隧道洞口滑坡地段防护工程施工技术

王 录

(中铁电气化局集团西安铁路建设有限公司，陕西咸阳 712000)

1 工程概况

新建成都至兰州新建铁路川主寺1号隧道位于川主寺—黄胜关区间。该隧道全长5 196 m。设计为双线隧道，地处川主寺以西，属青藏高原的边缘地带，地面高程2 991 m～3 455 m，最大相对高差464 m，分别由进洞和出洞口对向开挖，该隧道存在多种不良地质，东北沟1号滑坡、东北沟2号滑坡、东北沟3号滑坡、东北沟4号滑坡、川主寺2号推测断层、层间错动带、坡崩积层岩堆等，其中该隧道出口65 m明洞(明暗分界D1K262+635)，洞口(D1K262+700)及相接的路基位于东北沟4号滑坡及坡崩积层岩堆段内。

东北沟4号滑坡发育于线路D1K262+670～D1K262+815段，滑坡体呈长舌状东西向展布，后缘高程3 181 m，剪出高程3 067 m，高差114 m，滑体轴向长约250 m，宽约185 m，滑体厚5 m～15 m，滑坡体体积约6.9×105m3，属中型古滑坡。以粉质黏土、碎石土为主，石质为砂岩、板岩组成。下部滑床为三叠系上统侏倭组板岩，砂岩滑带推测为土岩接触带附近。推测该滑坡发生于更新统后期，从滑体表部看，没有滑动的迹象，线路从滑坡前缘半挖半填通过，施工时，容易降低滑坡稳定性或引起斜坡失稳，对线路工程影响较大，需进行加固处理。

坡崩积层岩堆位于D1K262+570～D1K262+670段内，该堆积层呈四方形，物质堆积松散，成分主要为碎石土，岩性为板岩，块径60 mm～150 mm，个别可达200 mm;堆积层长100 m，宽90 m，厚5 m～15 m。线路从崩积层前缘半挖半填通过，由于崩积层雨季时地下水丰富，坡面有地下水渗出，路基开挖后容易引起斜坡失稳，产生工程滑坡。

为确保该洞门施工安全，保证此段滑坡体稳定，主要采用设置锚固桩，土钉墙，锚索框架梁及锚杆框架梁等方式进行防护。

2 主要施工流程

该滑坡体及堆积层施工顺序为:岩堆及滑坡监测→排水设施→锚固桩(锚索桩)施工→锚索框架梁施工→土钉墙施工。

3 岩堆及滑坡检测

3.1 地表大地变形监测点的布设及测量

1)布设。根据现场实际布设21个水平位移，垂直位移监测点，编号JC1～JC21，埋设时按照现场实际情况适当调整。

2)观测点水平位移、垂直位移测量。按极坐标的观测法进行，即:使用全站仪在一稳定的地方设置一基站，在另一稳定地方设置后视点，对滑坡体已设置的监测点进行水平角、垂直角和距离测量，通过计算确定观测点的坐标及高程。

3.2 抗滑桩应变监测

1)监测仪器的设置及检测原理。在该滑坡体及堆积层设置抗滑桩，并在3号、8号、13号、18号、23号、30号、36号共7根抗滑桩内埋设振玄式钢筋应力感应器，埋设时用φ50 PVC管将仪器导线引出桩顶，观测时使用振玄频率读数仪测定钢筋计的频率变化，通过计算求出抗滑桩主要受力钢筋的应力变化情况。桩测试元件布置图见图1。

应力应变监测的基本原理是，当被测载荷作用在钢筋计上，将引起弹性变形并传递给振玄，转变成振玄应力的变化，从而改变振玄的振动频率。频率信号经电缆传输至振玄式读数仪上，即可读出频率值，从而计算出作用在钢筋计的载荷及变化。土压力埋设细部构造图见图2。

2)安装步骤和技术要求。a.应安装在检测设计选定的典型抗滑桩主轴钢筋上。b.在计算的最大弯矩断面上下层对称安装。c.用麻布仔细包裹好传感器，以免受损。d.妥善将信号线引出地表，并做保护筒加以保护。

4 锚固桩(锚索桩)施工

线路右侧250 m范围内，设锚固桩43根。桩间距为6 m;桩截面3 m×2.5 m，3.5 m×3 m;桩长 19.5 m ～31 m。其中12 号 ～16号为锚索桩。

