摘 ?要：蓮花山隧道進(jìn)口邊仰坡較陡且偏壓，坡面低層為松散堆積土，地質(zhì)條件復(fù)雜，開挖洞口施工中如遇雨水容易發(fā)生溜塌，施工運營存在安全隱患，隧道基礎(chǔ)下部為灰?guī)r及巖溶;通過錨桿注漿加固，錨索框架措施進(jìn)行固結(jié)加固，采用明洞反壓回填及雙排抗滑樁加固措施消除偏壓影響同時采用雙側(cè)壁進(jìn)洞工藝保證了進(jìn)洞安全;通過對明洞進(jìn)行延長、基底采用樁基加固措施、邊仰坡采用張口式簾式防護(hù)網(wǎng)措施，保證了運營安全。

關(guān)鍵詞：偏壓;殘積土;巖溶;反壓回填;抗滑樁;錨桿注漿

中圖分類號：U452 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：2096-6903（2021）03-0000-00

0引言

南龍鐵路位于福建省中北部的南平、三明市和龍巖市境內(nèi)，新建正線長度246.546km（右線繞行2處7.786km）。蓮花山隧道位于三明三元區(qū)境內(nèi)，隧道全長2927m，隧道進(jìn)出口有簡易土路通往附近的村莊，交通較不便利[1]。

1工程概況

蓮花山隧道位于三明市三元區(qū)和梅列區(qū)境內(nèi)，原設(shè)計起訖里程為DK87+238～DK90+165，全長2927m，設(shè)計為雙線隧道，設(shè)計時速為200km/h。隧道進(jìn)口至洞身DK88+050段設(shè)計坡度為3.8‰的上坡，洞身DK88+050至出口段設(shè)計坡度為3‰的下坡。隧道最大埋深273m，該隧道所處發(fā)育3條斷層帶，1處為節(jié)理較密集帶，斷層帶內(nèi)圍巖膠結(jié)比較差，導(dǎo)水性及富水性好，極易引起涌水、涌泥等地質(zhì)災(zāi)害。

隧道進(jìn)出口進(jìn)洞均為Ⅴ級圍巖，開挖方法均為雙側(cè)壁導(dǎo)坑發(fā);進(jìn)口洞門采用單壓式洞門[2]。

2施工方案

2.1總體加固措施

蓮花山隧道進(jìn)口仰坡防護(hù)原設(shè)計為對DK87+248～+259段進(jìn)行地表砂漿錨桿加固，以改善圍巖物理力學(xué)性能。加固寬度為隧道中線左右兩側(cè)外15m。洞口左側(cè)邊坡設(shè)置3根錨固樁，低山側(cè)采用反壓回填采用反壓回填提前進(jìn)洞，右側(cè)邊坡設(shè)置2根錨固樁，樁長均為24 m，錨固樁截面2.25 m×2.5 m。

根據(jù)調(diào)查，洞口上方邊坡風(fēng)化嚴(yán)重，圍巖破碎，極不穩(wěn)定，對邊坡進(jìn)行噴錨網(wǎng)支護(hù)后，仍有遛塌現(xiàn)象，根據(jù)實際情況，此處變更增加邊坡防護(hù)，主要措施如下：

（1）DK87+233～+260段洞口高山側(cè)截水天溝范圍內(nèi)的陡坎采用框架錨索進(jìn)行防護(hù)，錨索孔徑130mm，錨索采用3根公稱直徑15.24mm鋼絞線制作，孔內(nèi)灌注M40水泥砂漿，錨索張拉力為150KN。

（2）DK87+233～+238段隧道中線左側(cè)7.5m～16.5m范圍、DK87+238～+260段隧道中線左右兩側(cè)各15m范圍，采用直徑50mm鋼花管對松散堆積體進(jìn)行注漿加固處理，加固深度為地表至強風(fēng)化巖石面以下不小于2m（隧道開挖范圍內(nèi)為地表至隧道開挖輪廓線），鋼花管間距1.5m×1.5m，梅花形布置，注漿漿液采用1：1水泥漿液，注漿前采用10cm厚C25網(wǎng)噴混凝土（鋼筋網(wǎng)，￠6，網(wǎng)格20cm×20cm）對地表松散體進(jìn)行封閉。

