軟流塑狀地層隧道進洞施工技術探討

李永

摘要：鑒于軟流塑狀地層必須采用適當的輔助工法對地層進行加固，才能保證暗挖施工過程中隧道本身和地面建筑物和管線的安全，以西寧市南繞城公路南酉山隧道成功施工為例，詳細介紹了施工方案和要點以及軟流塑地層加固的技術措施，可為今后類似工程提供借鑒和指導，確保隧道安全進洞。

關鍵詞：軟流塑狀地層；隧道工程；設計與施工；進洞技術

中圖分類號：U455.4文獻標志碼：B

南酉山分離式隧道位于西寧市城東區南酉山村北，左線長860 m，起訖樁號ZK28+180～ZK29+040，右線長840 m，起訖樁號YK28+190～YK29+030。南酉山隧道右洞進口段穿越軟流塑狀地層，屬于典型的軟塑性地層，為國內隧道工程中極少見的不良地質狀況之一。

1工程概況

經勘探，隧道里程樁號YK28+190～YK28+243范圍內分布著軟流塑粉質黏土層。隧道進口端地層巖性主要從上到下依次為：第四系全新統（Q4ml）填土，上部以灰黑、灰褐等雜填土為主，層厚0.30～6.00 m，均厚2.18 m，下部以淺黃色、灰黃色素填土為主，層厚0.50～9.50 m，均厚6.86 m；第四系上更新統風積（Q3eol）粉質粘土層，以黃、灰黃色粉粒為主，天然含水量大于 40%，塑性指數高達236，塑限低至2010%，內摩角低至60°～90°，內聚力0.16 kg·cm-1，厚10.2～40 m，平均厚度為21 m；基巖為第三系（E）棕紅色泥巖，淺灰～紅褐色泥質結構層狀構造，層厚5.3～20 m，巖芯多呈碎石狀，并夾有石膏薄層及粉砂質泥巖，承載力基本容許值

[fa0]=220～350 kPa、摩阻力標準值qik=60～80 kPa，其明暗交界處地質分布如圖1所示。

軟流塑狀粉質粘土具有高壓縮性、高靈敏度、強度低、易產生蠕動等特性，開挖后自穩能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。其施工難點主要表現為以下幾點。

（1） 明洞范圍內（YK28+190～YK28+223）開挖到距拱頂5 m時出現軟流塑狀粉質黏土，坡腳處有滲水、流泥現象，自穩能力極差，邊坡失穩，將引起坡頂民房開裂，危及安全。

（2） 隧道上層覆土薄，不能形成有效的承載拱，自穩能力極差，嚴重時可能發生涌泥、塌方事故。

（3） 地面沉降難以控制，過大沉降易引起洞頂路面開裂，甚至坍陷，影響交通安全。

（4） 進口段為下坡施工，地下水豐富，給施工帶來極為不利的影響。

2施工方案及主要施工措施

2.1施工方案

鑒于隧道進口段穿越軟流塑地層，仰坡上方為南酉山村主干道，右側為民房，為保證施工期間內隧道上方道路、民房的安全，施工前先對明洞及仰坡土體預加固、支護；暗洞施工遵循“預加固、短進尺、小循環、強支護、早封閉、勤量測”的原則，采用大管棚+小導預注漿的超前支護措施，鋼花管注漿加固仰拱底；施工時加強隧道排水治水，地表、邊仰坡設置截水溝疏導地表水，洞內外設置集水井引排地下水，保證邊坡、工作面土體的穩定性；將監控量測納入施工工序，監控量測項目主要有：建筑物沉降、地質及支護觀察、拱頂下沉、洞內收斂、地表沉降[14]。

2.2主要施工措施

2.2.1洞口土體預加固措施

采用高壓旋噴樁、粉噴樁對明洞兩側及邊、仰坡進行預加固處理。明洞兩側采用粉噴樁進行土體改良，仰坡及明洞拱底采用高壓旋噴樁進行加固處理[57]。洞口預支護布置圖如圖2、3所示。endprint

