潘垚先

（昭通市職業(yè)教育中心， 云南 昭通 657000）

0 前言

在隧道洞口位置展開(kāi)深基坑的開(kāi)挖，在施工過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)相對(duì)較高，并且若是設(shè)計(jì)不合理對(duì)其施工以及使用狀態(tài)均會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響。因此應(yīng)當(dāng)對(duì)零距離復(fù)雜深基坑設(shè)計(jì)施工技術(shù)予以科學(xué)合理地運(yùn)用從而確保施工安全以及施工質(zhì)量。

1 工程概況

廣佛肇高速公路東連華南快速通道西交汕湛高速公路路基寬度在33.5米，其與貴廣高速鐵路在地理位置上呈相交的狀態(tài)，屬于高速公路跨越鐵路的形式，通過(guò)有關(guān)部門(mén)的有效協(xié)商以及多方論證以后從而決定根據(jù)高速公路隧道出口利用框架橋以下穿的形式跨越鐵路的方案進(jìn)行實(shí)施。在建設(shè)的過(guò)程中由于鐵路還有公路縱斷面方面的影響，根據(jù)鐵路無(wú)砟軌道至框架橋頂板的最低高度方面的要求展開(kāi)對(duì)其標(biāo)高進(jìn)行有效地控制。因?yàn)橥咚俟废嘟坏奈恢玫母咚勹F路的路基還有軌道已經(jīng)在高速公路建設(shè)之前已經(jīng)建設(shè)完成，若是此下穿框架橋在高速鐵路開(kāi)通以后開(kāi)始建設(shè)，會(huì)對(duì)鐵路系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成一定程度的影響。針對(duì)該種情況通過(guò)綜合性的研究從而決定首先破除框架橋的范圍內(nèi)已經(jīng)建設(shè)完成的高速鐵路，從而在高速鐵路通車(chē)之前實(shí)現(xiàn)下穿通道工程的完工。

2 工程建設(shè)過(guò)程中的特點(diǎn)以及難點(diǎn)分析

工程施工的具體范圍處于溝谷區(qū)域，整體地勢(shì)相對(duì)較為平緩，其表層大部分屬于人工填土。并且工程的施工區(qū)域地下水發(fā)育，埋深在1米到5.5米左右，主要為孔隙水。對(duì)于隧道口來(lái)講其為明洞，并且其回填的厚度在2米以上?？蚣軜蜻厒?cè)結(jié)構(gòu)距離明洞的出口位置相對(duì)較近，基坑防護(hù)樁還有止水樁的位置同洞口的距離大致在370毫米，該種情況下在近距離進(jìn)行基坑的開(kāi)挖一定會(huì)對(duì)附近地層造成一定程度的影響，以至于造成隧道結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力還有一定程度的變形，造成隧道的正常運(yùn)行受到一定程度的影響。由于鐵路路基的標(biāo)高方面的影響還有高速公路凈空方面的要求，從而使得框架橋單項(xiàng)通道的凈寬需要保持在18米而凈高需要保持在6.3米左右，同時(shí)由于框架橋頂?shù)装逑鄬?duì)較厚、鐵路路基還有軌道高度的的影響，基坑所需要開(kāi)挖的深度相對(duì)較大。在進(jìn)行基坑的開(kāi)挖的過(guò)程中為了確保高速鐵路的安全以及運(yùn)行狀態(tài)，此隧道出口明洞段還有洞前原設(shè)計(jì)分別利用CFG樁還有樁板結(jié)構(gòu)展開(kāi)對(duì)地基的進(jìn)一步加固處理。完成變更以后為了確?？蚣軜蜻€有兩側(cè)路基的安全以及沉降，在設(shè)計(jì)施工是應(yīng)當(dāng)采用高速鐵路的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3 基坑開(kāi)挖支護(hù)設(shè)計(jì)還有建設(shè)情況