（3）隧道洞口左側(cè)邊坡設(shè)置3根錨固樁，低山側(cè)采用反壓回填提前進(jìn)洞，右側(cè)邊坡設(shè)置5根錨固樁。樁長為24m，錨固樁截面均為2.25m×2.5m，樁中心間距5.0m。

（4）隧道明洞段采用化學(xué)改良土回填（摻入3%水泥），采用小型機械夯填，層厚不得大于0.2m。

（5）為保證端墻穩(wěn)定，錨固樁與端墻采用^22鋼筋連接，共設(shè)置兩排，錨入端墻和錨固樁均不小于0.5m，間距0.3m。

（6）明洞延長5m，采用筏板基礎(chǔ)，針對溶洞情況，筏板下采用7根鉆孔樁基礎(chǔ)加固，Ф1.25m間距4.6m梅花型布置，樁長21m，穿過巖溶區(qū)，進(jìn)入基巖;DK87+233.24～+264段隧道仰拱下采用Ф50鋼花管對仰拱下巖溶進(jìn)行注漿加固處理，加固深度至弱風(fēng)化灰?guī)r面以下不小于1m，鋼管縱向間距1.5m，鋼管孔口橫向間距為0.675m，孔底橫向間距為3m;注漿漿液采用1：1水泥漿液;注漿壓力2～3MPa（可根據(jù)現(xiàn)場注漿試驗確定，注漿壓力應(yīng)能確保注漿加固效果），巖溶填充物填充系數(shù)按5%考慮。

（7）結(jié)合地形情況，樁頂及墻頂設(shè)張口式簾式攔石網(wǎng)，坡面設(shè)置張口型簾式防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)等級為3000kJ。結(jié)構(gòu)配置：鋼柱+支撐繩+拉錨+減壓環(huán)+環(huán)形網(wǎng)+雙絞六邊形網(wǎng)，具體防護(hù)位置見橫斷面設(shè)計圖。陡壁上部有危石來源區(qū)采用張口型簾式網(wǎng)防護(hù)，簾式網(wǎng)坡腳順接原設(shè)計樁板式攔石墻[4]。

2.2施工現(xiàn)場準(zhǔn)備

（1）組織復(fù)測地形，土體、水體采樣檢測;征拆、修建便道、場地規(guī)劃整理等;

（2）布設(shè)洞頂沉降觀測基點。

（3）人員進(jìn)場培訓(xùn)，針對風(fēng)險源、質(zhì)量通病、工序要求做針對性性培訓(xùn)。

（4）材料進(jìn)場驗收，設(shè)備進(jìn)場檢查調(diào)試。

2.3施工工序

隧道開挖進(jìn)洞施工工序：截水天溝施工→地表注漿加固處理→洞口陡坎范圍內(nèi)的框架錨索施工→錨固樁施工（含橋臺防護(hù)錨固樁）→護(hù)拱施工→導(dǎo)向墻及管棚施工→洞口明洞及洞門施工（含回填）→反壓回填施工→暗洞施工→簾式防護(hù)網(wǎng)施工。

3坡積土固結(jié)及鎖定

3.1坡面整理及設(shè)置封閉層

清理坡面植被，施工截水天溝，整個坡面分為四個臺階，采用C25砼封閉（采用噴射砼）并增設(shè)錨桿固定，防止注漿時地表隆起。

噴射作業(yè)應(yīng)分段、分片由下而上順序進(jìn)行，每段長度不宜超過5m～8m，噴射混凝土終凝2h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)。

