滑坡堆积带偏压隧道进洞施工技术

侯永济

摘要：结合小磨公路勐腊四号隧道工程实例，介绍洞宽11.3m的隧道在滑坡堆积带的进洞施工技术，包括增设抗滑桩和偏压墙、明洞暗作、引排地表水、大管棚和小导管超前支护及短进尺台阶分部开挖等。

关键词：山岭隧道；滑坡堆积带；进洞；施工技术

中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：1000-8136(2009)29-0037-03

1工程概况

勐5腊4号隧道位于云南省西双版纳勐腊县，是昆曼国际大通道小磨高速公路勐腊段的控制性工程之一。隧道起讫里程为K119+120～K119+435段。全长315m，为单线双向隧道。设计为单心圆单拱结构，净宽为11.3m，净高7.45m。隧道所处地区属构造剥蚀中低山地形地貌区，所穿越山岭植被茂密。区域冲沟、山间盆地发育，山顶波状起伏，山坡坡度一般小于40°。隧道小勐养端地势较陡，进洞处在斜坡上且上面覆盖层较薄。坡面为茂密的植被所覆盖。本地气候属热带雨林，夏季多雨、高温。

隧道出露地层由白垩系下统曼岗组(K_1m)紫红色泥质粉砂岩、褐黄、褐红、紫红色砂岩和第四系残坡积(Q_el+dl)褐、紫红色亚黏土组成。土层较薄，分布不连续。岩面节理发育。隧道区内岩层产状较陡，为123°∠12°。在隧道区内无断层通过，属构造稳定区。Ⅱ类围岩段围岩为褐红、暗红色砾岩及紫红色泥岩，岩石节理裂隙发育，以全一强风化、碎石土状为主，少量碎石状；岩体呈碎(石)状压碎结构。围岩拱顶无支护时可产生较大坍塌，侧壁常有掉块、小坍塌出现。

2隧道特点及施工方案

2.1工程特点及难点

(1)隧道所处山区植被茂盛，山体蓄水量大，岩层裂隙比较发育，降水渗入岩层，裂隙水丰富，能够形成小的渗水汇流，雨季能形成暂时的喷涌现象。

(2)该隧道进口段地质条件复杂，洞口段地层为第四系滑坡堆积层，层厚25m～30m，隧道穿越强风化紫红色泥质粉砂岩地层。呈土夹石结构，节理、裂隙极为发育，岩石破碎。

洞口端地形呈左高右低、左前右后的特征，与线路呈25。的夹角，左侧山体陡峻，右侧山体覆盖层薄，是典型的偏压、斜交隧道。岩层稳定性、自承能力都比较差。进洞段围岩等级为V级。明洞如采用常规方法施工，可能因对滑坡堆积带的破坏引起整个山体失稳，造成大面积山体崩塌。

(4)滑坡堆积带沿隧道纵向呈小角度方向延伸，滑坡堆积带对该隧道的影响长度达80m。

2.2进洞施工方案

针对上述地质、地形特点，为保证在此不稳定的堆积层下进洞的安全，决定维持原山体现状，尽量减小对原山体的破坏，采取延伸洞口设置明洞的施工措施。洞口原山体坡面与线路斜交25°，且偏压严重，为减少边墙受到的不平衡力矩及山体的纵横向推力，因此采用明洞暗作和偏压墙相结合的施工方案，并在偏压墙下施作抗滑桩，以提高进口处明暗洞整体稳定性。本着“先做抗滑桩和偏压墙、明洞暗作、引排地表水、大管棚及小导管超前预支护、短进尺环形分部开挖、强支护勤量测衬砌紧跟”的原则确定了进洞施工方案，施工流程见图1。

3施工方法及工艺

3.1抗滑桩施工

先进行抗滑桩施工，在隧道进口端K119+125～K119+140偏压墙基础底设置8棵抗滑桩。左侧4棵为1.5m×1.2m×10m，右侧4棵为1.5m×2m×8m。锁口、护壁均采用C20钢筋砼，桩身采用C25钢筋砼。

3.2偏压墙施工和明洞暗作

待抗滑桩施工完毕后，进行偏压墙施工。明洞采用明洞暗作的方法施工，先开挖外边墙侧土石方，开挖完成后，浇筑外边墙，外边墙的浇筑方法为先施作下边墙，从墙底至二衬支承梁耳墙上方，因为山体会对二衬有一定的偏压力，二衬拱部可能会出现开裂现象，造成二衬变形。将二衬的支承梁放于外边墙上，这样的目的是为了到时候施作二次衬砌时可直接把二衬的支承梁放置到外边墙上，使二衬的大部分偏压力承受到外边墙上。二衬支承粱上方外边墙应尽快施作，以达到外边墙整体受力的目的。外边墙施作结束后，待砼强度达到设计强度75％以上时，回填水泥稳定土并夯实，要求密实度不小于85％，填至开挖轮廓线外2 m一4m。

