穿越滑坡体隧道处治方案的探讨
2014-11-25盛明宏安徽省公路桥梁工程有限公司安徽合肥230031
盛明宏 (安徽省公路桥梁工程有限公司,安徽 合肥 230031)
1 工程概况
周湾隧道起讫点桩号为左线:ZK32+480-ZK33+072,长592m,右线:K32+467-K33+058,长591m。周湾隧道左侧100m处,为省道215隧道,右侧100m处为皖赣铁路隧道。隧道最大埋深60m,最小埋深12m。进口端山体地形较为陡峻,自然坡度>40°,洞身至出口端山体地形略有起伏,至洞门处趋缓,自然坡脚约30°。洞身中后段分布一小型断裂构造,构造带内岩体破碎,带内充填断层泥。周湾隧道出口为双河分离立交,左线洞口距离桥台3m,右线明洞后即为桥台。桥台桩基设计长度为15m,位于半山腰。
2 施工情况
周湾隧道为宁绩高速公路上一座普通的分离式隧道,但因地质条件的影响该条隧道出现多次塌方,在距离出口150m范围内出现了山体滑坡变形等异常情况,造成了洞内衬砌出现多道纵向和横向裂缝,洞身出现明显的变形和整体下沉,仰拱填充产生错位裂缝,初支下沉变形严重,型钢拱架出现扭曲变形和折断,左线隧道出口山体前移使双河0#台帽挤压变形,桥台向大桩号位移60cm,横向移动20cm,其中K32+920洞顶位置出现一道宽带和剪切位置20cm以上的横向裂缝。该条隧道因此而成为治理滑坡与隧道洞内处理同步进行的特殊隧道。
3 洞内初支、二衬及仰拱开裂变形的处理
图3
3.1 周湾隧道左洞处理方案
①加强洞内的监控量测。从ZK32+650-ZK32+980段每10m布设一个断面,一个断面4个点。
②周湾隧道左洞ZK32+971-ZK32+981二衬段采用I25工字钢做临时护拱,间距50cm,两侧拱脚采用2cm钢板或工字钢固定,护拱与二衬间采用喷射混凝土喷实。
图1
图3
③ZK32+981-ZK33+010段采用回填土,从小桩号往大桩号回填,因左侧变形比右侧严重,为保证施工安全,先回填该段左侧,回填高度为3m,再从右侧由小桩号往大桩号回填,回填高度3m,最后从中间的由大桩号往小桩号回填,回填高度为5m(包括左右侧),ZK32+981-ZK32+991该段全部回填至拱顶。
④ZK32+912-ZK32+980仰拱注浆加固,衬砌破除,初支换拱,换拱后的预留变形量20cm以上,初支采用I22a工字钢,间距60cm,喷射混凝土厚度28cm,衬砌厚度60cm。
3.2 周湾隧道右洞暂时处理方案
①周湾隧道右洞变形较为严重的两段分别是K33+014-K33+025段、K33+032-K33+045段,这两段采用沙袋进行反压回填支撑,中间预留施工通道,预留通道采用I20工字钢焊接加工。
②未采用沙袋堆码的初支段落全部采用I20工字钢作为护拱,间距50cm,采用喷射混凝土喷实。
③周湾隧道右洞K32+912-K33+058段采用φ50小导管环向注浆,环向间距1m,梅花形布置,注浆范围为开挖轮廓线以为不小于5m,浆液中加入速凝剂,注浆压力为0.5MPa~1.0MPa。注浆顺序为:
a.环向注浆加固;
b.环向注浆结束、浆液强度达到设计强度时,开挖已破环段的仰拱,每次开挖长度不大于5m;
c.开挖后采用6m长φ50小导管进行仰拱注浆加固,注浆结束后浇筑仰拱,一次性浇筑完成;
d.换仰拱浇筑完成段的初支,换一榀成环一榀,换拱长度不大于5m,换拱后的预留变形量20cm以上,初支采用I22a工字钢,间距60cm,喷射混凝土厚度28cm,衬砌厚度60cm。
4 周湾隧道出口桥台处理
双河分离立交桥台因山体变形造成位移及断裂,主要的处治措施如下:
①河道改位至第三跨位置,对第一、第二跨桥下及左右幅之间反压回填注浆加固处理,回填高度为箱梁底板附近;
②对双河分离立交支座出现变形的梁板进行顶升,恢复支座位置;
③在原桥台后面重新施工桩基再做桥台,将新桥台与原桥台采用预应力连接。
5 滑坡发生原因分析
①因周湾隧道左洞出口边仰坡坡度非常陡,洞身至出口端山体地形略有起伏,至洞门处趋缓,自然坡脚约30°,出口即为双河分离立交左线,桥台处于半山腰的位置,距离河道流水面10m左右,临空面较高极易造成滑坡。
②山体围岩十分破碎,7、8月份为当地的雨水季节,围岩遇水即化,极易造成大的塌方,洞口的临空面及洞内的施工扰动造成了山体变形前移。
③图纸中该段地质勘察资料不准,造成后期的盲目施工,没有提前做好预防措施。
综上情况原因已明,山体内分布斜向软弱夹层是造成本次滑坡的主要原因。经有关专家几次现场勘察,讨论研究决定先治理滑坡后再进行洞内的换拱处理,但滑坡治理与换拱方案合并考虑,以免再次造成不必要的重复投资。
6 滑坡治理
①在距离出口150m范围内位置进行详细的地质勘察,找出滑移面的位置。
②周湾隧道左右洞出口仰坡重新刷坡卸载,仰坡放缓到1∶0.75,放缓后左洞出口采用上下4排,间距1m,长度40m的φ108管棚进行注浆加固。右洞采用上下2排,间距1m,长度40m的φ108管棚进行注浆加固。
③根据分项滑移面的位置及深度,在周湾隧道出口左洞左侧、左右洞之间和右洞右侧做抗滑桩处理,抗滑桩的大小根据滑坡体的大小再做确定。
④对山体、桥台以及洞口进行布点观测,观测时间为工程结束后一年。
7 经验教训
①大规模的滑坡会造成严重的事故,如果将隧道等建筑物错误地布置在滑坡体上,需要大量的投资用来处理滑坡。因此认识滑坡、研究滑坡,做好滑坡治理和预防工作具有非常重要的意义。
②滑坡治理一定要找准滑坡体大小及滑移面位置,不能“头痛医头”,以免造成二次施工,资金浪费,延误工期。