滑坡断裂带隧道进洞施工工法创新研究

陈雄 姜海龙

摘  要：滑坡断裂带隧道进洞施工工法以保神高速马桥隧道出口滑坡段为载体，采用深层土体位移监测技术，洞口地表局部注浆施工技术，洞口抗滑桩技术和长大管棚施工技术等创新工法，实现了安全快速进洞，为类似工程施工提供了借鉴经验。

关键词：马桥隧道;滑波断裂带;施工工法;创新

中图分类号：U455.4    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2019）03-0000-00

1 概述

保康至神农架高速公路（简称“保神高速”）是湖北省“九纵五横三环”高速公路网规划和“鄂西生态文化旅游圈”建设的重要组成部分，是内联外通的旅游快速通道。马桥隧道为保神高速公路上的一座分离式隧道，是保神高速全线的控制性工程。该隧道左线总长 2162m，最大埋深约 262.36m;右线总长 2126m，最大埋深约 250.86m，隧道轴线呈弧形展布，建筑限界（宽×高）：10.5m×5m。

马桥隧道围岩等级以V级为主，穿越三个断层影响带，且隧道出口位于滑坡体内，安全风险评估等级为IV级，为湖北省交通厅备案在建隧道中风险等级最高的隧道。

2 滑坡断裂带特点

马桥隧道出口围岩为V级，围岩级别较低，工程地质性质及围岩自稳能力较差，拱部在无支护时易产生坍塌冒顶，因此施工困难而且在洞口施工过程中还存在偏压等现象。

隧道出口滑坡断裂带沿线路走向纵长350m，横宽约200m，高差约100m，坡脚山体约 15～30 度。浅层滑体厚 2.6～9.0m，属于可塑状粘性土。下部滑体厚约 4.6-12.3m，主要为稍密～中密状角砾土，部分为全～强风化炭质页岩，滑坡断裂带断面图如图1所示，呈薄片状，为极软岩，泡水后极易软化，在暴雨工况下，处于欠稳定状态且坡体地下水较为丰富，滑坡体全貌如图2所示，因此需进行预处理。

基于以上分析若选择进洞方法不合理，极易在施工过程中造成坡体滑塌危及工程和施工安全。

3 滑坡断裂带施工工法的提出

国内外在进行隧道洞口施工中，普遍采用超前大管棚预支护技术，该技术可以很好地保证岩体稳定，防止围岩松弛、坍塌，大大提高隧道进洞安全性。然而超前大管棚预支护技术在地质不良、土体稳定性差施工时，极易造成岩层土体扰动而发生失稳现象，因此当地质不良、地质稳定性差时，需配合辅助加固土体或岩层的技术措施。目前山区隧道洞口进洞大管棚技术施工大多采用地表注浆技术来加固土体稳定性不良地段。

但结合马桥隧道出口进洞工程实际水文地质及施工周边环境，采用地表注浆加固土体施工存在以下弊端：一是大面积注浆时，工期、成本增加;二是地表破坏性大，不利于环境保护;三是大面积地表注浆对土体、岩层扰动性大，施工过程中滑坡体易发生滑动。因此目前隧道进洞普遍采用的“地表注浆加固土体技术+超前大管棚预支护技术”的施工工法无法满足要求。

根据实际情况，马桥隧道在滑坡断裂带采取“长大管棚施工+局部㳀埋段地表注浆+ 洞口抗滑桩+深层土体位移监测技术”的施工工法，有效地保证了隧道进洞施工的安全性，及工程质量目标和进度目标，并取得了良好的经济效益。

4 创新工法

根据马桥隧道出口地质的特殊性，制定施工工法流程为：施工准备→深层土体位移监测点位布置及监测→截水沟施工→洞口抗滑桩施工→地面及边仰坡表面注浆加固→长大管棚施工→暗洞开挖。

4.1 深层土体位移监测

在滑坡体设定位置埋设深孔测斜管作为监测孔，通过深孔测斜仪传递的数据对滑坡体不同点位不同深度水平位移情况进行监测，监控量测流程如图3所示。监测点根据施工进度，进行科学合理布置，实时动态监控滑坡体的位移情况，并及时搜集数据、分析数据，及时反馈结论和建议，及时采取措施稳固土体。

通过这种监测，做到监测与施工同步进行，不影响工期;同时监测全面，杜绝安全监测不到位现象，降低安全风险，监控数据真实度高，从而实现对滑坡体土体位移情况的科学、实时、动态及全方位监控。

4.2 抗滑桩施工

针对隧道出口滑坡体极不稳定的现状，在滑坡体推断滑动界面防滑址处采用人工抗滑桩对整块滑坡体进行支挡。抗滑桩为方形截面，面积为S=10.0m2，尺寸为2.5*4m，共6根，桩长30m，具体分布位置如图4所示。施工采用“一桩两机”方法，即在桩基平台设置两台卷扬机，开挖和出渣分两个工作面同时进行施工，在开挖过程中及时做护壁，确保桩孔安全。采用这种方法，施工速度快，安全有保证，技术要求低，可保证施工质量，成本可控。

