深圳麒麟山隧道工程施工方案.pdf

广东建材2012年第1期施工技术深圳麒麟山隧道工程施工方案宋英学(广东工业大学)摘要：本文结合工程实例，针对深圳麒麟山隧道工程的施工进行了分析，着重介绍了隧道V级围岩采用台阶法和双侧壁导坑法施工方案的分析比选。说明该施工方法的技术特点、工艺原理、施工工艺等，对类似隧道施工有一定的参考价值。关键词：双侧壁导坑法；隧道工程；施工方案；施工工艺1前言加固达到钢筋砼中墙的效果有一定的风险。(4)复杂V级围岩：设计围岩级别为V级，强一弱风在浅埋和大跨条件下进行隧道施工，需解决的难题化粉砂质泥岩，碎石状压碎结构，中间岩柱承载能力不较多。目前国内外的公路隧道施工当中，也不乏成功案高。例。但在两者同时具备条件下，上覆重要建筑物更是少(5)上覆重要建筑物～高压电塔：隧道顶有一个见，故对该浅埋大跨道施工技术进行全方面研究凸显重1IOKV高压电塔，该电塔距车行隧道边平行距离约要，为以后类似隧道施工提供有益借鉴。3．5m。2工程概况2．1地形地貌麒麟山隧道(K16+385~K16+525)位于深圳宝安区隧道穿越丘陵区，所穿越的山脊呈近南北走向，隧松岗镇燕罗路西侧，东接拟建的松罗路立交，属于松福道进口最低地面标高约为10．5m，出口最低地面标高为路工程(福永码头至公明北环道路工程)组成部分。麒麟14．0m，隧道穿越山体最高约42．Om，相对高差31．5m。隧山隧道分车行隧道和人行隧道。车行隧道里程桩号道进洞口轴线方向与地形等高线近于垂直，地形坡度较K16+385～Kl6+525，全长140m(其中明洞50m，暗洞缓，一般在20~30。之问。隧道出洞口地形，一般在9Ore)，分左右线；左、右线隧道均位于直线上，道路纵向30~40。之间，局部受人工以及滑坡影响，坡度较陡峭。坡度均为1．862％。该隧道洞口段线路与地形等高线垂隧道进出口处植被发育。直，隧道进、出口段山体坡度平缓，洞门均采用“削竹式”2．2地质构造洞门。麒麟山(人行)隧道(RO+O20~RO+195)紧挨麒麟山断裂构造无区域性断裂通过，无明显的新构造活(车行)隧道而建，全长175m；该隧道满足行人通行的要动迹象，区域地壳稳定性为基本稳定。处于地质构造活求外兼顾各种管线下穿。人行隧道进口采用“削竹式”洞动相对微弱，稳定～较稳定地质环境。裂隙场地范围内门，出口处位于陡坎处且山体坡度较大，采用端墙式洞主要节理为原生裂隙，基本呈微一张开状态，个别节理门。其主要特点为：面延伸长8～lOm。裂隙产状为：(倾向倾角)层理裂隙(1)超浅埋：从地表至开挖面拱顶最大埋深13．1m，83～88。／33～38。，122。Z61。，3条／m；182。属超浅埋隧道。雨季施工地表水易顺下沉微裂渗入洞内75。，2条／m：280。56。，3条／m。隧道出口处岩引起围岩软化。从初支顶到地表围岩压力全部由刚性初石层理裂隙倾向、倾角与边坡倾向一致，岩石层理多泥支承担。质和砂质胶结，呈微张状态，为隧道出口潜在滑动面。勘(2)大断面及大跨度：如上述，单洞开挖宽度21．4m，察期间，正逢暴雨季节，隧道出口旁山体出现多处沿层双洞总宽47．6m；开挖最大高度13．8m，单洞开挖最大断理滑动的滑坡。其余裂隙对线路边坡稳定影响不大。面面积(开挖最大外轮廓面积)239mz。2．3地层结构(3)小间距：两隧道初支问为强一弱风化破碎粉砂质根据钻探揭露，拟建工程线路内分布的土(岩)为第泥岩，土(岩)柱宽4．7m，为单洞开挖宽的0．22倍。粉砂四系杂填土(层厚1．4m，主要见于隧道进洞口附近)、植质泥岩透水性差，注浆加固效果不佳，特别是雨季能否一83— 施工技术广东建材2012年第1期物层(层厚0．3～O．5m，主要见于隧道进洞口附近)、坡距以及上覆重要建筑物等特点，在麒麟山隧道该段最残积粉质粘土(层厚0．8～3．0m，勘探点SDZK1、SDZK2、初施工中，采取超前大管棚注浆支护加固地层后，按台SDZK5、SDZK6、U1～U6、Ul1见及)、残积粉质粘土(层厚阶法施工。