浅埋偏压隧道施工技术课题讲课课件.pptx

1、LOGO第1页隧道设计与施工的重要理念v“爱护围岩爱护围岩”v“内实外美内实外美”v“重视环境重视环境”v“动态施工动态施工”LOGO第2页一、浅埋偏压隧道定义二、浅埋偏压隧道施工三、浅埋偏压隧道施工实例1四、浅埋偏压隧道施工实例2主要内容主要内容LOGO第3页一、浅埋偏压隧道的定义一、浅埋偏压隧道的定义qphH5.22 pHqh浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO爆破采用密眼、少药的原则，减小对围岩的扰动。工程实例1狮公岩二号隧道偏压治理工程实例1狮公岩二号隧道偏压治理由于隧道出口覆土浅，地形复杂，因此计划采用三台阶法结合30m长大管棚进洞。铁路隧道设计规范（TB 10003-2

2、005）给出了偏压隧道外侧拱肩山体最大覆盖厚度表（表），并规定了当地面倾斜时，、级围岩的单线隧道及级围岩的双线隧道外侧拱肩至地面的垂直距离等于或小于该表所列数值时，应按偏压隧道设计。它的应用领域和规模十分广泛，并不断扩大，它除在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程中继续发展外，在重力坝加固、桥梁工程、抗地震工程中也有长足的发展。在实际施工过程中，洞顶在洞内变形后出现裂缝，裂缝纵向有主裂缝34条，小裂缝密布，最大缝宽1520cm，并拌有明显坍陷台阶。a、围岩稳定时及时施工洞口段50m范围二次衬砌。狮公岩二号隧道为武广客运专线双线铁路隧道，行车速度目标值为350km/h。为增强注浆加固效果

3、，可在地表施作一层喷混凝土，并将钢筋网与注浆管焊接为整体。预应力锚索具有治理效果好，不影响工程进度等特点，但是它的工程造价相对较高。挡墙加固是偏压隧道洞口段常用的加固方式之一，如贵阳市小关隧道、云南思小高速的曼歇4号隧道、麻地河1号隧道等。注浆可以采用洞内注浆或地表注浆。狮公岩二号隧道最大埋深22m，均为浅埋，级围岩占隧道长度的91%。一、浅埋偏压隧道的定义第4页式中式中 hq等效荷载高度值（等效荷载高度值（m)；S围岩级别，如围岩级别，如级围岩级围岩S=3；围岩的容重围岩的容重(kN/m3)；宽度影响系数，宽度影响系数，；B隧道宽度，以隧道宽度，以m计；计；iB每增加每增加1m时，围岩压力的

4、增减率时，围岩压力的增减率(以以B5m为为基准基准)，当，当B5m时取时取i=0.2，B5m时，取时，取i0.1。且要结合地质条件、施工方法等因素综合判断。且要结合地质条件、施工方法等因素综合判断。在矿山法施工的条件下，在矿山法施工的条件下，级围岩级围岩 级围岩级围岩1245.0Sqhww51 Bi一、浅埋偏压隧道的定义一、浅埋偏压隧道的定义qphH5.2qphH2浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第5页 隧道支护结构两侧的围岩压力相差较大或不对称荷载隧道支护结构两侧的围岩压力相差较大或不对称荷载作用的隧道。作用的隧道。公路隧道断面一般呈马蹄形，由于公路隧道断面一般呈马蹄形，由于

5、地形不对称地形不对称、地质地质岩层、施工等岩层、施工等因素，造成隧道结构两面荷载不对称，就因素，造成隧道结构两面荷载不对称，就形成了偏压。形成了偏压。总体上讲，产生总体上讲，产生“偏压偏压”主要有两种原因：由于地形主要有两种原因：由于地形条件条件(主要指隧道结构左右两侧覆土高度、围岩级别、结主要指隧道结构左右两侧覆土高度、围岩级别、结构周围相关建筑物以及不良地质等构周围相关建筑物以及不良地质等)不同产生的不同产生的“地形偏地形偏压压”和由于施工方法和施工顺序不同产生的和由于施工方法和施工顺序不同产生的“施工偏施工偏压压”。一、浅埋偏压隧道的定义一、浅埋偏压隧道的定义浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压

