滑坡體中隧道進(jìn)洞施工工法

1、滑坡體中隧道進(jìn)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(jìn)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(shí)仰拱、加強(qiáng)初期支護(hù)和超前支護(hù)的施工方法實(shí)現(xiàn)了安全快速進(jìn)洞，為類 似工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。2工法特點(diǎn),本工法主要采取加強(qiáng)洞內(nèi)支護(hù)的施工原則，以“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、少擾動(dòng)、 強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”為指導(dǎo)思想進(jìn)行施工。1）施工方法比較簡單，施工難度低，不需要大型機(jī)械設(shè)備。2）施工進(jìn)度快，洞口滑坡段治理時(shí)間短，縮短了后續(xù)進(jìn)洞施工工期。3）加強(qiáng)超前支護(hù)和初期支護(hù)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

2、穿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(qiáng)超前支護(hù)穩(wěn)固圍巖后，再加強(qiáng)洞內(nèi)支護(hù)，增設(shè)臨時(shí)仰拱及時(shí)封閉 初支成環(huán)的方法，減少因局部支撐強(qiáng)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(duì)滑坡體進(jìn)行一定的抵制以減小滑坡體對(duì)隧道洞身 的推力的基本原理5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程施工準(zhǔn)備洞叫邊仰坂刷坡及支護(hù)一 _、一圖5.1嗎工工藝流程下總佟c 甘上洞口段滑移區(qū)地表深孔預(yù)5.2 基本工藝過程及操作要點(diǎn)E,挖掘機(jī)開挖一級(jí)并修整平順后，即支護(hù)一級(jí)。支護(hù)采用錨、網(wǎng)、噴支護(hù)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況

3、增設(shè)鋼管作為泄水管。在噴射混凝土施工過程中適當(dāng)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5.2.3 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(hù)極容易發(fā)生沉降，導(dǎo)致初期支護(hù)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(duì)隧道洞身區(qū)域施以很大的推力，故應(yīng)對(duì)洞口段開裂區(qū)域山體進(jìn)行注漿加固，注漿方法為深孔地表注漿。注漿鋼管可采用 89508mme縫鋼管，注漿鋼管間距為 200cm< 200cni呈梅花形布置，橫向布置范圍為洞身兩側(cè)10m15mE圍，隧道兩側(cè)鋼管穿過yt動(dòng)面嵌入基巖不小于2.0m圖5.2地表深孔注漿加固示意圖5.2.

4、4 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(dāng)放大12。，為管棚施鉆做好準(zhǔn)備。2）洞口超前大管棚鉆進(jìn)。鉆孔順序?yàn)閺墓绊斚騼蓚?cè)進(jìn)行施工，成孔后經(jīng)清孔驗(yàn)孔合格 后立即進(jìn)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(jī)不移位。3 ）管棚注漿。根據(jù)實(shí)際情況可選擇以下兩種方式：邊裝管邊注漿；先安裝完畢管 棚后再依次從拱腳向拱頂注漿。如遇用漿或跑漿，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(jìn)行，明洞混凝土分為兩部

5、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(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，即整體模筑施工上部 拱墻及拱圈混凝土。5.2.5 明洞回填施工明洞襯砌混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，便進(jìn)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(duì)稱進(jìn)行回填，先由人工夯實(shí)回填至拱頂以上1mi方可采用機(jī)械回填。5.2.6 暗洞施工1、洞身開挖1）視圍巖實(shí)際情況選擇采用交叉中隔壁法（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(jìn)尺盡量控制在0.50.75m,并盡量采用挖掘機(jī)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(shí)仰拱，以盡早使支護(hù)封閉成環(huán)。2）洞口段地質(zhì)松軟，為滑坡堆

6、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(jì)放大的基礎(chǔ)上適當(dāng)放大1055cm （施工中根據(jù)監(jiān)控量測反饋信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整）。在每次開挖進(jìn)尺結(jié)束后，視圍巖穩(wěn)定情況，可對(duì)學(xué)子面采取噴混凝土進(jìn)行封閉，防止 滑塌。施工過程中要加強(qiáng)地表、洞內(nèi)支護(hù)等的監(jiān)控量測，并及時(shí)反饋分析量測結(jié)果，根據(jù) 監(jiān)控量測數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整開挖方法。2、采用完善的超前支護(hù)體系1）為減小隧道初期支護(hù)荷載，防止隧道學(xué)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(jìn)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)在學(xué)子面處設(shè)置 注漿止水措施。在部分涌水量較

7、大的段落應(yīng)先進(jìn)行適量的排放，待水流穩(wěn)定后再進(jìn)行注漿 封堵。施工期間根據(jù)地下水發(fā)育情況及時(shí)調(diào)整學(xué)子面注漿方案，確保施工安全。圖5.3學(xué)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(jì)外，其余均以厘米為單位。3 、根據(jù)圍巖實(shí)際情況加強(qiáng)支護(hù)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(shí) 間的推移該荷載還將繼續(xù)加大，所以需根據(jù)圍巖實(shí)際情況增強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度和剛度。1）初期支護(hù)滑坡體段隧道初支鋼架采用120a122b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(qiáng)度和厚度均應(yīng) 適當(dāng)提高。為防止

