软流塑状地层隧道进洞施工技术探讨
2014-12-20李永
李永
摘要：鉴于软流塑状地层必须采用适当的辅助工法对地层进行加固，才能保证暗挖施工过程中隧道本身和地面建筑物和管线的安全，以西宁市南绕城公路南酉山隧道成功施工为例，详细介绍了施工方案和要点以及软流塑地层加固的技术措施，可为今后类似工程提供借鉴和指导，确保隧道安全进洞。
关键词：软流塑状地层；隧道工程；设计与施工；进洞技术
中图分类号：U455.4文献标志码：B
南酉山分离式隧道位于西宁市城东区南酉山村北，左线长860 m，起讫桩号ZK28+180～ZK29+040，右线长840 m，起讫桩号YK28+190～YK29+030。南酉山隧道右洞进口段穿越软流塑状地层，属于典型的软塑性地层，为国内隧道工程中极少见的不良地质状况之一。
1工程概况
经勘探，隧道里程桩号YK28+190～YK28+243范围内分布着软流塑粉质黏土层。隧道进口端地层岩性主要从上到下依次为：第四系全新统（Q4ml）填土，上部以灰黑、灰褐等杂填土为主，层厚0.30～6.00 m，均厚2.18 m，下部以浅黄色、灰黄色素填土为主，层厚0.50～9.50 m，均厚6.86 m；第四系上更新统风积（Q3eol）粉质粘土层，以黄、灰黄色粉粒为主，天然含水量大于 40%，塑性指数高达236，塑限低至2010%，内摩角低至60°～90°，内聚力0.16 kg·cm-1，厚10.2～40 m，平均厚度为21 m；基岩为第三系（E）棕红色泥岩，浅灰～红褐色泥质结构层状构造，层厚5.3～20 m，岩芯多呈碎石状，并夹有石膏薄层及粉砂质泥岩，承载力基本容许值
[fa0]=220～350 kPa、摩阻力标准值qik=60～80 kPa，其明暗交界处地质分布如图1所示。
软流塑状粉质粘土具有高压缩性、高灵敏度、强度低、易产生蠕动等特性，开挖后自稳能力极差，易坍塌，地面沉降难以控制。其施工难点主要表现为以下几点。
（1） 明洞范围内（YK28+190～YK28+223）开挖到距拱顶5 m时出现软流塑状粉质黏土，坡脚处有渗水、流泥现象，自稳能力极差，边坡失稳，将引起坡顶民房开裂，危及安全。
（2） 隧道上层覆土薄，不能形成有效的承载拱，自稳能力极差，严重时可能发生涌泥、塌方事故。
（3） 地面沉降难以控制，过大沉降易引起洞顶路面开裂，甚至坍陷，影响交通安全。
（4） 进口段为下坡施工，地下水丰富，给施工带来极为不利的影响。
2施工方案及主要施工措施
2.1施工方案
鉴于隧道进口段穿越软流塑地层，仰坡上方为南酉山村主干道，右侧为民房，为保证施工期间内隧道上方道路、民房的安全，施工前先对明洞及仰坡土体预加固、支护；暗洞施工遵循“预加固、短进尺、小循环、强支护、早封闭、勤量测”的原则，采用大管棚+小导预注浆的超前支护措施，钢花管注浆加固仰拱底；施工时加强隧道排水治水，地表、边仰坡设置截水沟疏导地表水，洞内外设置集水井引排地下水，保证边坡、工作面土体的稳定性；将监控量测纳入施工工序，监控量测项目主要有：建筑物沉降、地质及支护观察、拱顶下沉、洞内收敛、地表沉降[14]。
2.2主要施工措施
2.2.1洞口土体预加固措施
采用高压旋喷桩、粉喷桩对明洞两侧及边、仰坡进行预加固处理。明洞两侧采用粉喷桩进行土体改良，仰坡及明洞拱底采用高压旋喷桩进行加固处理[57]。洞口预支护布置图如图2、3所示。endprint
