顧西峰

摘 要:隨著我國(guó)高速公路向山區(qū)縱深的發(fā)展，穿越山區(qū)修建的隧道地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，給隧道的設(shè)計(jì)與施工提出了更高的要求。本文結(jié)合西漢高速公路穿越秦嶺Ⅲ號(hào)隧道時(shí)遇到的洞口滑坡采取的治理方案與施工質(zhì)量控制措施予以介紹。

關(guān)鍵詞:隧道滑坡技術(shù)方案質(zhì)量控制

1.工程概況

國(guó)道主干線（GZ40）澇峪口—筒車灣高速公路秦嶺Ⅲ號(hào)隧道為雙線單洞。隧道下行線為直線形，上行線北段為直線型，出口為曲線型。上下行線相距50～100m。隧道勘察期間發(fā)現(xiàn)隧道進(jìn)出口處在一個(gè)穩(wěn)定的古老滑坡體上。滑坡沿隧道方向長(zhǎng)130m，垂直隧道方向?qū)?20m，滑體厚25～38m，體積約20*104m3。主滑方向?yàn)镹E350，與隧道方向一致。上行線隧道靠滑坡西側(cè)附近穿過，洞頂緊靠滑動(dòng)帶以下通過，下行線在滑坡中穿過，穿越滑體約45m，該古滑坡目前雖沒有變形，但其穩(wěn)定程度達(dá)不到高速公路設(shè)計(jì)要求，隧道通過時(shí)必須進(jìn)行加固處理。另外近幾年省內(nèi)高速公路施工時(shí)對(duì)滑坡擾動(dòng)后，造成滑坡的局部或整體復(fù)活情況較普遍，針對(duì)此情況必須及時(shí)全面治理。

2.滑坡形成條件及影響因素

滑坡位于付家河右岸斜坡上，巖石組成為變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖、片巖等。巖層呈近北方向向斜的單級(jí)構(gòu)造，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造地質(zhì)比較發(fā)育，該滑坡屬于破碎巖體的切層滑坡。古老滑坡產(chǎn)生的原因主要為西付家河在此高程時(shí)的沖刷，可能還有地震和暴雨的影響。西付家河下切以后，滑坡前緣變陡，但仍處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

3.治理方案

3.1治理原則

（1）在保證隧道施工過程和運(yùn)營(yíng)中滑坡的穩(wěn)定，保證公路運(yùn)輸安全。

（2）在保證隧道安全的前提下，盡量節(jié)約治理投資。

（3）采取抗滑支擋、注漿和坡面排水相結(jié)合治理措施，一次根治，不留后患。

3.2主要治理措施

（1）預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁：由于滑坡在開挖隧道、暴雨、震動(dòng)等各種因素的直接影響下，將處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，因此首先確?；碌恼w穩(wěn)定性，在隧道洞門兩側(cè)及其附近設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁，在隧道口兩側(cè)各設(shè)一根截面3*4m的預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁，樁長(zhǎng)為28~30m，因隧道跨度大，樁間距達(dá)16m，樁承受推力較大，每樁設(shè)4孔預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長(zhǎng)47m，錨固段長(zhǎng)15m，每孔由11根￠15.24鋼絞線組成1束，鉆孔孔徑150m，設(shè)計(jì)拉力1300KN，鎖定拉力1040KN。隧道口以外的預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁除與緊鄰隧道口樁的間距為5.5m外，其他各樁間距為6m，截面2*3m，樁長(zhǎng)22~30m，每樁設(shè)3孔由11根￠15.24鋼絞線組成1束，錨索長(zhǎng)34~47m，錨固段長(zhǎng)15m，鉆孔孔徑為￠150mm，設(shè)計(jì)拉力1300KN，鎖定拉力1040KN。

抗滑樁樁背斷面圖：

上行線因靠近滑坡邊緣，只設(shè)一根抗滑樁，視施工開挖實(shí)際地質(zhì)情況可加長(zhǎng)或縮短樁長(zhǎng)，必要時(shí)在此樁以外增加抗滑樁。