6、隧道施工技术LOGO第6页 根据对偏压隧道的调查，大多数偏压隧道处于洞口段，属于地形浅根据对偏压隧道的调查，大多数偏压隧道处于洞口段，属于地形浅埋偏压；在洞身段，偏压较少，且多属于地质构造偏压。埋偏压；在洞身段，偏压较少，且多属于地质构造偏压。由于浅埋偏压隧道多属于破碎、松散类围岩。由于浅埋偏压隧道多属于破碎、松散类围岩。铁路隧道设计规范铁路隧道设计规范（TB 10003-2005）给出了偏压隧道外侧拱肩山体最大覆盖厚度表）给出了偏压隧道外侧拱肩山体最大覆盖厚度表（表），（表），并规定了当地面倾斜时，并规定了当地面倾斜时，、级围岩的单线隧道及级围岩的单线隧道及级围岩的双级围岩的双线隧道外侧拱肩

7、至地面的垂直距离等于或小于该表所列数值时，应按偏线隧道外侧拱肩至地面的垂直距离等于或小于该表所列数值时，应按偏压隧道设计。压隧道设计。多车道公路隧道，其跨度往往大于铁路隧道，多车道公路隧道，其跨度往往大于铁路隧道，公路隧道设计规范公路隧道设计规范(JTG D70-2004)规定隧道可能产生偏压时，应根据偏压状态和程度采取规定隧道可能产生偏压时，应根据偏压状态和程度采取相应的治理措施。规范仅给出了偏压隧道衬砌荷载的计算方法，但没有相应的治理措施。规范仅给出了偏压隧道衬砌荷载的计算方法，但没有指出何种情况下按偏压隧道衬砌荷载计算，即没给出地形偏压临界覆土指出何种情况下按偏压隧道衬砌荷载计算，即没给

8、出地形偏压临界覆土厚度（偏压隧道外侧拱肩山体最大覆盖厚度）。厚度（偏压隧道外侧拱肩山体最大覆盖厚度）。公路隧道设计细则公路隧道设计细则（JTG D70-2010）给出了需按浅埋偏压隧道设）给出了需按浅埋偏压隧道设计的拱肩覆盖层厚度限值。计的拱肩覆盖层厚度限值。一、浅埋偏压隧道的定义一、浅埋偏压隧道的定义浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第7页一、浅埋偏压隧道的定义一、浅埋偏压隧道的定义浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第8页一、浅埋偏压隧道的定义一、浅埋偏压隧道的定义围岩围岩级别级别地面横坡坡率地面横坡坡率1:0.751:11:1.251:1.51:22020151

9、510石石25252015土土302520453530表需按浅埋偏压隧道设计的拱肩覆盖层厚度限值表需按浅埋偏压隧道设计的拱肩覆盖层厚度限值(m)浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第9页一、浅埋偏压隧道的定义一、浅埋偏压隧道的定义围岩围岩级别级别地面横坡坡率地面横坡坡率1:0.751:11:1.251:1.51:255443石石9876土土1098151210表需对地层进行加固处理的偏压隧道拱顶以上地层厚度限值（表需对地层进行加固处理的偏压隧道拱顶以上地层厚度限值（m)浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第10页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常

10、用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 围岩条件和地层偏压作用是隧道变形、坍塌的主要原因，因此隧道处于严重偏压状态时，应采取措施避免隧道结构发生病害、失稳。施工期间的病害主要是偏压一侧压力大，容易产生大变形，围岩不稳定容易塌方，喷混凝土会产生开裂、掉快、严重的发生坍塌。运营阶段，由于受偏压荷载的影响，隧道结构容易产生开裂、渗漏等病害。LOGO第11页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 对于浅埋偏压隧道，目前国内外对偏压边坡加固处理的方法较多，常见处理措施：削坡排水法、

11、地下水拦截与疏通、回填反压法、地表注浆法、设置抗滑桩(隧道前部和后部)、预应力锚杆和混凝土挡墙等。我国公路规范公路隧道设计规范也提出了地表砂浆锚杆、地表注浆加固和墙式遮挡法等地层加固措施。但是各种方法之间经济效益差别显著，取何种方法应根据现场实际情况确定。LOGO第12页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 (1)削坡排水法削坡排水法 该方法是最为直接的治理方法之一。通过消弱偏压边坡以减轻下滑力，从而降低边坡偏压对隧道稳定性的影响。但是该方法的治理效果与开挖范围密切相关。倘若开

