龙洞堡机场隧道出口DI3K30+053～DI3K29+970段
浅埋区下穿弃土层施工方案
一、工程设计及施工概况
（一）地表及工程地质情况
龙洞堡机场隧道出口DI3K30+053～DI3K29+970段位于机场近期规划用地范围内，地表为前期机场扩建的所弃的杂土。隧道洞身顶部覆盖层厚约10m～16m，线路右侧约20m以外为高约7m弃土堆，线路左侧约20m～34m以外为深约5m的洼地。
据调查该段隧道洞身处于洼地内，洼地四周均为弱风化～强风化的灰岩，洼地内土层上部为松散的杂质弃土，下部为致密的红黏土。洼地最深处位于DI3K30+000前后（仰拱及填充顶面下约1.2m），底部红黏土厚约7.5m，上部杂质弃土厚约17.5m(深入隧道开挖面拱顶以下约4m)。
根据纵断面地质资料和洞内开挖揭示, 洞内开挖面弃土层起止为DI3K30+047～DI3K29+979，洞内开挖面黏土层起止里程为DI3K30+037～DI3K29+973。上台阶上部2m～3m为杂质弃土，下部为致密的红黏土。
根据现场取样试验，2011年9月26日洞内上台阶红黏土层（1m深处）含水率36%，密度1.88g/cm3,孔隙率46.8%，干密度1.38g/cm3,颗粒密度2.6g/cm3,液限58%，塑限30%，塑性指数28%，自由膨胀率5%，初步判定为高液限黏土。2011年9月27日在地表弃土层3m深处取样，颗粒最大粒径40mm,颗粒密度2.46 g/cm3,含水率23.7%，孔隙率32.3%，碎石含量35.4%。 （二）施工咨询图设计概况
龙洞堡机场隧道出口DI3K30+053～DI3K29+970段下穿回填土，先在隧道两侧边墙外5m范围采用φ75钢管桩注浆加固，钢管桩嵌入基岩不小于
1
1m，然后在隧道顶部开挖范围外采用袖阀管（φ50PVC管）注浆加固土体，均采用1m×1m梅花形布置；注浆材料为普通水泥浆，建议配合比W:C=1:1, 注浆压力控制在0.15MPa～0.5 MPa，平均单管注浆量0.385m3/m。施工前进行工艺试验，根据试验验证结果调整工艺和有关技术参数。
该段洞内开挖拱部采用φ89中管棚超前支护，纵向每4.8m一环，环向间距0.5m，每根长10m，开挖时全环设置H175型钢钢架加强支护（0.6m/榀），上台阶设置1m宽的大拱脚，上台阶拱脚采用锚管锚固并加固土体；采用Ⅴ级Ⅲ型加强衬砌，二衬厚度80cm,仰拱厚度85cm。 DI3K30+026～DI3K29+982段边墙位于土层，边墙增设φ42超前小导管，纵向每2.4m一环，环向间距0.5m，每根长3.5m。 （三）施工进展情况及现状
隧道采用预留核心土上下台阶开挖，上台阶预留核心土环形开挖。目前上台阶掌子面开挖至DI3K29+998，下台阶开挖至DI3K30+030，仰拱及填充浇筑至DI3K30+032，二衬浇筑至DI3K30+037.5。
上台阶预留核心土长度约4m,弧形导坑宽度约2m～3m，掌子面采用喷射砼封闭后变形外鼓开裂。上台阶底部DI3K30+030～DI3K30+003段设置临时仰拱（H175型钢、28cm厚喷射砼）；上台阶DI3K30+031～DI3K30+011段施作套拱（H175型钢、28cm厚喷射砼）；上台阶DI3K30+023～DI3K30+011
2
3
3 段并采用I20型钢设置了扇形支撑和横撑；上台阶DI3K30+011～DI3K29+998段对开挖工作台架改造，设置了临时门式钢支撑。
在隧道上台阶开挖支护初期，初期支护变形不大，但随时间推移变形加大。初期支护出现环向开裂（多发生在型钢钢架处），较少发现斜向、水平向裂缝；隧道初期支护变形表现为拱顶下沉变形大于水平变形值，呈明显的初期支护整体下沉状态；地表随之出现开裂，其最大裂缝宽度达17cm。
