陳磊 韓誼

1 工程概況

甕福磷礦二期接替項(xiàng)目公路隧道工程是一座雙向單洞隧道,隧道入口處于螞蟻墳地段,出口處為原廠地段。隧道全長(zhǎng)近900 m左右,最大縱坡4%,隧道路面橫坡定為2%。本隧道按雙向二車道二級(jí)公路單洞隧道設(shè)計(jì),隧道建筑限界按40 km/h行車速度確定。

隧道內(nèi)輪廓采用三心圓形式。單洞建筑限界凈寬9.5 m、凈高5.0 m,行車道(含路緣帶)寬8.0 m,檢修道寬0.75 m。單洞凈空面積正常路拱段為56.16 m2,帶仰拱地段為69.56 m2。

在左右兩側(cè)檢修道及余寬下設(shè)置一個(gè)尺寸為50 cm×50 cm的電纜溝,路面兩側(cè)各設(shè)置直徑為20 cm的圓形開(kāi)口型排水邊溝。

2 K0+462～K0+467段隧道塌方

2.1 塌方情況

2009年8月15日晚上19時(shí)25分左右,正準(zhǔn)備對(duì)開(kāi)挖的隧道及時(shí)進(jìn)行支護(hù)時(shí),在隧道K0+462～K0+464.5拱部左側(cè)突然出現(xiàn)大面積掉塊現(xiàn)象,并伴有少量滲水,隨后塌方土體數(shù)量逐漸增多。為確保施工人員及機(jī)械設(shè)備安全,項(xiàng)目部下令暫時(shí)全部撤出。至8月19日,該處塌渣封堵洞身約5 m(K0+462～K0+467),塌方量約300 m3;到 8月22日,塌方已形成隧道拱頂空洞高約7 m?，F(xiàn)目前仍有小塊圍巖掉落,人員靠近后不時(shí)還可以清楚地聽(tīng)到巖體坍塌滾動(dòng)的聲音,但掌子面的塌方體已基本趨于穩(wěn)定。

2.2 塌方段地質(zhì)情況

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察情況并結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙來(lái)看,該塌方段處于F16斷層位置或位于其影響帶內(nèi)。塌方處地表高程為1463.62,洞內(nèi)設(shè)計(jì)高程為1346.52,其覆蓋層厚約為111 m。K0+462～K0+467段地質(zhì)構(gòu)造:圍巖巖性為深黃色泥質(zhì)巖和少許泥頁(yè)巖互成,結(jié)構(gòu)面凹凸不平,整體性差;顏色多為深黃色、黃色、深灰色;隧道內(nèi)偶有滴水,巖層風(fēng)化快,一般裸露巖層遇水用手捏即碎;錘擊聲啞,無(wú)回彈,有較深凹痕,浸水后可捏成團(tuán);圍巖自穩(wěn)能力差,呈整體破碎,裂狀、松散結(jié)構(gòu);塌方后巖石呈黑褐色,圍巖走向無(wú)規(guī)律。本段整個(gè)地質(zhì)情況通過(guò)實(shí)際觀察描述和綜合數(shù)據(jù)測(cè)試,指標(biāo)計(jì)算:圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ=204.5,原圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ≤250屬Ⅴ級(jí)圍巖,現(xiàn)隧道塌方屬于特殊圍巖地段。

3 K0+462～K0+467段塌方處理技術(shù)

1)搭建超前鉆桿施工作業(yè)平臺(tái)。采用挖機(jī)和裝載機(jī)首先將塌方體自然坡線外的石渣及淤泥全部清除。將原有的工字鋼、鋼格柵施工作業(yè)平臺(tái)移至近K0+462掌子面,用架管、竹架板或木板、鐵絲等材料搭建安全操作施工平臺(tái)。

2)施作超前鉆桿。先采用鉆爆用φ 40 mm鉆頭、φ 25 mm鉆桿、鉆桿單根長(zhǎng)6 m,在K0+462.00樁號(hào)(原已支護(hù))Ⅰ18工字鋼拱架內(nèi)弧120°范圍內(nèi),環(huán)向間距 30 mm～50 mm,一次性鉆入塌方體內(nèi),不再取出,使已塌方體圍巖在開(kāi)挖施作時(shí)形成超前錨桿作用,為下道施工超前潛孔鉆桿平臺(tái)增強(qiáng)圍巖的自穩(wěn)能力。

