隧道洞口浅埋段处治方案探讨及设计
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施工。
通过采用增设护拱对浅埋段 隧道局部露顶进行加固 ， 起到了 “ 承载 拱”的作用 ，地面沉降处于稳定状态 ，为隧道明洞安全施工发挥了良好 的作用。通过增设 护拱 、地表注浆加 固，改善围岩பைடு நூலகம்（ 土体 ） 的物理力学 性能 ， 缩小开挖变形产生的松弛区范围 ，有效 的提高了土体的 自 稳时间 和承载能力 ， 取得了理想的技术 、经济效益。
２ ０～２ ｅ ５ ｍ。
表注浆 回填的方案 ； Ｉ 方案 ， Ｉ Ｉ 在原有设计基础上 ，对浅埋段仍采取碾压回填施工 ， 优化 局 部 支护 设计 。 对于Ｉ 方案 ，实例隧道洞 口两侧 山体 陡峭 ，若采用 明洞施工 ，挖方 量加大 ，边坡支护工程量巨大 ， 且存在施工期 间安全隐患较多 ， 故不采 纳。下面着重对Ｉ、Ｉ 两方案进行必选。 Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ） 方案 ，护拱方案。对拱顶覆盖层小于ｌ （ Ⅱ ｍ 含露顶 ）浅埋段设置 护拱 ；对其他浅埋段仍按原设计图纸执行。 具体设计要求为 ： ２混凝土护拱厚度８ｃ （ Ｃ５ ０ｍ 含初期支护钢支架 ）， 内设 双层 中２ 钢筋 网 ，间距 ＠ ０ ２ ｃ ２ ２ × ０ ｍ；护拱两侧设横 向宽 度不小 于 １ ｍ的拱脚扩基 ，基础要求落在弱风化层上 ，同时设置４ ． ０ 根锁脚锚杆 ， Ｌ３ ｍ ＝ ． 。待护拱混凝土强度达到要求后 ， ５ 再对开挖范围进行 回 填土反压坡 脚 ，回填土质量要求按原ｉ 汁考虑。设计临时开挖边坡按ｌ ． 殳 ： 考虑 。 ０ ２ ２ Ｉ方案 ，回填方案。直接对该浅埋段采用水泥改良土进行夯实回 ）Ｉ Ｉ 填， 保证拱顶覆盖层厚度不小于６ ，同时加强该段的超前支护。具体要 ｍ 求 如下 ： ① 回填采用水泥改 良土进行夯实回填 ，水泥土配合 比采用１ ２ ： ： —１ ５ １ １ （ 质量 比 ），水 泥一般采用４ ５ ２ 号普通硅酸盐水泥 ，土料 可就地取材 ， 但不得使用淤泥 、耕土 、冻土、新黄土、膨胀土及有机物含量超过５ ％以 上的土 ，土料 过２ ５ ５Ｘ２ ｍｍ筛。水泥土要拌和均匀 ，并使水泥土基本接 近最佳含水量。回填时左右两侧对称分层进行 ，采用压路机进行碾压 ， 两侧高差不应大于３ｅ ，分层厚度２ ～ ０ｍ， ０ｒ ａ ０ ３ ｅ 要求压实度不小于９％， ０ 按路基施工标准进行验收。② 回填过程 中应做好临时排水沟 ， 排水沟要 做 防冲刷措施 。回填完毕后表面喷射一层１ｅ 厚的混凝土 ，防止雨水冲 ０ｍ 刷 。③对该段的初期支护参数进行调整 ， 具体为工字钢钢架 由Ｉ０改为 ２ａ １ｂ ２ ，型钢钢架间距 ￣６ｅ 调整为５ｃ ，每间隔三榀一环 ， ０ １ ｍ ０ ０ｍ 采用洞内注 浆 。④方案 比 。Ｉ 选 Ｉ 方案 ， 隧道裸露段采用护拱进行施工 ，通过局部 对
