山岭高速公路隧道多处大变形处理施工工艺研究

万丁山

中铁隧道股份有限公司 河南郑州 450001

洞口作为整个隧道结构重要的组成部分，是各大隧道的咽喉部位，附近的岩土体一般都比较松散破碎，极易失稳，会发生滑坡或崩塌等现象。为确保岩土体的稳定性和防止车辆受到落石、崩塌等的威胁，以保证行车安全，应根据实际情况，不仅要选择合适的洞门形式，也需要考虑仰坡的坡角为何值时需要进行加固处理。隧道洞口仰坡稳定性分析仍大多采用极限平衡法。

1 工程概况

人子石隧道进口位于梅州市梅江区城北镇人子石自然保护区，进口位于梅江区城北镇兼全村，出口位于梅江区城北镇群益村，设计为分离式隧道，隧道起讫桩号左线为LK8+488-LK9+400，长912m；右线为RK8+480-RK9+380，长900m，呈东西方向展布，穿越人子石自然保护区。进洞口设计标高为192．2m，出洞口设计标高为191m，隧道最大埋深约102．5m，属浅埋中型隧道。在进行公路建设施工时，其等级为高速公路双向四车道[1]。

2 大变形特征及原因

在我国山岭高速公路隧道施工过程中，大变形隧道出现的概率十分高，进行该处施工时，采用的施工工艺也需要进行量化探索。在本次工程项目的施工过程中，从隧道的出口位置掌子面开挖掘进到LK9+068处时，路段左侧位置的初期支护钢拱架产生了大变形问题，快速收敛变形后，导致喷射混凝土出现了环向形式的裂缝问题，局部混凝土已经出现变形。在此期间，隧道出口位置仰坡喷射混凝土随之产生了开裂与鼓包问题，根据施工作业团队的实地测量后发现，检测点水平偏移量已经达到18cm，积累的下沉量高达30cm。导致工程出现大变形问题产生的因素主要包括以下几点：（1）地质因素。该山岭高速公路隧道出口位置的围岩时经历过强风化、卸荷的砂质板岩，岩体对外呈现薄片形状，围岩的级别为Ⅴ，自稳定能力极低。（2）施工因素。进行二次衬砌施工时，进洞时间过长，同时在进行下台阶的开挖工作时，初期支护并未形成有效闭环，导致山岭隧道整体的稳定性受到了不良影响。

3 围岩特点及地质构造

根据野外调查及钻探、物探资料，隧道区出露地层有侏罗系泥质粉砂岩、砂岩及残破积黏性土。据对相关地质资料的查阅分析，本路线段未发现区域深大活动断裂，新构造运动不强烈，处于区域地质构造活动影响相对微弱即较稳定的地质环境。受区域构造作用的影响，本线路段内剪切性节理和张性节理较发育。常见的有3组，以南北向为主，发育密度为2-6条/m，断裂带附近发育密度最大，将岩体切割成碎块状、矩形、多边形、菱形等不规则形碎块，开挖时容易造成崩塌、塌方、滑坡等灾害，对线路建设有一定影响。隧道中部K8+840附近有一北西走向的断裂通过，断层造成岩层破碎，完整性变差，降低隧道围岩级别，影响隧道的稳定性。

4 山岭高速公路隧道多处大变形处理施工工艺研究

4.1 喷射混凝土施工工艺

进行山岭高速公路隧道多处大变形处理施工时，应采用以下几种施工工艺：（1）喷射混凝土作业采用分段进行，喷射顺序先墙后拱，自下而上，每小段作业宽度以1．5-2．0m为宜；（2）开展大面积施工混凝土喷射作业时，需要实现对围岩表面出露的空洞或是凹穴位置进行，开展的顺序需要保持上、下、内、外的施工流程；（3）控制喷射速度，为了避免大变形问题再次出现，应适当控制喷射速度，为后期压实创设条件，风压达到0．5MPa后开始作业，随后共跟压变化作业；

4.2 超前锚杆施工工艺

在应用超前锚杆施工工艺处理山岭高速公路隧道多处大变形时，除进行上述注浆施工，还需要采用长4．5m，准22mm无带肋钢筋规格的工具进行注浆施工，保证其间距为45cm，确保在每一个封闭环中均包含31根，按照衬砌作业的不同，将其分别布置在不同的位置，保持10°-15°的外插角。具体的施工作业流程为：钻孔→清理孔洞→灌入浆液→将杆体插入。在施工期间需要注意的是，为了避免引起大变形问题再次出现，进行超前锚杆灌浆施工时，应先行在浆泵内部注入水、砂浆，随后将灌浆管插入孔底上方的5-10cm，将已经再次调制完成的砂浆灌入浆泵内开始注浆作业。与此同时，注浆压力应控制在小于0．4MPa，为了避免再次形成大裂缝问题，需要实时检测压力值变化状况，一旦出现压力过大问题，应立刻停止作业，将堵塞问题解决[2]。

4.3 超前小导管施工工艺

在进行山岭高速公路隧道多处大变形施工处理时，采用超前小导管施工工艺进行围岩支护处理时，应采用10°-15°外角打入到围岩中，钢管的环向之间的距离严格控制在35cm，超前小导管需要保证1m以上的搭接长度。同时，将小导管通过手持风钻打入隧道地层中。随后开展注浆施工，弥补由于大裂缝问题导致的混凝土裂缝，注浆顺序应由下至上。此时，出现地下水加大的问题，解决该问题时采用了双液体注浆，将2种不同的注浆液体分别放置在2个不同的容器内，运用双液注浆泵按照固定比例将2种浆液混合后注入混凝土裂缝中，提升混凝土的支护性。

5 结语

通过本文的研究可以发现，进行山岭隧道工程施工时，要避免工程多处出现大变形问题，必须进行隧道洞口的加固支护施工，充分运用隧道洞口地表预加固技术防止大变形问题出现，借以保障工程的竣工验收质量，最终为我国的公路建设事业发展水平阶段性提升起到促进作用。