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1、都市密集住宅區(qū)淺埋隧道施工技術(shù)研究1 問題提出1.1 課題來源及工程概況“都市密集住宅區(qū)淺埋隧道施工技術(shù)研究”是針對我處已中標(biāo)重慶市渝中區(qū)石黃隧道B2合同段而進(jìn)行。通過課題研究，切實解決石黃隧道詳細(xì)而復(fù)雜各種問題，使都市密集住宅區(qū)淺埋隧道施工技術(shù)達(dá)到國際國內(nèi)領(lǐng)先水平，并為其她都市淺埋、超淺埋隧道施工提供經(jīng)驗。石黃隧道為重慶市黃花園大橋工程重要構(gòu)成某些。它位于重慶市渝中區(qū)，橫穿兩江夾持河間半島。隧道由石板坡立交進(jìn)洞（南口起點里程樁號K0+680），黃花園立交出洞（北口終點里程K1+193）。隧道為雙洞單向行車，隧道左線長1034.656m，右線長1006.34m，兩隧道軸線間距31m，洞內(nèi)平曲線

2、半徑1000m，最大縱坡2.0%，最小縱坡0.3%，隧道凈高7.43m，凈寬10.96m。隧道內(nèi)輪廓采用曲墻半圓拱，拱半徑5.59m，曲墻半徑8.99m。為了與黃花園立交橋匝道順接，隧道出口端設(shè)有40m（涉及明洞喇叭）長加寬段，加寬段斷面采用曲墻三心圓拱，凈寬13.96m，凈高8.04m，拱半徑7.71m，曲墻半徑8.99m。隧道內(nèi)設(shè)汽車橫通道和緊急停車港。并設(shè)有通風(fēng)、照明、消防等服務(wù)、防災(zāi)設(shè)施。隧道內(nèi)有9根110KV高壓電力電纜，24孔通訊電纜和2400輸水管從隧道兩側(cè)及路面下通過。石黃隧道分2個標(biāo)段，即進(jìn)口端B1標(biāo)段和出口端B2標(biāo)段。標(biāo)段分界里程樁號為K0+680。其中：B1標(biāo)段：左線長5

3、20m，ZK0+160ZK0+680 右線長485m，YK0+195YK0+680 B2標(biāo)段：左線長514.656m，ZK0+680ZK1+194.656 右線長521.344m，YK0+680YK1+201.344B1標(biāo)段由鐵道部隧道局三處中標(biāo)承建施工，隧道埋置較深3040m，無淺埋段；B2標(biāo)段由鐵道部第十八局到處中標(biāo)承辦施工，隧道埋置呈較淺30m，淺埋地段長。1.2 石黃隧道工程重要特點：石黃隧道穿越長江，嘉陵江夾持河間半島，地面為人口密集，高樓林立渝中鬧市區(qū)。工程施工重要有如下幾方面特點：1.2.1 地質(zhì)條件差隧道穿越區(qū)表層為第四系全新統(tǒng)人工雜填土石層及殘坡積松散層；基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪

4、廟組長石石英砂巖與砂質(zhì)泥巖互層。巖層產(chǎn)狀走向NE20 SW20，傾向SE110，傾角15左右，近水平。隧道位于江北向斜西翼，隧道軸線近于平行，洞體圍巖呈單斜構(gòu)造狀態(tài)，隧道圍巖重要為長石石英砂巖和砂質(zhì)泥巖，裂隙不發(fā)肓，沿線無斷層構(gòu)造。其中，B1標(biāo)段圍巖類別以、為主，重要為灰白色長石石英砂巖；B2標(biāo)段圍巖類別則重要為類，巖性為紫紅色粉砂質(zhì)泥巖，夾灰白色長石石英砂巖層或砂巖透鏡體，泥巖遇水易風(fēng)化、松軟，特別是在隧道頂部自穩(wěn)性較差。由于歷史因素，隧道線路區(qū)人工石硐室較多，其中多數(shù)為延伸距離短，無動荷載盲洞，其底板與隧道相距較遠(yuǎn)，對擬建隧道安全不會構(gòu)成致命威脅。區(qū)內(nèi)與隧道頂板相距較近，對隧道安全構(gòu)成潛在

5、威脅人工硐室重要有兩處：一是地下輕軌道隧道，其底板至隧道拱頂距離為11.8m；二是科技情報所人防硐室，其底板至隧道拱頂距離僅為6.5m。在里程K1+087米處隧道頂部有一人防洞室，斷面規(guī)格22.5米，洞底標(biāo)高230米，與擬建隧道拱頂相距僅約5米，且洞室內(nèi)有積水。在B2段隧道右洞開挖至此時，浮現(xiàn)多次拱頂塌方，日后采用放水辦法（從拱頂往上打洞放水，放了三天才排干），并采用一系列即時支護(hù)加固辦法，才使得隧道開挖安全通過。1.2.2 開挖斷面大本隧道加寬段，停車港屬大型開挖斷面，開挖高度11m，寬度16.5m，開挖面積達(dá)160m2，形狀扁平，高跨度比0.66，屬較大型開挖斷面。1.2.3 淺埋施工地段

6、長一號橋沖溝溝源埡口黃花園一側(cè)低洼地帶，分布里程K0+900K1+000路段，為隧道通過淺埋地段，地表雜填土層厚17.5m，基巖頂面至隧道拱頂之距約615m。左線ZK0+920 +970，基巖厚713m，覆土層310m；ZK1+090 +140，基巖厚710m，覆土厚24m；右線YK0+940 +980，基巖厚56m，覆土厚15m。淺埋段最小埋深67m，拱頂基巖4.2m，雜填土1.3m。其中ZK0+920 +970、YK0+940980段為B2標(biāo)段華一路至華一坡淺埋區(qū)。依照地勘資料，華一路淺埋區(qū)，右洞沿軸線長度為40m。在YK0+960里程（CK6號鉆孔），毛洞拱頂埋深為11.28m，其中雜填