3)超前潛孔鉆桿管棚施工準(zhǔn)備。將超前鉆桿施工作業(yè)平臺(tái)后移,把塌方體靠洞口側(cè)修坡,修坡坡比為1∶1,以便履帶行走式潛孔鉆車通行作業(yè),修坡時(shí)要避免對(duì)垮塌體造成較大的擾動(dòng),其高度及具體位置以安全、方便操作施工為宜。

為確保施工人員的安全和塌方體的穩(wěn)固,將在K0+461.00樁號(hào)Ⅰ18工字鋼拱架內(nèi)弧 120°范圍內(nèi)、K0+464.50左側(cè)樁號(hào)Ⅰ18工字鋼拱架內(nèi)弧60°范圍內(nèi)將已支護(hù)好的鋼支撐采用人工將噴混凝土層在拱腹內(nèi)按30 cm～50 cm左右環(huán)向間距間隔鑿除,露出鋼支撐。在鋼支撐腹部環(huán)向間距間30 cm～50 cm打孔(具體位置根據(jù)實(shí)際來(lái)定),孔徑80 mm,然后將潛孔鉆鉆機(jī)就位。

4)施作超前潛孔鉆桿管棚。因考慮采用鋼花管作管棚成孔較為困難且鋼管難以頂入?，F(xiàn)直接采用KT315履帶行走式潛孔鉆在K0+461.00Ⅰ18工字鋼拱架內(nèi)弧120°范圍內(nèi)、K0+464.50樁號(hào)左側(cè)Ⅰ18工字鋼拱架內(nèi)弧60°范圍內(nèi)處進(jìn)行鉆孔,使用φ 75 mm鉆頭、φ 70 mm沖擊器、直徑 50 mm 潛孔鉆桿、單根長(zhǎng)1.00 m、環(huán)向間距30 cm～50 cm,潛孔鉆鉆桿作為管棚,K0+461.00樁號(hào)Ⅰ18工字鋼拱架內(nèi)弧120°范圍內(nèi)處孔深10.00 m～14.00 m,K0+464.50左側(cè)樁號(hào)Ⅰ18工字鋼拱架內(nèi)弧60°范圍內(nèi)處孔深5.00 m,即將潛孔鉆桿一次性鉆入,不再取出,按同樣的方式進(jìn)入下一鉆孔施工。鉆桿從鑿除噴混凝土層的鋼支撐腹部鉆入,并貫穿塌方段伸入掌子面穩(wěn)定巖層。施工時(shí)要對(duì)每個(gè)鉆孔進(jìn)行編號(hào),并記錄下每孔實(shí)際孔深等相關(guān)內(nèi)容。

采用水泥漿進(jìn)行注漿,注漿以充分灌滿φ 50 mm潛孔鉆桿為宜,通過(guò)每一孔潛孔鉆內(nèi)注漿,提高管棚自身強(qiáng)度,從而形成具有一定承載能力的管棚拱圈。

5)安裝鋼拱架及相應(yīng)支護(hù)。待超前潛孔鉆桿管棚施工完畢后,盡量進(jìn)行塌方體的周邊土清運(yùn),一次清理長(zhǎng)度50 cm～80 cm,清運(yùn)寬度、高度以方便安裝鋼拱架為宜,但要始終留有核心土,以免造成掌子面再次塌方。在塌方體清運(yùn)過(guò)程中,遇掌子面巖體有較大垮塌時(shí),應(yīng)立即停止施工,待巖體穩(wěn)定后方可再施工,如果隧道拱部管棚支撐無(wú)效,應(yīng)停止施工,待制定其他施工措施后,方可實(shí)施。然后直抵已清理出露的掌子面,采用S5斷面形式安裝Ⅰ18鋼拱架,支護(hù)間距40 cm～50 cm,鋼拱架間用φ 22鋼筋縱向連接,環(huán)向間距100 cm,鋼拱架背面用φ 22@20 cm×20 cm鋼筋焊接加固網(wǎng)片,鎖腳鉆(錨)桿每榀工字鋼上打4根φ 25 mm鉆桿、φ 42 mm鉆頭、單根長(zhǎng)6 m,一次性鉆入塌方體基巖內(nèi),不再取出。隨即將鋼支護(hù)體噴射24 cm厚C20混凝土,待每安一榀鋼支撐即時(shí)素噴10 cm厚C20混凝土封閉一次掌子面。

