王東成
(中交隧道局二公司 江西省吉安市 331300)
按照原設(shè)計,在邊坡溜坍體中設(shè)置28根C35鋼筋混凝土鉆孔灌注樁,抵擋溜坍體下滑力,樁徑為2m,樁長19~23m,樁間距3m,雙排布置,樁頂設(shè)C35鋼筋混凝土冠梁。明洞DK135+971~DK136+001段線路右側(cè)設(shè)置11根C35鋼筋混凝土鉆孔灌注樁,樁徑為2m,樁長16~20m,樁間距3m,作為進(jìn)洞抗滑樁。2017年元月中旬按照設(shè)計要求全部施工完畢。春節(jié)后開始隧道出口進(jìn)洞施工。江西連續(xù)下雨,雨水侵蝕邊皮造成邊坡失穩(wěn)。2017年4月20日,雷家隧道出口DK135+971~DK136+011段線路右側(cè)邊坡出現(xiàn)坍塌,隧道邊仰坡噴射混凝土出現(xiàn)大面積開裂,原溜坍體中部抗滑樁外側(cè)(山腳側(cè))土體下滑,形成明顯臺階。預(yù)估溜坍面積為1000m2,方量為3000m3,屬于小型淺層黏性溜坍。出現(xiàn)險情后我們對隧道出口進(jìn)行了用石渣反壓回填處理,等待設(shè)計單位觀測和檢測后給出邊坡整治方案。
經(jīng)過測量和檢測結(jié)果如下:①洞口段11根抗滑樁均發(fā)生了位移,最大位移135cm,且樁頂一下8~12m位置出現(xiàn)缺陷,判定為Ⅲ、Ⅳ樁。②明洞邊坡最大沉降量65cm,反壓回填后沉降趨于穩(wěn)定。③明洞右側(cè)雙排抗滑樁無位移,樁體穩(wěn)定。④明洞仰坡無明顯變形,基本穩(wěn)定(暗洞襯了一組二襯)。
經(jīng)設(shè)計院對本次造成溜坍原因分析如下:①抗滑樁施工工藝有誤。設(shè)計要求隧道抗滑樁采用回旋鉆施工,而現(xiàn)場采用沖擊鉆施工。本區(qū)域地層為全風(fēng)化千枚巖,千枚巖遇水極易軟化,而且已經(jīng)發(fā)生了邊坡溜坍,沖擊鉆的沖擊壓力及水的作用加劇了地層的惡化。②隧道明洞右側(cè)11根抗滑樁未施工抗滑樁冠梁,造成抗滑樁整體受力不足。③設(shè)計泄水孔數(shù)量和深度均不足,造成千枚巖內(nèi)積水不能及時排除,增加了土體重量。
2017年7月中旬設(shè)計院下發(fā)邊坡整治方案,具體內(nèi)容如下:①對洞口抗滑樁上部進(jìn)行刷坡減載,減載高度約2m,邊坡采用1:1.25坡率,局部地段邊坡坡率小于1:1,分兩級平臺刷坡,中部設(shè)置排水溝,與路基邊坡平臺排水溝貫通。②邊坡采用錨噴網(wǎng)防護(hù),φ8鋼筋網(wǎng)片,間距20cm×20cm;C25噴射混凝凝土厚度15cm;錨桿鉆孔直徑φ110,孔內(nèi)設(shè)置雙根φ25錨桿,孔內(nèi)灌注1:1的水泥漿,錨桿間距1.5m×1.5m,長度8m。③一級邊坡底部原抗滑樁邊設(shè)置11根鋼筋混凝土灌注樁,樁長20m,樁徑2m,采用回旋鉆施工,樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁,冠梁2m×1.5m。④冠梁頂部設(shè)計一排預(yù)應(yīng)力錨索,長25m,錨固端長度15m,傾角25°,孔徑150cm,施加預(yù)應(yīng)力300kN。⑤拆除原錨固樁侵限部分,對新鉆孔樁間采用錨噴網(wǎng)防護(hù),C25噴射混凝土,厚度為15cm,φ8鋼筋網(wǎng)片,間距20cm×20cm,φ25錨桿,錨桿間距3m×3m,長4m。⑥明洞邊仰坡及錨固樁間設(shè)置φ120仰斜排水孔,間距3m×3m,孔內(nèi)拆入φ100打孔波紋管外包無紡布(見圖1)。
