大跨度黃土隧道洞口淺埋段支護(hù)效果監(jiān)測(cè)及分析

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1、公路隧道2013年第4期(總第84期)大跨度黃土隧道洞口淺埋段支護(hù)效果監(jiān)測(cè)及分析陳建勛楊海峰夏鵬(1．長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院西安7100642．陜西省交通建設(shè)集團(tuán)公司藍(lán)商分公司藍(lán)田710500)摘要淺埋洞口段往往是大跨度黃土隧道修建過(guò)程中難度最大的地段。本文以雙向6車道分離式大跨度黃土隧道為依托，采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法，對(duì)隧道洞口段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工時(shí)的變形和受力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，研究大跨度黃土隧道洞口淺埋段的支護(hù)效果。研究結(jié)果表明，先行導(dǎo)洞開(kāi)挖對(duì)隧道凈空收斂和拱頂沉降的影響最大，后行導(dǎo)洞次之，主導(dǎo)洞最小，導(dǎo)洞開(kāi)挖是雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工的關(guān)鍵控制性工序；在初期支護(hù)的體系中，型鋼鋼架受力較大

2、，是最主要的承載結(jié)構(gòu)；施作在導(dǎo)洞中的邊墻錨桿和鎖腳錨桿受力不大，建議在鋼架支護(hù)條件下可以取消導(dǎo)洞中的錨桿；支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和受力均在允許范圍之內(nèi)，表明在大跨度黃土隧道V級(jí)圍巖洞口淺埋段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工是正確、合理的。關(guān)鍵詞隧道工程大跨度黃土洞口淺埋段雙側(cè)壁導(dǎo)坑法造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。與之相1引言比，單洞3車道黃土公路隧道開(kāi)挖跨度更大、扁平率目前，中國(guó)及國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家都特別重視大更小，其建設(shè)難度不言而喻。而大跨度黃土隧道洞跨度高速公路隧道的建設(shè)。北歐的瑞典、挪威、奧口段埋深淺，多為新黃土，往往是隧道修建過(guò)程中地利，亞洲的韓國(guó)、日本等國(guó)家先后建設(shè)了一批大難

3、度最大的地段。因此，有必要對(duì)大跨度黃土隧道跨度的隧道，并正朝著大跨度扁平趨勢(shì)發(fā)展_1]。洞口淺埋段支護(hù)效果進(jìn)行研究。日本是最早修建大跨度公路隧道的國(guó)家，19902工程概況年代初以第二東名一名神高速公路為依托，就開(kāi)始對(duì)大跨隧道修建中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究；韓國(guó)墩梁隧道單洞開(kāi)挖跨度為17．3m，開(kāi)挖高度為1992年通過(guò)對(duì)分離式雙洞8車道清溪隧道的建設(shè)，12．2m，開(kāi)挖面積為170m，是全國(guó)首座雙向6車開(kāi)始了大跨度公路隧道的研究，目前在大跨度隧道道分離式大跨度黃土隧道。隧道屬于陜西省神木的設(shè)計(jì)和施工方面已經(jīng)走在了世界的前列l(wèi)4]。至府谷高速公路項(xiàng)目，左線全長(zhǎng)1328m，其中明

4、洞中國(guó)在2O世紀(jì)90年代也修建了少量大跨度公長(zhǎng)度18m；右線全長(zhǎng)1415rn，其中明洞長(zhǎng)度13m。路隧道，如滬寧高速公路的南京市中山門隧道(凈左線淺埋段為212m，深埋段長(zhǎng)度1098m；右線淺寬12．5m，埋深10．5II1左右)、京珠高速公路廣東埋段長(zhǎng)度為294m，深埋段長(zhǎng)度為1108m。隧道內(nèi)省的大寶山隧道(最大開(kāi)挖寬度為16．5m)、廣東省襯砌輪廓線寬15．02rn，高8．30m，按新奧法施工廣州市環(huán)城高速公路的白云山隧道(凈寬31．5rn，設(shè)計(jì)，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)速80km／h，建為6車道雙聯(lián)拱隧道，埋深小于4m)等[5]。這些隧筑限界凈寬14．25m，

5、凈高5．2m。隧道所處地段地道的成功修建也將我國(guó)隧道施工技術(shù)上升到了一形變化復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，主要穿越V級(jí)黃土圍個(gè)新臺(tái)階。21世紀(jì)以來(lái)，隨著交通量的大幅增長(zhǎng)，巖，特殊巖土主要為濕陷性黃土。中國(guó)修建的大跨度隧道逐漸增多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，根據(jù)墩梁隧道的地質(zhì)條件和工程條件，選擇在國(guó)內(nèi)外修建的大跨度公路隧道均在石質(zhì)圍巖中，對(duì)洞口淺埋段進(jìn)行圍巖穩(wěn)定性及支護(hù)效果的監(jiān)測(cè)。于大跨度黃土隧道修建可借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多。共埋設(shè)了4個(gè)變形監(jiān)測(cè)斷面和1個(gè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)斷面。目前，建成通車的鄭州至西安鐵路客運(yùn)專線有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有凈空收斂、拱部下沉、圍巖壓力、噴射混黃土隧道36座，其V級(jí)圍巖開(kāi)挖斷面跨度為15．4

6、6凝土應(yīng)力、型鋼拱架應(yīng)力、縱向連接筋應(yīng)力以及錨m，高度為l1．36m，扁平率為0．73，開(kāi)挖面積為】64桿軸力等[，變形和元件布置如圖1和圖2所示。m，在施工過(guò)程中也曾出現(xiàn)地表開(kāi)裂、沉降變形、邊該隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，具體施工步驟如圖坡滑塌、塌方等現(xiàn)象。開(kāi)工初期，施工進(jìn)度極其緩慢，3所示。量測(cè)時(shí)間從2009年9月一2Ol0年2月?！?3·公路隧道2013年第4期(總第84期)凈空收斂監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，典型斷面RK27+096．8凈空收斂時(shí)態(tài)曲線如圖4所示。表1凈空收斂量測(cè)結(jié)果位測(cè)試斷面最大收斂最終收斂最終速率置值／ram值／mm／(mill·d一)RK27+096．8

7、51．036．6O．5右RK27+089657．434．60．0導(dǎo)．洞RK27+083．659．832．6—0．4∞O∞ORK27+076．353．624．4—0．3圖1變形監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置RK27+096．835．228．40．5左RK27+089導(dǎo)．639．624．6一O．4洞RK27+083．644．425．60．3RK27+076．348．423．2一O．5RK27+096．8—5．2—5．2～O．2主RK27+089．6—3．8—2．80．2導(dǎo)洞RK27+083．6—3．8—3．O一0．2RK27+076．31．21．20．5由表1