根據(jù)施工設(shè)計(jì)，在進(jìn)行框架橋的施工之前應(yīng)當(dāng)先在垂直高速鐵路線(xiàn)路的防線(xiàn)進(jìn)行基坑的開(kāi)挖，基坑距離隧道的明洞口在1.5米左右，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，此基坑屬于特級(jí)深基坑，基坑工程的穩(wěn)定性與可靠性對(duì)于框架橋施工的整個(gè)過(guò)程具有著重要的影響。深基坑在實(shí)際開(kāi)挖的過(guò)程中將會(huì)對(duì)附近地層造成一定的擾動(dòng)，該種情況下其鄰近的隧道結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一定程度的附加內(nèi)里以及變形，對(duì)于隧道洞口還有基坑的穩(wěn)定性還有高速鐵路正式開(kāi)通以后軌道的穩(wěn)定性均會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響。盡管深基坑還有框架橋的設(shè)計(jì)施工成熟度相對(duì)較高，然而因?yàn)楦咚勹F路的特殊性其標(biāo)準(zhǔn)要求相對(duì)較高，從而也會(huì)使得前文設(shè)計(jì)施工也會(huì)造成一定程度的變化，展開(kāi)對(duì)該方面變化規(guī)律的進(jìn)一步研究，對(duì)于此工程項(xiàng)目還有將來(lái)相似的工程項(xiàng)目的有效實(shí)施具有相對(duì)較為重要的指導(dǎo)意義。因此根據(jù)該工程項(xiàng)目的具體情況展開(kāi)相關(guān)的地質(zhì)方面的資料的有效收集，從而根據(jù)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)信息進(jìn)行地質(zhì)和力學(xué)模型的有效構(gòu)建，進(jìn)而展開(kāi)對(duì)不同的工況予以科學(xué)合理的模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)原來(lái)的設(shè)計(jì)施工方案的進(jìn)一步優(yōu)化處理。同時(shí)展開(kāi)嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控從而確保工程項(xiàng)目能夠健康穩(wěn)定的進(jìn)行。在展開(kāi)對(duì)基坑開(kāi)挖支護(hù)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，因?yàn)榈叵滤l(fā)育還有埋深相對(duì)交淺，為了一定程度上避免在進(jìn)行基坑的開(kāi)挖過(guò)程中抽水對(duì)于已經(jīng)完成建設(shè)的北嶺山隧道還有樁板結(jié)構(gòu)造成沉降方面的破壞，因此在進(jìn)行基坑的施工之前應(yīng)當(dāng)先對(duì)基坑展開(kāi)防護(hù)作業(yè)以及止水處理。在處理防護(hù)還有止水方面的設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)靠近隧道的一側(cè)使用58根直徑為1.25米、樁間距保持在1.5米樁長(zhǎng)在24.5米的單排鉆孔支護(hù)樁展開(kāi)有效地防護(hù)，在樁頂部進(jìn)行冠梁的設(shè)置，冠梁的規(guī)格為寬1.5米高為1米。對(duì)于接近隧道一側(cè)的樁間實(shí)做直徑為600毫米攪拌樁從而構(gòu)建起止水帷幕。為了避免隧道洞門(mén)出現(xiàn)相對(duì)較大的位移，進(jìn)一步強(qiáng)化支護(hù)樁的剛度，在支護(hù)樁外進(jìn)行兩排加強(qiáng)樁的布置并且每排保持有兩根間距保持在16米，上部設(shè)冠梁從而與支護(hù)樁冠梁進(jìn)行連接?；釉谶M(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程中涉及到高程以后，高速鐵路區(qū)域內(nèi)的框架地基使用直徑為1.25米的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁進(jìn)行加固處理，框架兩側(cè)的U型槽低價(jià)使用抗拔樁進(jìn)行加固，同時(shí)展開(kāi)對(duì)基坑區(qū)域內(nèi)的巖溶注漿施工。臨近隧道一側(cè)的基坑在進(jìn)行開(kāi)挖處理以后五樁基防護(hù)的區(qū)域根據(jù)1比1的比例放坡開(kāi)挖。并且使用噴錨封閉的手段展開(kāi)對(duì)開(kāi)挖面予以有效地支護(hù)處理。在進(jìn)行基坑開(kāi)挖的過(guò)程中主要是分區(qū)分層展開(kāi)施工的，對(duì)于臨近支護(hù)樁側(cè)面進(jìn)行類(lèi)似隧道掌子面施工的核心土。