12、挖范围小，则一方面无法起到很好的治理效果，另一方面则可能引起新一轮边坡滑移的隐患；倘若开挖范围过大，则不但增加了工程造价，而且大大影响了周围环境。此外，边坡开挖后应进行喷射混凝土防护以阻止土层的风化和雨水侵蚀。排水措施可以采用环形截水沟、树枝状排水系统、平整夯实自然山坡坡面等。LOGO第13页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 (2)减载与反压措施减载与反压措施 这种方法是目前应用最为广泛的方法之一，通常施做明洞和反压回填共同使用。施做明洞不但能够有效抵抗偏压边坡的下滑力，而

13、且不影响施工进度，不增加工程造价。反压回填则能够改变偏压地形地貌，增加隧道和边坡的稳定性。因此，当偏压程度不大时，此种方法应首先推荐采用。LOGO第14页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 (3)地表注浆法地表注浆法 地表注浆亦是较为常用的治理方法之一。当隧道浅埋且地层非常松散破碎、易发生大规模坍塌或失稳时，可采用地表注浆加固。这种方法方便，及时，投入的工作量相对较小。但是，注浆量估算和控制比较难以把握，实践表明这种方法的治理效果有限。技术要求：注浆宽度为隧道开挖宽度两侧各3

14、5m，长度应超过偏压段510m；注浆孔按梅花形或矩形排列，间距为浆液扩散半径的1.41.7倍，垂直地面钻孔，孔深由地表至洞身轮廓线外，必要时可以穿越洞身。LOGO第15页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 (3)地表注浆法地表注浆法 注浆参数：注浆浆液通常采用单液水泥浆，特殊情况可以采用超细水泥浆、水泥水玻璃双浆液或化学浆液。注浆管采用4248mm的钢花管，或采用高压PVC管。为增强注浆加固效果，可在地表施作一层喷混凝土，并将钢筋网与注浆管焊接为整体。LOGO第16页浅埋偏压

15、隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 (4)支挡措施支挡措施 根据偏压坡体的性质，支挡措施可采用抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚索（杆）、钢管桩以及锚索桩、格构锚固等支挡构造物，对偏压坡体进行整治，控制偏压。抗滑桩抗滑桩是埋设于滑动面上、下岩体中阻止滑体移动的桩形结构，是一种较理想的抗滑设施，能承受较大滑坡推力。它适用于裂隙不太发育、完整性较好的缓倾斜中厚岩体或滑动面较单一、倾角小的滑坡中，且滑动面以下为较完整的基岩，不适用于流塑性土体地层。抗滑桩具有抗滑能力大的特点，但是它污工数量大，造价

16、相对较高，影响施工进度。目前，抗滑桩由普通抗滑桩发展到预应力锚索抗滑桩。LOGO第17页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 (4)支挡措施支挡措施 预应力锚索预应力锚索是当前较为流行的治理方法之一。它的应用领域和规模十分广泛，并不断扩大，它除在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程中继续发展外，在重力坝加固、桥梁工程、抗地震工程中也有长足的发展。预应力锚索具有治理效果好，不影响工程进度等特点，但是它的工程造价相对较高。适用于土质、岩质地层的边坡，其锚固段宜置于岩层内，以

17、确保锚索工程安全可靠。置于土层中需要进行拉拔试验。锚索可与其他支挡结构组合使用，形成锚索桩、板、格构、墙等。LOGO第18页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 (4)支挡措施支挡措施 挡墙加固主要应用于洞口或半明半暗段，用以抵挡仰坡下滑、削弱山体偏压力和增强端墙稳定性的作用。挡墙加固是偏压隧道洞口段常用的加固方式之一，如贵阳市小关隧道、云南思小高速的曼歇4号隧道、麻地河1号隧道等。LOGO表需按浅埋偏压隧道设计的拱肩覆盖层厚度限值(m)在矿山法施工的条件下，级围岩加固范围：加

18、固宽度：破裂面法进行计算。运营阶段，由于受偏压荷载的影响，隧道结构容易产生开裂、渗漏等病害。工程实例1狮公岩二号隧道偏压治理隧道上覆地层主要为粉质粘土和全风化泥岩、页岩。通过消弱偏压边坡以减轻下滑力，从而降低边坡偏压对隧道稳定性的影响。抗滑桩具有抗滑能力大的特点，但是它污工数量大，造价相对较高，影响施工进度。由于进口右侧山体覆盖层很薄，且原岩主要为土夹石，为了提高岩体强度，采用深孔注浆加固围岩。当拱墙支护均需要拆换时，先换拱圈再换边墙，为避免掉拱现象发生，在拱脚接头处施作6根锁脚锚杆进行稳定拱圈，锁脚锚杆采用42钢管，长度4m。一般情况下应以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则，但要确定出界

