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摘要 本文通过对矿山法隧道施工坍塌的原因进行分析,总结隧道开挖施工对上覆岩土变形的影响及预警指标进行科学分析,为以后类似工程积累相关经验。
关键词 坍塌 隧道施工 监控 變形
1 工程概况
1.1 概况
该联络线隧道位于某市主干道与次干道交叉口的换乘车站,呈马蹄形,全长228.706米,线路最小曲线半径为200m,线路最大纵坡为34.716‰,隧道顶板埋深10.2m~17.5m。于2019年10月发生地面坍塌事故,隧道初支未失稳,且变形不大。坍塌位置在埋深较浅、地质较差区段。
1.2 工程地质条件
选取范围内上覆地层从上至下依次为:
原始地貌为河流冲积平原地貌,地面高程一般在2.86~7.13m之间。上覆素填土、杂填土、粉细砂、中粗砂、粉土、粉质黏土、淤泥、淤泥质土,下伏基岩主要为全~中等风化(泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩)。地下水位埋深0.50~3.20m。
联络线顶部埋深约10.29~18.17m,其上覆土主要为<1-1>素填土()、<3-1、2>第四系上更新统~全新统冲积-洪积层()、<4N-1、2>粉质粘土()、<6>全风化岩(泥岩、砂岩)(E1-2b)、<7-1、2>强风化岩(泥岩、砂岩)(E1-2b)、<8-1>中风化岩(E1-2b)。隧道洞身主要穿越全~强风化岩层。
1.3 水文地质条件
1. 地表水
拟建隧道下穿河涌,河涌宽约12m,深约4.4m。
2. 地下水
场地地下水有两类:潜水和裂隙水。
1)潜水
主要赋存于第四系上更新统~全新统冲积-洪积层中粗砂中,水量较丰富,为主要地下含水层,局部地段因受上下相对隔水层的阻隔,略具承压性。
2)裂隙水
主要赋存于强、中等风化带中,略具承压性,但由于基岩裂隙发育无规律且不平均,且岩石裂隙多不贯通,相比砂层含水量小得多。
2 坍塌原因分析
2.1 地质情况
坍塌区段隧道拱顶及洞身范围分布<4N-2>可塑状粉质黏土、<4-2B >淤泥质土、<3-2>中粗砂(补勘发现)、<5N-1>可塑状粉质粘土,地质条件较差,暗挖施工风险极大。
2.2 施工参数
暗挖隧道施工遵循“管超前、严注浆、防治水、短开挖、强支护、快封闭、勤量测、速反馈、控沉降”的原则进行施工。
2.3 监测数据
1. 测点布置
地表测点沿隧道中线每间隔5米布设一个,约30米一个监测断面,断面测点按间距3米、5米、5米、5米、5米沿隧道中线对称布设。打穿硬化层,将长度约1米的专用观测标(Φ22)打入原状土中,并回填沙砾等,设保护盖。断面图如下图3-1所示。
2. 监测数据
由图3-2地表沉降随时间变化曲线可知,坍塌区域地表变形在10月20~21日期间出现急剧下沉变化,27日发生坍塌。
2.4 原因分析
1. 坍塌段地质条件极差,富水的细粒土地层较厚,其受扰动后易产生砂土液化,细粒土在震动作用下产生向下移动而变密,其上部土体因缺少足够的支承而塌落入液化后的砂土中,从而导致地面塌陷。
2. 监测数据显示地面发生急剧沉降时间早于塌陷时间5天,这5天内虽采用了洞内注浆、封闭掌子面等措施,却未进行地面注浆。
4 总结及建议
1. 总结
由以上分析可以确定,地面坍塌原因应为地质条件较差,暗挖风险极大的情况下未进行地层加固(勘察设计漏洞),在发现地表急剧沉降的情况下仅进行洞内注浆加固,未能及时采取地面加固措施(风险预估不足)。
2. 建议
暗挖隧道施工前应充分研究隧道穿越的地质情况,对地质较差区段采取补勘、探地雷达探测等措施进一步了解地质情况,发现存在较厚的易液化地层,且未采取加固等设计漏洞时,施工方应向业主提出设计变更。
暗挖隧道施工一定要遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”十八字方针进行施工。
参 考 文 献
[1]化建新,郑建国. 工程地质手册(第五版)[M]. 北京: 中国建筑工业出版社. 2018.4
[2]任懿. 黄土隧道软弱土层施工技术[J]. 西昌学院学报:自然科学版. 2013(1):51-4.
[3]徐中华.上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究[D].上海:上海交通大学,2007.
[4]王卫东, 徐中华, 王建华. 上海地区深基坑周边地表变形性状实测统计分析[J]. 岩土工程学报,2011, 33(11): 1659-1666.
[5]黄宏伟, 顾雷雨, 王怀忠. 城市地下空间深开挖施工风险预警.[M]. 上海: 同济大学出版社, 2014.
[6]王栓, 郑晓飞, 吕伟华. 盾构隧道近距离侧穿桩基的力学响应分析[J]. 南京工程学院学报(自科版), 2018, 16(02):36-43.