采用人工抗滑桩支挡，无需对滑坡体整个区域进行地表注浆加固，土体施工改为洞口区域地表注浆加固，虽额外增加抗滑桩施工时间，但地表注浆加固土体施工時间大大减少，同时降低因地表注浆对原滑坡体的扰动，不仅安全有保障，而且有利于环境保护，成本也大大降低。

4.3 地表注浆

采用YC925S型潜孔钻对隧道洞口施工区域的地表以及边仰坡进行打孔，钻孔直径为50mm，间距为120cm×120cm，梅花型布置，钻孔深度不小于6m。造孔完成后实施注浆加固，施工过程质量完全受控。

由于采用了抗滑桩对整块滑坡体的支挡，地表注浆加固范围由整个滑坡体区域调整为洞口区域，滑坡体大面积区域得以保持原貌，清表区域大大减小，对原滑坡体扰动降低。

4.4 长大管棚施工

长大管棚设计参数为：钢管规格：φ108×6mm热轧无缝钢管，节长3m、6m;钢管环向间距：40cm;仰角：1-3º;施工误差：管棚前端不超过20cm，施工布置如图5所示。

长大管棚采用YC925S型潜孔钻钻孔，在成孔过程中采用定位钢套筒并辅以RD433HCTX-2RD433HCTX-2管线探测仪监测孔位是否偏斜，跟着打孔同步实时监控。

在进行长大管棚施工中，采用管线探测仪监测管棚偏差技术来保证管棚仰角在设计范围内。当发现有偏差时，及时纠偏，及时作出调整。通过该工法，使长大管棚施工操作性强，施工速度快，安全性高，质量有保证。

4.5 暗洞开挖

暗洞施工严格按照“管超前、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则，根据隧道实际地质条件，采用分台阶、预留核心土的方式进行开挖，开挖中严控进尺。开挖完成后及时立拱架挂网初支，之后进行仰拱的开挖及混凝土浇筑，保证能快速封闭成环，如图6所示。

暗洞开挖中，支护与开挖并进，在设计要求的范围内及时封闭成环，及时施打仰拱，有效控制拱顶沉降。

5 效果分析

滑坡斷裂带隧道进洞工法创新，取得如下成效：

在施工质量上，根据暗洞开挖监控量测数据显示，拱顶累计位移未超过100mm且未出现连续三天的沉降速率大于5mm/d的情况;在施工安全上，未发生一起滑坡体局部滑塌事故，未发生一起整体位移事故;在施工工期上，通过对施工时间进行汇总，进度整体加快11.1%;在环境保护上，采用抗滑桩支挡滑坡体代替整个滑坡体区域地表注浆，施工区域大大缩小，环境破坏面积仅占整块滑坡体面积的23.4%;在经济效益上，滑坡断裂带隧道进洞方法，加快了施工工期同时减少了地表注浆的投入，大大降低了施工成本。

该创新方法适用于软弱砂砾地层、软岩、岩堆、破碎地带层以及滑坡体区域，相对来讲工序衔接要求高，质量标准要求严。

滑坡断裂带隧道进洞施工方法在马桥隧道出口洞口施工中的成功应用，证明了该工法具有高效、快捷、安全、保质、环保等优点，受到了各级一致好评，也迎来了多次社会各界相关单位的观摩学习，并且抗滑桩首件以及洞口首件工程被认定为示范工程，社会效益良好。

6 结语

滑坡断裂带隧道进洞施工工法的成功应用，成功实现了马桥隧道提前贯通，成功为保神高速公路路基段、桥梁段等其它施工工作面提供高效的运输通道，为整个工程生产建设交付使用奠定了基础。也为滑坡断裂带隧道进洞施工积累了宝贵经验，为类似工程提供了重要的施工依据，具有一定的借鉴意义。

收稿日期：2019-07-18

作者简介：陈雄（1976—），男，福建平潭人，在职研究生，高级工程师，研究方向：建筑企业工程管理;姜海龙（1977—），男，黑龙江哈尔滨人，专科，助理工程师，研究方向：建筑企业工程管理。

Innovation of Tunnel Entry Construction Method in Landslide Fault Zone

CHEN Xiong，JIANG Hailong

（Zhujiang （Fujian） construction engineering co. LTD.， Fuzhou Fujian  350004）

Abstract：In the Maqiao tunnel of Baoshen high-speed ， four innovative methods are adopts ： the deep soil displacement monitoring technology， the local grouting construction technology at the mouth of the tunnel surface， the anti-slide pile technology at the mouth of the tunnel and the long pipe shed construction technology . Through these innovative methods， realized the safe and fast access to the tunnel entry， which provides a reference for similar projects.

Keywords：Maqiao tunnel;Slip fault zone;Construction method;Innovation