工程科学
２幸 霸 科０ ９ ０年 １臻 技第期
隧道洞 口浅埋段处治 方案探讨及设 计
杨俊宁 ，俞 娟 肖国光 ，
（． １江西省交通设计院 ，江西南 昌 ３ ０ ０ ；２路桥华南 工程有限公司 ，广东 中山 ５ ８ ０ ３０２ ． ２ ４ ３）
摘 要 随着 我国交通建设 的迅猛发展 ，关 于隧道浅埋段 的设计 方案及施工 工艺均 比较成 熟。为消 除一座实例隧道 洞 口浅埋段局部露 顶带来 的安全 、质量 隐患 ，综合各种处 治方案的优劣 ，对隧道洞 口浅埋段 （ 局部露顶 ）处治方案进 行探讨及设计 。 关麓 词 隧道 ；浅埋 中圈分 类 号 Ｕ ５ 文 献标 识码 Ａ 文章 编 号 １７— ６１￣ｍ０ ５—０ ０Ｏ ４９ ６ ３９７一 ） １０４一 ｌ ０
２ 隧 道浅埋 段设 计 方案及处 治措 施
实例隧道在施工测量发现Ｋ ６ ＋３ ４９ ６８～Ｋ ６ ＋ ５ 隧道浅埋段地形较设 ４９６３ 计采用数据有较大差异 ，局部隧道有露顶现象 。隧道在该段采用ｃ 法施 Ｄ 工开挖 ，衬砌类 型为ｖ 级加强 ，采用小导管进行超前支护 。原设计对 隧 道Ｋ ６＋ ３ ４ ９６ ８～Ｋ ６ ＋ ５浅埋段采用地表注浆和反压 回填对洞顶土层进行 ４９６３ 加 固。具体要求如下 ： １ 地表注浆加固范围：隧道中线两侧各 １ｍ（ ） ７ 横断面方 向开挖轮廓 以外４ 范围内的土体 ；地表注浆应在原状地面清理表层耕植土、松散 ｍ） 土后实施。 ２）地表注浆采用ｑ４ ．ｍ钢花管 ，间距 １ ｍ ｂ ２Ｘ３ ５ ｌ 梅花型布置 ：在隧 Ｘ 道轮廓线两侧以进入弱风化砂岩 １ ｍ ． 或打入隧道底两项综合控制 ；隧道 ０ 轮廓线以内打入开挖轮廓线 内２ ｍ。钢花管尾端与钢筋网焊接 。 ． ０ ３） 地表注浆采用水泥浆液 ，浆液分稀浆 （ 水灰 ｌｌ ．）、浓浆 （ Ｊ ：１ ￣１ 水 灰 比小 于 １ 两 种 。注 浆 压力 ０５～１ ５ ａ ： １） ． ． Ｍｐ ，基 岩 压 力 注浆 段 每 段 先期 ２ 采用稀浆 ，后期采用浓浆 。即开始采用稀浆灌注，防止细裂缝被浓浆堵 塞 ，然后根据具体情况逐步提高灌浆压力和浆液浓度 ，灌浆结束前 ，用 最大灌浆压力闭浆３ ～ ０ ｉ，以排除灌入裂隙中的浆液 的多余水分。水 ０ ６ｍ ／ １ 灰 比及注浆压力等注浆技术参数应根据有关规范 、规定及细则的要求选 取 ，并通过现场试 验、现场注浆效果进行调整 。在注浆完毕后在表层喷 射３ｃ ０ｍ厚的Ｃ ５ ２混凝土，同时内设双层 中１钢筋网，连成一整体。 ４ ４）反压 回填应在注浆之后 进行 ，回填 土采用好 的粘土 ，掺人 １ ％ ０ 的水泥，回填后采用压路机压实。回填范围填土至标高 １Ｏ ｌｍ，保证洞顶 有 不小 于 ５ ｍ的覆 土 。 ５ 完成地 表加固施工后 ，才能进行此段洞身开挖 ，洞 内开挖结合 ） 超前小导管对上部围岩进行加固 ，必要时可调整超前小导管环 向间距至
