手机便携相片打印机:台江隧道大型垮塌综合治理

     1  隧道及坍塌介绍    1.1  隧道位置     台江隧道位于国道主干线上海至瑞丽(贵州境)三凯高速公路第十合同段，左右分幅，左幅为ZKl09+105-ZKl09+570段，长465m，最大埋深58m，右幅为YKl09+060—YKl09+605段，长545m，最大埋深67m。由于隧道穿过穿过一个冲沟，设计时在冲沟位置采用明洞型式。隧罐平面见图1。       1.2 隧道工程地质概况     隧道区位于“江南古陆”西缘，出露地层为前震旦系上板溪群清水江组第二段，上板溪群是一套由陆源碎屑岩和火山凝灰物质组成的，因区域变质而变成的副变质岩系。由新、老华夏系构造控制着区域整个构造格局，老华夏系构造带由N40°—50°E构造褶皱群及NE向张扭性断裂组成。新华夏系构造以NNE向带状褶皱为主，常伴生有压扭性断裂构造带。    隧道围岩主要以强风化和中风化板岩为主，地表覆盖层为耕植土、碎石土及砂质粘土。强风化层为灰、灰黄色硅化板岩，节理、裂隙发育，岩体较破碎，岩质较软；中风化层为灰、深灰色硅化板岩，微细节理及构造风化裂隙发育，岩质硬而脆。隧道区水文地质条件较简单，隧道场地位于坡体上，地表无常年迳流。场地地下水为基岩风化、构造裂隙水，主要受植被、地形及风化带控制。隧道围岩主要以I类、Ⅱ类围岩为主，总体围岩条件较差。    1.3  隧道坍塌段及中间明洞段病害介绍    1.3.1  隧道施工及病害发生的过程    左幅隧道于2003年7月25日开始掘进，右幅隧道于7月21日施工掘进。2003年10月7日，在施工过程中右幅隧道出口方向YKl09+236位置出现塌方冒顶，坡体地面出现直径3.5m、深3m的塌洞。2003年10月11日，施工单位在左幅洞顶观测时，发现ZKl09+195~ZKl09+230段左侧山体距轴线50m、与中线呈40~交角有纵向裂缝，最宽达40mm。至10月18日，洞内监测最大收敛70mm，拱顶下沉75mm，坡顶裂缝最宽处达150mm，10月21日已全面停工。由于连续降大雨，山体裂缝进一步发展。2003年10月28日凌晨4点30分，台江隧道左幅中段ZKl09+200-ZKl09+287整体坍塌，受左幅隧道坡体坍塌影响，右幅YKl09+225—YKl09+262段拱顶下塌，山体出现较大变形。2004年5月由于受雨水的影响，左洞坍塌面的坍塌范围又有些发展，洞口的边仰坡亦发生了明显的变形。隧道坍塌后情况见图2，隧道坍塌后的地质纵断面见图3。

