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1影響小間距隧道施工的因素

隧道如果埋深較淺，上覆土層正壓力較小，再加上地表巖層長(zhǎng)期受風(fēng)化作用的影響，使其強(qiáng)度降低，在開(kāi)挖過(guò)程中如果支護(hù)不及時(shí)，圍巖就會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的變形甚至坍塌；相反，埋深較大，拱頂所承受的壓力較大，支護(hù)費(fèi)用與壓力較小的地層相比費(fèi)用較高．當(dāng)兩隧道間距保持不變，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，它們之間相互影響的程度雖隧道埋深的減小而降低．圍巖級(jí)別隧道開(kāi)挖后，圍巖是否穩(wěn)定，主要受巖體強(qiáng)度的影響．當(dāng)巖體強(qiáng)度大于重分布應(yīng)力時(shí)，圍巖處于彈性狀態(tài)，此時(shí)圍巖穩(wěn)定；當(dāng)巖體強(qiáng)度小于重分布應(yīng)力時(shí)，此時(shí)圍巖就進(jìn)入了破壞狀態(tài)，造成圍巖失穩(wěn)．不同的圍巖級(jí)別所能承受的二次應(yīng)力是不同的，當(dāng)圍巖級(jí)別高，巖體強(qiáng)度低時(shí)，我們可以通過(guò)各種施工輔助措施來(lái)提高巖體強(qiáng)度，從而可降低雙洞隧道的間距．綜合上述分析，決定小間距隧道合理取值的最主要因素應(yīng)當(dāng)是工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件．隧道支護(hù)類(lèi)型隧道開(kāi)挖后，由于破壞了初始應(yīng)力平衡，使巖體應(yīng)力重新分布，在重分布過(guò)程中，會(huì)使隧道周邊產(chǎn)生一定的變形，變形過(guò)大會(huì)直接危及施工和使用中的安全，因此我們應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)開(kāi)挖后的隧道進(jìn)行支護(hù)，防止出現(xiàn)過(guò)大的變形．有效的支護(hù)不僅可以保證施工和使用中的安全，還會(huì)防止圍巖的應(yīng)力重新分布趨于惡化．值得注意的是，上述分析的四種影響因素，只是針對(duì)單個(gè)因素進(jìn)行單獨(dú)考慮．但在實(shí)際施工過(guò)程中，四種影響因素卻是相互作用，各個(gè)因素之間也都會(huì)產(chǎn)生相互影響．因此，小間距隧道施工的相互影響是個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題．

2小間距隧道施工應(yīng)對(duì)措施

四部CRD法開(kāi)挖時(shí)1部超前，4部及時(shí)跟進(jìn)成環(huán)，部開(kāi)挖一榀支護(hù)一榀．土方開(kāi)挖時(shí)，四部CRD法部采用人工開(kāi)挖，并配合手推小斗車(chē)出渣至部后采用小型挖機(jī)裝渣，小型農(nóng)用車(chē)運(yùn)渣至豎井口；四部CRD法部采取人工配合小型挖機(jī)開(kāi)挖，采用小型農(nóng)用車(chē)出渣至豎井口，液壓抓斗垂直提升至地表渣坑．開(kāi)挖步序優(yōu)化施工步序的選擇考慮了四種施工步序，對(duì)隧道間距4m的情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)控量測(cè)．綜合分析不同開(kāi)挖順序?qū)Φ貙幼冃巍⒅虚g巖柱穩(wěn)定情況以及施工進(jìn)度的影響．步序一：雙線(xiàn)隧道同時(shí)開(kāi)挖，先開(kāi)挖遠(yuǎn)離中間巖柱側(cè)，即左側(cè)隧道部和右側(cè)隧道3、4部；步序二：雙線(xiàn)隧道先進(jìn)行左側(cè)隧道部施工，然后施工左幅3、4部，施工完成后，再進(jìn)行右側(cè)隧道部施工，最后施工右幅部；步序三：雙線(xiàn)隧道先施工左側(cè)隧道，分別按照部的順序進(jìn)行開(kāi)挖，完成后，按照施工左側(cè)隧道的方法進(jìn)行右側(cè)隧道的施工；步序四：先施工左側(cè)隧道部和右側(cè)隧道部，施工完畢后，再施工左側(cè)的部和右側(cè)的部數(shù)據(jù)處理分析步序一與其他三種施工方法比較起來(lái)地表沉降相對(duì)較大，左側(cè)隧道部和右側(cè)隧道部同時(shí)開(kāi)挖對(duì)地表沉降影響不大，但靠近中間巖柱左側(cè)部和右側(cè)部同時(shí)施工時(shí)，卻使地表沉降急劇加大．步序二和步序三施工后最終傾斜值基本接近，但二者各有優(yōu)缺點(diǎn)．步序二能很好控制水平收斂但所引起的地表沉降較大；步序二雖然水平收斂較大，但對(duì)控制地表變形有很好的效果．在具體選擇施工工序時(shí)，應(yīng)綜合考慮各種因素的影響，選擇合適的施工步序．步序四施工所引起的地表沉降雖然比步序二大，但是在施工過(guò)程中必須保證支護(hù)及時(shí)有效，才能滿(mǎn)足施工安全的需求，步序四施工有利于圍巖的穩(wěn)定，右側(cè)隧道部施工前，左側(cè)隧道仰拱必須封閉成環(huán)，才能進(jìn)行右側(cè)隧道施工．在實(shí)際工程中，采用步序二開(kāi)挖小間距隧道．以長(zhǎng)沙市營(yíng)盤(pán)路湘江隧道大跨小間距隧道段為例，重點(diǎn)對(duì)斷面NK2＋400各部開(kāi)挖引起的地表沉降進(jìn)行觀測(cè)，可見(jiàn)地表沉降最大值為73mm，地表沉降的最大值隨著洞室的開(kāi)挖逐漸向右移動(dòng)，開(kāi)挖結(jié)束后，地表沉降最大值的出現(xiàn)位置向左偏移了4m；同時(shí)，右洞前兩步開(kāi)挖對(duì)隧道中心的沉降影響很小，僅占總沉降的15％．隨著洞室的開(kāi)挖，中間土體發(fā)生了一定水平位移，開(kāi)挖結(jié)束后，水平位移最大值為8．71mm．實(shí)際施工中的監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)值都在規(guī)范規(guī)定的范圍之內(nèi)，大大降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益．

3結(jié)語(yǔ)

針對(duì)外部環(huán)境因素，提出了幾點(diǎn)在施工過(guò)程中的應(yīng)對(duì)措施，在超前預(yù)支護(hù)、預(yù)加固的基礎(chǔ)上，合理選擇施工工序，使變形減小，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，只有這樣才能最終做到安全快速施工．

作者：孫路張?jiān)讫埥獣匀諉挝唬汉峡萍即髮W(xué)