３ 浅埋段 隧道 局部露 顶 的处理 方案 比选
根据现场施工开挖后 的现场情况 ，拟采用以下三种方法进行方案比 选：
参 考 文献 ［］ １曾超， 建斌 ． 门翔 安（ 底） 张 厦 海 隧道 土建工 程简介 ［ 】 Ｃ． 海底 与水下 隧道 国际学
术交 流会， 北京 ： 交通大 学． 北京
延 长 了部分 施 工 工期 。 为了加快施工工期 ，保证隧道工程结构安全的情况下 ，针对浅埋段
局部露顶的位置处增设护拱进行加固。 目 ，隧道已如期贯通 ，观测无 前
任 何 异常 。
４ 结 束语 、
６ ）洞内开挖施工 以 “ 管超前、短进尺、弱爆破 、强支护 、勤量测” 为原则， 加强地质超前预报工作 ，加强地表下降、 拱顶下沉 、围岩收敛等 量测工作 ， 发现异常情况出现时 ， 及时研究并采取相应对策措施。 综合整体设计 ，通过地表注浆加固开挖基岩岩体，碾压 回填解决 山 体偏压影响，超前小导管进行支护等措施 ， 以有效地保证该段 隧道的 可
Ｉ ， 方案 在浅埋偏压段开挖路堑施作明洞 的方案 ； Ｉ Ｉ 方案 ， 隧道局部露顶段采用明挖护拱 ， 对 对其他浅埋段仍采用地
［］ ２张虎． 注浆在隧道 工程 中的应用． ， ０ ，： ４ ２９ 地表 公路 ２ ６３ ０— ０． ０ ２
明挖提前先施作洞身上半部分断面初期支护 ， 在洞身开挖 时起到超前预 支护 ， 对浅埋层起到一种超前加固支护作用。相对于原设计方案减少 了 回填工作量和局部注浆量 ，增加 了部分明挖量，可缩短部分施工工期 。 Ｉ方案 ， Ｉ Ｉ 对隧道浅埋段采用碾压回填再进行暗挖施工 ，延续原设计 思路 ，从施 方 和设备上未做较大修改 ， 式 便于按原有关施工组织设计 进行施工 。通过反压 回填 ，减少 了土体偏压 ，对于结构安全有保 障， 但
１ 工 程概况 竹 山下隧道 （ 以下称 为 “ 例隧道 ” ）为 国网济广 高速 江西鹰 实 瑞高速 中一 座连拱隧道 ，全长３ ０ ３ ｍ，坡度 比一 ．６ ２２ ％。浅埋 段桩号 为 Ｋ ６＋３ ４ ９ ６ ８～Ｋ ６ ＋ ５ 进洞 口 ），隧道区处于剥蚀低 山丘陵地 区，山 ４ ９ ６ ３（ 体连绵起 伏 ，山体植被发育 ，路线斜穿 主体 山脉 ，微 地貌发育 。隧道 进 洞 Ｉ前为一较开阔的 “ Ｓ ｌ 喇嘛 Ｅ型 ”洼地 ，洼地 多为农 田，由于山涧 Ｉ 岩体裂 隙水渗流 ，地表形成沼泽地 ，植被茂盛 。洞 口右侧发育一条 冲 沟，常年流水 ，冲沟横穿隧道洞 １ ，上部山体有滑坡 的可能性 ，在施工 ２ １ 中注意防患。区内发育有 １ 条断层破碎带 ，受其影 响，在 区内基岩构造 裂 隙较发育 ，且 切割岩体较深。该路段设计采用 隧道方式通 过 ，其 中 Ｋ ６＋３ ～ ４９６３ ４ ９ ６ ８ Ｋ ６ ＋ ５ 段为隧道浅埋段 ， 采用地表注浆＋ 反压回填 。该路 段若采用路基方案 ，需要大开挖断面 ， 会产生５ ６ ～ 级边坡 ， 支护工程量 巨大，且对山体破坏严重 ，不易满足工程安全及环评水保 的要求 。