摘要：鉴于软流塑状地层必须采用适当的辅助工法对地层进行加固，才能保证暗挖施工过程中隧道本身和地面建筑物和管线的安全，以西宁市南绕城公路南酉山隧道成功施工为例，详细介绍了施工方案和要点以及软流塑地层加固的技术措施，可为今后类似工程提供借鉴和指导，确保隧道安全进洞。
关键词：软流塑状地层；隧道工程；设计与施工；进洞技术
中图分类号：U455.4文献标志码：B
南酉山分离式隧道位于西宁市城东区南酉山村北，左线长860 m，起讫桩号ZK28+180～ZK29+040，右线长840 m，起讫桩号YK28+190～YK29+030。南酉山隧道右洞进口段穿越软流塑状地层，属于典型的软塑性地层，为国内隧道工程中极少见的不良地质状况之一。
1工程概况
经勘探，隧道里程桩号YK28+190～YK28+243范围内分布着软流塑粉质黏土层。隧道进口端地层岩性主要从上到下依次为：第四系全新统（Q4ml）填土，上部以灰黑、灰褐等杂填土为主，层厚0.30～6.00 m，均厚2.18 m，下部以浅黄色、灰黄色素填土为主，层厚0.50～9.50 m，均厚6.86 m；第四系上更新统风积（Q3eol）粉质粘土层，以黄、灰黄色粉粒为主，天然含水量大于 40%，塑性指数高达236，塑限低至2010%，内摩角低至60°～90°，内聚力0.16 kg·cm-1，厚10.2～40 m，平均厚度为21 m；基岩为第三系（E）棕红色泥岩，浅灰～红褐色泥质结构层状构造，层厚5.3～20 m，岩芯多呈碎石状，并夹有石膏薄层及粉砂质泥岩，承载力基本容许值
[fa0]=220～350 kPa、摩阻力标准值qik=60～80 kPa，其明暗交界处地质分布如图1所示。
软流塑状粉质粘土具有高压缩性、高灵敏度、强度低、易产生蠕动等特性，开挖后自稳能力极差，易坍塌，地面沉降难以控制。其施工难点主要表现为以下几点。
（1） 明洞范围内（YK28+190～YK28+223）开挖到距拱顶5 m时出现软流塑状粉质黏土，坡脚处有渗水、流泥现象，自稳能力极差，边坡失稳，将引起坡顶民房开裂，危及安全。
（2） 隧道上层覆土薄，不能形成有效的承载拱，自稳能力极差，严重时可能发生涌泥、塌方事故。
（3） 地面沉降难以控制，过大沉降易引起洞顶路面开裂，甚至坍陷，影响交通安全。
（4） 进口段为下坡施工，地下水丰富，给施工带来极为不利的影响。
2施工方案及主要施工措施
2.1施工方案
鉴于隧道进口段穿越软流塑地层，仰坡上方为南酉山村主干道，右侧为民房，为保证施工期间内隧道上方道路、民房的安全，施工前先对明洞及仰坡土体预加固、支护；暗洞施工遵循“预加固、短进尺、小循环、强支护、早封闭、勤量测”的原则，采用大管棚+小导预注浆的超前支护措施，钢花管注浆加固仰拱底；施工时加强隧道排水治水，地表、边仰坡设置截水沟疏导地表水，洞内外设置集水井引排地下水，保证边坡、工作面土体的稳定性；将监控量测纳入施工工序，监控量测项目主要有：建筑物沉降、地质及支护观察、拱顶下沉、洞内收敛、地表沉降[14]。
2.2主要施工措施
2.2.1洞口土体预加固措施
采用高压旋喷桩、粉喷桩对明洞两侧及边、仰坡进行预加固处理。明洞两侧采用粉喷桩进行土体改良，仰坡及明洞拱底采用高压旋喷桩进行加固处理[57]。洞口预支护布置图如图2、3所示。endprint