錨桿施工：鋼筋網(wǎng)掛設(shè)時，應(yīng)與地面有3～5cm的距離，鋼筋網(wǎng)焊接于錨桿上;鉆孔時孔要與坡面大致垂直，孔內(nèi)砂漿要飽滿

3.2 地表注漿固結(jié)坡積土

采用傳統(tǒng)注漿固結(jié)技術(shù)，對坡積土土體進(jìn)行改良，提高其力學(xué)性能，為下一步錨桿框架工藝對土體鎖定提供條件

施工操作要領(lǐng)

（1）在配置漿液時，根據(jù)吸漿量調(diào)整漿液濃度。

（2）注漿順序用從周邊向中間經(jīng)行。

（3）根據(jù)坡積土較松散，孔隙率較大，吸漿量較大的特點，采用分段后退式注漿。

（4）注漿過程中要對泵壓及泵量變化進(jìn)行記錄，根據(jù)注漿標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行終孔。

（5）壓漿施工中出現(xiàn)周邊地表冒漿、孔內(nèi)漏漿及灌漿因故中斷等現(xiàn)象，根據(jù)具體情況采用間歇注漿、調(diào)整漿液濃度、摻加粉煤灰等技術(shù)措施進(jìn)行處理，必要時從新鉆孔注漿。

4 錨索框架施工鎖定坡積土

地表注漿完畢后，將設(shè)計錨桿框架加固范圍邊坡開挖至設(shè)計坡度，施做預(yù)應(yīng)力錨索。

錨索框架梁格可以用于改變邊坡滑坡狀態(tài)，這種物理結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的被動力傳導(dǎo)模式，可以利用框架梁格結(jié)構(gòu)實現(xiàn)邊坡由于不均勻受力或者高差受力帶來的壓力轉(zhuǎn)移，也就是將邊坡外推動力傳導(dǎo)到滑坡穩(wěn)定圍巖部分，通過力的傳導(dǎo)來降低邊坡變形坍塌的風(fēng)險。

進(jìn)行錨頭布局時，需要選擇合適的布局點。一般來說，可以將錨頭布局在框架梁格橫梁及縱梁的交叉點上。一般錨頭布局可以遵循以下原則：（1）框架梁錨索間距3m×3m，縱梁厚度d=0.5m，寬度0.6m，橫梁尺寸0.4×0.4m，交叉點設(shè)置0.3×0.3m連接角，上下設(shè)置鑲邊。（2）縱梁及橫梁采用C30鋼筋混凝土，縱梁上下設(shè)置M7.5漿砌片石平臺，每隔5d設(shè)置坡面吊鉤一條，上面連接坡頂鑲邊，下部連接平臺截水溝。

進(jìn)行鉆孔施工時，需要確保鉆頭鉆進(jìn)過程中不會引發(fā)二次滑坡現(xiàn)象。水沖鉆鉆進(jìn)時沖擊力會變化不連續(xù)，容易出現(xiàn)突變現(xiàn)象，同時沖擊力一般較大，往往會造成不穩(wěn)定邊坡出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，最終影響到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。風(fēng)動能鉆頭沖擊力較小且連續(xù)變化，因此經(jīng)常被用于不穩(wěn)定邊坡鉆孔施工過程中，采用風(fēng)動能鉆頭鉆孔時，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件和巖土黏結(jié)參數(shù)確定鉆頭沖擊力。同時，需要依據(jù)坡積土破碎特點，避免施工過程出現(xiàn)塌孔卡鉆，必要時在特殊施工工序段采用套管跟進(jìn)鉆孔措施。

錨索安設(shè)及注漿加固可以參照下圖的流程進(jìn)行。

進(jìn)行錨索張拉時必須要控制好張拉力的大小，一般需要對張拉力進(jìn)行現(xiàn)場測量并根據(jù)實測值與理論值進(jìn)行比對，盡量將張拉力控制在理論值額定范圍內(nèi)。可以分多次進(jìn)行張拉，經(jīng)常分為兩次進(jìn)行張拉：第一次張拉時將張拉力控制在額定張拉力的70%范圍內(nèi)，然后待框架梁砼凝固到額定強度后進(jìn)行張拉力的持續(xù)增加，一直增加到額定值為止。

