高瓦斯隧道洞身大变形的技术处理方案

王　争，任梓绮

(贵州省交通建设工程检测中心有限责任公司，贵州 贵阳　550008)



高瓦斯隧道洞身大变形的技术处理方案

王争，任梓绮

(贵州省交通建设工程检测中心有限责任公司，贵州 贵阳550008)

摘要：以厦蓉高速(贵州境)织金至纳雍高速公路杨保寨隧道出口右线洞身大变形为例，具体阐述高瓦斯隧道洞身大变形处理方案。

关键词：隧道；高瓦斯；大变形；方案

1概述

贵州省织金至纳雍高速公路杨保寨隧道为分离式短隧道，隧道桩号为：YK91+697～YK92+120，L=423 m；ZK91+700～ZK92+122，L=422。隧道左右幅均位于直线上，进口段测设线距离约为18.8 m，出口段测设线距离约为23 m。左、右线隧道均为下坡隧道，纵坡分别为-2.8%、-2.795%。施工单位由出口向进口掘进。

2014年3月25日，YK91+915地表冒顶，地表多处开裂，多家民房无法居住，居民被迫拆迁。现场见图1。2014年5月24日至28日连续大暴雨，大量雨水顺着冒顶处流入洞内软化了围岩，导致围岩失去自稳能力，产生较大应力作用于初支上，从而导致初支出现大变形，监控数据发生突变，部分段落初支侵入二衬，施工方及时加设了辅助支撑，变形才得到了缓解。

2现场监控量测情况

杨保寨隧道YK91+915～YK91+848段开挖后，监控量测单位根据规范要求积极开展工作，在YK91+910、YK91+895、YK91+880、YK91+875、YK91+868、YK91+860、YK91+854处都埋设了量测断面(各断面监控量测数据见表1)，典型监测成果见图1(由于断面较多，数据量较大，本文重点以YK91+895为例)。

图1　YK91+895断面拱顶沉降及周边收敛监测成果图

结合图3可看出，围岩变形速率大致分四个阶段分析：(1)开挖初期，围岩处于正常变形较快阶段，初支明显变形、基础不均匀沉降、拱架附近混凝土有开裂现象(2014年4月1日～2014年4月20日)；(2)缓慢变形阶段，随着距离掌子面距离的缓慢增大和时间的推移，各测点/线变形速率逐渐变小而趋于稳定(2014年4月21日～2014年5月20日)；(3)下台阶开挖后，加之暴雨雨水流入洞内，围岩又一次释放压力，地表、拱顶、及洞内收敛出现了急剧变形(2014年5月21日～2014年6月12日)；(4)稳定阶段，出现急剧变形后，施工方积极采取加固措施(对初支后围岩进行注浆充填、增加中空锚杆、加设辅助支撑。)后，围岩变形得到了控制，逐渐趋于稳定(2014年6月13日～2014年6月22日)。

表1YK91+915～YK91+848段各断面拱顶沉降

及周边收敛累计变形量

注：“+”表示下沉，“ -”表示上升。

3处理方案

(1)施工方立即暂时停止杨堡寨隧道出口右洞各工序施工。

(2)监控量测单位重新对侵界段落每3 m一个断面加密复测，复测结果以报告形式提交设计单位。

(3)总体处置方案为根据监控量测结果凡初支侵界超过15 cm的段落必须拆换重新施作。

(4)拆换前先对拱背围岩注浆固结，注浆时间隔一榀钢拱架分两次注浆，同时新换钢拱架拱脚用2 cm后钢板垫实。预留变形量加大到25 cm。

(5)监控量测单位加密观测时间(每天三次)，3人24 h轮流值班直到煤层施工段落结束。

(6)杨保寨右洞换拱开始后，从出口往进口方向施工，严格按设计方案实施，每成型10 m，停止继续向前换拱，及时浇筑仰拱及二衬。

(7)杨保寨隧道右洞掌子面开挖待换拱完成后，根据掌子面实际情况由设计单位重新确定支护类型。

(8)杨保寨隧道左右洞施工掌子面距二衬距离按35 m控制。调整逃生通道原设计长度按35 m重新设置。

4方案实施过程中的监控量测

(1)对侵界段落每3 m一个断面加密复测，复测成果见图5，数据见表2。

(2)加大了量测频率(每天三次，早中晚各一次)；同时，安排了3人24 h轮流值班进行观测，有异常情况并迅速通知相关单位；在方案实施过程中监控量测拱顶下沉和周边收敛监测断面典型监测成果见图2。

表2　YK91+915～YK91+848段各断

图2　YK91+895断面换拱后拱顶沉降及周边收敛监测成果图

结合图2，可以看出：(1)针对杨保寨隧道洞身段大变形所制定的处理方案是可行的，围岩变形得到了有效的控制；(2)监控量测在大变形治理中发挥了重要作用，通过现场观察和围岩位移量测判断了围岩变形的幅度和趋势，给杨保寨隧道大变形段拆换进行了指导；(3)拆换后施工方积极施作支护，并封闭成环，充分发挥了支护材料的承载能力，因此拆换后围岩变形一直保持在可控范围内；(4)拆换期间施工方加强了现场施工管理力度和专业技术人员的要求，也是保证拆换后围岩变形在可控范围内的一个重要因素。

5结论

(1)水对围岩的软化作用是引起隧道大变形的主要原因，而不合理的施工工序是引起隧道大变形的次要原因。施工中应采取合理有效的的排水措施，避免围岩受到水软化。

(2)隧道大变形地段施工应选择合理的施工工法，控制个工序间的安全步距，选择合理的支护时间，使支护尽快封闭成环，优化结构受力，来保证围岩与支护体系稳定。

(3)煤系地层隧道施工中，监控量测起着指导和优化施工的重要作用，施工中应进一步加强监控量测，及时反馈信息，避免侵限等大变形的发生。

参考文献：

[1]公路隧道设计规范(JTG D70-2004)[S].

[2]公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009)[S].

[3]吴辉.煤系地层软弱围岩隧道大变形施工控制技术[J].公路交通技术,2012，(4)：115.

Technical treatment scheme for large deformation of high gas tunnel

WANG Zheng, REN Zi-qi

(Guizhou Traffic Construction Engineering Testing Center Co., Ltd., Guiyang, Guizhou 550008，China)

Abstract:The paper sets forth processing scheme of large deformation of high gas tunnel with the example of the high-gas-tunnel body deformation in Yang Baozhai exit’s right line of Zhijin-Nayong Section in Xiamen-Chengdu Highway (Guizhou border).

Keywords:tunnel; high gas; large deformation; scheme

中图分类号：U456.3

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)03-0120-02

作者简介：王争(1988-)，男，贵州思南人，助理工程师，从事公路试验检测工作。

收稿日期：2015-08-30