高瓦斯隧道洞身大變形的技術處理方案

王　爭，任梓綺

(貴州省交通建設工程檢測中心有限責任公司，貴州 貴陽　550008)

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高瓦斯隧道洞身大變形的技術處理方案

王爭，任梓綺

(貴州省交通建設工程檢測中心有限責任公司，貴州 貴陽550008)

摘要：以廈蓉高速(貴州境)織金至納雍高速公路楊保寨隧道出口右線洞身大變形為例，具體闡述高瓦斯隧道洞身大變形處理方案。

關鍵詞：隧道；高瓦斯；大變形；方案

1概述

貴州省織金至納雍高速公路楊保寨隧道為分離式短隧道，隧道樁號為：YK91+697～YK92+120，L=423 m；ZK91+700～ZK92+122，L=422。隧道左右幅均位于直線上，進口段測設線距離約為18.8 m，出口段測設線距離約為23 m。左、右線隧道均為下坡隧道，縱坡分別為-2.8%、-2.795%。施工單位由出口向進口掘進。

2014年3月25日，YK91+915地表冒頂，地表多處開裂，多家民房無法居住，居民被迫拆遷。現場見圖1。2014年5月24日至28日連續大暴雨，大量雨水順著冒頂處流入洞內軟化了圍巖，導致圍巖失去自穩能力，產生較大應力作用于初支上，從而導致初支出現大變形，監控數據發生突變，部分段落初支侵入二襯，施工方及時加設了輔助支撐，變形才得到了緩解。

2現場監控量測情況

楊保寨隧道YK91+915～YK91+848段開挖后，監控量測單位根據規范要求積極開展工作，在YK91+910、YK91+895、YK91+880、YK91+875、YK91+868、YK91+860、YK91+854處都埋設了量測斷面(各斷面監控量測數據見表1)，典型監測成果見圖1(由于斷面較多，數據量較大，本文重點以YK91+895為例)。

圖1　YK91+895斷面拱頂沉降及周邊收斂監測成果圖

結合圖3可看出，圍巖變形速率大致分四個階段分析：(1)開挖初期，圍巖處于正常變形較快階段，初支明顯變形、基礎不均勻沉降、拱架附近混凝土有開裂現象(2014年4月1日～2014年4月20日)；(2)緩慢變形階段，隨著距離掌子面距離的緩慢增大和時間的推移，各測點/線變形速率逐漸變小而趨于穩定(2014年4月21日～2014年5月20日)；(3)下臺階開挖后，加之暴雨雨水流入洞內，圍巖又一次釋放壓力，地表、拱頂、及洞內收斂出現了急劇變形(2014年5月21日～2014年6月12日)；(4)穩定階段，出現急劇變形后，施工方積極采取加固措施(對初支后圍巖進行注漿充填、增加中空錨桿、加設輔助支撐。)后，圍巖變形得到了控制，逐漸趨于穩定(2014年6月13日～2014年6月22日)。

表1YK91+915～YK91+848段各斷面拱頂沉降

及周邊收斂累計變形量

注：“+”表示下沉，“ -”表示上升。

3處理方案

(1)施工方立即暫時停止楊堡寨隧道出口右洞各工序施工。

(2)監控量測單位重新對侵界段落每3 m一個斷面加密復測，復測結果以報告形式提交設計單位。

(3)總體處置方案為根據監控量測結果凡初支侵界超過15 cm的段落必須拆換重新施作。

(4)拆換前先對拱背圍巖注漿固結，注漿時間隔一榀鋼拱架分兩次注漿，同時新換鋼拱架拱腳用2 cm后鋼板墊實。預留變形量加大到25 cm。

(5)監控量測單位加密觀測時間(每天三次)，3人24 h輪流值班直到煤層施工段落結束。

(6)楊保寨右洞換拱開始后，從出口往進口方向施工，嚴格按設計方案實施，每成型10 m，停止繼續向前換拱，及時澆筑仰拱及二襯。

(7)楊保寨隧道右洞掌子面開挖待換拱完成后，根據掌子面實際情況由設計單位重新確定支護類型。

(8)楊保寨隧道左右洞施工掌子面距二襯距離按35 m控制。調整逃生通道原設計長度按35 m重新設置。

4方案實施過程中的監控量測

(1)對侵界段落每3 m一個斷面加密復測，復測成果見圖5，數據見表2。

(2)加大了量測頻率(每天三次，早中晚各一次)；同時，安排了3人24 h輪流值班進行觀測，有異常情況并迅速通知相關單位；在方案實施過程中監控量測拱頂下沉和周邊收斂監測斷面典型監測成果見圖2。

表2　YK91+915～YK91+848段各斷

圖2　YK91+895斷面換拱后拱頂沉降及周邊收斂監測成果圖

結合圖2，可以看出：(1)針對楊保寨隧道洞身段大變形所制定的處理方案是可行的，圍巖變形得到了有效的控制；(2)監控量測在大變形治理中發揮了重要作用，通過現場觀察和圍巖位移量測判斷了圍巖變形的幅度和趨勢，給楊保寨隧道大變形段拆換進行了指導；(3)拆換后施工方積極施作支護，并封閉成環，充分發揮了支護材料的承載能力，因此拆換后圍巖變形一直保持在可控范圍內；(4)拆換期間施工方加強了現場施工管理力度和專業技術人員的要求，也是保證拆換后圍巖變形在可控范圍內的一個重要因素。

5結論

(1)水對圍巖的軟化作用是引起隧道大變形的主要原因，而不合理的施工工序是引起隧道大變形的次要原因。施工中應采取合理有效的的排水措施，避免圍巖受到水軟化。

(2)隧道大變形地段施工應選擇合理的施工工法，控制個工序間的安全步距，選擇合理的支護時間，使支護盡快封閉成環，優化結構受力，來保證圍巖與支護體系穩定。

(3)煤系地層隧道施工中，監控量測起著指導和優化施工的重要作用，施工中應進一步加強監控量測，及時反饋信息，避免侵限等大變形的發生。

參考文獻：

[1]公路隧道設計規范(JTG D70-2004)[S].

[2]公路隧道施工技術規范(JTG F60-2009)[S].

[3]吳輝.煤系地層軟弱圍巖隧道大變形施工控制技術[J].公路交通技術,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

中圖分類號：U456.3

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)03-0120-02

作者簡介：王爭(1988-)，男，貴州思南人，助理工程師，從事公路試驗檢測工作。

收稿日期：2015-08-30