地形偏压隧道地表常用方法研究

2021-03-25侯晶石

卷宗 2021年4期

关键词：风化浆液岩体

侯晶石

（大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁大连 116000）

1 削坡法

削坡就是通过对边坡的平整和刷帮，来改善斜坡的轮廓形状来防止和控制斜坡损坏的方法，以提高斜坡的稳定性[2]。平整边坡可以减少积水对边坡的危害;刷帮则可以减少边坡滑坡体上的载荷，利于边坡稳定。

1.1 削坡法适用条件

1）对于隧道周围岩土体主要为片岩、千枚岩等变质程度比较高的岩石；2）结构松散的岩体，强度较低的岩体，断裂，缝隙等构造平面发育，岩体不够完整，机械强度差，节理面比较发育的岩体；3）对于顶部有滑坡体存在的隧道或者是地形坡度比较大的隧道；4）隧道覆盖层存在大量的球状风化物，这主要是因为球状风化物力学性质相比于风化物与风化物之间破碎的包裹物的力学性质要强得多[3]。在受到外力的作用时，由于刚度不同，会导致球状风化物球体发生转动，影响到隧道周边围岩的稳定性。

1.2 削坡法施工工艺

改变坡体形态比较常见且操作技术简单易行的是削方减灾法。

2 地表注浆法

地表注浆法是一种利用压力将可以固化的浆料通过注浆管注入岩石孔隙或建筑物中的裂缝中以改善其物理和机械性能的方法。

注浆加固原理：按照布孔规划图使用钻孔机械在隧道覆盖层打孔，然后把注浆管放入其中，浆液沿着灌浆管在压力的作用下压进岩体的缝隙中，岩体中的裂隙、孔隙等通过浆料的填充和渗透而粘结在一起。以增强土壤的强度，稳定性和防水性，使后续隧道工程能够安全顺利地进行施工。

2.1 注浆法适用情况

1）隧道周边的岩体非常不完整，大多数弱风化和破碎的花岗岩，部分微风化，中等粒度；2）隧道周围岩体以泥炭灰岩和硅质灰岩为主时，岩体的完整性为相对破碎～完整。洞口处岩体强度较低，并且伴有严重的风化现象[4]。隧道开挖后，土层可能会沿着土壤裂隙或基岩表面滑移，扰动后残余黏土的自稳性较差，可能会对隧道的施工和运行安全产生危害；3）在隧道预开挖范围内钻取岩样时，在钻探过程在，泥浆使用量严重高于正常使用量。

2.2 注浆法施工工艺

1）注浆范围。注浆范围的确定通常是考虑隧道所处位置的地质条件，地下水压力以及要采用何种方法来对隧道进行施等因素。通常，选取隧道开挖半径的2至3倍作为注浆区域的半径。当地下水对隧道围岩所产生的压力过大时，可以选取隧道开挖半径的4至6倍作为注浆半径[5]。

2）注浆孔布设。钻孔前，应首先进行布孔，布孔大多是设计成梅花形。打好孔后，按顺序下管，以免发生遗漏。注浆管要至少露出地表50cm，注浆前应对管口进行固定，用注浆泵进行连续注浆，注浆压力要根据隧道的具体情况而定。注浆时应加设止浆设施，防止浆液外露，造成施工经费的浪费。注浆应先从边界处的孔位开始注浆，固化成止浆墙，然后横向每隔3个孔注1个孔，纵向每隔2个孔注1个孔，按顺序注浆，直至所有的孔都被注满。在注浆的过程中如果发现浆液从注浆管的端部溢出，则停止注浆，对下一个注浆管进行注浆。

3）注浆液的选取。一般来说，注浆所用材料有两种：水泥单浆或者是水泥～水玻璃双液浆可供选择。通常，为了提高注浆效果，选取活性高的水泥效果好，存放日期越短越好；选取出厂浓度46Be'、模数2.7～3.4的水玻璃原浆，加水稀释成36Be'后开始调制注浆液[6]。具体要选取何种浆液需要根据现场配合比试验以及设备所能达到的要求来决定。

式中：Q—浆液注入总工程量，m3；A—进行注浆的围岩体积，m3；n—进行注浆的围岩的孔隙率，%，a—经验确定的填充率，%。

3 回填法

回填是在坡体上回填土方，减小坡角，减小地形偏压对隧道所产生的影响[7]。

3.1 回填法适用情况

1）围岩强度较低、岩体不够完整、节理裂隙发育、地下水沿着裂缝以线性流动。由于节理裂缝的影响，岩体被切割成块状，围岩性质较差；2）位于断层角砾岩中的隧道，力学参数较低的岩土体；

3.2 回填法施工工艺

1）修建排水设施。当回填区域存在地下水出口时，则需要修建截排水设施，以免影响到地下水的正常排放，诱发危险。排水设施该如何修建需要根据现场的具体情况而定。（当回填区域不会对地下水造成影响时则这一工序可以省略）2）清理回填区域地表。再进行回填之前，需要对回填区的地表进行清理。主要是清理地表的浮土以及植被。清理完成后还需要使用机械对地表进行夯实，以增强稳定性。3）改良土回填。回填所使用的材料一般为水泥改良土，在进行回填之前，需先使用拌合机将需要填的土搅拌均均。为了消除蒸发而影响回填土的强度。最好按照最佳含水量的基础上适当增加用水量。同时，为了防止回填土在运输工程中有水分散失，最好在回填土上覆盖水篷布。4）测量。分层回填时，需要测量并标记出每层所回填的高度。5）碾压。在回填完成后，还需要对回填土进行碾压。从而挤出回填土中的气体，减少回填土中的空隙，增加回填土的强度。