滴水岩2号隧道洞口WY2危岩加固施工安全专项技术方案

金鑫　任利军　张立强

摘 要：以重庆滴水岩2号隧道洞口WY2危岩加固为核心，对临崖陡坡危岩加固处理技术进行详细分析，主要针对危岩开挖、修整、支护、加固等问题形成成套施工工艺，同时采用危岩打设锚杆、十字锚头加固等安全防护措施，以保证结构安全稳定。

关键词：隧道;危岩加固;十字锚头

中图分类号：TU457 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）29-0092-03

Special Technical Scheme for Construction Safety of Reinforcement of

WY2 Dangerous Rock at the Entrance of Discrete Rock No.2 Tunnel

JIN Xin REN Lijun ZHANG Liqiang

（China Construction and Civil Construction Co.， Ltd.， Chongqing 400000）

Abstract： With the development of the economy， infrastructure construction gradually becomes more diversified， and the difficulties and challenges faced by urban tunnel infrastructure construction are gradually increasing. Dangerous rock reinforcement treatment technology is analyzed in detail， and a complete set of construction technology is formed for the excavation， repair， support， and reinforcement of the dangerous rock. At the same time， safety protection measures such as anchor rods and cross anchor head reinforcement are adopted to ensure the structure. safe and stable. Hope to provide theoretical guidance for follow-up similar projects through the research content of this thesis.

Keywords： tunnel;reinforcement of dangerous rock;cross anchor head

1 工程概況

1.1 基本概况

滴水岩2号隧道出口位于渝中区嘉陵路上面的陡崖边缘一带，陡崖边缘为卸荷带，分布有危岩体WY2，现状稳定。

前期已对滴水岩2号隧道匝道路面以上部位进行卸载，其中进口边仰坡采用锚杆框架梁结构，锚杆尺寸为长8 m，直径32 mm，设置2级平台。路面以下部位采用三排锚杆进行点锚加固，竖向和横向间距均为3 m。锚杆采用2根25HRB400钢筋，其单根长为9～11 m，间距按3.0 m×3.0 m矩形分布，锚杆向下入射角为15°，采用M30砂浆灌浆处理，锚头采用C35混凝土十字抑制头，锚墩平面与锚杆垂直，其尺寸为长1.0 m、宽0.4 m、厚0.4 m。

1.2 工程地质条件

1.2.1 地形地貌。崖顶原地面标高为245～247 m，较为平整。崖底有嘉陵路穿过。陡崖从嘉陵路边缘一直延伸到崖顶，高差约50 m，陡崖坡度65°～75°。

1.2.2 地质构造。项目区位于金澳寺向斜西翼，为川东褶皱丛中沙坪坝-重庆复合褶皱的二级褶皱。无断层构造穿过，不发育构造裂隙。据测绘，现场岩层倾向140°，倾角8°，局部倾角15°。根据现场测量[1]，基岩发育三组裂缝，裂缝发育情况如下。

L1裂隙：倾向350°～0°，倾角55°～65°。裂隙面粗糙，宽度2～8 mm，偶有黏性土充填，裂隙间距2～5 m，延伸长度一般为5～10 m，局部向上至几十米，切割深度5～20 m，连通性好。裂隙为硬质结构面，结合性较差。

L2裂隙：倾向260°～270°，倾角65°～75°。裂隙面较直，延伸长度3～5 m，以闭合为主。裂缝之间的间隙范围为2～5 m。无充填或部分方解石充填。裂隙是刚性结构面，结合不良。

L3裂隙：倾向80°～90°，倾角65°～75°，倾角与L2裂隙相反，裂隙特征与L2相同。

2 主要施工方案

2.1 施工准备

施工前，在临近嘉陵路一侧设置长度为60 m的被动防护网（见图1），被动防护网高5 m，对嘉陵路进行硬防护，防止滚石掉入嘉陵路影响行车安全。

在支护过程中，要做好防、排水措施。坑顶设置截水沟，每层坑底设置排水沟，防止雨水渗入坡体和长时间浸泡基底诱发坡体滑动。在顶面沿着边坡周边设置防护栏杆，防止人员及土石跌落到坑内。为防止边坡坍塌，边坡顶尤其东南两侧严禁堆载[2]。

2.2 洞口岩体切除

2.2.1 测量放样。根据设计图纸、桥台开挖放坡要求、现场实际情况及渣土运输通道等情况，对桥台开挖边线进行测量放样，并做好标记。

2.2.2 边坡防护。边坡先采用GPS2型SNS主动防护网进行防护（见图2）。为防止岩体在施工过程中发生岩体变形，采用临时锚杆锚固措施，锚杆采用直径为32 mm的砂浆锚杆，锚杆嵌岩深度为4.5 m，间距为2 m×2 m。