作者简介:杭向征,性别:男,出生年月日:19900312,贯籍:辽宁省朝阳市朝阳县,民族:蒙古族,学历: 大学,职称 :助理工程师,研究方向: 大地测量
关键词 坍塌 隧道施工 监控 變形
1 工程概况
1.1 概况
该联络线隧道位于某市主干道与次干道交叉口的换乘车站,呈马蹄形,全长228.706米,线路最小曲线半径为200m,线路最大纵坡为34.716‰,隧道顶板埋深10.2m~17.5m。于2019年10月发生地面坍塌事故,隧道初支未失稳,且变形不大。坍塌位置在埋深较浅、地质较差区段。
1.2 工程地质条件
选取范围内上覆地层从上至下依次为:
原始地貌为河流冲积平原地貌,地面高程一般在2.86~7.13m之间。上覆素填土、杂填土、粉细砂、中粗砂、粉土、粉质黏土、淤泥、淤泥质土,下伏基岩主要为全~中等风化(泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩)。地下水位埋深0.50~3.20m。
联络线顶部埋深约10.29~18.17m,其上覆土主要为<1-1>素填土()、<3-1、2>第四系上更新统~全新统冲积-洪积层()、<4N-1、2>粉质粘土()、<6>全风化岩(泥岩、砂岩)(E1-2b)、<7-1、2>强风化岩(泥岩、砂岩)(E1-2b)、<8-1>中风化岩(E1-2b)。隧道洞身主要穿越全~强风化岩层。
1.3 水文地质条件
1. 地表水
拟建隧道下穿河涌,河涌宽约12m,深约4.4m。
2. 地下水
场地地下水有两类:潜水和裂隙水。
1)潜水
主要赋存于第四系上更新统~全新统冲积-洪积层中粗砂中,水量较丰富,为主要地下含水层,局部地段因受上下相对隔水层的阻隔,略具承压性。
2)裂隙水
主要赋存于强、中等风化带中,略具承压性,但由于基岩裂隙发育无规律且不平均,且岩石裂隙多不贯通,相比砂层含水量小得多。
2 坍塌原因分析
2.1 地质情况
坍塌区段隧道拱顶及洞身范围分布<4N-2>可塑状粉质黏土、<4-2B >淤泥质土、<3-2>中粗砂(补勘发现)、<5N-1>可塑状粉质粘土,地质条件较差,暗挖施工风险极大。
2.2 施工参数
暗挖隧道施工遵循“管超前、严注浆、防治水、短开挖、强支护、快封闭、勤量测、速反馈、控沉降”的原则进行施工。
2.3 监测数据
1. 测点布置
地表测点沿隧道中线每间隔5米布设一个,约30米一个监测断面,断面测点按间距3米、5米、5米、5米、5米沿隧道中线对称布设。打穿硬化层,将长度约1米的专用观测标(Φ22)打入原状土中,并回填沙砾等,设保护盖。断面图如下图3-1所示。
2. 监测数据
由图3-2地表沉降随时间变化曲线可知,坍塌区域地表变形在10月20~21日期间出现急剧下沉变化,27日发生坍塌。
2.4 原因分析
1. 坍塌段地质条件极差,富水的细粒土地层较厚,其受扰动后易产生砂土液化,细粒土在震动作用下产生向下移动而变密,其上部土体因缺少足够的支承而塌落入液化后的砂土中,从而导致地面塌陷。
2. 监测数据显示地面发生急剧沉降时间早于塌陷时间5天,这5天内虽采用了洞内注浆、封闭掌子面等措施,却未进行地面注浆。
4 总结及建议
1. 总结
由以上分析可以确定,地面坍塌原因应为地质条件较差,暗挖风险极大的情况下未进行地层加固(勘察设计漏洞),在发现地表急剧沉降的情况下仅进行洞内注浆加固,未能及时采取地面加固措施(风险预估不足)。
2. 建议
暗挖隧道施工前应充分研究隧道穿越的地质情况,对地质较差区段采取补勘、探地雷达探测等措施进一步了解地质情况,发现存在较厚的易液化地层,且未采取加固等设计漏洞时,施工方应向业主提出设计变更。
暗挖隧道施工一定要遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”十八字方针进行施工。
参 考 文 献
[1]化建新,郑建国. 工程地质手册(第五版)[M]. 北京: 中国建筑工业出版社. 2018.4
[2]任懿. 黄土隧道软弱土层施工技术[J]. 西昌学院学报:自然科学版. 2013(1):51-4.
[3]徐中华.上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究[D].上海:上海交通大学,2007.
[4]王卫东, 徐中华, 王建华. 上海地区深基坑周边地表变形性状实测统计分析[J]. 岩土工程学报,2011, 33(11): 1659-1666.
[5]黄宏伟, 顾雷雨, 王怀忠. 城市地下空间深开挖施工风险预警.[M]. 上海: 同济大学出版社, 2014.
[6]王栓, 郑晓飞, 吕伟华. 盾构隧道近距离侧穿桩基的力学响应分析[J]. 南京工程学院学报(自科版), 2018, 16(02):36-43.
作者简介:杭向征,性别:男,出生年月日:19900312,贯籍:辽宁省朝阳市朝阳县,民族:蒙古族,学历: 大学,职称 :助理工程师,研究方向: 大地测量