摘要：鑒于軟流塑狀地層必須采用適當的輔助工法對地層進行加固，才能保證暗挖施工過程中隧道本身和地面建筑物和管線的安全，以西寧市南繞城公路南酉山隧道成功施工為例，詳細介紹了施工方案和要點以及軟流塑地層加固的技術措施，可為今后類似工程提供借鑒和指導，確保隧道安全進洞。

關鍵詞：軟流塑狀地層；隧道工程；設計與施工；進洞技術

中圖分類號：U455.4文獻標志碼：B

南酉山分離式隧道位于西寧市城東區南酉山村北，左線長860 m，起訖樁號ZK28+180～ZK29+040，右線長840 m，起訖樁號YK28+190～YK29+030。南酉山隧道右洞進口段穿越軟流塑狀地層，屬于典型的軟塑性地層，為國內隧道工程中極少見的不良地質狀況之一。

1工程概況

經勘探，隧道里程樁號YK28+190～YK28+243范圍內分布著軟流塑粉質黏土層。隧道進口端地層巖性主要從上到下依次為：第四系全新統（Q4ml）填土，上部以灰黑、灰褐等雜填土為主，層厚0.30～6.00 m，均厚2.18 m，下部以淺黃色、灰黃色素填土為主，層厚0.50～9.50 m，均厚6.86 m；第四系上更新統風積（Q3eol）粉質粘土層，以黃、灰黃色粉粒為主，天然含水量大于 40%，塑性指數高達236，塑限低至2010%，內摩角低至60°～90°，內聚力0.16 kg·cm-1，厚10.2～40 m，平均厚度為21 m；基巖為第三系（E）棕紅色泥巖，淺灰～紅褐色泥質結構層狀構造，層厚5.3～20 m，巖芯多呈碎石狀，并夾有石膏薄層及粉砂質泥巖，承載力基本容許值

[fa0]=220～350 kPa、摩阻力標準值qik=60～80 kPa，其明暗交界處地質分布如圖1所示。

軟流塑狀粉質粘土具有高壓縮性、高靈敏度、強度低、易產生蠕動等特性，開挖后自穩能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。其施工難點主要表現為以下幾點。

（1） 明洞范圍內（YK28+190～YK28+223）開挖到距拱頂5 m時出現軟流塑狀粉質黏土，坡腳處有滲水、流泥現象，自穩能力極差，邊坡失穩，將引起坡頂民房開裂，危及安全。

（2） 隧道上層覆土薄，不能形成有效的承載拱，自穩能力極差，嚴重時可能發生涌泥、塌方事故。

（3） 地面沉降難以控制，過大沉降易引起洞頂路面開裂，甚至坍陷，影響交通安全。

（4） 進口段為下坡施工，地下水豐富，給施工帶來極為不利的影響。

2施工方案及主要施工措施

2.1施工方案

鑒于隧道進口段穿越軟流塑地層，仰坡上方為南酉山村主干道，右側為民房，為保證施工期間內隧道上方道路、民房的安全，施工前先對明洞及仰坡土體預加固、支護；暗洞施工遵循“預加固、短進尺、小循環、強支護、早封閉、勤量測”的原則，采用大管棚+小導預注漿的超前支護措施，鋼花管注漿加固仰拱底；施工時加強隧道排水治水，地表、邊仰坡設置截水溝疏導地表水，洞內外設置集水井引排地下水，保證邊坡、工作面土體的穩定性；將監控量測納入施工工序，監控量測項目主要有：建筑物沉降、地質及支護觀察、拱頂下沉、洞內收斂、地表沉降[14]。

2.2主要施工措施

2.2.1洞口土體預加固措施

采用高壓旋噴樁、粉噴樁對明洞兩側及邊、仰坡進行預加固處理。明洞兩側采用粉噴樁進行土體改良，仰坡及明洞拱底采用高壓旋噴樁進行加固處理[57]。洞口預支護布置圖如圖2、3所示。endprint

