軟流塑狀地層隧道進(jìn)洞施工技術(shù)探討

李永

摘要：鑒于軟流塑狀地層必須采用適當(dāng)?shù)妮o助工法對(duì)地層進(jìn)行加固，才能保證暗挖施工過(guò)程中隧道本身和地面建筑物和管線的安全，以西寧市南繞城公路南酉山隧道成功施工為例，詳細(xì)介紹了施工方案和要點(diǎn)以及軟流塑地層加固的技術(shù)措施，可為今后類(lèi)似工程提供借鑒和指導(dǎo)，確保隧道安全進(jìn)洞。

關(guān)鍵詞：軟流塑狀地層；隧道工程；設(shè)計(jì)與施工；進(jìn)洞技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U455.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

南酉山分離式隧道位于西寧市城東區(qū)南酉山村北，左線長(zhǎng)860 m，起訖樁號(hào)ZK28+180～ZK29+040，右線長(zhǎng)840 m，起訖樁號(hào)YK28+190～YK29+030。南酉山隧道右洞進(jìn)口段穿越軟流塑狀地層，屬于典型的軟塑性地層，為國(guó)內(nèi)隧道工程中極少見(jiàn)的不良地質(zhì)狀況之一。

1工程概況

經(jīng)勘探，隧道里程樁號(hào)YK28+190～YK28+243范圍內(nèi)分布著軟流塑粉質(zhì)黏土層。隧道進(jìn)口端地層巖性主要從上到下依次為：第四系全新統(tǒng)（Q4ml）填土，上部以灰黑、灰褐等雜填土為主，層厚0.30～6.00 m，均厚2.18 m，下部以淺黃色、灰黃色素填土為主，層厚0.50～9.50 m，均厚6.86 m；第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積（Q3eol）粉質(zhì)粘土層，以黃、灰黃色粉粒為主，天然含水量大于 40%，塑性指數(shù)高達(dá)236，塑限低至2010%，內(nèi)摩角低至60°～90°，內(nèi)聚力0.16 kg·cm-1，厚10.2～40 m，平均厚度為21 m；基巖為第三系（E）棕紅色泥巖，淺灰～紅褐色泥質(zhì)結(jié)構(gòu)層狀構(gòu)造，層厚5.3～20 m，巖芯多呈碎石狀，并夾有石膏薄層及粉砂質(zhì)泥巖，承載力基本容許值

[fa0]=220～350 kPa、摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik=60～80 kPa，其明暗交界處地質(zhì)分布如圖1所示。

軟流塑狀粉質(zhì)粘土具有高壓縮性、高靈敏度、強(qiáng)度低、易產(chǎn)生蠕動(dòng)等特性，開(kāi)挖后自穩(wěn)能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。其施工難點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

（1） 明洞范圍內(nèi)（YK28+190～YK28+223）開(kāi)挖到距拱頂5 m時(shí)出現(xiàn)軟流塑狀粉質(zhì)黏土，坡腳處有滲水、流泥現(xiàn)象，自穩(wěn)能力極差，邊坡失穩(wěn)，將引起坡頂民房開(kāi)裂，危及安全。

（2） 隧道上層覆土薄，不能形成有效的承載拱，自穩(wěn)能力極差，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生涌泥、塌方事故。

（3） 地面沉降難以控制，過(guò)大沉降易引起洞頂路面開(kāi)裂，甚至坍陷，影響交通安全。

（4） 進(jìn)口段為下坡施工，地下水豐富，給施工帶來(lái)極為不利的影響。

2施工方案及主要施工措施

2.1施工方案

鑒于隧道進(jìn)口段穿越軟流塑地層，仰坡上方為南酉山村主干道，右側(cè)為民房，為保證施工期間內(nèi)隧道上方道路、民房的安全，施工前先對(duì)明洞及仰坡土體預(yù)加固、支護(hù)；暗洞施工遵循“預(yù)加固、短進(jìn)尺、小循環(huán)、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則，采用大管棚+小導(dǎo)預(yù)注漿的超前支護(hù)措施，鋼花管注漿加固仰拱底；施工時(shí)加強(qiáng)隧道排水治水，地表、邊仰坡設(shè)置截水溝疏導(dǎo)地表水，洞內(nèi)外設(shè)置集水井引排地下水，保證邊坡、工作面土體的穩(wěn)定性；將監(jiān)控量測(cè)納入施工工序，監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目主要有：建筑物沉降、地質(zhì)及支護(hù)觀察、拱頂下沉、洞內(nèi)收斂、地表沉降[14]。

2.2主要施工措施

2.2.1洞口土體預(yù)加固措施

采用高壓旋噴樁、粉噴樁對(duì)明洞兩側(cè)及邊、仰坡進(jìn)行預(yù)加固處理。明洞兩側(cè)采用粉噴樁進(jìn)行土體改良，仰坡及明洞拱底采用高壓旋噴樁進(jìn)行加固處理[57]。洞口預(yù)支護(hù)布置圖如圖2、3所示。endprint

