閆志剛

（中國鐵建十二局集團(tuán)第二工程有限公司， 山西　太原　030032）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長，高速鐵路逐步向西部山嶺重丘區(qū)延伸，為了適應(yīng)地形，克服高差、縮短里程、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等原因而無法避免選址在不良地段。不僅極大地增加了施工難度，而且影響施工安全、延誤工期，增加工程造價(jià)、影響隧道工程的運(yùn)營質(zhì)量和耐久性。本文以實(shí)際工程為依托，講述淺埋偏壓軟弱地段進(jìn)洞施工技術(shù)。

為了降低隧道開挖時(shí)軟弱圍巖的位移變形機(jī)率，在隧道進(jìn)洞前一般需要采取必要的措施保證進(jìn)洞施工的安全。隨著隧道建設(shè)水平的不斷發(fā)展，國內(nèi)外在隧道進(jìn)洞施工方面所采取的技術(shù)也日漸成熟先進(jìn)?，F(xiàn)在大部分隧道進(jìn)洞施工采用的是超前管棚支護(hù)、超前小導(dǎo)管注漿等支護(hù)措施[1，2]。

1　工程概況

1.1　地形

本隧道位于湖北省襄陽市?？悼h后橋鎮(zhèn)和馬橋鎮(zhèn)境內(nèi)，隧址區(qū)處于荊山山脈北段，主山體呈北西～南東向延展，連綿起伏，地形切割較深、峰谷相間，隧道出口位于馬橋鎮(zhèn)塘兒河村。

1.2　地質(zhì)

?？邓淼繢1K504+550—DK513+980里程段穿越地層為志留系下統(tǒng)新灘組頁巖夾砂巖，灰色、灰黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層理清晰，薄-中厚層狀，質(zhì)軟。強(qiáng)風(fēng)化帶厚5～10 m，以下為弱風(fēng)化帶，屬軟石。松散堆積層孔隙水、基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水主要受大氣降水和地表水補(bǔ)給，以潛水位主，局部具承壓性。出口段位于唐兒埡斷層?xùn)|側(cè)，間距約200 m，隧道走向與斷層走向垂直，隧道未與該斷層相交，線路于DK514+145附近與斷層相交，線路與斷層走向夾角75°。

1.3　氣象

?？悼h屬北亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，冬冷夏熱，四季分明，降水集中。?？悼h年平均氣溫低山15℃，半高山12℃，高山7℃，極端最高氣溫為41.5℃，極端最低氣溫為-8℃。?？悼h年降水量為710～1 000 mm。

1.3　周邊環(huán)境

隧道洞口上方有省級公路，車流量大。坡面上覆土層較厚，地表局部被墾為旱地，坡面植被發(fā)育灌木為主，部分坡麓地帶發(fā)育巖堆。斜坡上民房零星分布，有鄉(xiāng)村公路自坡麓地帶經(jīng)過，交通較為便利。

2　進(jìn)洞施工方案

隧道出口巖堆體穩(wěn)定性較差，洞口失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)等級為高級，為降低施工風(fēng)險(xiǎn)，采用截水天溝、抗滑樁、地表鋼花管、袖閥管注漿加固及超前大管棚對隧道洞口堆積體進(jìn)行先期加固處理再施工，同時(shí)在隧道內(nèi)部從開挖到支護(hù)采用一系列的處理措施來減弱巖堆體對隧道的各種不良影響。

2.1　抗滑樁施工

隧道出口段位于塘兒山巖堆中部，工程施工開挖將使巖堆體中產(chǎn)生臨空面，上部巖堆體極易失穩(wěn)滑動(dòng)，且洞口左側(cè)邊坡順層，經(jīng)過研究采用抗滑樁加固，與其它抗滑擋墻、錨桿等相比，其具有抗滑能力強(qiáng)、適用條件廣泛、不易惡化滑坡狀態(tài)、施工安全簡便,并能進(jìn)一步核實(shí)地質(zhì)條件等突出優(yōu)點(diǎn)。施工中在 DK513+920—DK513+965段距隧道中線兩側(cè)14 m位置設(shè)置兩排抗滑樁加固。樁身采用人孔挖孔，隔樁開挖，開挖一節(jié)支護(hù)一節(jié)，待上一節(jié)護(hù)壁混凝土終凝后方可進(jìn)行下一節(jié)施工。綁扎鋼筋籠時(shí)應(yīng)同時(shí)于4個(gè)角上的主筋或架立筋處各綁扎一根直徑為40 mm的金屬檢測管，作成樁檢測用。

2.2　地表注漿加固

?？邓淼莱隹贒K513+925—DK513+965段主要為細(xì)角礫土地層，整體性差，為確保施工安全，該段隧道中心線左右各13.0 m范圍地表采用注漿加固。在注漿范圍內(nèi)澆筑30 cm厚的C15鋼筋混凝土止?jié){盤，目的在于對地層注漿時(shí)防止?jié){液外流而影響到注漿的效果[3]。隧道開挖范圍內(nèi)采用Ф75袖閥管注漿加固，開挖輪廓線外采用Ф76鋼花管注漿加固，加固深度至 W2以下 0.5 m。DK513+965—DK513+980出口明洞段基礎(chǔ)采用Ф75袖閥管注漿加固。單向袖閥管示意圖如圖1所示。