19、限是困难的，因为它与许多因素有关，因此只能按经验作出概略的估算。注浆可以采用洞内注浆或地表注浆。宽度影响系数，；（一）常用的洞外处理措施根据现场调查分析并经多次专家现场讨论认为其主要原因有：第19页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理（一）常用的洞外处理措施措施 (5)地表砂浆锚杆地表砂浆锚杆 加固范围：加固范围：加固宽度：破裂面法进行计算。纵向加固范围：为浅埋偏压段长度或加固埋深2B的隧道长度。加固深度：为310m，最大15m；拱部加固深度至隧道开挖轮廓线外50cm左右，两侧加固深度至隧道两侧破裂面下1

20、.52.0m。45+/245+/2LOGO第20页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 (5)地表砂浆锚杆地表砂浆锚杆 砂浆锚杆的技术参数：砂浆锚杆的技术参数：材料采用16 22 的钢筋；间距为100200cm；锚杆孔径50mm，锚杆长度小于5m时，孔径为5060mm，锚杆长度大于10m时孔径为100120mm。插入锚杆后填充M20水泥砂浆。LOGO第21页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （二）常用的洞内

21、处理措施（二）常用的洞内处理措施 对于浅埋偏压隧道，目前国内外施工时采取的措施主要采取超前支护、隧道分部开挖、加强初期支护、加强二次衬砌强度、及早施做二次衬砌等方面减少偏压对隧道施工和结构稳定的影响。另外偏压隧道若隧道地基承载力不足，应采用加固地基的措施，如基地注浆、钢管桩等。加强洞内监控量测。LOGO第22页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （二）常用的洞内处理措施（二）常用的洞内处理措施 超前支护的措施：超前支护的措施：加长加密超前锚杆、超前小导管注浆，超前长管棚，超前全断面帷幕注浆等。隧道分部开挖：隧道分部开挖：全断

22、面法在偏压隧道开挖时要谨慎使用。通常采用多台阶法、弧形导坑预留核心土法、CD、CRD、单侧壁导坑、双侧壁导坑等分部开挖方法，即将大断面开挖变换成多次小断面开挖。开挖时注意先开挖隧道偏压一侧，再开挖另一侧。缩短开挖循环进尺、减少装药量，避免对围岩的过度扰动。LOGO第23页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （二）常用的洞内处理措施（二）常用的洞内处理措施 加强初期支护的措施：加强初期支护的措施：加长加密径向锚杆（特别是在偏压一侧）、偏压一侧施作径向小导管注浆，适当增加偏压一侧喷混凝土的厚度，并增加初喷混凝土厚度或采用喷纤维混

23、凝土，加强或加密初支钢架及钢架之间的纵向连接，并加强锚杆、钢筋网、钢拱架之间的焊接，充分发挥联合支护的作用。并注意初支及时封闭和用喷混凝土封闭开挖掌子面。加强偏压段隧道施工的监控量测：加强偏压段隧道施工的监控量测：特别是洞内变形、及地表沉降的监控量测，适当加密量测断面和量测频率，及时处理量测信息、特别是位移信息，根据拱顶下沉和洞内收敛值、速度、加速度判断偏压段隧道的施工是否安全，并采取相应技术措施。LOGO第24页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （二）常用的洞内处理措施（二）常用的洞内处理措施 地基注浆加固注浆小导管LO

24、GO第25页增加明洞长度，增加隧道洞口埋深增加明洞长度，增加隧道洞口埋深浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二LOGO第26页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二LOGO第27页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二超前注浆小导管超前注浆小导管超前锚杆超前锚杆超前锚杆超前锚杆LOGO第28页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二超前

25、长管棚超前长管棚LOGO第29页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二超前管棚施工超前管棚施工LOGO第30页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二超前帷幕注浆超前帷幕注浆LOGO第31页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二三台阶弧形导坑预留核心土三台阶弧形导坑预留核心土 CD、CRD法法LOGO第32页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处

