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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（華南理工大學土木與交通學院，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并結合小導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)控量測內容，對比分析試驗和計算結果，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、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)隧道洞口地形地質條進行正常的開挖施工。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，進口１０°～由于塌方處離貫通距離很近，經(jīng)過業(yè)主、設計、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、出口小溪水位均低于隧道底標高。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，依次向進方法進行施工。前推進，推進中同步采用４２小導管預注漿加固，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噴射混凝土進行固化，采成了初期支護，并早已停止施工掘進。用自進式１０８管棚對塌方處進行初步固結注漿，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小導管預注漿，長度硬塑粉質粘土、全風化凝灰?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；使全風化凝灰?guī)r軟化崩解，使結構面的抗剪后，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??；施工方為追求進度，一味地開挖上臺階，
6、使具備后續(xù)施工條件時再進行正常開挖施工。具體方案上、下臺階距離過遠，圍巖未得到及時的支護；按第三是：使用三臺階法施工，首先反鏟按照每０．５ｍ的進方監(jiān)控量測計劃，此區(qū)段及附近無監(jiān)測斷面，施工方自尺謹慎自出口側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，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，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，隨著施工進程的推成“護棚”以后，對塌方空腔進行Ｃ４０混凝土回填?；剡M，其值逐漸達到穩(wěn)定；斷面的鋼支撐內力、拱頂壓力填混凝土到達等強期后，進行中、下臺階開挖支護。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，