该项方案起到了稳定掌子面，加固拱部地层0．5～4．5m；勘探点SDZK1、SDZK3、SDZK4、U1、U7见及)，的作用，但因隧道位于V级围岩土中，且土层松软，松侏罗系砂岩、粉砂质泥岩(呈单斜构造，中～厚层状，产散，含水，地基承载力低；不能形成有效地基梁承载结构状为83~88。L33~38。，是隧道穿越的主要地层)。而出现隧道拱顶下沉、围岩收敛量超出设计预留量，地2．4水文地质条件表出现不同程度的下沉及开裂拱脚局部有开裂的现2．4．1地表水象。从形成机理上，围岩在开挖后，随着开挖空间的形地表水系相对不发育，山问小型冲沟旱季一般无径成，伴随应力集中和应力重新分布。特别是下半部及仰流；雨季时受周边丘陵，坡体面流和径流的迅速补给而拱基础没有进行预注浆加固，围岩很快发生松驰、产生水量大增，具有流速快，水量大，携砂量较高等特点。塑性变形，形成地压变大，并随时间松驰产生的裂隙向2．4．2地下水围岩深处扩展，发生松散物流出，上部、背部出现空洞地下水类型及特征：地下水类型为基岩裂隙水。分并因基础沉陷，加剧破坏发展，造面地表下沉和坍陷，左布在基岩山区及第四系孔隙潜水的下部，主要为块状岩线前期在开挖过程中，就出现了此现象。沿隧道纵向形裂隙水，含水岩组侏罗系砂岩。水力性质以潜水为主，在成凹槽，横向最终扩散范围为土的剪切破坏角。谷地一带局部具承压性质。地下水主要接受大气降雨补V级围岩的自支护能力是比较弱的，甚至没有自支给，由于区内地形高差大，地下水径流通畅，排泄于山间护能力，在软弱围岩施工中最重要是提高围岩的自支护低洼的沟谷溪流之中，地下水动态较不稳定，雨季和降能力，保证开挖及后续作业的进行。提高围岩自支护的雨后地下水位上升，水量增大；枯季则地下水位降低，水基本方法是控制围岩的松驰、坍塌，其处理原则是：稳定量减少。岩石均为微透水性～极微透水性。区内基岩裂掌子面，及时闭合和加固地层。也是方案考虑的出发点隙水水量较弱，富水性及透水性较差。和依据。地下水的补给、径流、排泄条件：场地第四系孔隙潜3．1开挖方案的选择水分布范围较局限，主要接受大气降水补给，同时可接受基岩裂隙水的侧向补给；地下水径流条件一般，排泄新奥法施工常用的施工方法基本上可以分为全断于下部的基岩裂隙水、溪流中。由于雨量充沛，有利于地面法，台阶法和分部开挖法三大类及若干变化。该浅埋下水的补给、储藏，由于受其分布范围的控制，地下水量大跨隧道地表下沉量要求严格，围岩条件极差，隧道施总体贫乏中等。基岩裂隙水的受含水层岩性、裂隙发育工一般采用双侧壁导坑法开挖，方案有以下两种：(1)先作一侧隧道二衬，再进行另一侧隧道的主洞的情况的控制，富水性及透水性极不均一。在基岩山区上部，由于岩石受风化作用的影响，层问裂隙大多呈闭合开挖和二衬。开挖方式以机械(炮机)及人工(风镐)为主，辅以微状态，含水层富水性及透水性均较差。震、松动爆破。遇硬岩时，可采取松动爆破，爆破由专业2．5结构设计队伍施工。挖掘机、装载机装碴，用汽车运碴至洞外。麒麟山隧道该段采用洞口加强衬砌，超前支护为方案l的施工顺序是：利用旱季集中力量先施工左108×6大管棚，长25m，环向间距为40cm；初期支护洞及右隧道的右测导洞，当左洞二衬呈环承担了该洞围为R25中空注浆锚杆，长3m，锚杆间距为80cm(纵)×岩压力后，紧跟开挖右隧道的左侧洞和中间洞的上半50cm(横)；C20喷射混凝土，厚300cm；8、HPB235网格洞，在雨季前初支拱墙闭合呈环，不让岩柱“中墙”独立200×200钢筋网；钢拱架采用I25a工字钢，间距出现在两隧道之间，防止岩柱遇水承载力降低引起超量50cm，全环设置；二次衬砌及仰拱采用模注钢筋混凝土，变形。为减小右洞开挖后围岩徐变对左洞作二衬的影厚65cm。主筋为中25钢筋，问距25cm。响，可采用蛇岭隧道的施工方案：侧导洞仰拱紧跟下半3隧道开挖方案洞开挖面，将钢架脚埋入砼l～2m，保持两侧墙初支的此段围岩施工具有大跨度、埋深浅、围岩软弱、小净稳定。