26、理方法二二双侧壁导坑法双侧壁导坑法LOGO第33页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理1、隧道位置及规模 狮公岩二号隧道为武广客运专线双线铁路隧道，行车速度目标值为350km/h。双线隧道净空有效面积100m2，设计为无碴轨道。该隧道全长392m，隧道进口里程为DK1985+162，出口里程为DK1985+554。隧道最大埋深约22m，全隧道均为浅埋大断面隧道。其中隧道进口明挖段长17m，其余均为暗挖法。隧道围岩为IV级、级。LOGO第34页 在DK1985+280DK1985+340线路左侧约15m有一孤立山头，高约10

27、m，山顶为一信号塔，在施工过程中应注意保护。浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理LOGO第35页LOGO第36页图图2-1 狮公岩二号隧道平面图狮公岩二号隧道平面图 LOGO第37页LOGO第38页2、工程特点 (1)隧道断面大隧道断面大。最大开挖面积达156.62m2，最大开挖跨度14.96m，最大开挖高度12.84m。(2)浅埋偏压明显浅埋偏压明显。狮公岩二号隧道最大埋深22m，均为浅埋，级围岩占隧道长度的91%。另外，隧道大部分地段均处于山坡边缘，从而因地形原因而造成偏压。(3)地质条件差地质条件差。隧道全长392m

28、，其中级围岩35m，级围岩357m，围岩软弱破碎，特别是全风化泥岩、灰岩，上部硬塑，下部多呈软塑，浸水极易软化。且大部分均处于浅埋偏压状态，围岩自稳能力差，开挖易坍塌。所以，该隧道虽长度较短，但围岩软弱破碎、自稳能力差、浅埋偏压状态明显、施工难度大，在隧道施工过程中如何保证施工安全和工程质量成为该隧道建设主要问题。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第39页3、总体施工方案 根据施工场地条件和运输条件，隧道开挖从出口往进口方向单向掘进。由于隧道出口覆土浅，地形复杂，因此计划采用三台阶法结合30m长大管棚进洞。进口段

29、地形开阔，覆土埋深无法满足暗挖施工要求，根据地形情况，在进口段17m范围内，采用明挖施工。洞门按设计进口采用斜切式，出口采用端墙式。洞身段各级围岩全部采用三台阶法施工，在级围岩及其加强段须结合小导管注浆技术进行开挖施工，以确保工程安全。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第40页4、出口段暗挖施工 出口采用三台阶法配合出口采用三台阶法配合30m30m长管棚联合套拱辅助工法进洞。长管棚联合套拱辅助工法进洞。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LO

30、GO第41页5、洞身段施工技术 洞身均采用三台阶法弧形导坑法施工。洞身均采用三台阶法弧形导坑法施工。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第42页5、软弱围岩显著偏压段施工技术 在洞身显著偏压地段，隧道实际施工过程中，曾发生严重变形，支护最大侵限达85cm。根据现场调查分析并经多次专家现场讨论认为其主要原因有：(1)浅埋、偏压、软弱地层是大变形发生的内在原因浅埋、偏压、软弱地层是大变形发生的内在原因埋深仅20m左右，约为1.5倍洞跨，属于典型浅埋隧道；隧道上覆地层主要为粉质粘土和全风化泥岩、页岩。经现场取样和室内试验

31、，所取岩样性质接近粘土；该段地表横坡明显，属显著偏压地层。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第43页(2)连续大雨的天气情况是大变形发生的客观原因连续大雨的天气情况是大变形发生的客观原因 在施工过程中，从2007年2月14日开始，施工现场连降大雨，持续时间达1个月之久。此时，正值隧道偏压段开挖施工，由于隧道埋深相对较浅，加之上覆泥岩、页岩地层风化严重、裂隙发育并彼此连通，为地表水的渗入提供了有利条件，这种岩性地层遇水后软化势必导致隧道开挖变形加剧和影响边坡稳定。(3)隧道开挖施工效应是造成大变形现象发生的直接原因

32、隧道开挖施工效应是造成大变形现象发生的直接原因 三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第44页 在实际施工过程中，洞顶在洞内变形后出现裂缝，裂缝纵向有主裂缝34条，小裂缝密布，最大缝宽1520cm，并拌有明显坍陷台阶。靠左侧较大，至右侧悬空处依次减弱。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第45页6、整治措施、整治措施 隧道施工至DK1985+360时开始连续降雨，当施工至DK1985+342时，隧道支护发生严重变形，最大侵限位移达85cm

