术公路三分公司广南高速公路GN10合同段郑宏1、前言在隧道工程中，如何控制超挖一直是隧道工程师经常面对的问题。虽然光面爆破、预裂爆破等控制爆破技术日益成熟，且已成为山岭隧道开挖爆破的常规方法，但我国由于地域辽阔、工程地质复杂多变，而且随着新一轮交通工程建设高峰期的到来，交通隧道的建设需求越来越大，这需要大量的钻爆人员从事隧道开挖工作。由于钻爆人员技术水平参差不齐，以及施工管理不善等其他因素，在实际隧道施工中“光爆不光”、超挖过大等现象仍普遍存在。水平岩层是隧道工程作业经常遇到的一种地质构造，在

2、隧道开挖过程中，水平岩层的光面爆破一直是一项技术难题。如果处理不好，隧道的拱顶会出现大面积平顶、落石、塌顶等现象，不仅直接影响隧道的光面爆破效果，还会影响毛洞的围岩稳定性、增加初期支护的数量和永久支护的混凝土工程量，增加工程投资。过去施工中，因为水平岩层引发安全事故且增加工程造价的事例很多，所以水平岩层超挖控制施工技术对隧道建设而言意义重大。另外在软弱水平岩层中，岩体通常都较为破碎，节理发育，粘着性差，完整程度不高，围岩稳定性较差。在隧道开挖施工时易造成拱顶落石、片帮、崩塌等现象，给施工安全带来极大的隐患和困难。分析影响水平

3、岩层中围岩的稳定性的因素，确定防止围岩失稳垮塌的措施，对于水平岩层条件下隧道的顺利施工具有积极意义。2、栾家岩隧道工程地质概况2.1栾家岩隧道工程概况栾家岩隧道左洞起止桩号为ZK78+010-ZK81+275，长3265m，右洞起止桩号为K78+010-K81+273，长3263m，为分离式特长隧道。该隧道主洞建筑限界为：10.25m（宽）×5.0m(高)，内轮廓尺寸：11.06m（宽）×7.15m(高)；紧急停车带建筑限界为13.00m（宽）×5.0m(高)，内轮廓尺寸：13.81m（宽）×7.72m(高)；车行横通道限界

4、为4m（宽）×5m(高)，内轮廓尺寸：4.5m（宽）×6m(高)；人行横通道为内轮廓尺寸：2.5m（宽）×3m(高)。进口洞门采用环框式洞门，出口洞门采用削竹式洞门。栾家岩隧道围岩情况如下表所示。栾家岩隧道围岩分布表位置桩号长度围岩级别左线K78+010-K78+10898V级左线K78+108-K81+1263018IV级左线K81+126-K81+275149V级右线K78+010-K78+120110V级右线K78+120-K81+1403020IV级右线K81+140-K81+273133V级进口浅埋段采用V（C）型

5、衬砌，左线长108米，右线长113米，中段采用IV型衬砌，左线长2826米，右线长2840米，IV停型衬砌各长160米，出口段覆盖层较薄，采用V浅、V浅（H）、V加强三种类型衬砌，左线长144米，右线长128米，栾家岩隧道修建四个车型横通道，五个人行横通道。左线明洞长27米，进口长12米，出口长15米；右线明洞长22米，进口长7米，出口长15米。栾家岩隧道在K79+230设立变坡点，广元端为0.5%的上坡，南充端为1.6%的下坡，隧道设计最高点在K79+230，设计高程为652.516米，最大埋深为右线K80+410处，埋深

6、185米。隧道进出口都位于曲线上，进口左线曲线半径为3200m，曲线段长553.201米，进口右线曲线半径为2600米，曲线段长353.263米；隧道出口左线曲线半径为3500米，曲线段长324.656米，出口右线半径为4300米，曲线段长514.403米，隧道中段为直线段。洞口开挖0.78万m3，洞身开挖67.3万m3。2.2隧址区岩性情况场内出露、揭露的地层有新生界第四系全新统松散层和中生界白垩系下统剑门关组，各地层描述如下：（1）第四系崩坡积层粉质粘土：褐黄～黄灰色，以粉、粘粒为主，含约10％－20％的粉砂岩、砂岩质角

7、砾及块石，硬塑状，结构不均。主要分布于缓坡、沟谷，厚度约1－5.0m。块石：色杂，以青灰色为主，石质成分以细砂岩、粉砂岩为主，结构松散透水性好，主要分布于隧道出口，下卧于粉质粘土之下，厚度约4.0-5.0m。（2）白垩系下统剑门关组粉砂质泥岩：以粘土矿物为主，钙泥质胶结，粉粒质结构，薄-厚层状构造，岩质极软-软，具有饱水软化，脱水开裂风化特征，一般单一岩性，层厚5.0-40m。粉砂岩：矿物成分以长石、石英为主，钙泥质胶结，粉粒结构，中厚层状构造，岩质软-较软，一般单一岩性，厚2.0-5.0m。细砂岩：矿物成分以石英为主，泥钙

8、质-钙质胶结，细粒结构，中厚-巨厚层状构造，局部水平及斜层理发育，结构不均，局部夹泥岩，岩质较坚硬-坚硬，一般单一岩性层后2.0-15m，该层分布于整个场地，出露于山顶、陡软，伏于松散层下，厚度大于300m。2.3隧址区围岩产状隧址区位于新华夏系四川沉降带川中褶皱带，构造形迹以北东向宽缓褶