在進(jìn)行基坑的開(kāi)挖作業(yè)以及框架橋的施工的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)先對(duì)影響框架橋施工區(qū)域內(nèi)的高速鐵路進(jìn)行拆除。進(jìn)行過(guò)鉆孔防護(hù)樁還有防水止水帷幕攪拌樁的施工，然后在進(jìn)行土方的開(kāi)挖，完成開(kāi)挖以后對(duì)所形成的基坑區(qū)域中的地基巖溶進(jìn)行注漿同時(shí)對(duì)框架橋展開(kāi)有效地施工，對(duì)于基坑的兩側(cè)進(jìn)行回填以及對(duì)鐵路無(wú)砟軌道進(jìn)行恢復(fù)。在進(jìn)行基坑的施工過(guò)程中為了對(duì)基坑開(kāi)挖階段的受理還有變形情況進(jìn)行更為精準(zhǔn)地分析，從而采用最新的基坑支護(hù)理論展開(kāi)對(duì)數(shù)值模擬分析。在展開(kāi)對(duì)基坑開(kāi)挖數(shù)值模擬分析的過(guò)程中需要對(duì)假定地層均勻承層分布。同時(shí)還需要假定基坑開(kāi)挖前已經(jīng)徹底處理好止水方面的措施，排除地下水滲流的相關(guān)因素的影響，土層主要服從摩爾-庫(kù)倫本構(gòu)模型，樁體還有冠梁主要服從彈性本構(gòu)模型。隧道洞口仰拱簡(jiǎn)化成180Kpa梯形分部荷載，然后進(jìn)行對(duì)稱(chēng)性的考慮，主要通過(guò)半邊模型展開(kāi)有效地計(jì)算。工程項(xiàng)目在具體施工的過(guò)程中其施工要點(diǎn)主要涉及到進(jìn)行對(duì)影響框架橋施工區(qū)域內(nèi)的高速鐵路已經(jīng)完成結(jié)構(gòu)建設(shè)的部分進(jìn)行拆除，在進(jìn)行土方的具體開(kāi)挖施工過(guò)程中技術(shù)人員對(duì)施工圖紙進(jìn)行充分的了解與掌握，展開(kāi)技術(shù)交底處理好坑頂臨時(shí)排水設(shè)施，基坑在開(kāi)挖的過(guò)程中主要是利用高機(jī)械化設(shè)備人工配合具體的施工展開(kāi)對(duì)基坑的分層分段的形式予以開(kāi)挖，在此過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注重出好施工區(qū)域內(nèi)的排水工作并且在進(jìn)行基坑的邊坡防護(hù)與基坑的開(kāi)挖工作同時(shí)展開(kāi)，采取開(kāi)挖工作與防護(hù)工作同時(shí)進(jìn)行。同時(shí)還需要強(qiáng)化對(duì)開(kāi)挖變高方面的有效控制，盡可能避免出現(xiàn)超挖情況的出現(xiàn)，若出現(xiàn)超挖的情況應(yīng)當(dāng)對(duì)該部分利用碎石進(jìn)行合理地回填夯實(shí)處理。對(duì)于預(yù)留支護(hù)樁側(cè)核心土同時(shí)盡可能保持開(kāi)挖邊坡保持在45°的角度，預(yù)留到框架橋部分地板施工結(jié)束。在具體的施工階段，盡可能防止土方開(kāi)挖機(jī)械對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的碰撞破壞的情況出現(xiàn)，同時(shí)在展開(kāi)對(duì)土方的實(shí)際開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)增強(qiáng)對(duì)基坑還有附近區(qū)域的監(jiān)控量測(cè)，結(jié)合監(jiān)控量測(cè)的相關(guān)信息，科學(xué)合理地展開(kāi)計(jì)算以及對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使得工程項(xiàng)目保持穩(wěn)定有序的施工。在進(jìn)行對(duì)巖溶注漿施工的過(guò)程中對(duì)于一般的溶洞需要采用水泥漿液進(jìn)行注漿。對(duì)于相對(duì)較大的巖溶通道還有空洞，若是注漿量相對(duì)較大的情況下，應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行水泥粉煤灰漿液或者水泥砂漿的灌注，通過(guò)對(duì)溶蝕體展開(kāi)有效地填充然后在進(jìn)行注漿處理。在注漿的過(guò)程中一般基巖注漿壓力需要保持在0.1到0.3Mpa,對(duì)于巖土界面周邊應(yīng)當(dāng)進(jìn)行壓力的逐步加大至0.3到0.5Mpa。在進(jìn)行防水止水帷幕攪拌樁的施工過(guò)程中，進(jìn)行預(yù)攪下鉆啟動(dòng)攪拌機(jī)，鉆進(jìn)半米以后將蝶形閥打開(kāi)直噴壓縮空氣，從而防止鉆進(jìn)是將噴漿口堵塞，并且采用壓縮空氣實(shí)現(xiàn)負(fù)載扭矩的減少，從而令鉆進(jìn)工作順利開(kāi)展。在鉆進(jìn)中把軟土盡可能地切碎處理從而便于同水泥將的均勻攪拌。當(dāng)?shù)竭_(dá)硬層后進(jìn)行噴漿，停頓一定的時(shí)間以后再反向旋轉(zhuǎn)并且進(jìn)行鉆機(jī)的提升，速度盡可能保持在0.8米每分鐘一下，確保噴漿量到達(dá)一定的標(biāo)準(zhǔn)令樁體得到較為充分的攪拌。重復(fù)攪拌下沉到設(shè)計(jì)加固深度以后，攪拌機(jī)進(jìn)行反方向的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)噴漿要求的相應(yīng)速度進(jìn)行鉆頭的有效提升，直到距離地面半米的位置時(shí)，保持1分鐘的持續(xù)攪拌然后慢慢地把鉆頭提出地面。