摘要：鑒于軟流塑狀地層必須采用適當(dāng)?shù)妮o助工法對(duì)地層進(jìn)行加固，才能保證暗挖施工過(guò)程中隧道本身和地面建筑物和管線的安全，以西寧市南繞城公路南酉山隧道成功施工為例，詳細(xì)介紹了施工方案和要點(diǎn)以及軟流塑地層加固的技術(shù)措施，可為今后類(lèi)似工程提供借鑒和指導(dǎo)，確保隧道安全進(jìn)洞。

關(guān)鍵詞：軟流塑狀地層；隧道工程；設(shè)計(jì)與施工；進(jìn)洞技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U455.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

南酉山分離式隧道位于西寧市城東區(qū)南酉山村北，左線長(zhǎng)860 m，起訖樁號(hào)ZK28+180～ZK29+040，右線長(zhǎng)840 m，起訖樁號(hào)YK28+190～YK29+030。南酉山隧道右洞進(jìn)口段穿越軟流塑狀地層，屬于典型的軟塑性地層，為國(guó)內(nèi)隧道工程中極少見(jiàn)的不良地質(zhì)狀況之一。

1工程概況

經(jīng)勘探，隧道里程樁號(hào)YK28+190～YK28+243范圍內(nèi)分布著軟流塑粉質(zhì)黏土層。隧道進(jìn)口端地層巖性主要從上到下依次為：第四系全新統(tǒng)（Q4ml）填土，上部以灰黑、灰褐等雜填土為主，層厚0.30～6.00 m，均厚2.18 m，下部以淺黃色、灰黃色素填土為主，層厚0.50～9.50 m，均厚6.86 m；第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積（Q3eol）粉質(zhì)粘土層，以黃、灰黃色粉粒為主，天然含水量大于 40%，塑性指數(shù)高達(dá)236，塑限低至2010%，內(nèi)摩角低至60°～90°，內(nèi)聚力0.16 kg·cm-1，厚10.2～40 m，平均厚度為21 m；基巖為第三系（E）棕紅色泥巖，淺灰～紅褐色泥質(zhì)結(jié)構(gòu)層狀構(gòu)造，層厚5.3～20 m，巖芯多呈碎石狀，并夾有石膏薄層及粉砂質(zhì)泥巖，承載力基本容許值

[fa0]=220～350 kPa、摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik=60～80 kPa，其明暗交界處地質(zhì)分布如圖1所示。

軟流塑狀粉質(zhì)粘土具有高壓縮性、高靈敏度、強(qiáng)度低、易產(chǎn)生蠕動(dòng)等特性，開(kāi)挖后自穩(wěn)能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。其施工難點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

（1） 明洞范圍內(nèi)（YK28+190～YK28+223）開(kāi)挖到距拱頂5 m時(shí)出現(xiàn)軟流塑狀粉質(zhì)黏土，坡腳處有滲水、流泥現(xiàn)象，自穩(wěn)能力極差，邊坡失穩(wěn)，將引起坡頂民房開(kāi)裂，危及安全。

（2） 隧道上層覆土薄，不能形成有效的承載拱，自穩(wěn)能力極差，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生涌泥、塌方事故。

（3） 地面沉降難以控制，過(guò)大沉降易引起洞頂路面開(kāi)裂，甚至坍陷，影響交通安全。

（4） 進(jìn)口段為下坡施工，地下水豐富，給施工帶來(lái)極為不利的影響。

2施工方案及主要施工措施

2.1施工方案

鑒于隧道進(jìn)口段穿越軟流塑地層，仰坡上方為南酉山村主干道，右側(cè)為民房，為保證施工期間內(nèi)隧道上方道路、民房的安全，施工前先對(duì)明洞及仰坡土體預(yù)加固、支護(hù)；暗洞施工遵循“預(yù)加固、短進(jìn)尺、小循環(huán)、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則，采用大管棚+小導(dǎo)預(yù)注漿的超前支護(hù)措施，鋼花管注漿加固仰拱底；施工時(shí)加強(qiáng)隧道排水治水，地表、邊仰坡設(shè)置截水溝疏導(dǎo)地表水，洞內(nèi)外設(shè)置集水井引排地下水，保證邊坡、工作面土體的穩(wěn)定性；將監(jiān)控量測(cè)納入施工工序，監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目主要有：建筑物沉降、地質(zhì)及支護(hù)觀察、拱頂下沉、洞內(nèi)收斂、地表沉降[14]。

2.2主要施工措施

2.2.1洞口土體預(yù)加固措施

采用高壓旋噴樁、粉噴樁對(duì)明洞兩側(cè)及邊、仰坡進(jìn)行預(yù)加固處理。明洞兩側(cè)采用粉噴樁進(jìn)行土體改良，仰坡及明洞拱底采用高壓旋噴樁進(jìn)行加固處理[57]。洞口預(yù)支護(hù)布置圖如圖2、3所示。endprint