摘要：鑒于軟流塑狀地層必須采用適當的輔助工法對地層進行加固，才能保證暗挖施工過程中隧道本身和地面建筑物和管線的安全，以西寧市南繞城公路南酉山隧道成功施工為例，詳細介紹了施工方案和要點以及軟流塑地層加固的技術措施，可為今后類似工程提供借鑒和指導，確保隧道安全進洞。

關鍵詞：軟流塑狀地層；隧道工程；設計與施工；進洞技術

中圖分類號：U455.4文獻標志碼：B

南酉山分離式隧道位于西寧市城東區南酉山村北，左線長860 m，起訖樁號ZK28+180～ZK29+040，右線長840 m，起訖樁號YK28+190～YK29+030。南酉山隧道右洞進口段穿越軟流塑狀地層，屬于典型的軟塑性地層，為國內隧道工程中極少見的不良地質狀況之一。

1工程概況

經勘探，隧道里程樁號YK28+190～YK28+243范圍內分布著軟流塑粉質黏土層。隧道進口端地層巖性主要從上到下依次為：第四系全新統（Q4ml）填土，上部以灰黑、灰褐等雜填土為主，層厚0.30～6.00 m，均厚2.18 m，下部以淺黃色、灰黃色素填土為主，層厚0.50～9.50 m，均厚6.86 m；第四系上更新統風積（Q3eol）粉質粘土層，以黃、灰黃色粉粒為主，天然含水量大于 40%，塑性指數高達236，塑限低至2010%，內摩角低至60°～90°，內聚力0.16 kg·cm-1，厚10.2～40 m，平均厚度為21 m；基巖為第三系（E）棕紅色泥巖，淺灰～紅褐色泥質結構層狀構造，層厚5.3～20 m，巖芯多呈碎石狀，并夾有石膏薄層及粉砂質泥巖，承載力基本容許值

[fa0]=220～350 kPa、摩阻力標準值qik=60～80 kPa，其明暗交界處地質分布如圖1所示。

軟流塑狀粉質粘土具有高壓縮性、高靈敏度、強度低、易產生蠕動等特性，開挖后自穩能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。其施工難點主要表現為以下幾點。

（1） 明洞范圍內（YK28+190～YK28+223）開挖到距拱頂5 m時出現軟流塑狀粉質黏土，坡腳處有滲水、流泥現象，自穩能力極差，邊坡失穩，將引起坡頂民房開裂，危及安全。

（2） 隧道上層覆土薄，不能形成有效的承載拱，自穩能力極差，嚴重時可能發生涌泥、塌方事故。

（3） 地面沉降難以控制，過大沉降易引起洞頂路面開裂，甚至坍陷，影響交通安全。

（4） 進口段為下坡施工，地下水豐富，給施工帶來極為不利的影響。

2施工方案及主要施工措施

2.1施工方案

鑒于隧道進口段穿越軟流塑地層，仰坡上方為南酉山村主干道，右側為民房，為保證施工期間內隧道上方道路、民房的安全，施工前先對明洞及仰坡土體預加固、支護；暗洞施工遵循“預加固、短進尺、小循環、強支護、早封閉、勤量測”的原則，采用大管棚+小導預注漿的超前支護措施，鋼花管注漿加固仰拱底；施工時加強隧道排水治水，地表、邊仰坡設置截水溝疏導地表水，洞內外設置集水井引排地下水，保證邊坡、工作面土體的穩定性；將監控量測納入施工工序，監控量測項目主要有：建筑物沉降、地質及支護觀察、拱頂下沉、洞內收斂、地表沉降[14]。

2.2主要施工措施

2.2.1洞口土體預加固措施

采用高壓旋噴樁、粉噴樁對明洞兩側及邊、仰坡進行預加固處理。明洞兩側采用粉噴樁進行土體改良，仰坡及明洞拱底采用高壓旋噴樁進行加固處理[57]。洞口預支護布置圖如圖2、3所示。endprint