摘要：鉴于软流塑状地层必须采用适当的辅助工法对地层进行加固，才能保证暗挖施工过程中隧道本身和地面建筑物和管线的安全，以西宁市南绕城公路南酉山隧道成功施工为例，详细介绍了施工方案和要点以及软流塑地层加固的技术措施，可为今后类似工程提供借鉴和指导，确保隧道安全进洞。
关键词：软流塑状地层；隧道工程；设计与施工；进洞技术
中图分类号：U455.4文献标志码：B
南酉山分离式隧道位于西宁市城东区南酉山村北，左线长860 m，起讫桩号ZK28+180～ZK29+040，右线长840 m，起讫桩号YK28+190～YK29+030。南酉山隧道右洞进口段穿越软流塑状地层，属于典型的软塑性地层，为国内隧道工程中极少见的不良地质状况之一。
1工程概况
经勘探，隧道里程桩号YK28+190～YK28+243范围内分布着软流塑粉质黏土层。隧道进口端地层岩性主要从上到下依次为：第四系全新统（Q4ml）填土，上部以灰黑、灰褐等杂填土为主，层厚0.30～6.00 m，均厚2.18 m，下部以浅黄色、灰黄色素填土为主，层厚0.50～9.50 m，均厚6.86 m；第四系上更新统风积（Q3eol）粉质粘土层，以黄、灰黄色粉粒为主，天然含水量大于 40%，塑性指数高达236，塑限低至2010%，内摩角低至60°～90°，内聚力0.16 kg·cm-1，厚10.2～40 m，平均厚度为21 m；基岩为第三系（E）棕红色泥岩，浅灰～红褐色泥质结构层状构造，层厚5.3～20 m，岩芯多呈碎石状，并夹有石膏薄层及粉砂质泥岩，承载力基本容许值
[fa0]=220～350 kPa、摩阻力标准值qik=60～80 kPa，其明暗交界处地质分布如图1所示。
软流塑状粉质粘土具有高压缩性、高灵敏度、强度低、易产生蠕动等特性，开挖后自稳能力极差，易坍塌，地面沉降难以控制。其施工难点主要表现为以下几点。
（1） 明洞范围内（YK28+190～YK28+223）开挖到距拱顶5 m时出现软流塑状粉质黏土，坡脚处有渗水、流泥现象，自稳能力极差，边坡失稳，将引起坡顶民房开裂，危及安全。
（2） 隧道上层覆土薄，不能形成有效的承载拱，自稳能力极差，严重时可能发生涌泥、塌方事故。
（3） 地面沉降难以控制，过大沉降易引起洞顶路面开裂，甚至坍陷，影响交通安全。
（4） 进口段为下坡施工，地下水丰富，给施工带来极为不利的影响。
2施工方案及主要施工措施
2.1施工方案
鉴于隧道进口段穿越软流塑地层，仰坡上方为南酉山村主干道，右侧为民房，为保证施工期间内隧道上方道路、民房的安全，施工前先对明洞及仰坡土体预加固、支护；暗洞施工遵循“预加固、短进尺、小循环、强支护、早封闭、勤量测”的原则，采用大管棚+小导预注浆的超前支护措施，钢花管注浆加固仰拱底；施工时加强隧道排水治水，地表、边仰坡设置截水沟疏导地表水，洞内外设置集水井引排地下水，保证边坡、工作面土体的稳定性；将监控量测纳入施工工序，监控量测项目主要有：建筑物沉降、地质及支护观察、拱顶下沉、洞内收敛、地表沉降[14]。
2.2主要施工措施
2.2.1洞口土体预加固措施
采用高压旋喷桩、粉喷桩对明洞两侧及边、仰坡进行预加固处理。明洞两侧采用粉喷桩进行土体改良，仰坡及明洞拱底采用高压旋喷桩进行加固处理[57]。洞口预支护布置图如图2、3所示。endprint
