淺埋偏壓隧道施工技術(shù)

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1、淺埋偏壓隧道施工技術(shù)高新強(qiáng)副教授博士（13623217818）石家莊鐵道大學(xué)2011年1月1隧道設(shè)計(jì)與施工的重要理念“愛護(hù)圍巖”“內(nèi)實(shí)外美”“重視環(huán)境”“動(dòng)態(tài)施工”2一、淺埋偏壓隧道定義二、淺埋偏壓隧道施工三、淺埋偏壓隧道施工實(shí)例1四、淺埋偏壓隧道施工實(shí)例2主要內(nèi)容3（1）什么樣的埋深為淺埋呢？一般情況下應(yīng)以隧道頂部覆蓋層能否形成“自然拱”為原則，但要確定出界限是困難的，因?yàn)樗c許多因素有關(guān)，因此只能按經(jīng)驗(yàn)作出概略的估算。深、淺埋隧道分界深度至少應(yīng)大于坍方的平均高度且有一定余量。一、淺埋偏壓隧道的定義深、淺埋隧道的判定原則式中——深淺埋隧道分界的深度；——等效荷載

2、高度值，即坍落拱高度。淺埋偏壓隧道施工技術(shù)4式中hq——等效荷載高度值（m)；S——圍巖級別，如Ⅲ級圍巖S=3；——圍巖的容重(kN/m3)；——寬度影響系數(shù)，＝；B——隧道寬度，以m計(jì)；i——B每增加1m時(shí)，圍巖壓力的增減率(以B＝5m為基準(zhǔn))，當(dāng)B＜5m時(shí)取i=0.2，B＞5m時(shí)，取i＝0.1。且要結(jié)合地質(zhì)條件、施工方法等因素綜合判斷。在礦山法施工的條件下，Ⅳ~Ⅵ級圍巖Ⅰ~Ⅲ級圍巖一、淺埋偏壓隧道的定義淺埋偏壓隧道施工技術(shù)5隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的圍巖壓力相差較大或不對稱荷載作用的隧道。公路隧道斷面一般呈馬蹄形，由于地形不對稱、地質(zhì)巖層、施工等因素，造成隧道結(jié)構(gòu)兩面

3、荷載不對稱，就形成了偏壓?？傮w上講，產(chǎn)生“偏壓”主要有兩種原因：由于地形條件(主要指隧道結(jié)構(gòu)左右兩側(cè)覆土高度、圍巖級別、結(jié)構(gòu)周圍相關(guān)建筑物以及不良地質(zhì)等)不同產(chǎn)生的“地形偏壓”和由于施工方法和施工順序不同產(chǎn)生的“施工偏壓”。一、淺埋偏壓隧道的定義（2）什么樣的隧道為偏壓呢？淺埋偏壓隧道施工技術(shù)6根據(jù)對偏壓隧道的調(diào)查，大多數(shù)偏壓隧道處于洞口段，屬于地形淺埋偏壓；在洞身段，偏壓較少，且多屬于地質(zhì)構(gòu)造偏壓。由于淺埋偏壓隧道多屬于破碎、松散類圍巖。《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10003-2005）給出了偏壓隧道外側(cè)拱肩山體最大覆蓋厚度表（表4.1.5-1），并規(guī)定了當(dāng)?shù)孛鎯A

4、斜時(shí)，Ⅳ、Ⅴ級圍巖的單線隧道及Ⅲ～Ⅴ級圍巖的雙線隧道外側(cè)拱肩至地面的垂直距離等于或小于該表所列數(shù)值時(shí)，應(yīng)按偏壓隧道設(shè)計(jì)。多車道公路隧道，其跨度往往大于鐵路隧道，《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD70-2004)規(guī)定隧道可能產(chǎn)生偏壓時(shí)，應(yīng)根據(jù)偏壓狀態(tài)和程度采取相應(yīng)的治理措施。規(guī)范僅給出了偏壓隧道襯砌荷載的計(jì)算方法，但沒有指出何種情況下按偏壓隧道襯砌荷載計(jì)算，即沒給出地形偏壓臨界覆土厚度（偏壓隧道外側(cè)拱肩山體最大覆蓋厚度）。《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTGD70-2010）給出了需按淺埋偏壓隧道設(shè)計(jì)的拱肩覆蓋層厚度限值。一、淺埋偏壓隧道的定義淺埋偏壓隧道施工技術(shù)7一、淺埋偏壓

5、隧道的定義淺埋偏壓隧道施工技術(shù)8一、淺埋偏壓隧道的定義圍巖級別地面橫坡坡率1:0.751:11:1.251:1.51:2Ⅲ2020151510Ⅳ石——25252015Ⅳ土————302520Ⅴ————453530表13.4.8-2需按淺埋偏壓隧道設(shè)計(jì)的拱肩覆蓋層厚度限值(m)淺埋偏壓隧道施工技術(shù)9一、淺埋偏壓隧道的定義圍巖級別地面橫坡坡率1:0.751:11:1.251:1.51:2Ⅲ55443Ⅳ石——9876Ⅳ土————1098Ⅴ————151210表13.4.8-3需對地層進(jìn)行加固處理的偏壓隧道拱頂以上地層厚度限值（m)淺埋偏壓隧道施工技術(shù)10淺埋偏壓隧道施工

6、技術(shù)淺埋偏壓隧道施工常用的處理方法二圍巖條件和地層偏壓作用是隧道變形、坍塌的主要原因，因此隧道處于嚴(yán)重偏壓狀態(tài)時(shí)，應(yīng)采取措施避免隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生病害、失穩(wěn)。施工期間的病害主要是偏壓一側(cè)壓力大，容易產(chǎn)生大變形，圍巖不穩(wěn)定容易塌方，噴混凝土?xí)a(chǎn)生開裂、掉快、嚴(yán)重的發(fā)生坍塌。運(yùn)營階段，由于受偏壓荷載的影響，隧道結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生開裂、滲漏等病害。11淺埋偏壓隧道施工技術(shù)淺埋偏壓隧道施工常用的處理方法二（一）常用的洞外處理措施對于淺埋偏壓隧道，目前國內(nèi)外對偏壓邊坡加固處理的方法較多，常見處理措施：削坡排水法、地下水?dāng)r截與疏通、回填反壓法、地表注漿法、設(shè)置抗滑樁(隧道前部和后部)、預(yù)

7、應(yīng)力錨桿和混凝土擋墻等。我國公路規(guī)范《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》也提出了地表砂漿錨桿、地表注漿加固和墻式遮擋法等地層加固措施。但是各種方法之間經(jīng)濟(jì)效益差別顯著，取何種方法應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定。12淺埋偏壓隧道施工技術(shù)淺埋偏壓隧道施工常用的處理方法二（一）常用的洞外處理措施(1)削坡排水法該方法是最為直接的治理方法之一。通過消弱偏壓邊坡以減輕下滑力，從而降低邊坡偏壓對隧道穩(wěn)定性的影響。但是該方法的治理效果與開挖范圍密切相關(guān)。倘若開挖范圍小，則一方面無法起到很好的治理效果，另一方面則可能引起新一輪邊坡滑移的隱患；倘若開挖范圍過大，則不但增加了工程造價(jià)，而且大大影響了周圍環(huán)境

8、。此外，邊