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1影響小間距隧道施工的因素

隧道如果埋深較淺，上覆土層正壓力較小，再加上地表巖層長期受風化作用的影響，使其強度降低，在開挖過程中如果支護不及時，圍巖就會出現(xiàn)過大的變形甚至坍塌；相反，埋深較大，拱頂所承受的壓力較大，支護費用與壓力較小的地層相比費用較高．當兩隧道間距保持不變，我們會發(fā)現(xiàn)，它們之間相互影響的程度雖隧道埋深的減小而降低．圍巖級別隧道開挖后，圍巖是否穩(wěn)定，主要受巖體強度的影響．當巖體強度大于重分布應力時，圍巖處于彈性狀態(tài)，此時圍巖穩(wěn)定；當巖體強度小于重分布應力時，此時圍巖就進入了破壞狀態(tài)，造成圍巖失穩(wěn)．不同的圍巖級別所能承受的二次應力是不同的，當圍巖級別高，巖體強度低時，我們可以通過各種施工輔助措施來提高巖體強度，從而可降低雙洞隧道的間距．綜合上述分析，決定小間距隧道合理取值的最主要因素應當是工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件．隧道支護類型隧道開挖后，由于破壞了初始應力平衡，使巖體應力重新分布，在重分布過程中，會使隧道周邊產(chǎn)生一定的變形，變形過大會直接危及施工和使用中的安全，因此我們應當及時對開挖后的隧道進行支護，防止出現(xiàn)過大的變形．有效的支護不僅可以保證施工和使用中的安全，還會防止圍巖的應力重新分布趨于惡化．值得注意的是，上述分析的四種影響因素，只是針對單個因素進行單獨考慮．但在實際施工過程中，四種影響因素卻是相互作用，各個因素之間也都會產(chǎn)生相互影響．因此，小間距隧道施工的相互影響是個十分復雜的問題．

2小間距隧道施工應對措施

四部CRD法開挖時1部超前，4部及時跟進成環(huán)，部開挖一榀支護一榀．土方開挖時，四部CRD法部采用人工開挖，并配合手推小斗車出渣至部后采用小型挖機裝渣，小型農(nóng)用車運渣至豎井口；四部CRD法部采取人工配合小型挖機開挖，采用小型農(nóng)用車出渣至豎井口，液壓抓斗垂直提升至地表渣坑．開挖步序優(yōu)化施工步序的選擇考慮了四種施工步序，對隧道間距4m的情況進行現(xiàn)場施工監(jiān)控量測．綜合分析不同開挖順序?qū)Φ貙幼冃巍⒅虚g巖柱穩(wěn)定情況以及施工進度的影響．步序一：雙線隧道同時開挖，先開挖遠離中間巖柱側(cè)，即左側(cè)隧道部和右側(cè)隧道3、4部；步序二：雙線隧道先進行左側(cè)隧道部施工，然后施工左幅3、4部，施工完成后，再進行右側(cè)隧道部施工，最后施工右幅部；步序三：雙線隧道先施工左側(cè)隧道，分別按照部的順序進行開挖，完成后，按照施工左側(cè)隧道的方法進行右側(cè)隧道的施工；步序四：先施工左側(cè)隧道部和右側(cè)隧道部，施工完畢后，再施工左側(cè)的部和右側(cè)的部數(shù)據(jù)處理分析步序一與其他三種施工方法比較起來地表沉降相對較大，左側(cè)隧道部和右側(cè)隧道部同時開挖對地表沉降影響不大，但靠近中間巖柱左側(cè)部和右側(cè)部同時施工時，卻使地表沉降急劇加大．步序二和步序三施工后最終傾斜值基本接近，但二者各有優(yōu)缺點．步序二能很好控制水平收斂但所引起的地表沉降較大；步序二雖然水平收斂較大，但對控制地表變形有很好的效果．在具體選擇施工工序時，應綜合考慮各種因素的影響，選擇合適的施工步序．步序四施工所引起的地表沉降雖然比步序二大，但是在施工過程中必須保證支護及時有效，才能滿足施工安全的需求，步序四施工有利于圍巖的穩(wěn)定，右側(cè)隧道部施工前，左側(cè)隧道仰拱必須封閉成環(huán)，才能進行右側(cè)隧道施工．在實際工程中，采用步序二開挖小間距隧道．以長沙市營盤路湘江隧道大跨小間距隧道段為例，重點對斷面NK2＋400各部開挖引起的地表沉降進行觀測，可見地表沉降最大值為73mm，地表沉降的最大值隨著洞室的開挖逐漸向右移動，開挖結(jié)束后，地表沉降最大值的出現(xiàn)位置向左偏移了4m；同時，右洞前兩步開挖對隧道中心的沉降影響很小，僅占總沉降的15％．隨著洞室的開挖，中間土體發(fā)生了一定水平位移，開挖結(jié)束后，水平位移最大值為8．71mm．實際施工中的監(jiān)測結(jié)果數(shù)值都在規(guī)范規(guī)定的范圍之內(nèi)，大大降低了施工風險，取得了較好的經(jīng)濟效益．

3結(jié)語

針對外部環(huán)境因素，提出了幾點在施工過程中的應對措施，在超前預支護、預加固的基礎上，合理選擇施工工序，使變形減小，避免出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，只有這樣才能最終做到安全快速施工．

作者：孫路張云龍姜曉日單位：湖南科技大學