滑坡體中隧道進洞施工工法

1、滑坡體中隧道進洞施工工法中鐵二局第五工程有限公司曾孝洋 蒲安國 代云寬1前言滑坡體中隧道進洞施工工法以王家坪隧道出口滑坡段為載體，采用洞口地表及仰拱注 漿，洞內(nèi)增設(shè)臨時仰拱、加強初期支護和超前支護的施工方法實現(xiàn)了安全快速進洞，為類 似工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗。2工法特點本工法主要采取加強洞內(nèi)支護的施工原則，以“管超前、嚴注漿、短進尺、少擾動、 強支護、早封閉、勤量測”為指導(dǎo)思想進行施工。1）施工方法比較簡單，施工難度低，不需要大型機械設(shè)備。2）施工進度快，洞口滑坡段治理時間短，縮短了后續(xù)進洞施工工期。3）加強超前支護和初期支護措施，易保證施工質(zhì)量，確保了隧道施工安全。3適用范圍本工法適用于穿

2、越滑坡堆積體地段的淺埋隧道工程，地質(zhì)差、軟弱圍巖、土層富含水、 土地利用率低的環(huán)境下。4工藝原理本施工方法采用加強超前支護穩(wěn)固圍巖后，再加強洞內(nèi)支護，增設(shè)臨時仰拱及時封閉初支成環(huán)的方法，減少因局部支撐強度不夠造成拱頂沉陷和周邊位移，增加結(jié)構(gòu)整體受力的結(jié)構(gòu)原理；采用洞口回填土方反壓，對滑坡體進行一定的抵制以減小滑坡體對隧道洞身 的推力的基本原理5施工工藝流程及操作要點 5.1施工工藝流程施工準備備洞圖邊仰施工坡及流程示意圖5.2基本工藝過程及操作要點洞口段滑移區(qū)地表深孔預(yù)施工準備洞口管棚及一明洞施工首先根據(jù)施工圖紙準確進行測量明洞回填施工邊仰坡開挖范圍，然后根據(jù)工程量大小確定挖掘機和運輸車數(shù)量，

3、提暗洞好邊仰坡開挖準備護及初期522洞口滑移區(qū)邊仰坡施工次襯砌施工對洞口段滑移區(qū)邊仰坡進行刷坡，盡量增大邊仰坡坡率，開挖邊仰坡盡量要平順，成形好，不損壞開挖范圍外地表。挖掘機開挖一級并修整平順后，即支護一級。支護采用錨、網(wǎng)、噴支護，根據(jù)現(xiàn)場實際 情況增設(shè)鋼管作為泄水管。在噴射混凝土施工過程中適當調(diào)整外加劑的添加量，以加快噴 射混凝土凝固速度，減少回彈量。洞口段滑移區(qū)地表深孔預(yù)注漿由于滑坡體較為松散，地質(zhì)軟弱，且堆積體富含水，洞口段初期支護極容易發(fā)生沉降, 導(dǎo)致初期支護侵限。另外，地質(zhì)土層過于松散，極易誘發(fā)滑坡體失穩(wěn)，將對隧道洞身區(qū)域施以很大的推力，故應(yīng)對洞口段開裂區(qū)域山體進行注漿加固，注漿方法

4、為深孔地表注漿。注漿鋼管可采用 89108mm無縫鋼管，注漿鋼管間距為 200cmx 200cm呈梅花形布置，橫向布置范圍為洞身兩側(cè)10m15r范圍，隧道兩側(cè)鋼管穿過滑動面嵌入基巖不小于2.0m。圖5.2地表深孔注漿加固示意圖524洞口管棚及明洞施工1、洞口管棚施工1） 施做管棚導(dǎo)向拱，預(yù)埋管棚導(dǎo)向管，導(dǎo)向管安裝角度可適當放大12°，為管棚施 鉆做好準備。2）洞口超前大管棚鉆進。鉆孔順序為從拱頂向兩側(cè)進行施工，成孔后經(jīng)清孔驗孔合格后立即進行頂管施工。鉆孔過程中要始終注意鉆桿角度的變化，并保證鉆機不移位。3 ）管棚注漿。根據(jù)實際情況可選擇以下兩種方式：邊裝管邊注漿；先安裝完畢管棚后再依