（2）滑體注漿；為了防止隧道開挖造成滑體松動(dòng)或滑動(dòng)及隧道部位滑坡推力能有效作用到兩側(cè)的抗滑樁上，在隧道兩側(cè)距隧道軸線各11m共22m范圍注漿，對(duì)滑體進(jìn)行注漿加固。

注漿孔從地面垂直向下鉆至滑動(dòng)帶以下2m，要求鉆孔孔徑不小于￠70m，漿管管徑￠40mm，注漿深度范圍為：滑動(dòng)帶以下2m，滑動(dòng)面以上及隧道頂以上15m，在該范圍頂部設(shè)止?jié){塞，注漿壓力不小于0.3MPa。鉆孔長(zhǎng)度可據(jù)實(shí)調(diào)整。

隧道進(jìn)口滑坡注漿布置示意圖：

（3）地面截排水溝：為有效排除地面對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響，在滑坡區(qū)設(shè)兩條截排水溝，一條設(shè)在滑坡界外不少于5m處，另一條設(shè)在洞口以上，均向下游側(cè)向排水。截排水溝斷面形狀可根據(jù)地形條件采用不同形式。根據(jù)當(dāng)時(shí)地質(zhì)勘察成果，地下水埋藏較深，可以不考慮滑體內(nèi)地下排水。（設(shè)計(jì)洞口海拔較高）

4.施工組織及工藝控制

4.1施工組織：滑坡治理最佳時(shí)間為枯水季節(jié)。K標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部中鐵十八局四公司于2002年11月進(jìn)場(chǎng)承擔(dān)秦嶺Ⅲ號(hào)隧道施工。而獨(dú)頭掘進(jìn)的洞口正處在古滑坡上，為了給進(jìn)洞施工創(chuàng)造便利條件，在業(yè)主同意邊進(jìn)行支洞開挖進(jìn)入正洞施工邊進(jìn)行滑坡治理情況下，2002年12月1日開始滑坡治理工程施工，計(jì)劃工期150天完成。當(dāng)時(shí)組織一個(gè)抗滑樁施工隊(duì)伍和一個(gè)鉆孔注漿施工隊(duì)同時(shí)施工，抗滑樁隊(duì)負(fù)責(zé)抗滑樁的開挖和灌注砼及地面水溝；鉆孔注漿隊(duì)負(fù)責(zé)滑體注漿及預(yù)應(yīng)力錨索施工。要求在對(duì)地面截水溝進(jìn)行冬季開挖，然后鋪彩條布臨時(shí)排水，待冬期過后一個(gè)月內(nèi)完成設(shè)計(jì)規(guī)定的排水溝。滑體注漿采用4臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)施工，每臺(tái)鉆機(jī)正常完成工作量40m/d，注漿采用兩臺(tái)注漿機(jī)緊跟鉆孔施工?？够瑯妒┕r(shí)采取跳樁分節(jié)開挖，每樁每?jī)商焱瓿梢谎h(huán)，每天完成1米；預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁在每根抗滑樁完成后緊跟進(jìn)行施工。

4.2施工工藝控制：

4.2.1地面截水溝；

（1）施工方法：地面截水溝施工土方采用十字鎬人工開挖，石方采用小型松動(dòng)爆破輔以人工風(fēng)鎬清理，水溝底為土質(zhì)基礎(chǔ)按設(shè)計(jì)鋪墊20cm厚碎石夯實(shí)才能砌筑，水溝采用7.5MPa漿砌片石，砌筑工藝應(yīng)符合規(guī)范要求。

（2）施工控制：為了保證滑坡的穩(wěn)定和施工安全，應(yīng)當(dāng)先作好地面截水溝，后施工預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁和洞身部分注漿，然后才能開挖洞門進(jìn)行施工；排水工程施工應(yīng)遵循先縱后橫、自上而下、分段進(jìn)行的程序，開挖溝道、回填、夯實(shí)、溝道砌筑等工序應(yīng)在同施工段連續(xù)完成；截水溝每隔10-15m設(shè)置一道伸縮縫，縫寬2cm，內(nèi)填瀝青木板；砌筑水溝片石極限抗壓強(qiáng)度不小于30MPa，嚴(yán)禁用風(fēng)化石砌筑。