33、，开挖工作被迫停止，进行相应的大变形整治。在严重变形区段，整治工作先后采取以下几种处理措施：(1)将地面冲沟填平，裂隙夯填压实；单侧加长锚杆和增设水平将地面冲沟填平，裂隙夯填压实；单侧加长锚杆和增设水平钢支撑钢支撑 在大变形发生的最初阶段针对现场情况采取如下应急措施：三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第46页 将地面冲沟填平，裂将地面冲沟填平，裂隙夯填压实隙夯填压实，在隧道顶部进行8cm厚6钢筋网（间距3030cm）喷混凝土铺喷混凝土铺砌砌，铺砌范围为中线左侧20m至右侧坡边，铺砌两侧做成斜坡状，设置横向设置横向

34、和环向地表截、排水沟和环向地表截、排水沟，加强排水。如图5-6所示。图5-6 隧顶地表封闭处理三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第47页 在DK1985+340+370段设置横向设置横向I20钢支钢支撑撑，间距1.2m，工字钢上下二排，中间等间距设三道竖向支撑，工字钢两侧与型钢钢架焊接，并将所有工字钢在纵向用22的钢筋连接成一体。如图5-7所示。图5-7 洞内布设工字钢水平支撑三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第48页 在DK198

35、5+340+375段左侧隧道边墙采用左侧隧道边墙采用10长长52自进自进式注浆预应力锚杆式注浆预应力锚杆，水平间距1，竖向布置3排(图5-8)。图5-8 10m长自进式注浆预应力锚杆 DK1985+320+370段衬砌采用偏压式衬砌加强支护采用偏压式衬砌加强支护。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第49页(2)坡顶减压坡顶减压,坡脚填方反压措施坡脚填方反压措施 在采取加长锚杆、增设横向钢支撑的措施下，隧道变形得到了基本控制，但变形仍有缓慢增长趋势，为保证边坡稳定和施工安全，经多方论证，决定采取洞顶减压采取洞顶减压

36、卸载，坡脚反压增阻的措施卸载，坡脚反压增阻的措施，加强坡体的稳定。具体方法为：在洞顶上方采取挖方措施，以减轻坡体下滑动力，在洞顶上方采取挖方措施，以减轻坡体下滑动力，挖方深度视地形条件为挖方深度视地形条件为47m不等，所挖岩土回填至坡脚，不等，所挖岩土回填至坡脚，并在坡脚设置顶宽并在坡脚设置顶宽1.0m的浆砌片石挡墙，形成反压护道，的浆砌片石挡墙，形成反压护道，以达增阻之目的以达增阻之目的。处理后的坡面形式如图5-9所示。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第50页三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公

37、岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第51页(3)抗滑桩措施抗滑桩措施 为保护线路左侧既有构筑物(信号塔)，并防止山体的继续滑移，在线路左侧孤立在线路左侧孤立山头下方设置山头下方设置8根直径根直径1.0m的钻孔灌注桩的钻孔灌注桩，间距38m，桩深35m，嵌入稳定基岩2.0m以上，在桩顶设系梁以加强整体性。如图5-10所示。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第52页(4)侵限支护拆换措施侵限支护拆换措施 由于前期施工过程中部分支护结构变形较大，局部初期支护侵限严重，为保证二次衬砌厚度，

38、确保施工质量，应对侵限部分的支护进行换拱处理。具体换拱作业方法如下：小导管注浆加固地层小导管注浆加固地层。由于围岩软弱，为确保换拱过程洞室稳定和作业安全，在换拱作业前进行小导管注浆加固地层，小导管采用42钢管，边墙长度1.5m，拱部长度3.0m，环向间距30cm。爆除原有混凝土结构爆除原有混凝土结构。爆破采用密眼、少药的原则，减小对围岩的扰动。架设拱架架设拱架。钢架工字钢采用22，拱架间距60cm。钢架长度视具体需要拆换支护长度及原钢架接头位置具体加工。当拱墙支护均需要拆换时，先换拱圈再换边墙，为避免掉拱现象发生，在拱脚接头处施作6根锁脚锚杆进行稳定拱圈，锁脚锚杆采用42钢管，长度4m。三工程

39、实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第53页 锚喷混凝土施工锚喷混凝土施工 待拱架架立完成后，施作锚喷支护，支护参数同原设计，新喷混凝土应与原混凝土面保持平顺。经过以上几种措施的综合处理，隧道变形和坡面稳定隧道变形和坡面稳定得到了极大的改善和较好的控制效果得到了极大的改善和较好的控制效果，确保了工程施工安全和施工质量。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO工程实例1狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工常用的处理方法如图7-6为典型断面初期支浅