5、次從拱腳向拱頂注漿。如遇串漿或跑漿，則可間隔一孔或數(shù)孔灌注。2、明洞施工1）基礎(chǔ)處理。明洞基礎(chǔ)位于松散的坡積體上，地基承載力較低，視基底松散土體厚度 情況，選擇基底換填或注漿加固基底。2）明洞襯砌。從洞內(nèi)向洞外方向進行，明洞混凝土分為兩部分施工，先施工明洞仰拱及填充、邊墻基礎(chǔ)鋼筋混凝土及洞門基礎(chǔ)；混凝土達到規(guī)定強度后，即整體模筑施工上部 拱墻及拱圈混凝土525明洞回填施工明洞襯砌混凝土達到設(shè)計強度后，便進行兩側(cè)及洞頂回填施工?；靥钍┕で氨仨氉龊?明洞防排水施工，兩側(cè)應(yīng)對稱進行回填，先由人工夯實回填至拱頂以上1m方可采用機械回填。526暗洞施工1、洞身開挖1） 視圍巖實際情況選擇采用交叉中隔壁法

6、（CRD法）、隔壁法（CD法）或環(huán)形開挖預(yù) 留核心土法開挖。每次開挖進尺盡量控制在 0.50.75m，并盡量采用挖掘機開挖。開挖過 程中根據(jù)圍巖穩(wěn)定情況在上部初支設(shè)置臨時仰拱，以盡早使支護封閉成環(huán)。2）洞口段地質(zhì)松軟，為滑坡堆積體，施工中極容易發(fā)生變形沉降，故預(yù)留沉降變形量應(yīng)在在原設(shè)計放大的基礎(chǔ)上適當放大1015cm （施工中根據(jù)監(jiān)控量測反饋信息進行動態(tài)調(diào)整）。在每次開挖進尺結(jié)束后，視圍巖穩(wěn)定情況，可對掌子面采取噴混凝土進行封閉，防止 滑塌。施工過程中要加強地表、洞內(nèi)支護等的監(jiān)控量測，并及時反饋分析量測結(jié)果，根據(jù) 監(jiān)控量測數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整開挖方法。2、采用完善的超前支護體系1）為減小隧道初期支護荷

7、載，防止隧道掌子面發(fā)生坍塌和涌砂突泥等現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng) 沿著隧道開挖輪廓施做斜向的超前小導(dǎo)管進行注漿加固和起到堵水的作用。2）若經(jīng)鉆探揭示及現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)地下水較豐富，為提高施工安全，應(yīng)在掌子面處設(shè)置 注漿止水措施。在部分涌水量較大的段落應(yīng)先進行適量的排放，待水流穩(wěn)定后再進行注漿 封堵。施工期間根據(jù)地下水發(fā)育情況及時調(diào)整掌子面注漿方案，確保施工安全。圖5.3掌子面預(yù)注漿立面示意圖圖5.4掌子面預(yù)注漿剖面示意圖注：圖中尺寸除直徑以毫米計外，其余均以厘米為單位。3 、根據(jù)圍巖實際情況加強支護隧道在洞口滑坡體段所承受的荷載很大，并且其荷載在開挖后初期即已形成，隨著時間的推移該荷載還將繼續(xù)加大，所以需根據(jù)

8、圍巖實際情況增強支護強度和剛度。1）初期支護滑坡體段隧道初支鋼架采用l20al22b工字鋼，間距4060cm系統(tǒng)錨桿采用注漿導(dǎo) 管，若土體含水率較高，注漿漿液采用水泥一水玻璃雙液漿；噴射混凝土強度和厚度均應(yīng) 適當提高。為防止隧道變形過大侵入二次襯砌，隧道開挖預(yù)留變形量應(yīng)適當比設(shè)計加大 ioi5cm在施工過程中結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控量測情況進行動態(tài)調(diào)整。圖5.5滑坡段隧道洞身支護結(jié)構(gòu)示意圖注：本圖數(shù)字單位除特殊說明或已標注外，其余均以厘米為單位。2）二次襯砌由于隧道所承受的壓力巨大，二次襯砌應(yīng)采用不低于50cm厚的鋼架混凝土結(jié)構(gòu)，為增 強結(jié)構(gòu)的強度，混凝土標號不低于 C25二次襯砌環(huán)向主筋不小于 22,內(nèi)

9、外雙層布置。二次襯砌施工因洞口段處于滑坡體內(nèi)，將在施工中承受巨大壓力，應(yīng)盡快施工仰拱及二襯，二襯與掌子面間距控制在5060m內(nèi)，以盡早封閉成環(huán)，改善結(jié)構(gòu)受力，提高洞體結(jié)構(gòu)承載力6材料與設(shè)備本方法施工簡易，機械使用較少，使用材料和機械設(shè)備為隧道施工常用，主要材料和設(shè)備見表6-1 o表6-1施工材料與設(shè)備配備表序號材料名稱規(guī)格型號序號設(shè)備名稱型號數(shù)量性能1噴射混凝土C251挖掘機PC2002臺良好2鎖腳錨桿22螺紋鋼，L-3.5m2裝載機ZL50C2臺良好3鋼筋網(wǎng)6盤條，網(wǎng)格20 X2 0cm3空壓機VY206臺良好4混凝土C25防水混凝土4自卸汽車東風(fēng)15 t4輛良好5鋼架120a型鋼5噴漿機T