4.2.2滑體注漿：

由于隧道為主要的地下構(gòu)造物，且?guī)r體破碎，在開挖、暴雨、震動(dòng)等各種因素的影響下，與之相鄰巖體的微小變形與破壞，都可能影響隧道的安全。為了提高隧道開挖時(shí)的安全度，在隧道頂部滑體內(nèi)采用垂直鉆孔注漿，使組成滑體的松散、破碎巖體膠結(jié)，以期在正常施工條件下，隧道施工不產(chǎn)生塌方和大的變形，增加隧道開挖時(shí)圍巖的穩(wěn)定性和滑坡整體穩(wěn)定度?；w注漿工程主要針對(duì)隧道洞身和洞頂進(jìn)行，范圍沿隧道中心線左右各寬11m，當(dāng)時(shí)鉆孔直徑采用￠80mm，注漿管直徑￠40mm，孔間距為2m，成梅花形布置，注漿材料為水泥砂漿，漿液水灰比為1：1，灰砂比為1：1，注漿范圍頂面采用止?jié){塞堵塞，注漿壓力為0.3-0.6MPa，在注漿過程中對(duì)注漿壓力和配合比進(jìn)行校正，采用從孔地向上反漿式注漿。每個(gè)注漿孔深度均應(yīng)深入滑面以下不少于2.0m，在鉆進(jìn)過程中應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)及出渣情況判斷滑面位置，根據(jù)滑面位置對(duì)鉆孔空身作必要的調(diào)整。隧道兩側(cè)預(yù)應(yīng)力錨索相干擾的注漿孔首先注漿，然后在鉆錨索孔。為了保證施工過程中滑坡的穩(wěn)定，嚴(yán)禁開水鉆進(jìn)，采用風(fēng)動(dòng)沖擊鉆進(jìn)。注漿先從注漿范圍外圍注漿形成帷幕以減少跑漿，注漿時(shí)注意觀察裂隙跑漿現(xiàn)象以采取有效措施。當(dāng)時(shí)鉆孔采用2臺(tái)全液鉆機(jī)和2臺(tái)地質(zhì)鉆機(jī)，注漿采用注漿機(jī)。鉆進(jìn)和注漿時(shí)必須作好原始記錄，監(jiān)理工程師和設(shè)計(jì)人員可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整孔深和查驗(yàn)注漿情況。

4.2.3抗滑樁施工；

（1）測(cè)量放線：采用全站儀精確放線定位，并作好護(hù)樁?？够瑯兑捶较蚣翱刂茦渡淼淖鴺?biāo)放樣。

（2）抗滑樁開挖：抗滑樁鎖口平臺(tái)開挖時(shí)，鄰近山體坡比為1：0.5-1：0.75，坡腳采用漿砌塊石擋墻，坡面采用φ22螺紋鋼砂漿錨桿L=25m，掛網(wǎng)φ8間距離200*200mm，噴15cm厚C25混凝土的錨噴網(wǎng)支護(hù)，確保施工安全。樁身開挖土方采用十字稿開挖，石方采用小型松動(dòng)爆破配合人工風(fēng)鎬清理，卷?yè)P(yáng)機(jī)提升出渣。樁身開挖必須跳樁分節(jié)開挖，每節(jié)開挖深度1m，開挖第一節(jié)護(hù)壁與鎖口砼一同施工，其余每開挖一節(jié)，作好一節(jié)護(hù)壁，護(hù)壁砼及鎖口砼均按設(shè)計(jì)圖紙施工，當(dāng)護(hù)壁砼具有一定強(qiáng)度后方可進(jìn)行下一節(jié)開挖。開挖時(shí)經(jīng)常檢查樁中心、垂直度、凈空尺寸，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。在開挖樁孔過程中，要對(duì)樁孔地質(zhì)情況進(jìn)行地質(zhì)記錄，核對(duì)地層巖性及滑面位置，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)情況不符時(shí)，應(yīng)及時(shí)與監(jiān)理及設(shè)計(jì)人員聯(lián)系，以便及時(shí)作出設(shè)計(jì)變更。

