大跨度小间距千枚岩隧道施工工艺

大跨度小间距千枚岩隧道施工工艺浅谈

摘要：通过对香溪洞千枚岩隧道施工过程中出现滑塌、侵限等病害的分析、处理，探讨大跨度小间距千枚岩隧道施工应注意的问题。关键词：大跨度小间距千枚岩隧道施工工艺浅谈

1 工程概况

香溪隧道位于陕鄂界十（堰）至天（水）高速公路安康东段，安康市汉滨区香溪洞风景区，隧道区属微丘地貌，地形起伏较大。隧道范围内中线高程310m～350m，最大高差约40m。山体自然坡度20°～35°，植被较发育。进、出口均位于陡斜坡，山坡处于基本稳定状态。两端洞口处均发育有一条冲沟。

隧道左线位于线路直线段，纵坡为-2.3%。隧道左右线进口间距22m，出口左右线间距65m，隧道最大开挖断面163m2。隧道起止里程为zk117+484～zk117+673，全长189m，为三车道大跨度千枚岩隧道。隧道地表为回民墓葬区，墓葬众多，并在zk117+645处穿越香溪洞旅游专用公路，隧道埋深仅为10m。

地质情况复杂，围岩较差，主要为v级强风化千枚岩，支护形式为v浅埋（加管棚）30m、vx浅埋加双层小导管40m、v浅埋加双层小导管56m、v浅埋30m管棚、8m回填暗挖，隧道左线出口段埋深为1～23m，最大埋深40m。明暗洞交界里程分别为zk117+499、

zk117+663。隧道断面图如下：

2 地质特性

香溪隧道隧址区属第四系覆盖层薄，大部分路段基岩裸露，出露

岩层为志留系梅子垭组（s1m）千枚岩，岩体呈褐黄色、灰绿色，强风化，变余泥质结构，千枚状构造，受断裂带构造影响，节理裂隙发育，岩芯多呈碎屑状和碎块状，岩质软，岩体极破碎，局部炭质含量较高，片理发育，片理面手感光滑，有丝绢光泽，岩质较软，岩体极破碎，自稳能力差，开挖时拱部易坍塌，侧壁易失稳，该层揭露厚度为34.8m～43.8m。

十堰端洞口段岩层产状为148°∠33°，节理j1：160°∠65°；节理j1密度5-7条/m；节理水平延伸一般小于1.5m，竖向切深约1.0m，微张至闭合状，裂隙为方解石脉、泥质充填。相对应的岩石完整性系数kv=0.63。

天水端洞口段岩层产状为332°∠40°，节理j2：61°∠75°；节理j3：186°∠74°。节理j2密度5-7条/m；节理j3密度4-6条/m；节理水平延伸一般小于1.0m，竖向切深约1.0m，微张至闭合状，裂隙为方解石脉、泥质充填，相对应的岩石完整性系数

kv=0.49。

隧址区有区域性大断裂——月河断裂通过，断裂破碎带宽度约

85m～115m，断裂走向约274°，倾向约4°，倾角50°∠70°。隧道左线、右线均位于断裂破碎带中。地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.40s，对应的地震基本烈度为ⅶ度。

香溪隧道v级围岩为泥质结构强风化千枚岩，围岩深灰色，千枚状构造，千枚岩遇水后软化为粉末状，泥化呈淤泥状。

3 水文地质条件

隧址区地下水主要为基岩中的风化裂隙水。千枚岩岩体节理裂隙发育，深部节理多呈闭合状，联通性较差，多充填泥质，赋水条件较差；浅部强风化岩风化裂隙发育，岩体破碎，含少量裂隙水，主要靠大气降水补给，冲沟等低洼部位以地下径流形式排泄，流量随季节性变化明显，雨季流量大，暴雨时易发山洪，旱季流量小。围岩中水主要为风化裂隙水，集中降雨状态下洞室内呈淋雨状或线状出水。

