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1、第３３卷第３期中外公路２０１３年６月２０８文章編號：１６７１－２５７９（２０１３）０３－０２０８－０３某公路隧道局部塌方段施工數(shù)值模擬分析與監(jiān)控量測黎曉剛，周建春（華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣東廣州５１０６４０）摘要：高速公路隧道施工過程中的局部塌方現(xiàn)象比較普遍，該文提出采用長管棚超前支護(hù)并結(jié)合小導(dǎo)管注漿加固措施處理局部塌方區(qū)，并采用巖土工程有限元法數(shù)值模擬分析通過塌方區(qū)段的施工開挖方案以及現(xiàn)場監(jiān)控量測內(nèi)容，對比分析試驗和計算結(jié)果，驗證了塌方處治效果和后續(xù)施工方案的安全性和有效性。關(guān)鍵詞：隧道施工；局部塌方；監(jiān)
2、控量測；數(shù)值模擬身未按要求開展有效的監(jiān)測，最后導(dǎo)致險情的發(fā)生。１工程概況２隧道塌方區(qū)段搶險處治和監(jiān)控量測廣東省某高速公路隧道為上、下行分離的四車道，采用左右線設(shè)置，左線隧道起訖樁號ＺＫ５４＋９１８～２．１塌方搶險處治方案比選ＺＫ５５＋３７３，全長４５５ｍ；右線隧道起訖樁號ＹＫ５４＋為了控制局部塌方區(qū)段險情的繼續(xù)發(fā)展，必須采９２０～ＹＫ５５＋３５０，全長４３０ｍ。進(jìn)、出口平曲線采用用針對性的工程搶險措施，然后根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)再圓曲線，中間為緩和曲線，根據(jù)隧道洞口地形地質(zhì)條進(jìn)行正常的開挖施工。針對此塌方的具體情況。決
3、定件，隧道進(jìn)口采用削竹式洞門、出口采用端墻式洞門。采用以下兩種方案。隧道沿線地貌單元為構(gòu)造剝蝕丘陵地貌，海拔高度一（１）加固和開挖同步般為９１．２～２１１．２ｍ，相對高差坡度較陡，進(jìn)口１０°～由于塌方處離貫通距離很近，經(jīng)過業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)１５°為主，出口３０°為主。下伏基巖主要為侏亻羅系凝灰理、監(jiān)控及施工五方共同會商，初步?jīng)Q定：１）先對塌方巖，進(jìn)、出口小溪水位均低于隧道底標(biāo)高。因場地條件區(qū)采用Ｃ２０噴射混凝土初步固化，然后開始清理塌方所限，經(jīng)綜合比選，隧道采用自進(jìn)口向出口方向單向掘段上臺階渣體；２）采用三臺階法施工
4、的方法，依次向進(jìn)方法進(jìn)行施工。前推進(jìn)，推進(jìn)中同步采用４２小導(dǎo)管預(yù)注漿加固，直２０１１年１０月６日，隧道左線自樁號ＺＫ５５＋３１９至通過塌方段。至掌子面樁號ＺＫ５５＋３２１．５之間發(fā)生局部塌方現(xiàn)象，（２）加固穩(wěn)定后再開挖經(jīng)現(xiàn)場測量計算，塌方高度為６ｍ。此段隧道已經(jīng)完１）先對塌方區(qū)采用Ｃ２０噴射混凝土進(jìn)行固化，采成了初期支護(hù)，并早已停止施工掘進(jìn)。用自進(jìn)式１０８管棚對塌方處進(jìn)行初步固結(jié)注漿，外經(jīng)分析，造成上述塌方險情的原因是多方面的：塌插角為８°～１０°，管長６ｍ，直接插入隧道進(jìn)口段圍巖方處靠近出洞口，埋深只有２０
5、ｍ左右；塌方處圍巖為里，鋼管緊密布置；然后采用４２小導(dǎo)管預(yù)注漿，長度硬塑粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化凝灰?guī)r，圍巖級別為Ⅴ級，含孔６ｍ，注漿范圍為拱頂１８０°，環(huán)向間距１．０ｍ，梅花形布隙水，巖體強度低，自穩(wěn)能力極差。在持續(xù)幾天暴雨作孔。小導(dǎo)管注漿采用水泥漿液，水泥漿水灰比：１∶１，用下，雨水迅速滲入圍巖，該洞段裂隙水發(fā)育，巖體含注漿壓力：０．５～１．０ＭＰａ；２）在完成塌方處加固處治水量很高；使全風(fēng)化凝灰?guī)r軟化崩解，使結(jié)構(gòu)面的抗剪后，通過現(xiàn)場監(jiān)測量測方法監(jiān)測斷面的變形和受力，待強度減?。皇┕し綖樽非筮M(jìn)度，一味地開挖上臺階，
6、使具備后續(xù)施工條件時再進(jìn)行正常開挖施工。具體方案上、下臺階距離過遠(yuǎn)，圍巖未得到及時的支護(hù)；按第三是：使用三臺階法施工，首先反鏟按照每０．５ｍ的進(jìn)方監(jiān)控量測計劃，此區(qū)段及附近無監(jiān)測斷面，施工方自尺謹(jǐn)慎自出口側(cè)開始清理塌方段上臺階渣體，然后以收稿日期：２０１２－０９－０５作者簡介：黎曉剛，男，碩士研究生．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｘｇ３５０２５０６３４＠１６３．ｃｏｍ２０１３年第３期黎曉剛，等：某公路隧道局部塌方段施工數(shù)值模擬分析與監(jiān)控量測２０９０．５ｍ／榀的間距完成型鋼拱架架設(shè)，型鋼拱架之間采相似，周邊收斂值略小于拱頂下沉變
7、形值，累計拱頂下用鋼筋縱向連接，型鋼拱架上部鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，采用模沉最大值為５．９１８ｍｍ，累計周邊收斂最大值為５．４５４噴法噴射Ｃ２０混凝土封閉型鋼拱架間空隙，依次向前ｍｍ。塌方處開挖施工的初期，拱頂下沉和周邊收斂推進(jìn)，直至通過塌方段。在完成上臺階渣體清理并形迅速增大，但都小于規(guī)范允許值，隨著施工進(jìn)程的推成“護(hù)棚”以后，對塌方空腔進(jìn)行Ｃ４０混凝土回填?；剡M(jìn)，其值逐漸達(dá)到穩(wěn)定；斷面的鋼支撐內(nèi)力、拱頂壓力填混凝土到達(dá)等強期后，進(jìn)行中、下臺階開挖支護(hù)。的變化也都呈現(xiàn)出“急劇增大→緩慢變形→趨于穩(wěn)定”中、下臺階左右兩側(cè)施
8、工錯開１～２ｍ的安全距離，依的變化規(guī)律。說明隧道塌方在處治后，圍巖變形已基次完成開挖、型鋼拱架接腿、錨桿掛網(wǎng)噴混凝土。塌方本穩(wěn)定，塌方處三臺階施工方案是安全有效的。處理完成后，優(yōu)先施工該部位的襯砌混凝土，同時將混凝土標(biāo)號提高至Ｃ４０，以確保后期運行安全。３塌方區(qū)段后續(xù)施工方案計算模擬此次隧道塌方處在淺埋段，加上施工時期正處雨季，開始采用加固和開挖同步方案后，圍巖變形很大，