8、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(dāng)比設(shè)計(jì)加大 1015cmi在施工過程中結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控量測情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。圖5.5滑坡段隧道洞身支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖注：本圖數(shù)字單位除特殊說明或已標(biāo)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(qiáng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，混凝土標(biāo)號(hào)不低于 C2s二次襯砌環(huán)向主筋不小于 22,內(nèi)外雙層布置。5.2.7二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 學(xué)子面間距控制在5060mfi,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(jī)

9、械使用較少，使用材料和機(jī)械設(shè)備為隧道施工常用，主要材料和設(shè) 備見表6-1表6-1施工材料與設(shè)備配備表序號(hào)材料名稱規(guī)格型號(hào)序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量性能1噴射混凝土C251挖掘機(jī)PC2002臺(tái)良好2鎖腳錨桿22螺紋鋼，L-3.5m2裝載機(jī)ZL50C2臺(tái)良好3鋼筋網(wǎng)6盤條，網(wǎng)格20X 2 0cm3空壓機(jī)VY206臺(tái)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(jī)TK9614臺(tái)良好6鋼板d-14mm6鉆機(jī)12臺(tái)良好7系統(tǒng)錨桿2 5X5mm L-3.5m7型鋼冷彎機(jī)GZ- 22 型1套良好8注漿鋼管 42X4mm L-3.5m8潛孔鉆機(jī)yMK-74臺(tái)良好9 89X 5mm

10、 L-20m9注漿機(jī)2TGZ60/2102套良好10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(yàn)收規(guī)范，依據(jù)公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTGF80/1-2004驗(yàn)收文件進(jìn)行驗(yàn)收，依據(jù)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTGF60-2009進(jìn)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(diǎn)檢查注漿效果、初期支護(hù)拱架安裝質(zhì)量、超前支護(hù)質(zhì)量等，檢查操作成果。8安全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(diǎn)：1）設(shè)專人對(duì)滑坡地段地表進(jìn)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

11、）施工中安排有經(jīng)驗(yàn)管理能力強(qiáng)的安全和管理人員進(jìn)行現(xiàn)場管理，做到技術(shù)指導(dǎo)合理到位，能根據(jù)實(shí)際情況合理安排工序，調(diào)整施工方法，同時(shí)密切關(guān)注洞身支護(hù)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(jī)械設(shè)備。4）做好監(jiān)控量測工作，在隧道進(jìn)洞階段，加大監(jiān)測力度，提高監(jiān)測頻率。尤其是對(duì)滑 坡體地表進(jìn)行位移監(jiān)測，掌握施工期間滑坡的動(dòng)態(tài)信息，指導(dǎo)施工，保證施工人員安全， 同時(shí)也為今后安全運(yùn)營提供數(shù)據(jù)保證。5）注漿、噴射混凝土工人作業(yè)時(shí)，必須佩戴防護(hù)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(hù)方面，盡量減少植被破壞，廢棄的砂、石、土必須運(yùn)至指定的棄磴土場堆 放，做好擋

12、護(hù)和綠化。工程完工后，對(duì)棄土場及施工便道等，按照當(dāng)?shù)厮帘３种鞴懿块T 的要求進(jìn)行復(fù)耕或綠化，同時(shí)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(jì)提供了兩種安全進(jìn)洞方案：一種是在洞口設(shè)置抗滑樁+增強(qiáng)洞 內(nèi)支護(hù)，另外一種是洞口滑移區(qū)地表及仰拱注漿 +增強(qiáng)洞內(nèi)支護(hù)是即本工法。王家坪隧道采用本工法實(shí)現(xiàn)了隧道從滑坡體中安全進(jìn)洞。該工法施工方法簡單，易保證安全質(zhì)量，保證了隧道總體工期，節(jié)約了工程造價(jià)。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(qiáng)洞內(nèi) 支護(hù)（本工法）具有較好的效益性。表10效益分析表項(xiàng)目地表及

13、仰拱注漿+增強(qiáng)洞內(nèi)支護(hù)設(shè)置抗滑樁+增強(qiáng)洞內(nèi)支護(hù)工程造價(jià)地表及仰拱注漿造價(jià)約232萬元?？够瑯豆こ淘靸r(jià)約503.5萬元。施工設(shè)備潛孔鉆機(jī)4臺(tái)，雙漿液注漿機(jī)1臺(tái)， 普通局壓注漿機(jī)1臺(tái)，投入約需10.8 萬元。提升機(jī)6臺(tái)，直螺紋布絲機(jī)1臺(tái)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，安全和質(zhì)量人工挖樁施工安全威脅人11應(yīng)用實(shí)例王家坪隧道從一古滑坡前緣進(jìn)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，引起滑體位移, 對(duì)滑坡穩(wěn)定性造成不利影響，危及隧道施工及后期運(yùn)營安全，同時(shí)對(duì)滑坡體上當(dāng)?shù)卮迕裆?命