4.1明洞延長及反壓回填

4.1.1 明洞澆筑及銜接

明洞接長14.76m，洞口里程調(diào)整至DK86+223.24，其中DK86+223.24～+233.24段采用門型框架結(jié)構(gòu)，下部采用筏板基礎(chǔ)，采用滿堂支架方案進(jìn)行澆筑;DK86+233.24～+238段明洞按照隧道襯砌結(jié)構(gòu)土施工，采用襯砌臺車澆筑。兩種明洞架構(gòu)采用封堵墻澆筑成整體，墻內(nèi)鋼筋應(yīng)與明洞內(nèi)鋼筋焊接成整體，并與明洞同時澆筑成型。

4.1.2 明洞下巖溶處理

（1）DK87+233.24～+238明洞段基礎(chǔ)采用7根Ф1.25m的鉆孔樁進(jìn)行加固處理，樁長21m（隧底補充勘探前現(xiàn)場已經(jīng)施工），采用鉆孔樁施工

（2）DK87+233.24～+264段隧道仰拱下采用Ф50鋼花管對仰拱下巖溶進(jìn)行注漿加固處理，加固深度至弱風(fēng)化灰?guī)r面以下不小于1m，鋼管縱向間距1.5m，鋼管孔口橫向間距為0.675m，孔底橫向間距為3m;注漿漿液采用1：1水泥漿液;注漿壓力2～3MPa（可根據(jù)現(xiàn)場注漿試驗確定，注漿壓力應(yīng)能確保注漿加固效果），巖溶填充物填充系數(shù)按5%考慮。

（3）DK87+223.24～+238段明洞外墻外9m范圍內(nèi)采用鋼花管注漿加固處理，加固深度至弱風(fēng)化灰?guī)r面以下不小于1m，鋼管間距1.5m*1.5m;注漿漿液采用1：1水泥漿液;注漿壓力2～3MPa（可根據(jù)現(xiàn)場注漿試驗確定，注漿壓力應(yīng)能確保注漿加固效果），巖溶填充物填充系數(shù)按5%考慮。

4.1.3反壓回填

DK87+223.24～+238段采用碎石土進(jìn)行反壓回填，回填坡面采用30cm厚M10漿砌片石進(jìn)行鋪砌，回填體坡腳設(shè)置C25混凝土坡腳擋墻，擋墻頂寬1m，擋墻基礎(chǔ)埋深不小于1.5m。

洞口明挖段需回填部分根據(jù)實際情況采改良土回填，土回填施工均勻?qū)ΨQ并分層夯實，其兩側(cè)回填土面高差不大于0.5m，小型機械夯實每層厚度不大于0.20m[5]。

4.2簾式防護(hù)網(wǎng)

洞口天溝外側(cè)、垂高45m至仰坡自然山體頂范圍坡面垂高約50m，坡率1：0.4～1：1，無防護(hù)，土夾石坡面土體極為松散，仰坡面高陡，危石主要集中在山坡的中部和右側(cè)，長期受雨水沖刷易發(fā)生溜坍，危及行車安全，經(jīng)研究決定結(jié)合樁頂?shù)匦吻闆r及墻頂設(shè)增設(shè)張口式簾式攔石網(wǎng)防護(hù)。

張口式簾式攔石網(wǎng)施工方法：

（1）系統(tǒng)被動防護(hù)部分布置宜沿等高線走向，以能最大程度攔截滾石為原則;

（2）鋼柱基座放線時，相鄰鋼柱基座間高度差宜控制在0.5m內(nèi);鋼柱安裝遇巖質(zhì)地基時采用鉆鑿地腳螺栓錨孔安裝基座，遇土質(zhì)地基時需開挖基坑并澆筑混凝土再安裝基座，基礎(chǔ)采用C20混凝土，鋼柱砼基礎(chǔ)地腳螺栓錨桿孔徑不小于φ45，基礎(chǔ)頂面用薄層C20細(xì)石砼抹平;鋼絲繩錨桿孔徑φ50，錨桿深度不小于3m。

