隧道浅埋滑坡地段施工浅析

摘要：隧道浅埋滑坡地段施工方案的确定，提出采用隧道内部径向注浆，加强支护，同时加强辅助措施的方案。

关键词：隧道浅埋滑坡地段；隧道施工；径向注浆；支护设计

中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）08-0158-02

一、工程概况

云南蒙新高速公路湾田4号隧道位于云南省蒙自县红河峡谷北岸山区。隧道采用左、右幅分离的双洞单向行车双车道隧道，有效净宽为9.75m，有效净高5m，右线全长为850 m，左线为953m，洞身段最大埋深约148.57 m。

进洞施工期间，洞口、明洞地段以亚粘土为主，土体松散，自稳能力极差，为此，我方将边坡开挖坡度调整至1：1.5，在掘进至K42+400时，洞右侧边坡出现滑移，滑坡体边缘地表开裂，裂缝深8～9米，影响隧道正线范围越40米，此段范围内隧道埋深5～15米，威胁隧道结构安全，因此，保证既有结构，穿越此段已出现滑坡的浅埋地

段，施工前必须要对既有结构加固处理，还要制定严密的掘进支护方案。

二、处理方案比较

针对隧道工程此种浅埋滑坡地段，处理的实例较多。一般洞口段处理方式常采用加长明洞；设置锚索、抗滑桩等方案，针对本工程特点， 提出以下三种方案：

方案一：滑坡体段隧道仰拱下斜向设置预应力锚索，隧道施工按正常设计进行。

方案二：对该浅埋段开挖路堑， 滑坡体侧施做抗滑桩。

方案三：进行隧道内部径向注浆，加强一次支护与二次衬砌，同时加强辅助措施。

各方案比较见表1：

综合考虑上述各方案的优缺点， 结合相关类似工程的处理措施以及本工程的特点， 最终采用方案三。

三、加强辅助措施及一次支护与二次衬砌，洞内径向注浆方案设计

（一）辅助措施（超前支护）设计

考虑到此段围岩松散破碎，仅仅采用喷射混凝土等一般人工支护方法不能保证坑道稳定时，还需要采取辅助措施如超前钢管等超前支护，结合本隧道此段浅埋地形，如果超前支护强度不足，则很容易出现塌方、冒顶。所以为提高围岩自稳能力，保证施工能够稳中求快，确定在K42+ 400+260段长140米加强超前支护，横向支护范围1520cm，采用6米长Ф42×4mm钢花管，每隔8榀钢支撑（4.8米）安设78根，40×40cm梅花型布置，考虑双排布置密度较大故第一排（下层）辐射角7。，水平搭接116cm，第一排（上层）辐射角15。，水平搭接100cm，注浆材料采用水泥浆液，水灰比0.5：1～1：1，注浆压力为0.6～1MPa。

（二）初期支护（一次支护）设计

隧开挖后加强支护结构即初期支护的同时，加强锚杆锚固作用，并径向注浆以减小围岩施加的荷载、提高围岩自支护能力才是关键所在。同时，采用合理开挖方法，减小开挖时对承载围岩的扰动，提高施工质量，将施工方法与支护结构有机结合起来才能达到良好的效果。因此拟采用下述初期支护参数：钢支撑采用I20b型工字钢，间距60cm，每榀由A、B、C、D四种单元共10件组成，各单元工字钢、连接板焊接成型，单元间以螺栓连接牢固，纵向插入连接钢筋连接，钢架应在初喷4cm混凝土后架设，架设完成再喷混凝土至27cm，钢架与初喷混凝土之间尽量贴紧，才可使钢支撑充分起到支撑作用，在喷射混凝土中设置φ8双层钢筋网片，网眼间距15×15cm，开挖后初喷2cm混凝土时设置第一层，并与锚杆焊接牢固，第二层设置于钢支撑内面，与锚杆、钢支撑焊接。

径向设置6米长φ25中空注浆锚杆，与4.5米长Ф42×4mm钢花管按80×80cm梅花型布置，注浆材料选用水泥浆液，水灰比0.5：1～1：1，注浆压力0.6～1MPa。

同时在开挖时坚持短进尺、弱爆破原则，保留核心土，控制平均超挖在10cm以内，及时初喷封闭掌子面，减少围岩裸露时间，各工序间衔接紧密，从而加快进尺循环速度。

（三）二次衬砌设计

二衬不仅要及时浇筑，而且要紧跟掌子面。即开挖进尺够一模，立即浇筑一模。这样二次衬砌就要承受一部分荷载，所以及时浇筑二衬，对坑道的尽快稳定作用明显。

本段采用钢筋混凝土衬砌结构，厚度60cm，环向钢筋N1（N2）Ф22@20cm，双层布设，纵向钢筋N3Ф18@30cm，亦双层布设；衬砌结构内外保护层各为6cm，双层钢筋网间设置N4φ8@30cm箍筋，混凝土采用25#防水混凝土，防水等级S8。

四、监控量测分析

为了了解处理后隧道支护结构的工作状态，评价浅埋段处理的效果，在施工期对K42+410 隧道断面进行了监控量测；监测数据表明洞周位移收敛量较小，隧道侧墙水平累积位移值在10.893mm 左右，平均每天位移收敛值为0.7262mm；拱顶累积位移值在5.624mm 左右，平均每天位移收敛值在0.3749mm左右，基本上可认为隧道围岩趋于稳定。

五、结论

隧道浅埋滑坡地段问题受地形、地质以及施工等条件的限制，特别是对于穿越碎石亚粘土、亚粘土，碎石状松散结构的II类围岩，处理起来有相当难度。实践证明，采用隧道内部径向注浆，加强支护，同时加强辅助措施的方案，对此段加强超前辅助措施，稳定掌子面，加大初期支护、二次衬砌的支护参数，从而防止了隧道开挖时冒顶、坍塌，提高施工安全保证系数。所以此方案是一种高效、快速、稳定、安全的施工措施。

作者简介：宁双全（1972－），男，吉林人，中铁十八局集团有限公司工程师，国家注册一级建造师（市政公用），国家注册安全工程师，研究方向：岩土工程。