厦门翔安海底隧道浅埋段软弱围岩加固施工技术研究.doc

厦门翔安海底隧道浅埋段软弱围岩加固施工技术研究 黄明琦（山东科技大学 土建学院，266510; 2.中铁22局集团厦门翔安海底隧道项目部，厦门 361102）中图分类号： 文献标识码： 文章编号： Techniques and Construction Method in the Shallow-beded and Weak Surrounding Rock Section of Xiamen Xiang’an Sub-sea Tunnel HUANG Ming-qi1,2 WANG Wei-ming1 WU Ke-xin1 （1.Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266510,China; 2. Xiamen Xiang’an Sub-sea Tunnel Project, Zhongtie 22th Bureau Group Limited Company, Xiamen 361102,China;）Abstract】: The cause for the collapse of the tunnel in shallow-beded section are analysised combined with the author’s site experience. The construction method and techniques for the section of shallow beded and weak surrounding rock of Xiamen Xiang’an Sub-sea Tunnel are introduced to provide experience for the similar engineerings. 【Key Words】: sub-sea tunnel, weak surrounding rock, shed-pipe, grouting stabilization, jet grounting method 工程概况 厦门海底隧道属国内首建海底隧道，它连接厦门岛五通和对岸翔安西滨，将作为厦门本岛第三条进出岛通道，兼具公路和城市道路双重功能。隧道全长8.695km，其中海底段长约5.95km，设双向六车道，采用三孔隧道形式穿越海域，两侧为行车隧道，中间为服务隧道。隧道沿线设通风竖井.97亿，预计工期4年，已于2005年4月30日动工修建[1]。 水文地质条件及问题的提出 翔安端洞口附近场区分布耕地和村庄，为剥蚀残丘地貌，地面高程3.7～10.2m,表层为厚度0～7m的残积粘土、亚粘土，其下为厚度超过40m的全强风化花岗岩。地下水分为松散岩类孔隙水，风化基岩孔隙、裂隙水，地层总体上富水性弱，渗透性较差，为弱或微含水层，渗透系数为0.06m/d～0.094m/d[2]。翔安端洞口位于Ⅴ级围岩地段，最小埋深约6m，属于浅埋地段，覆盖层为残积粘土、亚粘土，风化严重，围岩破损软弱，稳定性差，开挖后易导致滑坡、坍塌。在这样的浅埋全强风化岩及浅层软土地层中进行施工，极易引起隧道坍塌，其主要原因为： （1）浅埋段很难形成塌落拱 地层沉降变形与隧道埋深密切相关。隧道开挖产生塑性变形后，松动区逐渐向外扩散，深埋地层扩大到一定的距离则会形成稳定的塌落拱，开挖引起的下沉局限在隧道的周边。而浅埋地层由于深度有限，围岩松散，坍落体将会波及到地面，地层无法形成承载拱，直接影响到地面设施安全和地层稳定。 （2）地质原因造成隧道坍方 软弱围岩地层岩体松散、岩层层间接合较差，开挖后易形成沿片理、层理间的滑坍，在伴有地下水的情况下，岩层软化成泥状，将沿开挖后的掌子面挤出而造成坍方。 （3）施工方法不当造成坍方 支护强度不够、喷层厚度减薄、拱架间距增大、锚杆数量不足，不到设计要求。选用的施工方法和地质条件不相适应，如软弱围岩中不采用分部开挖工法而采用全断面爆破开挖，爆破震动了松散岩体；施做支护或永久衬砌不及时，使围岩暴露时间过长，支护变形超过允许范围而形成坍方。施工管理不善，各工序衔接不紧，下坡隧道掌子面容易积水，造成围岩软化，造成坍方。 洞口长管棚超前预加固 翔安端洞口位于Ⅴ级围岩地段，埋深浅，覆盖层风化严重，稳定性差，一般施工方法难以安全进洞。而长管棚超前支护刚度大，可承受土体的垂直和侧向压力，长管棚超前预支护具有棚架、锚固、固结地层的三种功能，它将部分荷载有效地吸收和传递到已封闭的支护结构上。管棚类似于放在弹塑性地层上的具有一定柔性的地基梁，在软弱松散不良地质地带，通过长管棚注浆补充固结土体，增强隧道上方土体的稳定性，隔断拱顶地层位移向地面传递，使地面沉降分布较为均