为保证施工安全，对已出现变形地段（DI3K30+031～DI3K30+011）上台阶施作了套拱（H175型钢、28cm厚喷射砼），变形在停工状态基本稳定，但套拱已侵入二次衬砌72cm，在套拱段（DI3K30+023～DI3K29+998）采用工字钢设置了临时的型钢支撑。
里程 DI3K30+029 DI3K30+024 DI3K30+022 DI3K30+020 DI3K30+018 DI3K30+016 DI3K30+014 DI3K30+012 DI3K30+010 右侧拱脚 -18 -41 -45 -68 -63 -63 -72 -47 -8 DI3K30+031～DI3K30+006段初期支护侵限统计表
（截止2011年09月25日）
部位侵限值（+为超，-为欠）cm 右侧AB节点 -15 -39 -51 -57 -66 -77 -78 -63 -21 拱顶 -16 -29 -45 -47 -60 -61 -63 -52 -26 右侧AB节点 -24 -25 -29 -20 -24 -19 -28 -25 -12 右侧拱脚 -14 -21 -37 -33 -36 -34 -40 -37 -14 未设套拱 包括厚约28cm套拱 备注 2011年8月4日，上台阶DI3K30+031～DI3K30+011初期支护多处变形开裂，局部有砼掉块现象，对DI3K30+031～DI3K30+025变形较大段落增设套拱和锁脚锚管注浆加固。
2011年8月7日，对上台阶DI3K30+031～DI3K30+011段设置临时仰拱，前方掌子面采用喷射砼封闭暂停掘进，变形速率减缓，并趋于稳定状态。
2011年8月26日，在恢复上台阶掘进，施做掌子面中管棚超前支护时，DI3K30+031～DI3K30+013段套拱表面再次出现较大大面积环向裂缝，裂缝
4
长度最长达5米，最宽达2cm，且发展速度较快，对应地表位置也出现不同程度的裂缝。初期支护已经侵入二衬轮廓线内，线路右侧侵限数值较大，左侧数值相对较小。随即对地表偏压弃土进行卸载减压，卸载宽度为隧道中线外20米范围，高度以原地面至地表注浆施工平台标高位置为准，纵向长度为DI3K30+035～DI3K29+950段里程范围。对上台阶新开挖段加大预留沉降量，增设临时仰拱的措施进行加强和控制。
2011年8月27日～2011年9月20日，经过地表及洞内监测发现，洞内及地表沉降加大。上台阶DI3K30+011～DI3K30+998初期支护及已施做套拱的DI3K30+030～DI3K30+011段二次支护表面均出现环向裂缝。对洞内初期支护局部采取增设锁脚锚管、Φ42径向导管注浆加固；
2011年9月21日，上台阶掌子面到DI3K30+998停止掘进，喷射砼进行封闭处理；9月22日，施做中管棚超前支护；9月23日对变形开裂的套拱段及初期支护段设置临时钢架支撑；9月25日临时钢架支撑完成后，截止目前拱顶下沉及收敛尚无明显变化。
2011年10月10日，对隧道中线两侧各25m范围的地表弃土二次卸载整平，整修平顺的排水坡，完善区域周边的截排水系统。 （四）对变形的认识及分析
1、本段为人工弃土的原自然洼地，根据钻探其下部为0～8m的红黏土，上部为杂质弃土。下部红黏土经多年饱水、失水交替，地表的沉降变形已基本稳定。
2、从初期支护变形特征分析，开挖导致土体松驰、围岩压力增大，拱脚沉降导致松驰范围扩大等，是初期支护出现较大变形的主要原因。初期支护钢架未发生明显扭曲变形、喷砼水平开裂较少、水平变形值小于预留变形量，说明初期支护体系的刚度、强度是基本适应其荷载环境、满足结构要求的。控制变形的主要措施应是预加固土体、减少开挖扰动、抑制拱
5