4 隧道沉降變形的中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)

結(jié)合北嶺隧道洞門(mén)位移監(jiān)測(cè)實(shí)際結(jié)果，對(duì)隧道洞口的位移進(jìn)行中期預(yù)測(cè)，將部分檢測(cè)點(diǎn)作為重要的檢測(cè)點(diǎn)，使用最小二乘法從而展開(kāi)對(duì)里程還有改成的現(xiàn)有檢測(cè)數(shù)據(jù)做數(shù)值分析的線(xiàn)型回歸分析。因?yàn)椴煌谋O(jiān)測(cè)點(diǎn)偏距數(shù)據(jù)呈現(xiàn)著波動(dòng)的狀態(tài)，并且位移量級(jí)相對(duì)較小。同時(shí)結(jié)合對(duì)基坑的數(shù)值模擬，以及根據(jù)施工階段的相關(guān)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展開(kāi)對(duì)隧道的長(zhǎng)期變性展開(kāi)預(yù)測(cè)。從存在漸近線(xiàn)雙曲線(xiàn)檢測(cè)變化曲線(xiàn)獲取到典型測(cè)點(diǎn)極限的變化值，同時(shí)計(jì)算出長(zhǎng)期變性位移的數(shù)值。根據(jù)中期預(yù)測(cè)位移還有長(zhǎng)期預(yù)測(cè)位移差值從而獲取到今后十年的長(zhǎng)期變形位移預(yù)測(cè)。通過(guò)長(zhǎng)期變形預(yù)測(cè)結(jié)果能夠了解到：工程項(xiàng)目施工完成以后的中期到今后10年的預(yù)測(cè)值都低于5毫米，極大程度上小于高速鐵路規(guī)范要求的15毫米。借助漸近線(xiàn)雙曲線(xiàn)預(yù)測(cè)的中期預(yù)測(cè)位移值還有長(zhǎng)期預(yù)測(cè)位移值，根據(jù)數(shù)值模擬的計(jì)算值展開(kāi)有效地對(duì)比，不同測(cè)點(diǎn)位置的整體變形趨勢(shì)同施工過(guò)程中位移監(jiān)測(cè)還有中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)位置值相對(duì)較為匹配。中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)位移值還有數(shù)值模擬計(jì)算最大值對(duì)標(biāo)，換言之?dāng)?shù)值模擬未能夠計(jì)算時(shí)間對(duì)變形方面所造成的的影響，然而中期預(yù)測(cè)位移依然小于數(shù)值模擬最大值。因?yàn)殚L(zhǎng)期變形預(yù)測(cè)來(lái)自施工過(guò)程中位移監(jiān)測(cè)結(jié)果并且在時(shí)間方面的跨度相對(duì)較大，長(zhǎng)期變形預(yù)測(cè)值同具體相比回存在一定的不同，為滿(mǎn)足高速鐵路的正常運(yùn)行對(duì)變形方面的要求，應(yīng)當(dāng)有效處理好隧道出口的位移監(jiān)測(cè)方面的相關(guān)工作。