（3）安裝工序：錨桿及鋼柱基礎(chǔ)定位及安裝→安裝、調(diào)試鋼柱及拉錨繩→安裝、調(diào)試支撐繩→張掛及縫合攔截區(qū)環(huán)形網(wǎng)→張掛及縫合雙絞六邊形網(wǎng)→張掛及縫合覆蓋區(qū)環(huán)形網(wǎng)→安裝縱向鋼絲繩→安裝橫向固定鋼絲繩[6]。

4.3監(jiān)控量測

通過施工現(xiàn)場的監(jiān)控量測，判斷了邊坡及圍巖的穩(wěn)定性，支護(hù)、襯砌的可靠性，二次襯砌施工時間以及修改施工方法，調(diào)整了圍巖級別，為變更支護(hù)設(shè)計參數(shù)提供依據(jù)，確保了施工安全和質(zhì)量。

5結(jié)論

綜上所述，通過對蓮花山隧道進(jìn)口的殘坡積土、巖溶、偏壓式洞門處理施工，積累了寶貴的施工經(jīng)驗，根據(jù)專家論證意見及設(shè)計要求優(yōu)化了施工方案，解決了技術(shù)難題，保證了隧道順利進(jìn)洞開挖和建成后的安全運營。為今后同類施工提供了寶貴經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

[1]中鐵鐵路總公司.關(guān)于《南平至龍巖鐵路擴能工程設(shè)計安全評估報告》的函（鑒線函[2012]22號）[M].北京：中鐵鐵路總公司，2012.

[2]國家發(fā)改委.《關(guān)于福建省南平至龍巖鐵路擴能工程可行性研究報告的批復(fù)》（發(fā)改基礎(chǔ)[2013]306號）[M].北京：國家發(fā)改委，2013.

[3]中鐵鐵路總公司，福建省人民政府.《關(guān)于南平至龍巖鐵路擴能改造工程初步設(shè)計的批復(fù)》（鐵總辦函[2013]487號）[M].北京：中鐵鐵路總公司，2013.

[4]中鐵第四勘察設(shè)計院.南平至龍巖鐵路擴能工程修改初步設(shè)計文件、施工圖設(shè)計文件及變更設(shè)計文件[M].北京：中鐵第四勘察設(shè)計院，2014.

[5]中鐵鐵路總公司.《鐵路工程施工組織設(shè)計指南》（鐵建設(shè)[2009]226號）[M].北京：中鐵鐵路總公司，2009.

[6]南昌鐵路局.《營業(yè)線施工及安全管理辦法（鐵運【2012】280號文》[M].南昌：南昌鐵路局，2012.

收稿日期：2021-02-05

作者簡介：張強（1982—），男，河南信陽人，本科，工程師，研究方向：土木工程。

Abstract： The upward slope at the entrance of the Lianhuashan Tunnel is relatively steep and biased， and the lower layer of the slope is loose accumulation of soil. The geological conditions are complicated. During the construction of the excavation tunnel， it is easy to slip and collapse in case of rain. There are hidden safety hazards in the construction and operation. The lower part of the tunnel foundation is now gray. Rock and karst; reinforcement by bolt grouting， consolidation and reinforcement by anchor cable frame measures， open tunnel backfilling and double-row anti-slide pile reinforcement measures to eliminate the influence of bias， and double-wall tunneling technology to ensure tunnel entry Safety： The operation safety is ensured by extending the open tunnel， using pile foundation reinforcement measures for the base， and adopting open curtain protection nets for the side slope.

Keywords： Eccentric pressure; residual soil; karst; backfill with back pressure; anti-slide pile; bolt grouting