1.成果簡介
青榮城際鐵路蓁山隧道位于煙臺市芝罘區(qū)境內,全長5505m,大部分地段為淺埋段暗挖。出口段位于市區(qū)內,多處下穿城市道路及建筑物,隧道地質差,Ⅳ、Ⅴ級圍巖占隧道累計長度的61%,且存在斷層、淺埋、偏壓,施工中存在坍塌、冒頂、掉塊施工風險和工期風險。
蓁山隧道出口青煙DK210+513-青煙DK210+440段處于舊水庫回填區(qū)址內,埋深8-16m,地質條件較差,中臺階以上為軟弱腐殖土,主要為素填土、雜填土以及淤泥質粉質黏土,雜填土主要為建筑垃圾、生活垃圾及工業(yè)垃圾土;水塘底的淤泥質粉質黏土為軟塑~流塑,強度低。此類圍巖具有高壓縮性、高靈敏度、強度低,易產(chǎn)生蠕動現(xiàn)象;圍巖自穩(wěn)能力極差,圍巖變形控制非常困難,開挖后極易產(chǎn)生坍方,嚴重時發(fā)生涌泥、涌水及坍塌等現(xiàn)象,給工程施工安全帶來極大的危害;地面沉降難以控制,在道路區(qū),過大沉降易引起路面開裂,甚至坍陷,影響交通安全;在管線和建筑物區(qū),地面沉降過大,易造成地下管線破壞和建筑物開裂,危及建筑物安全。
本課題選擇軟弱、流塑狀腐殖土隧道圍巖變形控制技術作為研究對象,從工程地質與水文地質分析、隧道開挖方案、圍巖變形控制、監(jiān)控量測等方面展開研究,通過對比分析,摸索、實踐出軟弱腐殖土地層有利于控制隧道圍巖變形的開挖方法;通過理論分析和監(jiān)控量測,研究出適合軟弱腐殖土地層掌子面前方變形、掌子面擠出與坍塌變形、掌子面后方變形控制的關鍵技術??梢杂行У目刂扑淼绹鷰r變形、保證隧道安全快速施工、降低工程造價。
2.技術創(chuàng)新點
(1)本項目通過理論分析、現(xiàn)場試驗及工程實踐等手段對開挖方法、圍巖變形控制技術及監(jiān)控量測方法進行了研究,形成了一套適合軟弱腐殖土地層的圍巖變形控制技術。該成果在蓁山隧道施工中得到了成功的應用,取得了良好經(jīng)濟、社會及環(huán)境效益,具有廣泛應用推廣價值。
(2)揭示了軟弱腐殖土地層隧道圍巖松軟、離散性高的特點和隧道掌子面預變形及地表沉降的大變形特征。針對圍巖上軟下硬的特點,提出并成功應用了優(yōu)化的三臺階臨時仰拱施工方法。采用地表注漿加固、長管棚超前支護、預留核心土、掌子面超前錨管加固及開挖面噴混凝土封閉等措施,形成了軟弱腐殖土地層隧道圍巖變形控制技術。
3.主要完成人:李福獻 朱雷敏 尹勝瑞等