圖1　單向袖閥管示意圖

2.3　洞口截排水溝

本著早進(jìn)晚出，減少刷方、減少對原地層擾動(dòng)，同時(shí)加強(qiáng)邊仰坡防護(hù)的原則進(jìn)行洞口段施工。按設(shè)計(jì)要求，于邊仰坡開挖邊緣線外5～8 m設(shè)截水天溝，人工開挖并施作洞頂截水天溝，作好洞口地表防排水。建筑材料采用C25混凝土。天溝應(yīng)避開不良地質(zhì)，不穩(wěn)定地質(zhì)體，應(yīng)以較短途徑引排到自然穩(wěn)定的溝渠中。

2.4　洞口導(dǎo)向墻及大管棚施工

導(dǎo)向墻采用C20混凝土，截面尺寸1 m×1 m，為保證其基礎(chǔ)穩(wěn)定于拱腳處設(shè)置寬度為1.5 m的大拱腳。導(dǎo)向墻內(nèi)設(shè)3榀I22工字鋼架，鋼架間距0.3 m，鋼架外緣設(shè)Ф146 mm、壁厚5 mm的導(dǎo)向鋼管，鋼管與鋼架焊接，鋼架各單元由連接板焊接成型。

大管棚采用Ф108、壁厚6 mm熱軋無縫鋼管制成。大管棚環(huán)向間距0.4 m，外插角1～3°[4]。在鋼花管的周壁鉆注漿孔，孔徑10～16 mm,孔縱向間距15～20 cm，呈梅花形布置，尾部留不小于150 cm的不鉆孔止?jié){段。注漿壓力一般為1.0～2.0 MPa，具體漿液配合比、注漿壓力應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體施工情況適當(dāng)調(diào)整。大管棚施作長度應(yīng)根據(jù)施工機(jī)具、地層巖性及導(dǎo)管安裝偏差等綜合確定。

2.5　隧道洞內(nèi)加固措施

隧道進(jìn)洞開挖方式采用三臺階預(yù)留核心土非爆破開挖，邊開挖邊支護(hù)，盡早成環(huán)[5]。同時(shí)根據(jù)?？邓淼勒吹牡刭|(zhì)情況和圍巖變形情況，為控制圍巖大變形，施工過程中根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、地質(zhì)變化及圍巖監(jiān)控量測等情況進(jìn)行支護(hù)參數(shù)調(diào)整。著重對洞身拱架安設(shè)部位、拱架規(guī)格及間距進(jìn)行加強(qiáng)，拱腳鎖腳錨管數(shù)量、長度增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)物尺寸加強(qiáng)。具體加強(qiáng)為設(shè)計(jì)拱墻型鋼鋼架調(diào)整為全環(huán)型鋼鋼架，拱架規(guī)格提高，間距加密，拱架間縱向螺紋鋼連接調(diào)整為型鋼鋼架連接，交叉口段應(yīng)力集中部位設(shè)置雙層型鋼拱架；每處拱腳鎖腳數(shù)量加倍、長度增加；隧底增設(shè)鋼筋混凝土仰拱，交叉口襯砌厚度加厚。

2.6　監(jiān)控量測

監(jiān)控量測是指導(dǎo)施工和確保安全的重要手段。通過施工中大量的量測收集數(shù)據(jù)，及時(shí)預(yù)測變形的發(fā)展趨勢，預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，以指導(dǎo)安全施工。監(jiān)控量測的項(xiàng)目有以下幾項(xiàng)：一是隧道進(jìn)洞前在正洞上方每間隔5 m布設(shè)了6排5列地表沉降觀測點(diǎn)。二是洞內(nèi)施工過程中在洞身拱頂及邊墻部位布設(shè)了沉降、收斂監(jiān)控量測點(diǎn)，沿隧道走向每間隔5 m布設(shè)一組。三是襯砌澆筑完成后對隧道二次襯砌進(jìn)行了拱頂沉降和邊墻收斂監(jiān)測，沿隧道走向每間隔5 m布設(shè)一組。四是隧道開挖、爆破以及襯砌澆筑完成全過程對抗滑樁級巖堆體進(jìn)行了監(jiān)控量測。

3　結(jié)語

實(shí)踐證明，經(jīng)過對?？邓淼莱隹诙蔚目够瑯?、地表注漿加固、超前管棚成型、臺階法預(yù)留核心土開挖和洞內(nèi)拱部超前注漿小導(dǎo)管及鎖腳小導(dǎo)管注漿等技術(shù)，并且注意加強(qiáng)超前支護(hù)，堅(jiān)持短進(jìn)尺、非爆破開挖、強(qiáng)支護(hù)、盡早閉合成環(huán)，加大監(jiān)控量測的密度,實(shí)現(xiàn)了安全進(jìn)洞，保證了施工安全，確保了工期，同時(shí)也節(jié)約了項(xiàng)目開支。

[1]韓劍.小康高速公路隧道進(jìn)洞技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué)，2009：87.

[2]張向東，李慶文，李桂秀，等.淺埋松軟地層管棚注漿施工引起地表沉降分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2013（S2）：4 091-4 097.

[3]孟亞凡.武隆隧道進(jìn)口段淺埋軟弱圍巖的處理技術(shù)[J].西部探礦工程，2003（1）：99-101.

[4]高懷鵬，毛海東.長管棚預(yù)注漿超前支護(hù)技術(shù)在淺埋偏壓大跨隧道洞口施工中的應(yīng)用[J].公路，2005（10）：214-217.

[5]劉會(huì).偏壓淺埋隧道洞口施工技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2008（4）：44-47.