10、K9614臺良好6鋼板d-14mm6鉆機12臺良好7系統(tǒng)錨桿2 5X 5mm L-3.5m7型鋼冷彎機GZ22型1套良好8注漿鋼管 42X 4mm L-3.5m8潛孔鉆機yMK-74臺良好9 89X 5mm L-20m9注漿機2TGZ2套良好60/21010水泥P.0 4257質(zhì)量控制本工法在質(zhì)量上，遵照國家和部頒有關(guān)隧道施工、質(zhì)量驗收規(guī)范，依據(jù)公路工程質(zhì) 量檢驗評定標準JTGF80/1-2004驗收文件進行驗收，依據(jù)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTGF60-2009進行技術(shù)指導(dǎo)，現(xiàn)場安排隧道工程師和質(zhì)檢工程師現(xiàn)場指導(dǎo)施工，重點檢查注漿 效果、初期支護拱架安裝質(zhì)量、超前支護質(zhì)量等，檢查操作成果。8安全

11、控制除遵守國家及部頒有關(guān)隧道施工安全操作規(guī)程外，還應(yīng)特別注意以下幾點：1）設(shè)專人對滑坡地段地表進行地面觀察，采取定量觀測和定性分析相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)地表 裂縫或變形異常立即停止開挖，采取可靠措施處理后方可繼續(xù)開挖。2） 施工中安排有經(jīng)驗管理能力強的安全和管理人員進行現(xiàn)場管理，做到技術(shù)指導(dǎo)合理 到位，能根據(jù)實際情況合理安排工序，調(diào)整施工方法，同時密切關(guān)注洞身支護和掌子面的 穩(wěn)定情況。3）在惡劣天氣條件下，如下暴雨、漲洪水等，停止施工，撤出人員和機械設(shè)備。4）做好監(jiān)控量測工作，在隧道進洞階段，加大監(jiān)測力度，提高監(jiān)測頻率。尤其是對滑 坡體地表進行位移監(jiān)測，掌握施工期間滑坡的動態(tài)信息，指導(dǎo)施工，保證施工人員

12、安全， 同時也為今后安全運營提供數(shù)據(jù)保證。5）注漿、噴射混凝土工人作業(yè)時，必須佩戴防護眼鏡，以防高壓噴射造成人身傷害。9環(huán)保措施在環(huán)境保護方面，盡量減少植被破壞，廢棄的砂、石、土必須運至指定的棄碴土場堆 放，做好擋護和綠化。工程完工后，對棄土場及施工便道等，按照當?shù)厮帘３种鞴懿块T 的要求進行復(fù)耕或綠化，同時修建好排水系統(tǒng)，防止水土流失。10效益分析以王家坪隧道為例，設(shè)計提供了兩種安全進洞方案：一種是在洞口設(shè)置抗滑樁+增強洞 內(nèi)支護，另外一種是洞口滑移區(qū)地表及仰拱注漿 +增強洞內(nèi)支護是即本工法。王家坪隧道采 用本工法實現(xiàn)了隧道從滑坡體中安全進洞。該工法施工方法簡單，易保證安全質(zhì)量，保證 了隧道

13、總體工期，節(jié)約了工程造價。目前隧道洞口及地表經(jīng)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)反饋處于穩(wěn)定狀 態(tài)，很好地保證了安全。從下表 10-1效益分析可見洞口滑移區(qū)地表及仰拱注漿 +增強洞內(nèi) 支護（本工法）具有較好的效益性。表10效益分析表項目地表及仰拱注漿+增強洞內(nèi)支護設(shè)置抗滑樁+增強洞內(nèi)支護工程造價地表及仰拱注漿造價約232萬元?？够瑯豆こ淘靸r約503.5萬元。施工設(shè)備潛孔鉆機4臺，雙漿液注漿機1臺， 普通咼壓注漿機1臺，投入約需10.8 萬元。提升機6臺，直螺紋車絲機1臺投入 約需3.5萬元。施工便道及加工場地不需要修筑專門便道及加工場，約 需1萬元內(nèi)。需要修筑專門施工便道和材料加工 場，約10萬元。棄渣無棄渣約3488m3工期60天150天安全質(zhì)量易保證施工安全和質(zhì)量人工挖樁施工安全威脅大11應(yīng)用實例王家坪隧道從一古滑坡前緣進洞，隧道走向近似與滑坡主滑方向平行，隧道左右線分 別約有95m的洞身縱穿滑坡體。因此，隧道建設(shè)必然破壞該滑坡體的平衡，弓I起滑體位移, 對滑坡穩(wěn)定性造成不利影響，危及隧道施工及后期運營安全，同時對滑坡體