（3）樁身鋼筋及砼：樁身鋼筋在鋼筋加工廠統(tǒng)一加工，現(xiàn)場(chǎng)焊接并綁扎成型，注意焊縫質(zhì)量及制作規(guī)范。在樁身鋼筋放入前，在樁坑地鋪一層1：3水泥砂漿墊層，厚10cm，樁坑挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行驗(yàn)槽，保證封底砼厚度。樁身砼澆注采用輸送泵利用串筒滑入樁孔，插入式振搗器振搗密實(shí)，全樁混凝土不間斷一氣呵成，不留施工縫，否則應(yīng)采用措施加強(qiáng)。對(duì)樁身砼質(zhì)量及成樁情況必要時(shí)作小應(yīng)變檢測(cè)或預(yù)埋導(dǎo)管法檢測(cè)。施工時(shí)應(yīng)注意保證樁頭預(yù)埋件位置準(zhǔn)確，并須待樁身混凝土與錨索錨固體的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行錨索張拉。

4．2．4預(yù)應(yīng)力錨索施工：

4.2.4.1預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程圖：

4.2.4.2施工注意事項(xiàng)：

4.2.4.2.1抗滑樁錨索設(shè)計(jì)荷載1300KN，鎖定荷載1040KN。

4.2.4.2.2錨索孔位測(cè)放應(yīng)準(zhǔn)確，偏差不得超過3cm，傾角允許誤差1°?？紤]沉渣的影響，為確保錨索深度，實(shí)際鉆孔深度要大于設(shè)計(jì)深度1.0m。錨索設(shè)計(jì)外傾角2°，考慮隧道的開挖會(huì)引起錨索錨固拉力降低，且部分影響到隧道，隧道兩側(cè)兩樁共4根的樁靠隧道兩側(cè)的錨索不可外偏，施工時(shí)需特殊對(duì)待，認(rèn)真組織，精心操作，以免錨孔偏斜侵入隧道內(nèi)。

4.2.4.2.3錨索成孔禁止開水鉆進(jìn)，以確保錨索施工不至于惡化滑坡巖體工程地質(zhì)條件，鉆進(jìn)過程中應(yīng)對(duì)每孔地質(zhì)變化（巖層情況）、進(jìn)尺速度（鉆速、鉆壓等）、地下水情況以及一些特殊情況做現(xiàn)場(chǎng)記錄。若遇塌孔，應(yīng)立即停鉆，進(jìn)行固壁灌漿處理或跟管鉆進(jìn)。

4.2.4.2.4錨索成孔后的孔徑不得小于設(shè)計(jì)值。鉆孔完成后必須使用高壓空氣進(jìn)行清孔，以免降低水泥砂漿與孔壁巖體的粘結(jié)強(qiáng)度。

4.2.4.2.5錨索材料采用高強(qiáng)度、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，直徑￠15.24mm，強(qiáng)度1860MPa。要求順直、無損傷、無死彎。

4.2.4.2.6錨固段必須除銹，除污泥，按設(shè)計(jì)要求綁扎分線環(huán)；自由段除銹后，涂抹黃油并立即外套鋼管，兩頭用鐵絲扎緊，并用電工膠布纏封。

4.2.4.2.7錨索下料采用砂輪切割，禁止電弧切割?？紤]到錨索張拉工藝要求實(shí)際錨索長(zhǎng)度要比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度多留2.0m，即錨索長(zhǎng)度L錨=L錨段+L自由段+2.0m。