4 地质病害及处理措施

4.1 边坡滑塌

香溪隧道左线出口右侧位于地表冲沟一侧，地表为香溪旅游公路修建时的坡积松散土，埋深1m～5m，左侧埋深24m，形成严重偏压，原设计zk117+673-zk117+663采用m偏压型明洞衬砌形式（明挖法）进洞，边仰坡开挖过程中出现多次滑塌，进洞异常艰难，且进洞方向右侧临时边坡高达16多米，植被破坏严重。

原因分析：

①隧道出口埋深较浅，处于严重偏压地段，开挖坡脚后边坡松散堆积体难以自稳形成滑塌。

②隧道出口位于地表冲沟一侧，常年饱水丰富，极不稳定。

处理方案：

①在进洞方向左侧设置偏压挡墙（zk117+673-zk117

+655）。

②延长护拱（zk117+673-zk117+655），施作大管棚后进洞。

③进洞方向右侧护拱拱脚预设锚管（5米φ50×5锁脚钢管4根/榀），以加强护拱与山体连接。

zk117+673～+615埋深最低为1.5m，右侧为冲沟，左侧存在严重偏压，故将原来套拱变更为偏压套拱，在出洞方向左侧拱脚预设钢管（5mφ50*5锁脚4根/榀）以加强与山体的连接，原管棚长度增加至58m。

④zk117+673-zk117+615衬砌具体为：

a zk117+673-zk117+615超前支护采用管棚（φ108×6），共51根。

b zk117+673-zk117+615采用ⅴx浅埋型复合式衬砌形式，采用φ50×5小导管，l=400cm，间距30cm加强超前支护。

c套拱部分：c25喷射混凝土60cm、i20b型钢支撑60cm/榀、φ8钢筋网20×20cm（双层）、φ127×4导向管51@40cm。

原设计明洞段zk117+673～+655，由于护拱左侧基础承载力小于设计350kpa，不能满足施工要求故套拱左侧基础加深120cm、厚度由原来100cm变为220cm，确保套拱施做及安全。

变更方案：经研究在原有基础将zk117+655～+640

段共15m，每榀拱架拱腰两侧增设4根注浆小导管，导洞掌子面临时支撑在原设计基础上增加一榀。

4.2 收敛变形较大

套拱施做完成后开始暗洞掘进，由于香溪隧道为强风化千枚岩大三车道大断面隧道，洞顶为坡积土，洞顶为公墓区，山顶有较多洞

穴，开挖后容易失稳、坍塌、掌子面出现滑落，在这种不良地质环境下隧道施工坚持“先预报、管超前、短进尺、早封闭、勤量测”的原则，采用双侧壁导坑法施工（施工参数如图一）。

自进入暗洞开挖后，隧道频繁出现围岩变形，初期支护开裂，拱顶下沉等现象。当开挖至zk117+600处时，隧道顶部位于香溪洞旅游公路，公路出现开裂和下沉现象，洞顶地表出现大量长度2～7m 不等宽度2～13mm的裂缝。经设计单位现场查看后，确定将

zk117+673～+655段原有衬砌形式变为vx浅埋复合式衬砌，并每榀拱架拱腰打设5根φ50*5长5m间距为50cm的注浆小导管，同时在原预留变形量基础上增加10cm（原设计预留沉降量15cm）。在采取以上加固措施后，隧道内初期支护喷射砼仍出现裂缝、掉块、拱架变形等现象。

尤其是导洞施工至zk117+555处时，主洞掌子面位于zk117+560，邻近几日降雨，导洞、主洞掌子面均出现渗水，已经施工段落初期支护出现不同程度的变形加剧，初期支护出现开裂，拱架下沉严重，为保证施工安全，停止掌子面掘进，对已经掘进zk117+555的段落进行临时支撑，但导洞掌子面增加的临时支撑严重变形失稳，经观测下沉近45cm，现场又临时增加φ108×6mm无缝钢管支撑，也同样出现下沉，钢管变形弯曲。

在雨水过后，zk117+620-555仍有不同程度的下沉变形，其中

zk117+607.5～+565变形更为严重，最大侵限为49.9cm，严重影响二衬厚度。