摘要：鑒于軟流塑狀地層必須采用適當(dāng)?shù)妮o助工法對(duì)地層進(jìn)行加固，才能保證暗挖施工過(guò)程中隧道本身和地面建筑物和管線的安全，以西寧市南繞城公路南酉山隧道成功施工為例，詳細(xì)介紹了施工方案和要點(diǎn)以及軟流塑地層加固的技術(shù)措施，可為今后類(lèi)似工程提供借鑒和指導(dǎo)，確保隧道安全進(jìn)洞。

關(guān)鍵詞：軟流塑狀地層；隧道工程；設(shè)計(jì)與施工；進(jìn)洞技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U455.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

南酉山分離式隧道位于西寧市城東區(qū)南酉山村北，左線長(zhǎng)860 m，起訖樁號(hào)ZK28+180～ZK29+040，右線長(zhǎng)840 m，起訖樁號(hào)YK28+190～YK29+030。南酉山隧道右洞進(jìn)口段穿越軟流塑狀地層，屬于典型的軟塑性地層，為國(guó)內(nèi)隧道工程中極少見(jiàn)的不良地質(zhì)狀況之一。

1工程概況

經(jīng)勘探，隧道里程樁號(hào)YK28+190～YK28+243范圍內(nèi)分布著軟流塑粉質(zhì)黏土層。隧道進(jìn)口端地層巖性主要從上到下依次為：第四系全新統(tǒng)（Q4ml）填土，上部以灰黑、灰褐等雜填土為主，層厚0.30～6.00 m，均厚2.18 m，下部以淺黃色、灰黃色素填土為主，層厚0.50～9.50 m，均厚6.86 m；第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積（Q3eol）粉質(zhì)粘土層，以黃、灰黃色粉粒為主，天然含水量大于 40%，塑性指數(shù)高達(dá)236，塑限低至2010%，內(nèi)摩角低至60°～90°，內(nèi)聚力0.16 kg·cm-1，厚10.2～40 m，平均厚度為21 m；基巖為第三系（E）棕紅色泥巖，淺灰～紅褐色泥質(zhì)結(jié)構(gòu)層狀構(gòu)造，層厚5.3～20 m，巖芯多呈碎石狀，并夾有石膏薄層及粉砂質(zhì)泥巖，承載力基本容許值

[fa0]=220～350 kPa、摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik=60～80 kPa，其明暗交界處地質(zhì)分布如圖1所示。

軟流塑狀粉質(zhì)粘土具有高壓縮性、高靈敏度、強(qiáng)度低、易產(chǎn)生蠕動(dòng)等特性，開(kāi)挖后自穩(wěn)能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。其施工難點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

（1） 明洞范圍內(nèi)（YK28+190～YK28+223）開(kāi)挖到距拱頂5 m時(shí)出現(xiàn)軟流塑狀粉質(zhì)黏土，坡腳處有滲水、流泥現(xiàn)象，自穩(wěn)能力極差，邊坡失穩(wěn)，將引起坡頂民房開(kāi)裂，危及安全。

（2） 隧道上層覆土薄，不能形成有效的承載拱，自穩(wěn)能力極差，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生涌泥、塌方事故。

（3） 地面沉降難以控制，過(guò)大沉降易引起洞頂路面開(kāi)裂，甚至坍陷，影響交通安全。

（4） 進(jìn)口段為下坡施工，地下水豐富，給施工帶來(lái)極為不利的影響。

2施工方案及主要施工措施

2.1施工方案

鑒于隧道進(jìn)口段穿越軟流塑地層，仰坡上方為南酉山村主干道，右側(cè)為民房，為保證施工期間內(nèi)隧道上方道路、民房的安全，施工前先對(duì)明洞及仰坡土體預(yù)加固、支護(hù)；暗洞施工遵循“預(yù)加固、短進(jìn)尺、小循環(huán)、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則，采用大管棚+小導(dǎo)預(yù)注漿的超前支護(hù)措施，鋼花管注漿加固仰拱底；施工時(shí)加強(qiáng)隧道排水治水，地表、邊仰坡設(shè)置截水溝疏導(dǎo)地表水，洞內(nèi)外設(shè)置集水井引排地下水，保證邊坡、工作面土體的穩(wěn)定性；將監(jiān)控量測(cè)納入施工工序，監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目主要有：建筑物沉降、地質(zhì)及支護(hù)觀察、拱頂下沉、洞內(nèi)收斂、地表沉降[14]。

2.2主要施工措施

2.2.1洞口土體預(yù)加固措施

采用高壓旋噴樁、粉噴樁對(duì)明洞兩側(cè)及邊、仰坡進(jìn)行預(yù)加固處理。明洞兩側(cè)采用粉噴樁進(jìn)行土體改良，仰坡及明洞拱底采用高壓旋噴樁進(jìn)行加固處理[57]。洞口預(yù)支護(hù)布置圖如圖2、3所示。endprint