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[摘要]:在我国基建行业的高速发展的今天,越来越多的问题和难题都相继出现,随着时间的流逝,诸多问题也逐步得到解决,且解决问题的办法从刚开始的单一化到如今的多元化进行转变,本文依托某地铁浅埋暗挖隧道,在复杂地质条件下出现的坍塌问题结合监测数据进行分析,并提出相应的解决方法及处理措施,为后续类似项目提供参考和积累经验。
[关键词]:地铁浅埋暗挖隧道;复杂地质条件;坍塌:监测;处理措施
一、监测预警
2019年03月15日,西南某市在建地铁区间暗挖隧道发生施工监测预警,区间左线小里程端头正上方坡顶加密点ZQC1本次变化速率预警,变化速率为-8.7mm/d(速率预警值为5mm/d),DB67050本次变化速率预警,变化速率为-27.95mm/d(速率预警值为5mm/d);累计变化量预警,累计变化量为-83.86mm(累计预警值为27mm,累计控制值为40mm);DB67050-4本次变化速率预警,变化速率为-19.16mm/d(速率预警值为5mm/d),累计变化量预警,累计变化量为-57.48mm(累计预警值为27mm,累计控制值为40mm);DB67050-5本次变化速率预警,变化速率为-19.02mm/d(速率预警值为5mm/d),累计变化量预警,累计变化量为-57.07mm(累计预警值为27mm,累计控制值为40mm)。
二、现场工况
2019年03月17日上午9点30分,左洞喷锚结束后,里程ZDK67+058掌子面处拱顶淤泥层开始局部坍塌,渗水量较大,至上午10点30分左右,靠近掌子面的一榀钢架出现变形。
区间小里程端左线该里程隧道覆土深度约6.5米,上部无建筑物及道路;设计地勘显示该段为中风化砂岩,开挖地层揭露显示,拱顶以下80cm左右仍为淤泥质土,地质情况较设计地勘较差,土体软弱、稳定性较差,且伴有较大渗水。坍塌正上方混凝土路面呈凹陷状,存在多处裂缝。
三、原因分析
3.1地质水文条件因素
在ZDK67+055~ZDK67+129里程段,隧道拱顶以下仍存在50~110cm的黏土及淤泥质粉质黏土层,隧道拱顶土体自稳性较差,其中ZDK67+065~ZDK67+90里程端穿越淤泥质粉质黏土层,天然含水量高达89.5%,渗水较大。导致土层稳定性降低,流塑性增强,强度降低,随着含水量逐渐增加,发生涌水突泥及坍塌的可能性概率也随之增长。
2.3勘察设计因素
地质勘察工作是设计的支撑,是合理设计支护参数的重要依据,如果地质勘察资料与实际不相符,将会影响怎个施工过程,出现各种险情,造成不可逆转的严重后果。因此,合理完善地质勘察及设计资料是保证工程顺利完工,避免坍塌事故发生的前提。
2.4天气因素
2019年03月16日夜间大雨,雨水渗入土里,侵入掌子面,造成掌子面渗水变大,喷锚完成后仍有较大渗水,渗水对上方土体扰动较大。
三、处理措施
3.1现场处理措施
1、对掌子面拱脚处及坍塌区域进行土体回填反压,防止掌子面进一步坍塌。
2、对掌子面及周边围岩进行喷锚封闭,从后方钢架打设超前小导管至坍塌区域进行注浆加固。
3、加大监测、巡查频率,及时进行数据分析反馈。
4、从地面进行打孔注浆,对土体进行加固,并对地面裂缝进行封堵,防止地表水渗入地面。
5、从后方钢架打设超前小导管进行注浆加固,必要时可考虑从后方钢架打设管棚进行超前支护加固。
6、目前现场采用的是9m长108管棚进行超前支护,端头加设套拱进行支撑,然后预留核心土进行开挖支护,后期根据现场实际情况打设长管棚进行超前加固。
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3.2调整支护参数
1、超前支护:拱部120°范围按0.2m×0.5m布置A42超前注浆小导管,L=4m(小导管从钢架上方穿过,钢花管间隔注浆)。
2、拱架:I25/ I20型钢,间距0.5m(前10m用I25型钢,坍塌段双层钢架支护,贯通后采用换拱进行支护)。
3、钢筋网片:A8@150×150钢筋网,全环双布置。
4、纵向连接筋:间距0.6m,内外交错布置。
5、锁脚锚杆:A42钢管,长度4m(必须注浆)。
6、系统锚杆:上导增加A22砂浆锚杆,间距0.5m(纵向)×0.8m(环向),长度3.5m。
7、初期支护:C25喷射早强砼,厚度35cm。
8、仰拱钢架变化及喷射砼量增加:原设计格栅钢架仰拱弧度最小半径为R=1300,现采用I25/ I20型钢,须扩大冷弯半径方可加工制作,断面由原设计40.3㎡扩大至42.8㎡,每延米喷射砼量由6.50m³增加至8.90m³。
3.3管理人员部署
1、配备专职安全管理人员,主要负责日常施工现场安全管理。
2、配备专职文明施工人员,主要负责日常文明施工管理。
3、配备专职质量控制人员,控制开挖循环进尺,下导严禁对称开挖,严禁拱脚悬空。加强初支背后回填注浆,及时处理拱顶背后脱空。加强拱架加工质量控制,洞内拱架安装严格按方案交底进行,严禁割除钢架。
4、作业人员不足,现场施工时,队伍管理人员及项目管理人员必须旁站监督。
5、序衔接要迅速,准备要充分,防止前后工序出现较长空档期。
6、现场信息反馈要及时准确,加强信息交流,现场施工方案调整时需及时沟通反馈。
7、若后期洞内支护不满足要求,及时上报,采取地面高压旋喷加固等方式进行土体加固。
8、适时调整加固措施,现方案作为指导性文件,加固措施不能比方案弱。
9、加强地面集水巡查,地面及线路上方积水及时进行清理或抽排。
10、加强监控量测,重点为洞内拱顶下沉及净空收敛,电塔增加监测点。
四、结论
在复杂多变的地质条件下,隧道施工过程中,要做好各方面准备,以“安全第一”为基础,严格遵守“短进尺、若爆破、及支护、勤量测”的原则,重视现场巡视和监测,根据现场施工情况及巡视异常结合监测预警数据,在隧道坍塌征兆之前及时采取有效措施,尽可能减少一切不必要的损失。同时,加强新技术、新方法、新工艺、新科技的应用,最大限度的保证隧道施工安全,减少事故的发生。
参考文献
[1] 刘学增,俞文生.隧道稳定性评价与塌方预警[S]:同济大学出版社
[2] 王洪战. 隧道防坍塌预警监测技术研究[J]. 地矿测绘,2013,(1):8-10.doi:10.3969/j.issn.1007-9394.2013.01.003.
[3]李爽. 隧道坍塌的防范及处理措施[J]. 商情,2014,(34)
[4] 高阳春. 浅谈隧道坍塌的原因分析及处理[J].2013, (4)
论文作者:梁婕1,, 张能2
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第14期
论文发表时间:2019/9/10
标签:隧道论文; 钢架论文; 速率论文; 值为论文; 拱顶论文; 里程论文; 地质论文; 《工程管理前沿》2019年第14期论文;