通过采用增设护拱对浅埋段 隧道局部露顶进行加固 ， 起到了 “ 承载 拱”的作用 ，地面沉降处于稳定状态 ，为隧道明洞安全施工发挥了良好 的作用。通过增设 护拱 、地表注浆加 固，改善围岩பைடு நூலகம்（ 土体 ） 的物理力学 性能 ， 缩小开挖变形产生的松弛区范围 ，有效 的提高了土体的 自 稳时间 和承载能力 ， 取得了理想的技术 、经济效益。
２ ０～２ ｅ ５ ｍ。
表注浆 回填的方案 ； Ｉ 方案 ， Ｉ Ｉ 在原有设计基础上 ，对浅埋段仍采取碾压回填施工 ， 优化 局 部 支护 设计 。 对于Ｉ 方案 ，实例隧道洞 口两侧 山体 陡峭 ，若采用 明洞施工 ，挖方 量加大 ，边坡支护工程量巨大 ， 且存在施工期 间安全隐患较多 ， 故不采 纳。下面着重对Ｉ、Ｉ 两方案进行必选。 Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ） 方案 ，护拱方案。对拱顶覆盖层小于ｌ （ Ⅱ ｍ 含露顶 ）浅埋段设置 护拱 ；对其他浅埋段仍按原设计图纸执行。 具体设计要求为 ： ２混凝土护拱厚度８ｃ （ Ｃ５ ０ｍ 含初期支护钢支架 ）， 内设 双层 中２ 钢筋 网 ，间距 ＠ ０ ２ ｃ ２ ２ × ０ ｍ；护拱两侧设横 向宽 度不小 于 １ ｍ的拱脚扩基 ，基础要求落在弱风化层上 ，同时设置４ ． ０ 根锁脚锚杆 ， Ｌ３ ｍ ＝ ． 。待护拱混凝土强度达到要求后 ， ５ 再对开挖范围进行 回 填土反压坡 脚 ，回填土质量要求按原ｉ 汁考虑。设计临时开挖边坡按ｌ ． 殳 ： 考虑 。 ０ ２ ２ Ｉ方案 ，回填方案。直接对该浅埋段采用水泥改良土进行夯实回 ）Ｉ Ｉ 填， 保证拱顶覆盖层厚度不小于６ ，同时加强该段的超前支护。具体要 ｍ 求 如下 ： ① 回填采用水泥改 良土进行夯实回填 ，水泥土配合 比采用１ ２ ： ： —１ ５ １ １ （ 质量 比 ），水 泥一般采用４ ５ ２ 号普通硅酸盐水泥 ，土料 可就地取材 ， 但不得使用淤泥 、耕土 、冻土、新黄土、膨胀土及有机物含量超过５ ％以 上的土 ，土料 过２ ５ ５Ｘ２ ｍｍ筛。水泥土要拌和均匀 ，并使水泥土基本接 近最佳含水量。回填时左右两侧对称分层进行 ，采用压路机进行碾压 ， 两侧高差不应大于３ｅ ，分层厚度２ ～ ０ｍ， ０ｒ ａ ０ ３ ｅ 要求压实度不小于９％， ０ 按路基施工标准进行验收。② 回填过程 中应做好临时排水沟 ， 排水沟要 做 防冲刷措施 。回填完毕后表面喷射一层１ｅ 厚的混凝土 ，防止雨水冲 ０ｍ 刷 。③对该段的初期支护参数进行调整 ， 具体为工字钢钢架 由Ｉ０改为 ２ａ １ｂ ２ ，型钢钢架间距 ￣６ｅ 调整为５ｃ ，每间隔三榀一环 ， ０ １ ｍ ０ ０ｍ 采用洞内注 浆 。④方案 比 。Ｉ 选 Ｉ 方案 ， 隧道裸露段采用护拱进行施工 ，通过局部 对
工程科学
