仙殿岭隧道不良地质段处理方案研究

王娅晖

1 工程概况

仙殿岭隧道位于武汉—广州客运专线乌龙泉—花都段内，起止里程为DK1878+964～DK1880+720，全长1 756 m，设计为单线双洞隧道，隧道最大埋深约145 m。本隧道纵坡为人字坡，坡度分别为 -12.95‰，-20‰，变 坡 点 里 程 DK1879+099，在DK1878+993.25～DK1879+204.75段设置竖曲线，竖曲线半径为30 000 m。该隧道地层主要为灰岩及砂页岩，岩溶发育且存在软岩变形问题，此外断层较为发育，在DK1879+520处发育F2逆断层，破碎带宽 20 m～30 m，产状不明[1]。采用进口、出口两个开挖工作面进行施工。DK1879+575～DK1879+755段位于该隧道中部，原设计为Ⅳ级围岩85 m，Ⅲ级围岩95 m，围岩条件较好，原设计围岩分级详见表1。

表1 勘察阶段设计围岩分级表

2 实际开挖施工遇到的问题

1)进口工区。

2008年5月20日，进口开挖至DK1879+575时，掌子面主要为黏土、粉质黏土，硬塑，夹杂有 10%～30%块石，块石成分为灰岩，直径为0.2 m～1.0 m，黏土中夹杂有全风化砂页岩，呈土状。掌子面及初支无渗滴水现象，初步分析该段仍处于断层破碎带。

2008年6月24日，仙殿岭隧道进口已开挖至DK1879+594，掌子面呈块碎石土或黏土夹块石状，块碎石成分为石英砂岩、硅质岩、页岩等，φ=2 cm～30 cm，黏性土呈硬塑偏软状态。自2008年6月以来，由于郴州地区连降暴雨，2008年6月11日掌子面左下方出现涌水，涌水量约 30 L/s，造成掌子面涌泥约 200 m3;由于涌泥后导致DK1879+575～DK1879+594段围岩松散，初支表面大量渗涌水，初支沉降较大。

2008年7月16日，对仙殿岭隧道进口DK1879+609上台阶掌子面进行了勘察，围岩主要为泥岩、页岩全风化层，呈硬塑黏土夹碎石状，含碎砾石约为20%～30%，φ=0.02 m～0.05 m。局部页岩产状为 280°∠15°。

2)出口工区。

2008年4月5日，对DK1879+751掌子面进行了调查测绘，主要为砂岩、炭质灰岩与炭质页岩互层，灰色，多呈强风化～弱风化，局部全风化，岩体较破碎，地下水主要为基岩裂隙水，水量较丰，其中DK1879+753拱顶、右侧拱腰位置大量渗水，渗水量约20 L/s，围岩遇水软化，松散，极易发生涌泥、坍塌现象。DK1879+760附近发育F3断层，未与隧道相交，估计对隧道有一定影响。

2008年4月29日，对DK1879+715掌子面进行了调查测绘，主要为砂岩、炭质灰岩与炭质页岩互层，灰色，其中硬质岩层厚20 cm～40 cm，软质岩呈薄层状，层厚1 cm～8 cm，多呈强风化～弱风化，局部全风化，岩体较破碎，拱顶左侧形成3 m宽、1.5 m长、1.5 m高的空洞，岩层产状110°∠12°;地下水主要为基岩裂隙水，水量较丰，其中 DK1879+718线路右侧拱脚渗水，渗水量1 L/s，掌子面无渗滴水现象。

表2 变更设计支护措施表

2008年7月 2日，对仙殿岭隧道出口DK1879+638上台阶掌子面进行了勘察，围岩主要为硬塑黏土夹块碎石，成分主要为灰岩、砂岩、硅质岩等，φ=0.5 m～1.5 m。拱顶见全～强风化硅质岩、页岩，灰黄色，层理产状 90°∠20°，根据小型褶皱发育，充填黏土夹杂不同成分岩石等，分析属断层带。

3 处理方案

本段围岩的变更支护措施见表2[2]，变更后纵断面见图1，岩溶处理措施如下:1)根据围岩情况分别采用5 m或3 m径向注浆加固围岩。2)对开挖后衬砌周边空腔进行回填，初支外5 m范围内采用C25混凝土回填，5 m外采用水泥砂浆回填，回填应密实，并检查。3)DK1879+570～DK1879+670段隧底采用φ 50钢花管注浆加固，钢管深入完整基岩面以下0.5 m。注浆深度平均为4.8 m，最深处为 5.5 m，注浆孔间距1.5 m×1.5 m，横向范围为整个隧底宽度，浆液采用1∶1水泥砂浆。4)DK1879+673，DK1879+652处管道流维持原通道，采用φ 1 m混凝土管顺接，然后用C20混凝土封闭。

4 处理后施工情况

进口段按照变更后支护措施，于2008年 5月下旬继续从DK1879+575段向大里程开挖，出口段按照变更支护设计从2008年4月上旬向小里程开挖，同时在施工中严格按照隧道施工“短进尺、弱爆破、管超前、强支护、早成环、勤量测”的原则，并采用动态施工，加强地质超前预报和监控量测，使得隧道安全经过了这段不良地质及特殊岩体段，于2008年11月顺利实现了隧道的贯通，同时满足了结构的安全和净空要求。

5 结语

施工尽量做到“信息化施工”，在施工过程中进行施工量测并注意观察掌子面围岩的变化并依据其他信息及时进行变更处理，按照变更要求再施工再量测，直到形成一个长期稳定的洞室结构体系。仙殿岭隧道DK1879+575～DK1879+755段从预设计到开挖发现地质条件变化，又修改设计接着再次施工最后到顺利贯通就很好的体现了“信息化施工”的精髓。

[1] 中铁第四勘察设计院集团有限公司.新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段施工设计图[Z].2004.

[2] 中铁第四勘察设计院集团有限公司.新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段仙殿岭隧道 DK1879+575～+755段围岩变更及岩溶处理施工设计图[Z].2008.

[3] 海 军.象山隧道富水围岩段施工方法[J].山西建筑，2009，35(3):316-317.