2.2.3 岩体开挖。H-B出口孔外有一块2 m厚的未截断的岩体，位于陡坡边缘的卸荷区，目前情况稳定。上坡开挖区以砂岩为主，采用人工水钻开挖。开挖时，采用竖向分层、平面划分的开挖方法。每层开挖深度约0.6 m。每一层的开挖方向都是由西向东。根据设计要求，采用分级+喷锚支护的开挖方式。对于坚硬的岩层，采用岩水钻头进行人工劈裂开挖，人工清理运至卸料平台[3]。

2.2.4 设置临空面。采用水钻分层施工。在每一层施工时，先利用直径108 mm、长60 cm的水钻将整块岩层分割为50 cm×50 cm大小的石块，并取出柱体岩芯，使各小块岩体分离形成一个临空面，然后用手电钻在分离的石头下部钻孔，将钢楔插入孔中，然后用锤子敲击钢楔。钢楔为分离的石头提供水平拉力和剪切应力。当应力大于岩石的极限拉剪应力时，被分离的岩石将发生拉裂和剪切破坏，然后按照同样的过程进行下一层施工。

2.2.5 边坡修整。每层岩石开挖完成后及时对开挖边坡进行修整，将边坡修整至设计坡度，并且要求坡面平顺。边坡修整可根据实际情况采用风镐等设备。

2.2.6 防坠物防护。滴水岩2号隧道出洞口处有一处小平台，由于下方为瑞天路，交通量大，故施作防坠物防护。共设置5道工字钢进行防护，斜撑工字钢与竖直工字钢夹角为45°，斜撑设在洞口一侧，竖直工字钢为3.5 m，在1.5 m位置与斜撑工字钢采用连接板螺栓连接，工字钢与地面采用膨胀螺栓或地锚螺栓连接，连接务必牢靠。竖直工字钢临边一侧20 cm处打设8根直径为20 mm的螺纹钢，入地面锚固深度15 cm。顶部设90°弯头弯曲后与工字钢焊接，工字钢之间采用4道直径为20 mm的螺纹钢作为连接筋，保证工字钢防护连接成整体[4]。

2.3 WY2危岩加固处理

2.3.1 工艺流程。场地平整→定位设置脚手板、底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→横向水平杆→纵向水平杆→剪刀撑→连墙件→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网→危岩加固。

2.3.2 基底处理。固定距离定位，根据结构要求，用尺子测量内外立杆距墙的距离，并做标记;用钢卷尺拉直，将立杆的位置分开，用小竹片标记立杆;垫板、底座应准确放置在定位线上，垫板必须平放，不得悬空。部分立杆需要放置在现有岩壁上，岩壁上放置立杆的位置必须人工开凿平整。垫板放置必须平整，不得悬空。

在搭设第一层脚手架的过程中，在周边区域的每一个框架上都安装斜撑，并增加双向转角。脚手架安装完成后，即可拆除脚手架和墙体主体结构。当脚手架操作层比连接墙高两级时，宜先设置外排，再设置内排。其余按下列结构要求架设：垫板尺寸应为木垫板或槽钢，长度不小于2跨，厚度不小于50 mm，宽度不小于200 mm。

2.3.3 操作架搭设。它主要包括以下7部分内容。

①立杆设置。第一，立杆采用对接接头连接，立杆与纵横桿采用直角紧固件连接。杆的垂直台阶为1.5 m。关节位置错开，避免在同一跨度内使用两个相邻的垂直杆接头。各关节中心与主节点的距离不得超过步距的1/3。第二，主杆与副杆通过旋转扣件连接，扣件数量不少于2个。每根杆子底部应设置缓冲块，并设置纵横扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200 mm处的立杆上。横向扫地杆也应用直角扣件固定在垂直扫地杆正下方的立杆上。第三，杆基础不在同一高度时，高处的立式扫地杆必须向低处延伸2跨并与杆固定，高差不应大于1 m，斜坡上方立杆轴线至斜坡的距离不得小于500 mm。第四，立杆的垂直偏差应控制在竖立高度的1/400以内。第五，开始架设立杆时应及时连接连墙件，待连墙件安装稳定后，再根据情况继续上架设立杆。

②纵、横向水平杆。纵、横杆设在竖杆内侧，其长度不少于3跨。支护垂直岩面行距为1.2 m，横向距为1.5 m。纵向横杆的长度应采用对接紧固件连接，也可采用搭接。要求如下：第一，采用对接接头时，接紧固件要错开布置，相邻的两个纵向横杆接头不应同步布置或跨距布置，两个相邻接缝的水平错开距离不应小于500 mm;第二，采用搭接接头时，搭接长度不应小于1 m，并等间距安装3个旋转紧固件。此外，端部扣件盖板边缘到搭接的纵向水平杆端部的距离不应小于100 mm。在竖杆与竖横杆的交点处设置横横杆，两端固定在竖杆上，形成空间结构的整体受力。