    1.3.2  隧道存在的主要问题    自该隧道发生病害后，经地质调查和变更设计方案论证。最终根据地勘资料和原设计图及原地勘资料，并根据现场调查情况，认为台江隧道目前尚需解决的问题主要有：  a．坍塌段的隧道施工  ZKl09+170—ZKl09+287、YKl09+220—YKl09+262段随着施工的进行曾先后发生了洞口及洞内的整体坍塌或局部坍塌，隧道大部分处于坍塌体中或强风化层中，目前隧道需进行加固或重新开挖施做。    b．隧道明洞的边仰坡加固处理    中间明洞段位于三穗端的边、仰坡发生了坍塌，明洞段左边坡地质松散、地下水发育。目前三穗端的边、仰坡随时有坍滑的可能。如何保证在明洞和暗洞建设过程中和今后的稳定，也是该工程处理的重点。     2  隧道病害治理方案    2.1  隧道坍塌段    2.11  ZKl09+175~ZKl09+190、YKll09+220~YKl09+235受坍塌影响段    以上段落靠近坍塌段，受隧道坍塌影响，隧道地质条件恶化，隧道上半断面初期支护局部开裂，但隧道整体稳定，初期支护未侵入二次衬砌范围，目前隧道仍未进行下半断面开挖。由于该段地质条件差，为保证隧道下半断面的顺利开挖，有必要对围岩进行加固，对隧道二次衬砌加强。具体采用的治理措施为：    a. 对隧道上半断面采用直径42壁厚3.5mm、长4m的花管进行径向注浆加固；    b. 参照原拱部的初期支护参数进行下断面的支护和施工，对结构下部进行优化，即对隧道边墙底进行优化以增强仰拱的作用，同时二次衬砌主筋。由单侧5根直径22钢筋变为6.25根，二次衬砌厚度仍按原设计取45cm。    2.1.2  ZKl09+190~ZKl09+280、YKl09+235~YKl09+260隧道坍塌段    以上段落隧道左洞已发生严重的坍塌变形或整体坍塌；右洞YKl09+235-YKl09+255尚未开挖，但隧道围岩条件差，隧道位于强风化层和覆盖层中，且受洞口及洞内的坍塌影响，隧道地质条件很差，所以该段处理的重点是如何保证隧道的开挖和结构安全。对该段的治理设计是本隧道病豁治理的重点，在设计时结合隧道明洞的边仰坡情况，综合提出了三个方案。通过对方案的综合比较，考虑施工方案的安全可行性，又要兼顾综合治理费用的高低，采用了隧道明洞仰坡段采用以地表注浆加固为主，洞身段以洞内注浆加固为主，并结合超前支护和钢架等综合治理措施。该段治理方案比较表见表1。    隧道最终实施的具体措施为：    (1)ZKl09+200-ZKl09+240段和YKl09+235-YKl09+250洞身段    a．ZKl09+200—ZKl09+240段和YKl09+235-YKl09+250段采用径向直径42壁厚3.5mm、长6m的注浆花管进行径向注浆加固隧道周边围岩。    b．超前支护采用直径51的自钻式中空注浆锚杆：长5m，排距2.5m，环距0.35m。    c．初期支护采用“20b的工字钢钢架，间距50cm喷棍凝土28cm+双层钢筋网”。    d．二次衬砌采用55em厚的钢筋混凝土结构。    (2)ZKl09+240-ZKl09+280和YKl09+250-YKl09+260段的具体措施为    a，采用地表注浆加固，注要参数为：注浆管采用直径51的自钻式中空注浆锚杆，杆体带孔；注浆管按间距1.5×1.5m梅花型布置。    b．超前支护采用直径51的自钻式中空注浆锚杆；长5m，排距2.5m，环距0.35m。    c．初期支护采用“20b的工字钢钢架，间距50cm+喷混凝土28em+双层钢筋网”。    d．二次衬砌采用55cm厚的钢筋混凝土结构。    2.2  隧道中间明洞段边仰坡治理    中间明洞的边仰坡综合治理见图4。根据地勘资料；明洞边仰坡地下水发育，有泉眼分布，受地下水影响，加之地质条件差，所以图4所表示的H和II-II剖面，以及左侧明洞的边坡，都处于不稳定状态中。在隧道施工过程中虽然明洞的洞口段采取了地表注浆加固措施，仍然不能保证隧道边仰坡稳定，而明洞和隧道建成后将受很大的侧压力，这是隧道自身难以承受的，所以需加固处理；最后确定的边仰坡稳定的措施为：

    a．为确保隧道施工期间的安全，保证山体整体稳定性，同时减少明洞所受的侧压力，分别在右幅隧道及左幅隧道明洞段的三穗端左侧设置了A、C型抗滑桩；并在左右隧道间的正面布置了B型抗滑桩。    b．由于右幅隧道+240-+260隧道顶的山体尚存在中层滑坡的可能性，所以在该段外侧布置了3根抗滑桩，以保证山体稳定。    c. 隧道左侧的地表水通过在明洞顶修横向明渠排至线路右侧汇水池，地下水通过盲沟并经隧底埋设横向排水管引至隧道右侧汇水池，地表水及地下水流人汇水池后通过圆管涵排人南宫路外。    d．对隧道YKl09+260—YKl09+280段明洞左侧C型抗滑桩桩顶开挖边坡，采用直径42小花管注浆加固。     3  隧道总体施工程序    在隧道病害治理前，应首先对地表进行清理和夯填，并整平修顺，封闭裂缝，现场可根据情况采取一些措施，以避免地表水渗入地层中，增大对隧道的压力。    隧道施工总体上应首先完成地表注浆加固，然后施工明洞段的抗滑桩和坡面加固，并完成明洞工程和洞顶回填，以对山体形成回填反压的作用。最后从隧道进口端往线路前进方向逐步完成隧道工程，隧道施工需严格按照“超前支护一短进尺开挖和初期支护一径向注浆加固一下部开挖一二次衬砌紧跟”的顺序和原则施工。     4  结束语    该隧道病害处理设计方案经过多次专家会评审论证，并结合咨询单位的审查意见，正式出版了施工图。目前，该隧道病害治理施工已进入最后阶段，坍塌段正在顺利施工，坍塌段地表注浆加固进展顺利，抗滑桩施工也已开始，山体裂缝未再发展。(龚尔民 高世军 周 森)