２幸 霸 科０ ９ ０年 １臻 技第期
隧道洞 口浅埋段处治 方案探讨及设 计
杨俊宁 ，俞 娟 肖国光 ，
（． １江西省交通设计院 ，江西南 昌 ３ ０ ０ ；２路桥华南 工程有限公司 ，广东 中山 ５ ８ ０ ３０２ ． ２ ４ ３）
摘 要 随着 我国交通建设 的迅猛发展 ，关 于隧道浅埋段 的设计 方案及施工 工艺均 比较成 熟。为消 除一座实例隧道 洞 口浅埋段局部露 顶带来 的安全 、质量 隐患 ，综合各种处 治方案的优劣 ，对隧道洞 口浅埋段 （ 局部露顶 ）处治方案进 行探讨及设计 。 关麓 词 隧道 ；浅埋 中圈分 类 号 Ｕ ５ 文 献标 识码 Ａ 文章 编 号 １７— ６１￣ｍ０ ５—０ ０Ｏ ４９ ６ ３９７一 ） １０４一 ｌ ０
２ 隧 道浅埋 段设 计 方案及处 治措 施
实例隧道在施工测量发现Ｋ ６ ＋３ ４９ ６８～Ｋ ６ ＋ ５ 隧道浅埋段地形较设 ４９６３ 计采用数据有较大差异 ，局部隧道有露顶现象 。隧道在该段采用ｃ 法施 Ｄ 工开挖 ，衬砌类 型为ｖ 级加强 ，采用小导管进行超前支护 。原设计对 隧 道Ｋ ６＋ ３ ４ ９６ ８～Ｋ ６ ＋ ５浅埋段采用地表注浆和反压 回填对洞顶土层进行 ４９６３ 加 固。具体要求如下 ： １ 地表注浆加固范围：隧道中线两侧各 １ｍ（ ） ７ 横断面方 向开挖轮廓 以外４ 范围内的土体 ；地表注浆应在原状地面清理表层耕植土、松散 ｍ） 土后实施。 ２）地表注浆采用ｑ４ ．ｍ钢花管 ，间距 １ ｍ ｂ ２Ｘ３ ５ ｌ 梅花型布置 ：在隧 Ｘ 道轮廓线两侧以进入弱风化砂岩 １ ｍ ． 或打入隧道底两项综合控制 ；隧道 ０ 轮廓线以内打入开挖轮廓线 内２ ｍ。钢花管尾端与钢筋网焊接 。 ． ０ ３） 地表注浆采用水泥浆液 ，浆液分稀浆 （ 水灰 ｌｌ ．）、浓浆 （ Ｊ ：１ ￣１ 水 灰 比小 于 １ 两 种 。注 浆 压力 ０５～１ ５ ａ ： １） ． ． Ｍｐ ，基 岩 压 力 注浆 段 每 段 先期 ２ 采用稀浆 ，后期采用浓浆 。即开始采用稀浆灌注，防止细裂缝被浓浆堵 塞 ，然后根据具体情况逐步提高灌浆压力和浆液浓度 ，灌浆结束前 ，用 最大灌浆压力闭浆３ ～ ０ ｉ，以排除灌入裂隙中的浆液 的多余水分。水 ０ ６ｍ ／ １ 灰 比及注浆压力等注浆技术参数应根据有关规范 、规定及细则的要求选 取 ，并通过现场试 验、现场注浆效果进行调整 。在注浆完毕后在表层喷 射３ｃ ０ｍ厚的Ｃ ５ ２混凝土，同时内设双层 中１钢筋网，连成一整体。 ４ ４）反压 回填应在注浆之后 进行 ，回填 土采用好 的粘土 ，掺人 １ ％ ０ 的水泥，回填后采用压路机压实。回填范围填土至标高 １Ｏ ｌｍ，保证洞顶 有 不小 于 ５ ｍ的覆 土 。 ５ 完成地 表加固施工后 ，才能进行此段洞身开挖 ，洞 内开挖结合 ） 超前小导管对上部围岩进行加固 ，必要时可调整超前小导管环 向间距至
３ 浅埋段 隧道 局部露 顶 的处理 方案 比选