7、土厚7.5m，毛洞拱頂基巖厚度僅有3.78m；左洞淺埋區(qū)沿軸線長度為70m，在ZK0+960里程（CK5號孔）毛洞拱頂埋深為12.85m，其中雜填土厚度6.9m，毛洞拱頂基巖厚度為5.95m。加寬段隧道襯砌頂部覆蓋厚度為68m，僅為洞徑36%48%，屬超淺埋。普通開挖段洞徑12.513.0m覆蓋厚度68m，僅為洞徑51%68%，均屬超淺埋地段。1.2.4 地面高層建筑及危房覆蓋率高沿隧道軸線地勢呈波浪形起伏，測區(qū)內(nèi)沖溝發(fā)肓，由于渝中區(qū)地皮昂貴，運用率高，沖溝均被雜土堆填，并已建成密集民居。沿隧道軸線寬60m范疇內(nèi)居民密集，地面建筑多為27層磚混構(gòu)造舊房，基本資料不明，年久失修，抗震性能差，洞身

8、開挖放炮產(chǎn)生震動效應(yīng)風(fēng)險很大。在B2標(biāo)段華一路淺埋區(qū)，地面沿華一公路北側(cè)為37#、44#和45#等26層樓房，始建于80年代初期，質(zhì)量欠佳。其中44#汽配廠位于軸心線上，原建筑為4層磚房，后違章搭頂，右洞放炮時，發(fā)生過掉塊掉磚現(xiàn)象。37#為6層磚住宅樓，年久失修，基本為條石；45#為絲織廠3層磚房。華一路北側(cè)除45#為5層磚房外，其他都屬新建筑714層樓房。隧道開挖通過淺埋區(qū)段時，地表高層建筑和密集居民住宅或危房對爆破振動規(guī)定極嚴(yán)反映敏感，需嚴(yán)格控制爆破裝藥量，爆破時差以及每一循環(huán)進(jìn)尺，嚴(yán)防地表較大沉降。1.3 應(yīng)著力解決幾種問題針對石黃隧道工程地質(zhì)條件差、開挖斷面大、淺埋及超淺埋施工、地面高

9、層建筑及危房覆蓋率高等特點，如何保證地表各種建筑物安全，控制振動速度，防止塌方發(fā)生等技術(shù)問題已經(jīng)擺在咱們面前。為此，本課題研究將著力解決如下幾方面技術(shù)問題，既保證安全又增進(jìn)施工，并為同類型隧道施工提供有效技術(shù)保證，開拓都市超淺埋隧道工程施工新領(lǐng)域起到積極推動作用。1.3.1 合理選取隧道開挖方式 石黃隧道B2標(biāo)段圍巖重要為紫紅色粉砂質(zhì)泥巖與泥質(zhì)砂巖互層或夾砂巖透鏡體，泥巖遇水易風(fēng)化、松軟，自穩(wěn)性較差，屬類圍巖（鐵道部原則）。隧道開挖斷面大、埋深淺且地表建筑物密集。為此，必要選取合理開挖方式，作到“安全、穩(wěn)妥、迅速”地進(jìn)行隧道開挖，保質(zhì)、保量地完畢工程任務(wù)。1.3.2 采用及時、有效支護(hù)辦法如果

10、說合理選取隧道開挖方式是本工程，以及本研究課題基本。那么，采用及時而有效支護(hù)辦法則是順利完畢本工程任務(wù)必要保障。隧道圍巖地質(zhì)條件差，埋深淺，如不及時進(jìn)行一次支護(hù)，加固隧道圍巖穩(wěn)定，特別是對淺埋段、超淺埋段以及洞口擴大段，必然會嚴(yán)重影響地表建筑物和拱部上方硐室穩(wěn)定，放縱隧道圍巖變形和拱頂下沉，加速地表下沉。并且，沿著隧道軸線方向，隧道圍巖地質(zhì)條件以及埋深條件在不同地段又不盡相似，需針對不同地段不同條件采用相應(yīng)支護(hù)辦法，嚴(yán)格保證支護(hù)辦法及時性、有效性，作到合理而迅速地增進(jìn)隧道安全開挖。1.3.3 隧道掘進(jìn)爆破參數(shù)優(yōu)化隧道穿過人口密集，高樓林立重慶市渝中區(qū)，B2標(biāo)段隧道圍巖重要為類圍巖，以紫紅色砂質(zhì)泥巖為主，遇水易風(fēng)化、松軟。如果是在人煙稀少山溝，爆破掘進(jìn)速度在圍巖穩(wěn)定前提下是可恰當(dāng)加大。但對于人口密集、高樓林立、埋深又淺都市隧道，爆破振動速度限制是非常嚴(yán)格，甚至可以說是相稱苛刻。為此，必要依照本工程地質(zhì)、地形條件，擬定出適當(dāng)分段藥量，分段微差時間和最大爆破規(guī)模，保證爆破時所產(chǎn)生振動不危及地表建筑、儀器設(shè)備安全。同步，通過爆破振動參數(shù)優(yōu)化，最大限度地加快循環(huán)周期，加大進(jìn)尺速度，在安全基本上抓進(jìn)度，增效益。