4.1 锚固桩施工

由于该地段地质条件差，采用人工挖孔桩，实际挖孔深度达到40 m，故该段施工中对护壁的要求高，采用C30钢筋混凝土护壁。挖孔采用跳槽开挖，成孔一个，浇筑一个，确保滑坡稳定。

4.2 锚索桩施工

锚索桩混凝土施工与锚固桩施工基本相同，只是在浇灌桩身混凝土至距桩头2 m处预留锚索孔位，要求预留锚索孔位置准确，孔位误差不得超过±5 cm。锚索采用一孔8束φ15.2 mm高强度低松弛全喷涂环氧树脂型的无粘结钢绞线制作。

5 锚杆框架梁施工

5.1 锚杆施工

1)锚杆采用φ32 HRB400钢筋，矩形布置，节点间距3 m，锚杆长度12 m，锚杆与水平面的夹角为20°～30°。2)锚杆施工前应选择相同的地层进行抗拉拔试验，试验孔数不少于3孔，以验证锚固段的设计指标，确定施工工艺及参数。3)锚杆孔位按设计要求准确放置于坡面上，孔位偏差±50 mm，锚孔深度不小于设计长度，也不宜大于设计长度的500 mm，锚杆体长度允许偏差－30 mm～100 mm，锚杆的钻孔斜度(倾角)允许误差±1°。锚杆结构见图3。4)边仰坡开挖应按照“自上而下”顺序分层进行，每级边仰坡开挖后对地质情况进行核对，根据不同地质条件确定框架梁嵌入深度。并及时施工坡面防护和排水设施，再开挖下一级边坡，边仰坡平台截水沟引入相邻排水设施。

5.2 钢筋加工

1)支架钢筋焊接于锚杆上，焊缝长度5 cm，焊接牢固可靠，支架钢筋采用HRB335 Φ6制作。

2)钢筋接长宜采用焊接，当分段施工时预留钢筋，连接面按施缝处理。

3)锚头应埋入框架梁中，锚头钢筋与框架梁钢筋焊接相连，与框架梁同时浇筑。沿线路方向每隔4个～5个框架(4个～5个D间距)在框架中部设伸缩缝一道，缝宽20 mm，缝内填塞沥青麻筋。

5.3 注浆

1)注浆材料选用水灰比1∶1的水泥浆，有侵蚀性时添加抗侵蚀性添加剂，注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，注浆压力不小于0.2 MPa。2)注浆管应具有足够的内径，能使浆体压至钻孔的底部，注浆管应能承受1.0 MPa压力。3)锚杆孔灌注浆后，至少养护7 d，养护期间严禁敲击、摇动锚杆或在杆体上悬挂物体，待锚杆孔内砂浆强度达到设计砂浆强度的80%后，进行框架梁和封头施工。

6 土钉墙施工

1)周边放样及边坡开挖:施工前先对施工段进行准确放样，并采用机械配合人工的方式对边坡进行开挖修整，在开挖时可分段进行，确保土钉墙及时完成，保证施工安全。2)土钉定位成孔:按照设计对边坡准确定位并采用机械钻孔，要求干钻，钻孔流程与锚索桩钻孔相同。3)注浆:按照配合比配制水泥浆，对钻孔进行注浆，注浆过程与锚索桩注浆相同。4)铺设钢筋网片:按照图纸要求绑扎钢筋网片，要求网片顺直。每安装完一个网片筋应预留与下一工作面网筋搭接长度。采用连接钢筋将网片与锚杆连接牢固。5)喷射混凝土:喷射混凝土采用干喷。喷射时要求顺序应自下而上进行，喷头与受喷面应保持垂直，喷头与作业面间距宜为0.6 m～1.0 m。若喷射时一次达不到设计厚度，可分两次完成。6)混凝土养护:喷射混凝土终凝2 h后，应喷水养护，每天养护次数应根据当地气温确定。

7 结语

通过该隧道洞口的滑坡治理施工，为地质条件差，特别是经受过地震影响，地质情况产生了很大的变化的隧道洞口施工提供了施工经验，由于地质状况差，因此在施工过程中要根据现场实际情况采用多种防护方式结合的方式进行，并加强现场监控量测，确保施工安全，也为我国以后建设项目在经过地震影响区施工的滑坡治理提供实践经验。

[1]曾擒龙，林庆伟，刘志斌.高速公路软岩高陡滑坡破坏特征分析与治理[J].山西建筑，2011，37(5):142-143.