6)塌方體內(nèi)埋管注漿固結(jié)。采用φ 65 mm鉆頭、φ 25鉆桿鉆孔,埋直徑50 mm、長(zhǎng)0.50 m～2.50 m不等的注漿鋼管,水泥+水玻璃漿液進(jìn)行注漿(注漿參數(shù)參照“貴州甕福磷礦穿巖洞隧道圖號(hào)SQ-6-1和監(jiān)理工作聯(lián)系回復(fù)單,編號(hào):益設(shè)甕(隧)復(fù)字第001號(hào)”執(zhí)行)。使鋼管所伸入的范圍內(nèi)通過(guò)注漿,組成一個(gè)固結(jié)的灌漿層;漿液在塌方松散土體內(nèi)無(wú)規(guī)則的穿透,使得松散體產(chǎn)生膠結(jié),從而達(dá)到堵死塌孔其上、下一定范圍的塌體得到固結(jié),從根本上達(dá)到控制塌方的擴(kuò)展,這樣注漿也提高了其整體承載強(qiáng)度,并與初期支護(hù)共同在一定范圍內(nèi)形成一個(gè)強(qiáng)大的支撐拱,有利于人身安全及塌方搶險(xiǎn)順利完成。

7)超前小導(dǎo)管和超前錨桿的施工。待鋼支撐支護(hù)3 m～4 m后,即K0+465～K0+466樁號(hào)左右,采取增打超前小導(dǎo)管并注漿。錨桿主要布置在隧道左右側(cè)邊墻非塌方部位。打超前小導(dǎo)管和超前錨桿主要以增強(qiáng)隧道拱部圍巖自穩(wěn)能力。超前小導(dǎo)管和超前錨桿施工按照“貴州甕福磷礦穿巖洞隧道圖號(hào)SQ-6-1及SQ-6-2”執(zhí)行。

8)塌方段塌穴回填注漿。待塌方處理施工進(jìn)行至第3～4循環(huán)工序完成后,就開(kāi)始進(jìn)行已支護(hù)塌方段塌穴拱頂采用打孔或預(yù)埋直徑50 mm、長(zhǎng)0.50 m～2.50 m不等的注漿鋼管,塌方段拱頂按梅花形布置間距1.50 m,并及時(shí)回填注漿直至完全通過(guò)塌方段為止。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹了甕福磷礦二期接替項(xiàng)目公路隧道工程K0+462～K0+467段塌方處理技術(shù),主要包括超前潛孔鉆桿配合管棚和鋼拱架、超前小導(dǎo)管和超前錨桿以及埋管注漿回填。該技術(shù)雖然工序繁雜,但對(duì)塌方段的處理行之有效,可為類似工程提供技術(shù)支持。

[1]宋斯卓.兩河口隧道K8+690～K8+700段塌方處理措施[J].四川水力發(fā)電,2009,28(5):41-43.

[2]潘慶華.深圳市福龍路白石嶺隧道塌方處理技術(shù)措施[J].西部探礦工程,2009,21(5):142-144.

[3]鄧顯平.淺談某高速公路隧道軟弱圍巖段塌方原因及處理[J].公路交通科技(技術(shù)版),2009,5(1):7-8.

[4]謝士宏,韓玉芳.布隴箐隧道塌方綜合處理施工技術(shù)[J].蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2008,15(4):41-44.

[5]楊冬梅,張 朋.云霧山隧道淺埋巖溶段突泥塌方災(zāi)害快速治理方法研究[J].西部探礦工程,2008,20(10):192-194.