通過(guò)采用大型有限元軟件從而進(jìn)行對(duì)特級(jí)深基坑三維計(jì)算模型的合理構(gòu)建，從而對(duì)北嶺山隧道開(kāi)挖前山體自然狀態(tài)還有洞口開(kāi)挖以及隧道的施工與洞口基坑開(kāi)挖的整個(gè)過(guò)程的受力還有變形特性的科學(xué)模擬，從而發(fā)現(xiàn)了其施工規(guī)律，主要涉及到由于深基坑開(kāi)挖方面的影響從而對(duì)隧道口結(jié)構(gòu)造成一定程度的唯一均在隧道出口段最外側(cè)邊緣位置上。結(jié)合隧道出口變形檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)的結(jié)果，不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)三維變形趨勢(shì)相對(duì)較為正常，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)控測(cè)量的唯一變形至都相對(duì)于小于數(shù)值模擬結(jié)果，表明框架橋深基坑設(shè)計(jì)還有施工控制相對(duì)較為良好。結(jié)合施工階段位移監(jiān)測(cè)還有對(duì)隧道出口段變形所進(jìn)行的中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)表明，高速鐵路中長(zhǎng)期變形預(yù)測(cè)結(jié)果低于數(shù)值計(jì)算的結(jié)果從而能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路正常運(yùn)用的具體要求。在隨帶洞口進(jìn)行深基坑的開(kāi)挖作業(yè)過(guò)程中由于施工過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大，通過(guò)進(jìn)行T型支撐樁還有基坑土體分區(qū)分層進(jìn)行有效地開(kāi)挖，進(jìn)行核心土的預(yù)留處理，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行邊坡的作業(yè)以及開(kāi)挖作業(yè)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保持邊開(kāi)挖邊進(jìn)行有效地防護(hù)等措施，進(jìn)行對(duì)設(shè)計(jì)方案的有效簡(jiǎn)化以及優(yōu)化處理，確保工程項(xiàng)目在安全的環(huán)境下順利進(jìn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于在隧道洞口進(jìn)行深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)相對(duì)較高，因此在展開(kāi)深基坑開(kāi)挖的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)采取有效地措施，從而確保在具體的施工過(guò)程中保持隧道的安全的前提下處理好深基坑開(kāi)挖施工中所存在的問(wèn)題。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意施工過(guò)程中個(gè)施工要點(diǎn)，以此促進(jìn)工程項(xiàng)目的有序開(kāi)展。