隧道淺埋下穿居民區(qū)暗挖法施工參數(shù)研究

駱 云 超

(中鐵十一局集團(tuán)有限公司，湖北 武漢　430000)

1　工程概況

2　施工要素分析

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及測(cè)量，隧道施工可按照3個(gè)區(qū)段進(jìn)行劃分，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分為：下穿沖溝、下穿洞頂房屋以及下穿淺埋及緊鄰房屋三種。根據(jù)三種工況，對(duì)施工難點(diǎn)、原方案及可行性進(jìn)行對(duì)比，找出本次需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。分析本工程各工況存在施工難點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1　不同工況施工難點(diǎn)分析

最終分析施工難點(diǎn)有：淺埋、偏壓、洞頂房屋及人員安全、爆破造成房屋及隧道安全。

3　施工參數(shù)選擇

3.1　參數(shù)選擇方案

根據(jù)以往相似地形、相似地質(zhì)情況下施工經(jīng)驗(yàn)，初步?jīng)Q定選取此隧道靠近待定參數(shù)段選取不少于3個(gè)試驗(yàn)段，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取初設(shè)試驗(yàn)參數(shù)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)段對(duì)初設(shè)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行施工驗(yàn)證和修正，選取最終施工參數(shù)作為施工參數(shù)。

3.2　初設(shè)試驗(yàn)參數(shù)選擇

按照設(shè)計(jì)參數(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)，初設(shè)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定見(jiàn)表2。

表2　原方案與初設(shè)方案參數(shù)對(duì)比表

3.3　過(guò)程參數(shù)驗(yàn)證及修正

1)洞內(nèi)監(jiān)控量測(cè)和地表沉降位移觀測(cè)見(jiàn)圖1，圖2。

施工過(guò)程分別在洞頂和隧道內(nèi)設(shè)置監(jiān)控量測(cè)觀測(cè)點(diǎn)，并及時(shí)收集觀測(cè)數(shù)據(jù)便于分析隧道沉降量，積極做出應(yīng)對(duì)措施。觀測(cè)斷面和頻率按照Ⅴ級(jí)圍巖進(jìn)行加密。斷面按照每2.5 m設(shè)置一個(gè)。觀測(cè)頻率不少于每天2次，出現(xiàn)異常時(shí)采用24 h不間斷觀測(cè)。

2)試驗(yàn)段觀測(cè)數(shù)據(jù)分析。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段數(shù)據(jù)測(cè)量和分析，形成結(jié)果見(jiàn)圖3。

4　施工參數(shù)確定

根據(jù)最終3個(gè)試驗(yàn)段驗(yàn)證及參數(shù)修正最終選取待確定段參數(shù)，具體試驗(yàn)段驗(yàn)證和修正參數(shù)過(guò)程見(jiàn)表3。

表3　參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

根據(jù)以上試驗(yàn)段參數(shù)驗(yàn)證和修正，發(fā)現(xiàn)按照修正后的參數(shù)在淺埋、偏壓地形和洞頂有房屋的情況滿(mǎn)足沉降要求，保證施工安全。

5　施工過(guò)程問(wèn)題處理

5.1　中管棚外露出地表

施工過(guò)程在即將進(jìn)入可能造成中管棚外露出地表的地段提前

計(jì)算和調(diào)整打設(shè)中管棚仰角。當(dāng)中管棚外漏出地表后，堵塞已打中管棚并封閉地表，重新調(diào)整角度后打設(shè)中管棚或者加密φ42小導(dǎo)管。

5.2　地表出現(xiàn)開(kāi)裂

地表出現(xiàn)開(kāi)裂需立刻停止洞內(nèi)施工，根據(jù)情況分別采用封閉地表和地表打孔注漿的方式封閉和穩(wěn)固洞頂覆土，防止造成洞頂塌方。

5.3　施工過(guò)程局部出現(xiàn)較大沉降

出現(xiàn)較大沉降應(yīng)立刻停止洞內(nèi)施工，并采用橫豎撐對(duì)洞內(nèi)進(jìn)行加固，加大洞內(nèi)和地表觀測(cè)頻率。若數(shù)據(jù)穩(wěn)定，對(duì)地表進(jìn)行打孔注漿、洞內(nèi)中管棚間加打φ42小導(dǎo)管；若數(shù)據(jù)持續(xù)變化較大，立刻對(duì)洞內(nèi)進(jìn)行回填反壓、加強(qiáng)橫豎撐系統(tǒng)，穩(wěn)定后采用大管棚通過(guò)。

6　與常規(guī)下穿方法的對(duì)比

優(yōu)點(diǎn)：

1)常規(guī)下穿居民區(qū)及淺埋一般采用明挖。此種情況下征地緩慢、地形陡峭等原因，工期和經(jīng)濟(jì)上嚴(yán)重加大，因此本方法較常規(guī)明挖在征地上將減少、在征地成本上將較少。

2)常規(guī)采用暗挖情況下一般采用大管棚通過(guò)。大管棚施工周期較長(zhǎng)、對(duì)超級(jí)淺埋地段將會(huì)將大管棚打出地面造成大管棚失效。此方法較常規(guī)大管棚在工期上大大縮短。

缺點(diǎn)：

1)本方法施工過(guò)程安全風(fēng)險(xiǎn)較大，試驗(yàn)參數(shù)選取要準(zhǔn)確。需在相似情況下驗(yàn)證和修正，否則有可能造成較大的安全事故。

2)本方法施工過(guò)程房屋內(nèi)人員需要疏散，實(shí)際操作難度大。房屋開(kāi)裂和下沉造成的損失需要賠償。

7　結(jié)語(yǔ)

根據(jù)通過(guò)初設(shè)暗挖試驗(yàn)段及試驗(yàn)參數(shù)，同時(shí)經(jīng)過(guò)3個(gè)相似地段試驗(yàn)驗(yàn)證并修正。本隧道通過(guò)長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月的施工，安全順利通過(guò)淺埋、洞頂房屋以及緊鄰居民區(qū)等惡劣環(huán)境。本次研究充分說(shuō)明類(lèi)似條件下，采用本施工參數(shù)及施工方法能保證順利安全施工，在施工工期和經(jīng)濟(jì)成本上有較大的優(yōu)勢(shì)。但由于實(shí)際施工過(guò)程中在下穿洞頂房屋荷載情況下，房屋出現(xiàn)不同程度開(kāi)裂和下沉，因此洞頂荷載需在試驗(yàn)中需考慮。

參考文獻(xiàn):

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