摘要:围岩条件和地层偏压作用是隧道变形、坍塌的主要原因,因此隧道处于严重偏压状态时,应采取措施避免隧道结构发生病害、失稳。施工期间的病害主要是偏压一侧压力大,容易产生大变形,围岩不稳定容易塌方,喷混凝土会产生开裂、掉快、严重的发生坍塌。运营阶段,由于受偏压荷载的影响,隧道结构容易产生开裂、渗漏等病害。文中介绍了几种处理措施,但是各种方法之间经济效益差别显著,取何种方法应根据现场实际情况确定。
常用的洞外处理措施
01
削坡排水法
该方法是最为直接的治理方法之一。通过消弱偏压边坡以减轻下滑力,从而降低边坡偏压对隧道稳定性的影响。但是该方法的治理效果与开挖范围密切相关。倘若开挖范围小,则一方面无法起到很好的治理效果,另一方面则可能引起新一轮边坡滑移的隐患;倘若开挖范围过大,则不但增加了工程造价,而且大大影响了周围环境。此外,边坡开挖后应进行喷射混凝土防护以阻止土层的风化和雨水侵蚀。
排水措施可以采用环形截水沟、树枝状排水系统、平整夯实自然山坡坡面等。
02
减载与反压措施
这种方法是目前应用最为广泛的方法之一,通常施做明洞和反压回填共同使用。施做明洞不但能够有效抵抗偏压边坡的下滑力,而且不影响施工进度,不增加工程造价。反压回填则能够改变偏压地形地貌,增加隧道和边坡的稳定性。因此,当偏压程度不大时,此种方法应首先推荐采用。
03
地表注浆法
地表注浆亦是较为常用的治理方法之一。当隧道浅埋且地层非常松散破碎、易发生大规模坍塌或失稳时,可采用地表注浆加固。这种方法方便,及时,投入的工作量相对较小。但是,注浆量估算和控制比较难以把握,实践表明这种方法的治理效果有限。
技术要求:注浆宽度为隧道开挖宽度两侧各3~5m,长度应超过偏压段5~10m;注浆孔按梅花形或矩形排列,间距为浆液扩散半径的1.4~1.7倍,垂直地面钻孔,孔深由地表至洞身轮廓线外,必要时可以穿越洞身。
注浆参数:注浆浆液通常采用单液水泥浆,特殊情况可以采用超细水泥浆、水泥—水玻璃双浆液或化学浆液。注浆管采用?42~?48mm的钢花管,或采用高压PVC管。
为增强注浆加固效果,可在地表施作一层喷混凝土,并将钢筋网与注浆管焊接为整体。
04
支挡措施
根据偏压坡体的性质,支挡措施可采用抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚索(杆)、钢管桩以及锚索桩、格构锚固等支挡构造物,对偏压坡体进行整治,控制偏压。
(1)抗滑桩是埋设于滑动面上、下岩体中阻止滑体移动的桩形结构,是一种较理想的抗滑设施,能承受较大滑坡推力。它适用于裂隙不太发育、完整性较好的缓倾斜中厚岩体或滑动面较单一、倾角小的滑坡中,且滑动面以下为较完整的基岩,不适用于流塑性土体地层。抗滑桩具有抗滑能力大的特点,但是它污工数量大,造价相对较高,影响施工进度。目前,抗滑桩由普通抗滑桩发展到预应力锚索抗滑桩。
(2)预应力锚索是当前较为流行的治理方法之一,具有治理效果好,不影响工程进度等特点,但是它的工程造价相对较高。它的应用领域和规模十分广泛,并不断扩大,它除在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程中继续发展外,在重力坝加固、桥梁工程、抗地震工程中也有长足的发展。适用于土质、岩质地层的边坡,其锚固段宜置于岩层内,以确保锚索工程安全可靠。置于土层中需要进行拉拔试验。锚索可与其他支挡结构组合使用,形成锚索桩、板、格构、墙等。
(3)挡墙加固主要应用于洞口或半明半暗段,用以抵挡仰坡下滑、削弱山体偏压力和增强端墙稳定性的作用。挡墙加固是偏压隧道洞口段常用的加固方式之一,如贵阳市小关隧道、云南思小高速的曼歇4号隧道、麻地河1号隧道等。
05
地表砂浆锚杆
(1)加固范围:加固宽度:破裂面法进行计算。纵向加固范围:为浅埋偏压段长度或加固埋深≤2B的隧道长度。加固深度:为3~10m,最大15m;拱部加固深度至隧道开挖轮廓线外50cm左右,两侧加固深度至隧道两侧破裂面下1.5~2.0m。
(2)砂浆锚杆的技术参数:材料采用?16~ ?22 的钢筋;间距为100~200cm;锚杆孔径≥50mm,锚杆长度小于5m时,孔径为50~60mm,锚杆长度大于10m时孔径为100~120mm。插入锚杆后填充M20水泥砂浆。
常用的洞内处理措施
对于浅埋偏压隧道,目前国内外施工时采取的措施主要采取超前支护、隧道分部开挖、加强初期支护、加强二次衬砌强度、及早施做二次衬砌等方面减少偏压对隧道施工和结构稳定的影响。另外偏压隧道若隧道地基承载力不足,应采用加固地基的措施,如基地注浆、钢管桩等。加强洞内监控量测。
01
超前支护
加长加密超前锚杆、超前小导管注浆,超前长管棚,超前全断面帷幕注浆等。
02
隧道分部开挖
全断面法在偏压隧道开挖时要谨慎使用。通常采用多台阶法、弧形导坑预留核心土法、CD、CRD、单侧壁导坑、双侧壁导坑等分部开挖方法,即将大断面开挖变换成多次小断面开挖。开挖时注意先开挖隧道偏压一侧,再开挖另一侧。缩短开挖循环进尺、减少装药量,避免对围岩的过度扰动。
03
加强初期支护
加长加密径向锚杆(特别是在偏压一侧)、偏压一侧施作径向小导管注浆,适当增加偏压一侧喷混凝土的厚度,并增加初喷混凝土厚度或采用喷纤维混凝土,加强或加密初支钢架及钢架之间的纵向连接,并加强锚杆、钢筋网、钢拱架之间的焊接,充分发挥联合支护的作用。并注意初支及时封闭和用喷混凝土封闭开挖掌子面。
04
加强监控测量
特别是洞内变形、及地表沉降的监控量测,适当加密量测断面和量测频率,及时处理量测信息、特别是位移信息,根据拱顶下沉和洞内收敛值、速度、加速度判断偏压段隧道的施工是否安全,并采取相应技术措施。
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知识点:浅埋偏压隧道施工常用的处理方法
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隧道工程
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只看楼主 我来说两句 抢板凳学习了浅埋偏压隧道施工常用的处理方法,多谢了。
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