40、埋偏压隧道施工常用的处理方法该隧道全长392m，隧道进口里程为DK1985+162，出口里程为DK1985+554。并注意初支及时封闭和用喷混凝土封闭开挖掌子面。mm，变形得到了抑制。由于隧道出口覆土浅，地形复杂，因此计划采用三台阶法结合30m长大管棚进洞。为了抵抗由于偏压造成的不均衡水平推力，在坡脚右侧施工片石混凝土挡墙，并在挡墙内回填碎石土。（1）在坡脚施工挡墙浅埋偏压隧道施工常用的处理方法工程实例1狮公岩二号隧道偏压治理二次衬砌结构良好，无任何二次衬砌混凝土开裂与破损现象。运营阶段，由于受偏压荷载的影响，隧道结构容易产生开裂、渗漏等病害。加固深度：为310m，最大15m；第54页 在偏压

41、严重段，隧道发生了严重变形，且变形均偏向低压在偏压严重段，隧道发生了严重变形，且变形均偏向低压力一侧力一侧；左侧水平位移一般大于水平收敛，说明左侧发生了较大背向山坡一侧位移，而右侧发生朝向洞内的较小位移；在采取了洞内横撑和长锚杆后，变形增速减缓，但随后还有发展的趋势。在采取了大变形控制系列措施后，在采取了大变形控制系列措施后，进行了初期支护拆换作业，拆换后初期支护变形稳定，未出现初期支护开裂现象。此时隧道最大拱顶下沉41mm，变形得到了抑制。变形得到了抑制。如图7-6为典型断面初期支护拆换后拱顶下沉时间曲线。7、监控量测、监控量测三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压

42、治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第55页 DK1985+355处最最大地表沉降达大地表沉降达119.49mm，基本在隧道的正上方；最大水最大水平位移达平位移达82.35mm，位于隧道左侧高坡处。地表沉降及水平位移地表沉降及水平位移三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第56页裂缝观察裂缝观察 隧道洞内一般地段支护效果较好，未出现初期支护裂一般地段支护效果较好，未出现初期支护裂纹纹。在隧道偏压严重段，洞内出现初期支护开裂、掉块现偏压严重段，洞内出现初期支护开裂、掉块现象象；洞顶在洞内变形后出现纵向裂

43、缝34条，小裂缝密布；横向裂缝2条，在掌子面前方。出现问题后及时采取了系列针对措施，并最后进行了初期支护拆换，拆换后初期支拆换后初期支护效果良好，未出现初期支护开裂现象护效果良好，未出现初期支护开裂现象。二次衬砌结构良好，无任何二次衬砌混凝土开裂与破二次衬砌结构良好，无任何二次衬砌混凝土开裂与破损现象损现象。三工程实例工程实例1 1狮公岩二号隧道偏压治理狮公岩二号隧道偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第57页1 1、隧道工程概况、隧道工程概况 富溪隧道设计长度620m，最大埋深122m，采用双连拱型断面。隧道穿越地层主要为中元古界蓟县系大谷远组下段变砂岩和第四系滑坡堆积层

44、。在隧道的进出口地段，风化非常严重，稳定性极差。隧道进口F5断层破碎带宽度为2050m，于K205680720与线路相交，对隧道进口段围岩稳定性影响较大。隧道进口于山体一侧通过，左侧地形陡峭，边坡较高，右侧为一小冲沟，造成偏压。导致初支发生严重开裂。四工程实例工程实例2 2富溪隧道富溪隧道进口浅埋偏压治理进口浅埋偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第58页四工程实例工程实例2 2富溪隧道富溪隧道进口浅埋偏压治理进口浅埋偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术偏压情况围岩情况LOGO第59页四工程实例工程实例2 2富溪隧道富溪隧道进口浅埋偏压治理进口浅埋偏压治理浅埋偏

