1.成果简介
青荣城际铁路蓁山隧道位于烟台市芝罘区境内,全长5505m,大部分地段为浅埋段暗挖。出口段位于市区内,多处下穿城市道路及建筑物,隧道地质差,Ⅳ、Ⅴ级围岩占隧道累计长度的61%,且存在断层、浅埋、偏压,施工中存在坍塌、冒顶、掉块施工风险和工期风险。
蓁山隧道出口青烟DK210+513-青烟DK210+440段处于旧水库回填区址内,埋深8-16m,地质条件较差,中台阶以上为软弱腐殖土,主要为素填土、杂填土以及淤泥质粉质黏土,杂填土主要为建筑垃圾、生活垃圾及工业垃圾土;水塘底的淤泥质粉质黏土为软塑~流塑,强度低。此类围岩具有高压缩性、高灵敏度、强度低,易产生蠕动现象;围岩自稳能力极差,围岩变形控制非常困难,开挖后极易产生坍方,严重时发生涌泥、涌水及坍塌等现象,给工程施工安全带来极大的危害;地面沉降难以控制,在道路区,过大沉降易引起路面开裂,甚至坍陷,影响交通安全;在管线和建筑物区,地面沉降过大,易造成地下管线破坏和建筑物开裂,危及建筑物安全。
本课题选择软弱、流塑状腐殖土隧道围岩变形控制技术作为研究对象,从工程地质与水文地质分析、隧道开挖方案、围岩变形控制、监控量测等方面展开研究,通过对比分析,摸索、实践出软弱腐殖土地层有利于控制隧道围岩变形的开挖方法;通过理论分析和监控量测,研究出适合软弱腐殖土地层掌子面前方变形、掌子面挤出与坍塌变形、掌子面后方变形控制的关键技术。可以有效的控制隧道围岩变形、保证隧道安全快速施工、降低工程造价。
2.技术创新点
(1)本项目通过理论分析、现场试验及工程实践等手段对开挖方法、围岩变形控制技术及监控量测方法进行了研究,形成了一套适合软弱腐殖土地层的围岩变形控制技术。该成果在蓁山隧道施工中得到了成功的应用,取得了良好经济、社会及环境效益,具有广泛应用推广价值。
(2)揭示了软弱腐殖土地层隧道围岩松软、离散性高的特点和隧道掌子面预变形及地表沉降的大变形特征。针对围岩上软下硬的特点,提出并成功应用了优化的三台阶临时仰拱施工方法。采用地表注浆加固、长管棚超前支护、预留核心土、掌子面超前锚管加固及开挖面喷混凝土封闭等措施,形成了软弱腐殖土地层隧道围岩变形控制技术。
3.主要完成人:李福献 朱雷敏 尹胜瑞等