隧道Ⅴ级浅埋围岩古滑坡体处理方法探讨

马明军

（中铁十五局集团第五工程有限公司，河南 洛阳 471002）

1 工程概况

1.1 隧道概况与基本地质情况

恒山隧道是乌荣高速上的一座长大隧道，全长2m×5170m，该工程段为2m×2445m。出口段位于古滑坡体内，岩体破碎。该段隧道的岩质较差，围岩由白垩系羊投崖组砾岩加泥岩组成，黄土呈浅黄－微红色，强－弱风化，软岩－极软岩，岩体较破碎－破碎，砾岩呈松散结构，泥岩呈松软结构，地下水出水状态为点滴状，雨季可能呈淋雨状。隧道围岩为V级浅埋。

1.2 古滑坡体概况

隧道出口位于滑坡地带，隧道轴线与滑坡轴线基本呈30°角， 所处路段K89＋210－K89＋295， 纵向长度约85m，宽约100m，面积约8 500m2，厚8～20m，体积约为12.8万m3，属中型堆积蹭古滑坡。滑坡体表面总体坡度较陡，而且延伸很长，坡面高低不平；有滑坡平台、面积不大，且有向下缓倾和未夷平现象；山体侧面有泉水；山体表面有不均匀沉陷的局部平台，参差不齐；滑坡体地表多为耕地果林。施工前通过勘测地表虽未发现新的裂缝和变形迹象，但地表特征表明该古滑坡未处于稳定状态，滑坡体前部延伸较长，滑面平缓，有反压阻滑作用。由于隧道施工，开挖后滑体前部原有反压阻滑物质已大部份挖除，经分析计算，开挖后将会影响和破坏滑体的稳定状态，引起滑体后部及两侧局部复活滑移。

2 滑坡体滑动与加固措施

2.1 滑坡体滑动

随着隧道施工，监控量测发现隧道拱顶下沉及控制点在路线方向移动异常，洞内收敛速度高于设计值。

在山体上勘测观察发现山体表面有微小裂缝。初步判定山体开始滑动。随着时间推移，测量小组每天整理测量数据资料，并绘制位移时间曲线。通过数据处理和回归分析，发现位移不断增加，表明围岩和支护已处于不稳定状态，并且山体表面裂缝宽度增加，同时停止开挖。

2009年8月1日，与山西省交通规划勘测设计院一起，对山体进行细致勘测并打探坑确定滑动面，通过勘测发现该处地质较差，并且地下水丰富，并发现明显滑动面。通过洞口段硬化路面的位移状况结合勘测数据表明该处滑动面位置呈层状分布，且位置不单一。

2.2 滑坡体处理措施

2.2.1 对滑坡体采用减压、反压回填

对滑坡体上方土方进行清除、减压，再在隧道右侧山沟进行回填反压，以阻碍局部山体横向滑动，抑制滑坡体的移动，减小隧道偏压。

2.2.2 施作抗滑桩阻止山体滑移

利用多个抗滑桩的抗剪能力，阻止山体滑移。应用范围：适用于各类岩层，尤其是在岩体松散破碎地段或局部承载能力较低地段，特别是土质地段，具有较大优势，并且施工简单效果显著。

在山体坡与缓和段K89＋250段及洞口K89＋300段施作抗滑桩。利用抗滑桩，穿过滑动层所产生抗剪能力承受山体的下滑力，阻止山体滑移。

图1 山体的平面图

2.2.3 地表裂缝处理

施工目的：改善地层松散以及降低围岩的通透水性能，使隧道顶部及侧面增加抗压强度和粘结性，实现加固目的，保证隧道掘进时，拱顶土体不产生塌落以及减少山体侧推、滑动，进而保证暗挖施工顺利进行及工程安全。

施工方法：本工程采用潜孔钻钻孔注浆工法，采用垂直成孔、注浆加固，加固范围为隧道作业面前方的仰拱底以下2m至拱顶上7m部分土体及侧面10m部分土体的范围进行注浆加固处理，形成具有一定强度复合土体，以达到稳定土体的目的。

2.2.4 滑坡体坡面处理

通过现场勘测，找出主滑坡体范围，在坡面上方设置截水沟、周边设置排水沟，对地表雨水等地表水进行拦截、疏导，有效治理地表水对坡面的不良影响。

2.2.5 洞口隧道稳定性处理

通过对洞口隧道二衬部分加长，增大洞口隧道稳定性，抵抗山体滑移。

3 进洞施工处理措施

3.1 仰坡加固

锚喷、挂网支护的施工顺序是先喷射5cm厚混凝土，施作Φ42注浆小导管L＝5.2m＠1×1m呈梅花型布置，挂设Φ8钢筋网20m×20cm；再喷射第二层混凝土（厚5cm）。

3.2 洞口加固

为防止洞口V级浅埋围岩开挖时坍塌，围岩洞口浅埋段施工中左洞采用注浆长管棚超前支护进行加固，长管棚长度为20m，环向间距为40cm，仰角为1°，采用6mm厚Φ108热轧无缝钢管制作。

管壁间隔15cm，梅花形布眼。洞内采用双排Φ42注浆小导管L＝5.1m，环向间距为35cm，两排间距375cm。梅花形布眼，管壁四周钻8mm压浆孔。注浆采用水泥—水玻璃双液浆。注浆参数水玻璃占水泥砂浆体积比5%，水灰比1∶1，注浆压力初压0.5～1MPa，终压2MPa。将长管棚及注浆小导管打入围岩，用胶泥封堵导向管与长管棚之间空隙之后进行双液注浆。