4.2.4.2.8錨索孔內(nèi)灌注1：1水泥砂漿，水灰比0.4~0.45，砂漿體強(qiáng)度不低于30Mpa，采用從孔底到孔口返漿式注漿，注漿壓力大于0.4Mpa，壓漿不能中斷。當(dāng)砂漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可進(jìn)行張拉鎖定，在砂漿未完成固化以前不得拉拔和移動(dòng)錨索。

4.2.4.2.9錨索張拉作業(yè)前必須對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。正式張拉前先對(duì)錨索進(jìn)行試張拉，荷載等級(jí)為0.1倍的設(shè)計(jì)拉力。

4.2.4.2.10錨索張拉分無五級(jí)進(jìn)行，每級(jí)荷載分別為設(shè)計(jì)拉力的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍，除最后一級(jí)需要穩(wěn)定10~20分鐘外，其余每級(jí)需要穩(wěn)定5分鐘，并分別記錄每一級(jí)鋼絞線的伸長(zhǎng)量，在每一級(jí)穩(wěn)定時(shí)間里必須測(cè)讀錨頭位移三次。錨索張拉除考慮預(yù)張拉外還要考慮交替分級(jí)張拉，交替張拉可保證樁的各孔錨索受力均勻，張拉后若發(fā)現(xiàn)有明顯的預(yù)應(yīng)力損失，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)張拉。

4.2.4.2.11張拉到最后一級(jí)荷載變形穩(wěn)定的，卸荷至鎖定荷載。錨索鎖定后切除多余鋼絞線，補(bǔ)注樁身及套管部分水泥漿，用C25砼及時(shí)封閉錨頭。

預(yù)應(yīng)力錨索是預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁工程中的關(guān)鍵，對(duì)整治工程的成敗起著至關(guān)重要的作用。在設(shè)計(jì)時(shí)，錨索、水泥砂漿與圍巖的抗剪強(qiáng)度均是考慮現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)資料選取的，施工前必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錨固力拉拔試驗(yàn)，確定實(shí)際錨固力大小，驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)選擇的是否合適，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)加以修正。在秦嶺Ⅲ號(hào)隧道抗滑樁錨索張拉前，先進(jìn)行3組拉拔試驗(yàn)，每組3孔，孔深不小于15m，錨固段各取6m、8m、10m，試驗(yàn)時(shí)采用破壞試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)合理。

5.施工監(jiān)測(cè)

同一區(qū)段的治理工程應(yīng)在同一連續(xù)工期內(nèi)連續(xù)施工及竣工，以防其強(qiáng)度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度前或在零星施工中遇到破壞。施工中派測(cè)量人員加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)和工地巡視，應(yīng)備有應(yīng)急措施，確保施工人員安全。依照相應(yīng)施工規(guī)范在施工范圍內(nèi)布置觀測(cè)點(diǎn)，在施工期間按照規(guī)范規(guī)定的頻率觀測(cè)沉降及位移，并根據(jù)變形情況及時(shí)采取措施確保施工安全。該段滑坡在治理結(jié)束完成后，進(jìn)行了兩年的觀測(cè)至目前未發(fā)現(xiàn)有位移和沉降變形的現(xiàn)象。

6.結(jié)束語(yǔ)

在隧道設(shè)計(jì)選線時(shí)盡量避免線路穿過滑坡地段，實(shí)在沒有更好的方案可選時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)滑體內(nèi)地質(zhì)狀況認(rèn)真調(diào)查、鉆探和分析以確保設(shè)計(jì)到位，否則會(huì)造成二次滑坡，也給建設(shè)各方帶來極大不利。在隧道施工時(shí)遇到滑坡必須制定可行的施工方案，不能盲目冒進(jìn)。在滑坡治理結(jié)束后應(yīng)定期觀測(cè)，以提供可靠的數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行二次驗(yàn)算和指導(dǎo)以后的設(shè)計(jì)。隨著我國(guó)高速公路的建設(shè)大力開展，有許多條公路將穿越山區(qū)。作為建設(shè)各方要積累經(jīng)驗(yàn)，積極探索，提高產(chǎn)品效益，為我國(guó)公路事業(yè)的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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