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，洞內增設臨時仰拱、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，再加強洞內支護，增設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，增加結構整體受力的結構原理；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 情況增設鋼管作為泄水管。在噴射混凝土施工過程中適當調整外加劑的添加量，以加快噴 射混凝土凝固速度，減少回彈量。洞口段滑移區(qū)地表深孔預注漿由于滑坡體較為松散，地質軟弱，且堆積體富含水，洞口段初期支護極容易發(fā)生沉降, 導致初期支護侵限。另外，地質土層過于松散，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10m15r范圍，隧道兩側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） 施做管棚導向拱，預埋管棚導向管，導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）基礎處理。明洞基礎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、邊墻基礎鋼筋混凝土及洞門基礎；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計強度后，便進行兩側及洞頂回填施工?；靥钍┕で氨仨氉龊?明洞防排水施工，兩側應對稱進行回填，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 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置臨時仰拱，以盡早使支護封閉成環(huán)。2）洞口段地質松軟，為滑坡堆積體，施工中極容易發(fā)生變形沉降，故預留沉降變形量應在在原設計放大的基礎上適當放大1015cm （施工中根據(jù)監(jiān)控量測反饋信息進行動態(tài)調整）。在每次開挖進尺結束后，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、洞內支護等的監(jiān)控量測，并及時反饋分析量測結果，根據(jù) 監(jiān)控量測數(shù)據(jù)動態(tài)調整開挖方法。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 沿著隧道開挖輪廓施做斜向的超前小導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)場調查發(fā)現(xiàn)地下水較豐富，為提高施工安全，應在掌子面處設置 注漿止水措施。在部分涌水量較大的段落應先進行適量的排放，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)育情況及時調整掌子面注漿方案，確保施工安全。圖5.3掌子面預注漿立面示意圖圖5.4掌子面預注漿剖面示意圖注：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 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 適當提高。為防止隧道變形過大侵入二次襯砌，隧道開挖預留變形量應適當比設計加大 ioi5cm在施工過程中結合現(xiàn)場監(jiān)控量測情況進行動態(tài)調整。圖5.5滑坡段隧道洞身支護結構示意圖注：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，二次襯砌應采用不低于50cm厚的鋼架混凝土結構，為增 強結構的強度，混凝土標號不低于 C25二次襯砌環(huán)向主筋不小于 22,內

9、外雙層布置。二次襯砌施工因洞口段處于滑坡體內，將在施工中承受巨大壓力，應盡快施工仰拱及二襯，二襯與掌子面間距控制在5060m內，以盡早封閉成環(huán)，改善結構受力，提高洞體結構承載力6材料與設備本方法施工簡易，機械使用較少，使用材料和機械設備為隧道施工常用，主要材料和設備見表6-1 o表6-1施工材料與設備配備表序號材料名稱規(guī)格型號序號設備名稱型號數(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質量控制本工法在質量上，遵照國家和部頒有關隧道施工、質量驗收規(guī)范，依據(jù)公路工程質 量檢驗評定標準JTGF80/1-2004驗收文件進行驗收，依據(jù)公路隧道施工技術規(guī)范JTGF60-2009進行技術指導，現(xiàn)場安排隧道工程師和質檢工程師現(xiàn)場指導施工，重點檢查注漿 效果、初期支護拱架安裝質量、超前支護質量等，檢查操作成果。8安全

11、控制除遵守國家及部頒有關隧道施工安全操作規(guī)程外，還應特別注意以下幾點：1）設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，做到技術指導合理 到位，能根據(jù)實際情況合理安排工序，調整施工方法，同時密切關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，設計提供了兩種安全進洞方案：一種是在洞口設置抗滑樁+增強洞 內支護，另外一種是洞口滑移區(qū)地表及仰拱注漿 +增強洞內支護是即本工法。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 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+增強洞內支護設置抗滑樁+增強洞內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。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天安全質量易保證施工安全和質量人工挖樁施工安全威脅大11應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