根据现场施工开挖后 的现场情况 ，拟采用以下三种方法进行方案比 选：
参 考 文献 ［］ １曾超， 建斌 ． 门翔 安（ 底） 张 厦 海 隧道 土建工 程简介 ［ 】 Ｃ． 海底 与水下 隧道 国际学
术交 流会， 北京 ： 交通大 学． 北京
延 长 了部分 施 工 工期 。 为了加快施工工期 ，保证隧道工程结构安全的情况下 ，针对浅埋段
局部露顶的位置处增设护拱进行加固。 目 ，隧道已如期贯通 ，观测无 前
任 何 异常 。
４ 结 束语 、
６ ）洞内开挖施工 以 “ 管超前、短进尺、弱爆破 、强支护 、勤量测” 为原则， 加强地质超前预报工作 ，加强地表下降、 拱顶下沉 、围岩收敛等 量测工作 ， 发现异常情况出现时 ， 及时研究并采取相应对策措施。 综合整体设计 ，通过地表注浆加固开挖基岩岩体，碾压 回填解决 山 体偏压影响，超前小导管进行支护等措施 ， 以有效地保证该段 隧道的 可
Ｉ ， 方案 在浅埋偏压段开挖路堑施作明洞 的方案 ； Ｉ Ｉ 方案 ， 隧道局部露顶段采用明挖护拱 ， 对 对其他浅埋段仍采用地
［］ ２张虎． 注浆在隧道 工程 中的应用． ， ０ ，： ４ ２９ 地表 公路 ２ ６３ ０— ０． ０ ２
明挖提前先施作洞身上半部分断面初期支护 ， 在洞身开挖 时起到超前预 支护 ， 对浅埋层起到一种超前加固支护作用。相对于原设计方案减少 了 回填工作量和局部注浆量 ，增加 了部分明挖量，可缩短部分施工工期 。 Ｉ方案 ， Ｉ Ｉ 对隧道浅埋段采用碾压回填再进行暗挖施工 ，延续原设计 思路 ，从施 方 和设备上未做较大修改 ， 式 便于按原有关施工组织设计 进行施工 。通过反压 回填 ，减少 了土体偏压 ，对于结构安全有保 障， 但
１ 工 程概况 竹 山下隧道 （ 以下称 为 “ 例隧道 ” ）为 国网济广 高速 江西鹰 实 瑞高速 中一 座连拱隧道 ，全长３ ０ ３ ｍ，坡度 比一 ．６ ２２ ％。浅埋 段桩号 为 Ｋ ６＋３ ４ ９ ６ ８～Ｋ ６ ＋ ５ 进洞 口 ），隧道区处于剥蚀低 山丘陵地 区，山 ４ ９ ６ ３（ 体连绵起 伏 ，山体植被发育 ，路线斜穿 主体 山脉 ，微 地貌发育 。隧道 进 洞 Ｉ前为一较开阔的 “ Ｓ ｌ 喇嘛 Ｅ型 ”洼地 ，洼地 多为农 田，由于山涧 Ｉ 岩体裂 隙水渗流 ，地表形成沼泽地 ，植被茂盛 。洞 口右侧发育一条 冲 沟，常年流水 ，冲沟横穿隧道洞 １ ，上部山体有滑坡 的可能性 ，在施工 ２ １ 中注意防患。区内发育有 １ 条断层破碎带 ，受其影 响，在 区内基岩构造 裂 隙较发育 ，且 切割岩体较深。该路段设计采用 隧道方式通 过 ，其 中 Ｋ ６＋３ ～ ４９６３ ４ ９ ６ ８ Ｋ ６ ＋ ５ 段为隧道浅埋段 ， 采用地表注浆＋ 反压回填 。该路 段若采用路基方案 ，需要大开挖断面 ， 会产生５ ６ ～ 级边坡 ， 支护工程量 巨大，且对山体破坏严重 ，不易满足工程安全及环评水保 的要求 。