45、压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术仰坡裂缝侧面仰坡裂缝正面LOGO第60页四工程实例工程实例2 2富溪隧道富溪隧道进口浅埋偏压治理进口浅埋偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术右侧导洞裂缝中导洞护拱裂缝LOGO第61页2 2、治理措施、治理措施 （1）在坡脚施工挡墙 为了抵抗由于偏压造成的不均衡水平推力，在坡脚右侧施工片石混凝土挡墙，并在挡墙内回填碎石土。（2）注浆加固右侧松散体 由于进口右侧山体覆盖层很薄，且原岩主要为土夹石，为了提高岩体强度，采用深孔注浆加固围岩。注浆可以采用洞内注浆或地表注浆。（3）及时进行明洞施工 为了抵抗进口仰坡的纵向推力，及时修建明洞衬砌。四工程实例工程实

46、例2 2富溪隧道富溪隧道进口浅埋偏压治理进口浅埋偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第62页2 2、治理措施、治理措施 （4）继续加强监测 为了判断进口围岩的稳定情况，加强了地表沉降及水平位移的监测工作。根据监测结果分别采取以下两种施工方案：a、围岩稳定时及时施工洞口段50m范围二次衬砌。施工顺序为：先开挖支护左侧核心上半部，再开挖支护下半部分。待左侧正洞初期支护超前5m左右时施作仰拱，仰拱超前6m左右时施作二次衬砌。左侧正洞二次衬砌超前30m时，按照左侧正洞的施工顺序开挖支护右洞。四工程实例工程实例2 2富溪隧道富溪隧道进口浅埋偏压治理进口浅埋偏压治理浅埋偏压隧道施工技术

47、浅埋偏压隧道施工技术LOGO第63页2 2、治理措施、治理措施 b、围岩不稳定时必须采取措施综合治理边坡。可以采取的措施：抗滑桩；预应力锚索；当围岩稳定后按照上述施工顺序开挖支护洞口段。四工程实例工程实例2 2富溪隧道富溪隧道进口浅埋偏压治理进口浅埋偏压治理浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术LOGO第64页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 围岩条件和地层偏压作用是隧道变形、坍塌的主要原因，因此隧道处于严重偏压状态时，应采取措施避免隧道结构发生病害、失稳。施工期间的病害主要是偏压一侧压力大，容易产生大变形，围岩不稳定容

48、易塌方，喷混凝土会产生开裂、掉快、严重的发生坍塌。运营阶段，由于受偏压荷载的影响，隧道结构容易产生开裂、渗漏等病害。LOGO第65页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 (1)削坡排水法削坡排水法 该方法是最为直接的治理方法之一。通过消弱偏压边坡以减轻下滑力，从而降低边坡偏压对隧道稳定性的影响。但是该方法的治理效果与开挖范围密切相关。倘若开挖范围小，则一方面无法起到很好的治理效果，另一方面则可能引起新一轮边坡滑移的隐患；倘若开挖范围过大，则不但增加了工程造价，而且大大影响了周围

49、环境。此外，边坡开挖后应进行喷射混凝土防护以阻止土层的风化和雨水侵蚀。排水措施可以采用环形截水沟、树枝状排水系统、平整夯实自然山坡坡面等。LOGO它适用于裂隙不太发育、完整性较好的缓倾斜中厚岩体或滑动面较单一、倾角小的滑坡中，且滑动面以下为较完整的基岩，不适用于流塑性土体地层。在隧道的进出口地段，风化非常严重，稳定性极差。公路隧道设计细则（JTG D70-2010）给出了需按浅埋偏压隧道设计的拱肩覆盖层厚度限值。注浆孔按梅花形或矩形排列，间距为浆液扩散半径的1.浅埋偏压隧道施工常用的处理方法（一）常用的洞外处理措施表需对地层进行加固处理的偏压隧道拱顶以上地层厚度限值（m)（一）常用的洞外处理措

50、施（一）常用的洞外处理措施钢架工字钢采用22，拱架间距60cm。狮公岩二号隧道为武广客运专线双线铁路隧道，行车速度目标值为350km/h。隧道设计与施工的重要理念在隧道的进出口地段，风化非常严重，稳定性极差。图5-7 洞内布设工字钢水平支撑增加明洞长度，增加隧道洞口埋深第66页浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工技术浅埋偏压隧道施工常用的处理方法浅埋偏压隧道施工常用的处理方法二二 （一）常用的洞外处理措施（一）常用的洞外处理措施 (3)地表注浆法地表注浆法 注浆参数：注浆浆液通常采用单液水泥浆，特殊情况可以采用超细水泥浆、水泥水玻璃双浆液或化学浆液。注浆管采用4248mm的钢花管，或采用高压P