7月20日,我們接到設(shè)計院正式處理方案的圖紙,立即開始邊坡治理。首先采用20%的水泥土將最上面一排冠梁外側(cè)和邊坡之間的裂縫進(jìn)行回填處理,為了防止雨水順著冠梁邊流入邊坡,造成邊坡侵害。同時對冠梁處的平臺全部采用C20混凝土封閉,厚度為20cm,5%的橫向反坡,保證平臺上的雨水全部匯集到內(nèi)側(cè)排水溝,避免沖刷邊坡。邊坡卸載從上而下分級進(jìn)行,先卸載到二級平臺頂部,二級邊坡高度約為8m。刷坡完成后先初噴5cmC25噴射混凝土,對圍巖基面進(jìn)行封閉,然后采用3臺小型潛孔鉆施工錨桿和泄水孔,由于邊坡坡度設(shè)計為1:1.25,局部坡度大于1:1,坡度很大,只能采用吊籃攜帶潛孔鉆進(jìn)行施工。施工完二級平臺的錨桿孔后,進(jìn)行安設(shè)錨桿、注漿。錨桿注漿前現(xiàn)場做水泥漿濃度實驗,確保錨桿孔灌注密實度。待水泥漿凝固后按設(shè)計要求掛設(shè)φ8鋼筋網(wǎng)片,間距20cm×20cm,網(wǎng)片搭接長度為20cm,隨后再噴射10cmC25混凝土。噴射混凝土完成后,在噴射混凝土表面布設(shè)泄水孔位置,施工泄水孔。泄水孔施工時,一定要注意坡度,坡度必須是仰角,否則造成孔內(nèi)的積水排不出去,更加危及邊坡穩(wěn)定。二級邊坡完成后,在邊坡底部施工排水溝,保證排水溝的排水坡度。排水溝施工完畢后再進(jìn)行一級邊坡卸載作業(yè),一級平臺作業(yè)工序和二級平臺基本相同,但是二級平臺錨噴支護(hù)要分兩個階段進(jìn)行,第一個階段完成到冠梁頂標(biāo)高位置,然后進(jìn)行鉆孔灌注樁施工,鉆孔灌注樁施工完畢后,再次卸載到冠梁底標(biāo)高,鑿新樁樁頭,同時拆除部分舊樁(新樁樁頂標(biāo)高比舊樁低2m)。最后完成一級邊坡剩余部分的錨噴支護(hù)和泄水孔。整個過程需要40d時間。
圖1
在一級邊坡施工的同時要進(jìn)行錨索預(yù)應(yīng)力拉拔試驗,來檢測單根錨索能夠承受的最大預(yù)應(yīng)力大小,最終確定預(yù)應(yīng)力錨索的數(shù)量。由于該段土質(zhì)為全風(fēng)化千枚巖,而且該段處于富水地段,千枚巖遇水極易軟化。錨索傾角為25°,因此孔內(nèi)積水無法排出。小型潛孔鉆,每節(jié)鉆桿長度為1m,而且風(fēng)壓相對較小,鉆孔速度很慢,完成一個25m的鉆孔通常需要3個多小時,因此很難成孔。為了解決成孔難得問題,我們改用履帶式潛孔鉆進(jìn)行鉆孔,20min即可完成一根錨索孔,并且因為所攜帶的空壓機壓力大,清空干凈,效果非常不錯。按照設(shè)計要求我們施作了兩根預(yù)應(yīng)力實驗錨索,14d預(yù)應(yīng)力為220kN,滿足不了設(shè)計要求,因此需要在樁頂下2.5m處增設(shè)一排錨索。
9月初開始,開始洞口抗滑樁施工。由于抗滑樁設(shè)計為C35鋼筋混凝土鉆孔灌注樁,為了減少對邊坡擾動,施工鉆機擇為回旋鉆。為了保證施工進(jìn)度,根據(jù)業(yè)主和局指揮部要求,我們安排了兩臺鉆機同時施工,為了節(jié)省施工空間,保證施工順利進(jìn)行,我們采用1.5cm厚的鋼板加工了兩個100立方的泥漿池來保證鉆孔的正常進(jìn)行,同時安排一臺挖掘機和一輛運輸車,隨時進(jìn)行泥漿池清理。為了保證第二排預(yù)應(yīng)力錨索位置的準(zhǔn)確性,我們在鋼筋籠制作時提前預(yù)埋φ150的鋼管,傾角為25°,鋼筋籠安裝時特備注意前后方向,不能安反,否則造成角度不對,影響錨索受力。樁基完成后7d即可進(jìn)行檢樁,施工冠梁。