3.3 洞身开挖

洞口V级浅埋围岩段开挖及施工：开挖隧道浅埋段时，施工对围岩的扰动越大，围岩松动变形后作用于支护上的压力也越大。由于滑坡体已经处理并基本稳定，并且采用小导管、长管棚进行超前支护，左右洞均选用台阶法。按线路方向右洞先于左洞施工。洞口段属V级浅埋段，右洞开挖断面超前左洞开挖断面应控制在40m左右。双洞每循环进尺为0.75m，与I—20工字钢钢拱架间距相同，开挖后需及时施作初期支护。上下台阶开挖间距应保持在5～10m左右，开挖后及时施作初期支护。在右洞仰拱填充作完后左洞方能开挖下台阶，确保工程质量及安全。施工工序如下示：

a）右洞上台阶开挖；

b）右洞拱部初支（挂网、锚喷、Ⅰ—20钢拱架、超前支护）；

c）右洞下台阶开挖（落后上台阶5～10m）；

d）右洞边墙初支（挂网、锚喷、Ⅰ—20钢拱架）；

e）左洞上台阶开挖（落后右洞上台阶40～50m）；

f）左洞拱部初支（挂网、锚喷、Ⅰ—20钢拱架、超前支护）；

g）右洞仰拱开挖及支护（喷砼、Ⅰ—18钢拱架）；

h）左洞下台阶开挖（落后右洞下台阶40～50m）；

i）左洞边墙初支（挂网、锚喷、Ⅰ—18钢拱架）；

j）左洞仰拱开挖及支护（喷砼、Ⅰ—18钢拱架）；

k）左洞施作仰拱及填充砼；

l）右、左洞施作二衬拱墙砼。

3.4 初期支护及二衬

3.4.1 初期支护

初期支护包括喷钢纤维混凝土、网喷混凝土、Φ25中空注浆锚杆、I—20工字钢钢拱架、格栅钢架支撑等，依据该处围岩类别确定采用Φ50超前小导管注浆、网喷混凝土、Φ25胀壳注浆锚杆、I—20工字钢钢拱架。初喷紧根开挖面及时施工作业，紧接着立拱架、打锚杆及复喷至设计厚度。以减少围岩暴露时间，控制围岩变形，防止围岩短期内松弛。未施工段环向注浆设计图如图2所示。

图2 未施工段环向注浆设计图

3.4.2 初支环向注浆加固

对于已完成初期支护，还未进行二次支护前，由于山体还没有完全稳定，加上V级浅埋段地质疏松破损，对初期支护造成很大的压力，使初支收敛变形，有些地区初支变形量超过预留变形量，浸入二衬。为了保证施工安全，使隧道能顺利施工，我们对该段进行了洞内环向注浆加固，增强围岩稳定性，同时增加预留变形量；增加洞内初支强度。径向锚杆采用Φ42小导管注浆，采用双液浆，导管长5m按梅花形布设，纵横间距60mm×100mm，注浆参数：注浆压力：1.0～1.5MPa；水泥浆水灰比为1∶1；水泥水玻璃体积比为1∶0.5。

3.4.3 增加临时仰拱

滑坡地段土质松软，为解决基础承载力不够，减少下沉，防止开挖面底部隆起变形，提高上拱架整体承载力，增加底部支撑抵抗力，防止内挤面产生剪切破坏，增设临时仰拱，尽快成环，增加刚拱架稳定性，防止拱顶过量下沉，减少上拱架两侧不均匀收敛。

3.4.4 增大钢拱架型号及加密刚拱架

I—20工字钢钢拱架 将设计初期支护I—18工字钢钢拱架，间距80cm，增强为钢拱架型号二级I—20，间距算缩短为60cm，增强钢拱架强度，防止拱顶由于滑坡山体松散压力增大而压坏初衬。

3.4.5 二次衬砌

二次衬砌与传统施工方法相同，在此不再详述。

4 监控量测

现场监控量测是隧道实施施工组织设计的一项重要内容，认真实施监控量测的作用有：验证支护与衬砌的设计效果，为隧道设计与施工工程类比积累经验。该隧道施工进行监控量测的项目有：工程地质及现状观测；周边收敛位移量测；拱顶下沉量测；地表下沉量测；钢支撑、锚杆应力及裂缝观测。

量测小组每天整理量测数据资料，并绘制位移时间曲线。当位移趋于平缓时，通过数据处理或回归分析，推算最终位移和位移变化规律；当位移急骤增长时，表明围岩和支护已处于不稳定状态，必须停止开挖。对危险地段要加强支护，密切监视围岩动态，采取补救措施妥善处理。通过量测数据的分析处理，可以判断围岩和支护系统是否稳定，掌握围岩稳定性变化规律，提出改进支护、衬砌设计参数和施工方法，确定二次衬砌和仰拱的施作时间。

5 结语

山岭隧道穿过软弱破碎岩层是隧道施工的难点，而当隧道坐落古滑坡体上时，更增加了隧道施工难度和挑战性，滑坡体处理采用隧道坡体减压、坡脚回填反压、洞口抗滑桩、地表裂缝处理、主滑坡体周围增设排水系统；隧道洞身采用台阶法施工、增加临时仰拱、超前锚杆、径向锚杆、喷射砼、初支环向注浆加固方法，顺利通过了滑坡地质段。保障了施工安全，质量满足要求，确保了工期，达到了预期效果。

[1]田晓峰.公路隧道施工[M].北京：人民交通出版社，2009.