二衬施工时，临时支撑的拆除不超过三仓二衬台——84—— 广东建材2012年第1期施工技术车的长度(即不超过27m)，保证二衬施工前初支的稳拱时，可先将仰拱以下部分临时支护的喷砼用炮机打定。为加快施工进度，可提前作好中间洞仰拱和填充砼，掉，钢架不割断，埋入仰拱砼，仰拱钢筋从钢架问穿过，将临支钢架埋入中间洞，待二衬时才割除。以保持初支有足够的稳定性能。(2)两侧隧道同时进行开挖，两主洞二衬紧跟进行施最后，采用此方案开挖时用两部9m长的二衬台车，作。左、右洞均由进口向出口错开一定距离同时进行拱墙二隧道开挖采用双侧壁导坑法开挖，开挖方式以机械衬。采用两部台车衬砌紧跟施工的方法，可保证六个洞开挖为主，人工配合，遇硬岩用采用松动爆破。左右隧道室开挖完成以后施工的安全，即雨季隧道顶开挖范围内的侧导洞和中间洞的开挖采用上下台阶法进行。(47．6m宽，相当于单向8车道)的岩土受雨水浸泡软化施工顺序是各六个洞室掌子面错开一定距离同时初支不能承受而失稳或超量徐变时才有安全应急措施。开挖，待滞后洞室(中间洞室)开挖完成初支呈环、围岩4结语应力释放、拱墙下沉收敛达标后再进行先行的左N-衬总之，通过隧道施工过程，可以看出：对地层地质参施工。两主洞二衬紧跟，可防止一洞先作二衬另一洞才数要进行充分的现场复查，对地层的性状应充分的了解开挖，因围岩徐变应力引起已作二衬的左洞二衬砼的开和认识，对设计地质条件必须进行正确判断针对隧道的裂。地质性状，施工前应有详细周密的施工组织方案和施工3．2开挖方案的分析确定技术措施，施工前应做好施工突发事件的应急预案，才施工中采用了第一种施工方案。能确保施工顺利进行。采用台阶法和双侧壁导坑法相结因为在软围岩地层中，隧道在近地表的情况下地层合的施工方法，将开挖支护衬砌等施工工序安排平行作薄，它不可能承受应力重分布的荷载，覆盖土的重力作业，在软弱围岩环境条件下，井然有序快速施工，并且施用较大，在施工过程中只能由初期支护支护承担。为了工完成初期支护后，拱顶沉降和周边收敛都处于均匀变防止地表超量下沉和地层过大的扰动，初期支护应具有化，变化值在预留沉降量范围内变化，围岩处于处于稳足够的刚度。采用分修施工减小了覆盖土的重力作用，定状态，确保了软弱段的施工质量与安全，监控量测数后行洞施工引起的下沉和收敛受刚性初支抗力的控制，据及时反馈了围岩的支护信息，根据监控量测信息，及不会对已经成洞二衬产生过量的影响。国外特殊的超浅时改变开挖方法和支护参数，对于隧道的安全施工具有埋大断面先填后挖施工方法及步骤的经验也说明，先做重要作用。从而达到了预期目的。●一侧隧道再做另一侧隧道，避开47．6m大跨同时开挖，符合超浅埋超大跨径采用分片施工方案的要求。【参考文献】在龙岗区横坪一级公路的碧岭双向六车道双连拱l1]张建军．软基浅埋隧道施工方案研究[J]．科技园地，2006．9隧道和南通道的蛇岭双连拱隧道等软围岩超浅埋隧道[2]杨蔼森．刍议某隧道工程的施工方案[J]．大科技，2011．5施工中，采用了先作一侧隧道二衬，再进行另一侧隧道[3]王志．大跨度公路隧道浅埋段设计施工方案研究[J]．山西主洞的开挖和二衬。实践说明由于两洞的刚性初支是独建筑，第37卷18期，2011．6立的，只要先作好侧洞仰拱，后作洞开挖引起的围岩收[4]朱国良，尚志．浅埋偏压连拱隧道的施工方案选择[J]．价值敛下沉徐变只是引起超浅埋区对应的地表下沉和纵向工程裂纹，并没有引起先作洞的二衬产生裂纹。本隧道短、工程量不大，采用第一种施工方案，只需要一辆二衬台车由左洞进口向出口作二衬施工，左洞二衬施工完毕后再进行右洞二衬施工；方案二中需要两辆台车由进口向出口错开一定距离同时进行拱墙二衬，为保持开挖后初支的稳定，采取以下措施：首先，侧导洞仰拱及片石砼回填紧跟下半洞开挖面，保证初支边墙的稳定。其次，临时支护钢架的拆除紧跟二衬施工，施工仰一85～