10月中旬開始冠梁施工。為了減少邊坡擾動,冠梁施工必須分段進(jìn)行,挖開一段施工一段,每次開挖3根樁,每段開挖完成后立即進(jìn)行剩余部分的錨噴支護(hù)施工,錨噴完成后立即進(jìn)行冠梁施工,冠梁完成后再進(jìn)行下一段開挖。冠梁施工時,必須按設(shè)計要求預(yù)留第一排錨索孔,預(yù)留孔盡量采用PVC管。每段冠梁接頭均要要求預(yù)留接茬鋼筋,確保每段冠梁都能連城一個整體,達(dá)到整體受力的效果。冠梁完成后開始第一排錨索施工。
第一排錨索施工前要平整鉆孔平臺,確保履帶式潛孔鉆能正確調(diào)整鉆孔角度和高度,錨索鉆孔前,必須先加工好幾根錨索,成孔后立即安裝錨索,防止塌孔造成錨索安裝不到位。每安裝完兩孔錨索就立即注漿,以免因時間過長,造成錨索孔塌孔,影響注漿效果。為了加快水泥漿的凝固速度,適當(dāng)給水泥漿中加入一些水玻璃。第一排錨索張拉完成后才能進(jìn)行舊樁拆除。
舊樁拆除過程全部采用挖掘機攜帶破碎錘施工,舊樁拆除分段進(jìn)行,每次拆除高度不超過1.5m,拆除前先開挖反壓回填的石渣,每次開挖高度為1.5m。拆除過程密切監(jiān)測,如有異常立即停止作業(yè),分析原因,并制定措施再進(jìn)行施工。舊樁破除到同里程隧道軌面標(biāo)高處,即可結(jié)束。
舊樁拆除完畢后進(jìn)行第二排錨索施工,在施工第二排錨索前要對新樁之間的土體進(jìn)行錨噴處理,C25噴射混凝土,厚度為15cm,φ8鋼筋網(wǎng)片,間距20cm×20cm,φ25錨桿,錨桿間距3m×3m,長4m。處理完畢后按設(shè)計要求施作泄水孔,最后施工第二排錨索。施工錨索前要根據(jù)鋼筋籠外漏長度推算第二排錨索孔,然后用風(fēng)鎬找出錨索孔,再打錨索孔。第二排錨索施工工序和第一排錨索一樣,就不再重述。
第二排錨索施工完成標(biāo)志著隧道出口邊坡整治基本結(jié)束,剩余部分就是正常的隧道明洞施工部分。
雷家隧道出口邊坡整治全都是采用普通的施工工藝解決了施工難題,從而達(dá)到理想的施工效果,整個施工過程要注意一下幾點:
(1)施工過程中要采取有效的防雨水措施。因為江西地區(qū)常年多雨,在邊坡治理過程中應(yīng)配備足夠的防雨布,下雨前要對坡面進(jìn)行覆蓋,防止雨水沖刷。
(2)整個施工過程要加強圍巖檢測。整個邊坡土質(zhì)為全風(fēng)化千枚巖并且處于溜坍體上,稍有不慎就有可能造成邊坡再次滑塌,只有加強圍巖監(jiān)控,才能保證施工安全進(jìn)行。
(3)錨索和錨桿注漿必須分多次進(jìn)行。因為錨桿孔和錨索孔均為傾角,造成孔內(nèi)積水排不出來,注漿時不可能一次就能注滿,等第一次水泥漿初凝后再進(jìn)行多次補漿,直到注滿為止。
(4)錨桿孔不能和泄水孔同時施工。
①因為泄水孔和錨桿孔間距過小,在風(fēng)壓的作用下容易串孔,造成漏風(fēng),清孔時渣土排不出來;
②串孔后錨索注漿時漿液會順著縫隙流入泄水孔,造成泄水孔堵塞,無法達(dá)到排水效果。
(5)第二排錨索施工時,必須先在鋼筋籠上預(yù)留孔位,免得后期用鉆機在樁體上鉆孔,很容易傷的樁體的鋼筋,造成樁體損傷而影響樁的受力。
(6)在土體范圍內(nèi)施工錨索或者錨桿時,盡量采用鉆桿較長的履帶式潛孔鉆,以提高鉆孔速度,避免塌孔,從而保證成孔效果。
以上是本人對雷家隧道出口邊坡整治過程的簡單介紹,不足之處請大家指正。