③剪刀撑设置。第一，在脚手架外立面的整个长度和高度上连续布置剪刀。第二，每根剪式撑杆的宽度不应小于4跨，且不应小于6 m，斜杆与地面的倾角应在45°～60°。第三，剪式支撑斜杆长度宜为搭接或对接。采用搭接接头时，接头长度不应小于1 m，并用不少于2个旋转紧固件固定，端部紧固件盖板边缘到杆端的距离不小于100 mm。第四，剪式支撑斜杆应固定在与旋转扣件相交的水平横杆的延伸端或竖杆上，旋转扣件中心线与主节点的距离不应大于150 mm。第五，自下而上每隔6～8 m在车架外周及内纵、横向各设一连续竖剪式撑杆;垂直剪刀撑的底部、顶部和顶部的相交平面应设置连续的水平剪刀撑。水平剪刀架与架体底面的距离和水平剪刀架的距离不应超过8 m，剪刀架的宽度应为6～8 m。

④脚手板、脚手片的铺设要求。第一，脚手架内立杆与结构层之间应铺设脚手板，内、外杆之间应铺设脚手板，不得铺设探针板。用横杆可靠地固定脚手板两端，防止其翻倒。第二，全铺层脚手架必须垂直和水平铺设在墙上，全铺到位，不留空间。不能覆盖全铺地板的地方必须采取有效的防护措施。第三，脚手架必须用12#～14#引线双股平行绑扎，不少于4点，绑扎要牢固，连接处要平整。脚手架铺设时要完好无损，如有损坏，应及时更换。

⑤防护栏杆。第一，脚手架外侧用经建设主管部门认证的合格绿色密网安全网封闭，安全网固定在脚手架立杆内侧。第二，用18#铅丝挂安全网，要求严密平整。第三，脚手架外侧的施工工作层必须在0.6 m和1.2 m高的位置设置两道防护栏杆和18 cm高的趾板。栏杆和脚趾板应安装在外杆的内侧。

⑥连墙件。第一，连墙件采用直径20 mm的螺纹钢锚杆加直径16 mm钢丝绳形式进行连墙加固，每层设置两根连墙件，两根连墙件分别距离架体左右边缘各1 m，每3 m高设置一层。锚杆孔深度为1 m，孔径50 mm;连接绳采用直径16 mm的钢丝绳，钢丝绳端头与锚杆连接，另一头穿过立杆与横杆节点处于架体紧密连接。第二，连接墙部件应从底层第一根纵向水平杆开始安装。安装有困难时，应采用其他可靠措施加以固定。第三，系杆点应牢固，防止其移动变形，且尽量设置在外架纵横向水平杆接点处，靠近主节点设置，与主节点的距离不应大于300 mm。第四，脚手架下部暂时不能安装连接墙件时，应采取防倾覆措施。设置投掷时，投掷应由长杆制成，并用旋转紧固件固定在脚手架上。与地面的倾角应在45°～60°，连接点中心与主节点的距离不应大于300 mm。连接墙架设后，应拆除一次性支架。第五，当连接锚杆注浆稳定抗拔力满足要求后，方能施力连接[5]。

⑦架体内封闭。第一，脚手架架立杆与墙体净距可达200 mm。如果由于结构设计的限制，大于200 mm的结构必须铺设立板，且立板应平整、牢固。第二，脚手架施工层的立杆与岩壁之间应采用脚手架件或木板进行密封。第三，施工层以下脚手架，每10 m及底部围上双层网袋。

3 结语

隧道洞口对工程施工来说是最重要的位置。洞口的危岩散落会直接影响经过车辆的安全，因此危岩加固是必须的。所介绍的滴水岩2号隧道洞口WY2危岩加固施工方案，可以为以后类似项目提供借鉴。

参考文献：

[1]刘建国，李元海，石山.富水复杂地质浅埋暗挖隧道修建技术[M].北京：人民交通出版社，2017：3.

[2]王梦恕.隧道工程浅埋暗挖法施工要点[J].隧道建设，2006（5）：1-4.

[3]郝永林.隧道工程浅埋暗挖法施工要点分析[J].黑龙江科技信息，2017（9）：255.

[4]贾党育.隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性影响的数值分析[J].矿冶工程，2017（1）：25-28.

[5]张翾，汪成兵，周宁，等.某黄土隧道洞口段边坡坍塌机理分析[J].地下空间与工程学报，2015（增刊1）：307-311.