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略谈隧道出口端变形原因分析

略谈隧道出口端变形原因分析

1隧道地质条件

区内山体侵蚀切割严重,自然边坡陡峭,坡度为35°~60°,地形起伏剧烈,隧道轴线处地面标高变化范围230m~477m,总体地形由南西向北东方向倾斜,山脊走向为近似东西向,山体沟谷发育,山谷走向总体呈北西走向,区内山体植被十分发育,通视条件极差,覆盖层厚度变化较大,山坡处可见有孤石分布,山体顶部基岩局部裸露,隧道左线ZK0+560、右线YK0+620以东为寒武系下统牛角河组变余砂岩、板岩夹薄层炭质页岩形成的高山体,以西为白亚系泥质粉砂岩形成的高岗地,岗顶浑圆,植被稀少,岗体比较破碎,岩体呈中薄层状,岩层产状330°∠52°,隧道左右洞出洞口均为红砂岩底层,地表植被不发育。

2左线出口端变形情况

在某场暴雨后左线出口端出现如下变形:仰坡喷射混凝土出现皱裂,仰坡局部出现塌方,塌方导致洞顶截水沟垮塌断裂,排水系统破损;洞顶出现环向裂缝,裂缝宽3cm,并迅速变宽、延长;洞内已施工的初期支护变形,拱部出现多条裂缝,沉降收敛过大,超出设计允许范围,局部出现侵限,通过测量数据显示,二衬厚度已不能满足设计尺寸。

3原因分析

隧道进口端隘岭隧道左线出口段围岩为强风化泥质粉砂岩,拱顶以强风化为主,局部存在差异性风化,节理裂隙发育,岩体破碎,易掉块,地下水发育,遇水易软化,抗剪强度极易下降,整体上呈中薄层状,围岩级别为Ⅴ级,围岩走向与隧道轴向呈大角度相交,倾角较大,约为60°~70°,隧道洞口开挖后沿隧道走向呈顺层边坡。施工时正值雨季,施工遭遇连降暴雨后,大量雨水渗入地层,增加土体的自重,大大减弱了内部粘结力,外力增加,内部抵抗力减弱,诱发了仰坡变形塌方。隧道洞外未设置排水系统,隧道洞内两侧积水未能及时排出,又恰逢雨季,造成围岩在拱腰处长期浸泡在湿润的状态下,增加了不稳定因素。洞口处套拱基础未落在稳定的或者达到设计承载力的岩层上,造成套拱的根基不稳,在外力的强大的作用下据监理测量工程师复测,发现施工单位在进洞时将暗洞位置往隧道内推进了3m,隧道设计及施工规范均对隧道洞口位置作了规范性要求,强调“早进洞、晚出洞”,尽量避免对山体的大挖大刷,提倡零开挖洞口,使隧道洞口周围的植被得到妥善保护,维护原有的生态地貌,施工单位在施工时,由于测量工程师的错误放样,导致增加仰坡的开挖量,是造成洞口端变形的原因之一。施工单位对雨季施工隧道洞口,及不良地质条件下隧道施工工艺认识不足,施工过程中追求工期目标,致使有限工序施工质量不到位,如隧道长管棚注浆不饱满、初期支护工字钢间距偏大、局部锚杆缺失等现象也是诱发洞口变形的原因。

作者:肖钦单位:江西省交通运输厅