明洞暗挖施工采用φ108长管棚超前预支护和分部台阶法开挖、复合式初期支护和钢筋砼二次衬砌。

(I)打设36m长西108mm大管棚，大管棚钻进明暗洞结合部不少于8m，主要施工步骤为：①测量出工字钢的准确位置，搭设工作台。②在操作平台上搭钻机工作台，钻机就位。③钻杆在套管内钻进，并取出岩芯。观察岩芯，记录地质情况。④钻孔到达没计里程后开始下管。管棚按设计要求钻设梅花形布置的小孔，然后逐节推进到钻孔内，节与节之间用长15cm的丝扣连接，并用电焊焊接牢同。每节钢管不等长，有利于减少隧道纵向同一横断内的接头数。⑤注浆浆液为水泥浆，水灰比为1:0.8。注浆后，在浆液扩散范围内岩层被胶结，即在开挖轮廓线外，形成一个水泥浆与破碎围岩固结成的硬壳，稳定了岩体，减少了地表沉降。注浆压力控制在0.3MPa～1.0MPa之间。

(2)采用以人工风镐配合挖掘机分部台阶法开挖，对于个别孤石采用寻根弱爆破的措施处理，减少对围岩的扰动；每循环进尺控制在0.5m左右，上台阶超前3m～5m。

明洞暗作段I 20cm字钢钢拱架间距设为0.5m，系统锚杆间距110cm×110cm，长3m，在靠近山体一侧锚杆间距加密加长，间距为55cm×55cm，长度5m。铺设两层钢筋网，喷射混凝土厚25cm。在钢拱架拱脚处设锁脚锚杆，每个拱脚2根，尺寸为42mm，长度2.0m。

跳槽开挖下半断面，先施作外边墙初期支护，上下断面开挖过程中支护必须紧跟施作。施工中严格遵循“管注浆超前、弱爆破、短进尺、少扰动、强支护、早成环、勤量测、二次衬砌紧跟”的原则，每开挖50cm后，立即喷射混凝土封闭岩面(包含掌子面)，目的是在同岩变形前及时封闭围岩，预防支护过程中小块体塌落而影响施工安全，还可以作为钢筋网的保护层，防止钢筋网锈蚀。然后将新钢架单元与预埋钢架单元连接稳固，进行锚喷支护，完成一个循环，拆除竖向支撑型钢。洞口段上导坑完毕后(进洞12m)，再进行下台阶开挖，完成后挂网封闭掌子面，初期支护全部封闭完成后，不能局限初期支护变形稳定才可以施工洞身衬砌，而需要及时施工洞身衬砌，确保洞室稳定。

(3)外边墙及初期支护完成后，施作防水层并使用全液压衬砌台车及时施作二次衬砌，仰拱待上部二次衬砌完成后再行施作。

3.3隧道进洞段防排水系统

隧道出口位于较大的山体汇水沟沟底，加之断层一破碎带基岩裸露，风化裂隙比较发育，有利于降水入渗形成基岩裂隙水，给隧道施工、运营造成很大不便。所以，必须对出口段的地表汇水及

基岩裂隙水进行处理。处理原则：以排为主，防、排、堵相结合。尽早做好洞外防护工程及坡顶截水沟，以避免洞口施工时发生溢流和渗漏，并做好防洪设施。在富水地带，由于岩层裂隙渗水量大，在隧道原设计基础上增设环向透水盲管，管径为50mm，纵向间距为8m。此外，在隧道边墙下角设φ100mm的透水管；对洞顶回填砂砾土进行注水泥浆止水；在衬砌厚度变化处设沉降缝，用止水带防水。

3.4暗洞进洞

(1)明洞暗挖至暗洞(K119+145)时，大管棚应还在起作用，尽早打设小导管，导管沿上半断面150°轮廓线布置，环向间距0.4m，仰角15°，一排每环设45根，纵向搭接长度为1m。120cm工字钢钢拱架间距设为0.6m，系统锚杆间距110cm×110cm，长3m。铺设两层钢筋网，喷射混凝土厚25cm。在钢拱架拱脚处设锁脚锚杆，每个拱脚2根，尺寸为42mm，长度2.0m。

(2)采用环形分部开挖法，较硬岩采用预裂爆破，周边眼距为40cm，如果岩层较软，以人工风镐配合挖掘机开挖为主，只在拱脚、墙脚才少量使用爆破，循环进尺0.6m左右；挑帮问顶后并做地质素描，初喷同时需对掌子面也进行封闭；出碴；打设系统锚杆并测量；安装钢支撑、钢筋网；复喷混凝土；跳槽下半断面开挖及支护；施作仰拱；二次衬砌。

4监控量测

4.1现场监控量测的目的

现场监控量测是本隧道信息化施工的核心技术之一，对围岩支护系统的稳定性进行监测，保障施工安全，为评价和修改初期参数、力学分析及二次衬砌施作时间提供信息依据，是确保施工安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段。

4.2监控量测项目

勐腊4号隧道以洞内外观察、拱顶下沉、净空收敛、围岩内部位移、浅埋隧道地表下沉为施工监测项目。

4.3量测结果

进口段拱部下沉最大为38mm，地表下沉最大为26mm。洞内净空收敛及围岩内部位移均在允许范围内。

5结束语

经过我们精心施工，顺利地通过了进口浅埋、偏压、滑坡堆积层。施工中的几点体会如下：

(1)在不稳定的斜交及偏压的山体进洞，采用明洞暗作施工方法有效减小了山体的纵横向推力，加强了洞口的稳定和施工的安全。

(2)在地质复杂的洞口施工，进暗洞需小心谨慎，严格遵循“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则施工：若初期支护变形不稳定，需要及时进行二次衬砌施工，确保洞室的安全。