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1、滑坡体中隧道进洞施工工法中铁二局第五工程有限公司曾孝洋 蒲安国 代云宽1前言滑坡体中隧道进洞施工工法以王家坪隧道出口滑坡段为载体，采用洞口地表及仰拱注 浆，洞内增设临时仰拱、加强初期支护和超前支护的施工方法实现了安全快速进洞，为类 似工程施工提供了可借鉴的经验。2工法特点本工法主要采取加强洞内支护的施工原则，以“管超前、严注浆、短进尺、少扰动、 强支护、早封闭、勤量测”为指导思想进行施工。1）施工方法比较简单，施工难度低，不需要大型机械设备。2）施工进度快，洞口滑坡段治理时间短，缩短了后续进洞施工工期。3）加强超前支护和初期支护措施，易保证施工质量，确保了隧道施工安全。3适用范围本工法适用于穿
2、越滑坡堆积体地段的浅埋隧道工程，地质差、软弱围岩、土层富含水、 土地利用率低的环境下。4工艺原理本施工方法采用加强超前支护稳固围岩后，再加强洞内支护，增设临时仰拱及时封闭 初支成环的方法，减少因局部支撑强度不够造成拱顶沉陷和周边位移，增加结构整体受力的结构原理；采用洞口回填土方反压，对滑坡体进行一定的抵制以减小滑坡体对隧道洞身 的推力的基本原理5施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程施工准备洞口段边仰坡刷坡及支护一、*图5.1施工工艺流程示意图5.2基本工艺过程及操作要点洞口段滑移区地表深孔预首先根据施工图纸准确进行测量放线及确定施仰坡开挖范围，然后根据工程量大小确定挖掘机和运输车数量，提
3、前做好边仰坡开!准备。对洞口段滑移区边仰坡洞行刷坡，尽量增大护及初率开挖边仰坡尽量要平顺成 形好，不损坏开挖范围外地表。二次衬砌施工挖掘机开挖一级并修整平顺后，即支护一级。支护采用锚、网、喷支护，根据现场实际情况增设钢管作为泄水管。在喷射混凝土施工过程中适当调整外加剂的添加量，以加快喷 射混凝土凝固速度，减少回弹量。523洞口段滑移区地表深孔预注浆由于滑坡体较为松散，地质软弱，且堆积体富含水，洞口段初期支护极容易发生沉降， 导致初期支护侵限。另外，地质土层过于松散，极易诱发滑坡体失稳，将对隧道洞身区域 施以很大的推力，故应对洞口段开裂区域山体进行注浆加固，注浆方法为深孔地表注浆。 注浆钢管可采
4、用 89108mm无缝钢管，注浆钢管间距为 200cmx 200cm呈梅花形布置， 横向布置范围为洞身两侧10m15r范围，隧道两侧钢管穿过滑动面嵌入基岩不小于2.0m图5.2地表深孔注浆加固示意图524洞口管棚及明洞施工1、洞口管棚施工1） 施做管棚导向拱，预埋管棚导向管，导向管安装角度可适当放大12。，为管棚施 钻做好准备。2）洞口超前大管棚钻进。钻孔顺序为从拱顶向两侧进行施工，成孔后经清孔验孔合格 后立即进行顶管施工。钻孔过程中要始终注意钻杆角度的变化，并保证钻机不移位。3 ）管棚注浆。根据实际情况可选择以下两种方式：边装管边注浆；先安装完毕管 棚后再依次从拱脚向拱顶注浆。如遇串浆或跑浆
5、，则可间隔一孔或数孔灌注。2、明洞施工1）基础处理。明洞基础位于松散的坡积体上，地基承载力较低，视基底松散土体厚度 情况，选择基底换填或注浆加固基底。2）明洞衬砌。从洞内向洞外方向进行，明洞混凝土分为两部分施工，先施工明洞仰拱 及填充、边墙基础钢筋混凝土及洞门基础；混凝土达到规定强度后，即整体模筑施工上部 拱墙及拱圈混凝土。5.2.5明洞回填施工明洞衬砌混凝土达到设计强度后，便进行两侧及洞顶回填施工。回填施工前必须做好明洞防排水施工，两侧应对称进行回填，先由人工夯实回填至拱顶以上im方可采用机械回填。526暗洞施工1、洞身开挖1） 视围岩实际情况选择采用交叉中隔壁法（CRD法）、隔壁法（CD法
6、）或环形开挖预 留核心土法开挖。每次开挖进尺尽量控制在 0.50.75m，并尽量采用挖掘机开挖。开挖过 程中根据围岩稳定情况在上部初支设置临时仰拱，以尽早使支护封闭成环。2）洞口段地质松软，为滑坡堆积体，施工中极容易发生变形沉降，故预留沉降变形量应在在原设计放大的基础上适当放大1015cm （施工中根据监控量测反馈信息进行动态调整）。在每次开挖进尺结束后，视围岩稳定情况，可对掌子面采取喷混凝土进行封闭，防止 滑塌。施工过程中要加强地表、洞内支护等的监控量测，并及时反馈分析量测结果，根据 监控量测数据动态调整开挖方法。2、采用完善的超前支护体系1）为减小隧道初期支护荷载，防止隧道掌子面发生坍塌和
7、涌砂突泥等现象的发生，应 沿着隧道开挖轮廓施做斜向的超前小导管进行注浆加固和起到堵水的作用。2）若经钻探揭示及现场调查发现地下水较丰富，为提高施工安全，应在掌子面处设置 注浆止水措施。在部分涌水量较大的段落应先进行适量的排放，待水流稳定后再进行注浆 封堵。施工期间根据地下水发育情况及时调整掌子面注浆方案，确保施工安全。图5.3掌子面预注浆立面示意图图5.4掌子面预注浆剖面示意图注：图中尺寸除直径以毫米计外，其余均以厘米为单位。3 、根据围岩实际情况加强支护隧道在洞口滑坡体段所承受的荷载很大，并且其荷载在开挖后初期即已形成，随着时间的推移该荷载还将继续加大，所以需根据围岩实际情况增强支护强度和刚
8、度。1）初期支护滑坡体段隧道初支钢架采用l20al22b工字钢，间距4060cm系统锚杆采用注浆导 管，若土体含水率较高，注浆浆液采用水泥一水玻璃双液浆；喷射混凝土强度和厚度均应 适当提高。为防止隧道变形过大侵入二次衬砌，隧道开挖预留变形量应适当比设计加大 ioi5cm在施工过程中结合现场监控量测情况进行动态调整。图5.5 滑坡段隧道洞身支护结构示意图注：本图数字单位除特殊说明或已标注外，其余均以厘米为单位。2）二次衬砌由于隧道所承受的压力巨大，二次衬砌应采用不低于50cm厚的钢架混凝土结构，为增 强结构的强度，混凝土标号不低于 C25二次衬砌环向主筋不小于 22,内外双层布置。5.2.7二次
9、衬砌施工因洞口段处于滑坡体内，将在施工中承受巨大压力，应尽快施工仰拱及二衬，二衬与掌子面间距控制在5060m内，以尽早封闭成环，改善结构受力，提高洞体结构承载力。6材料与设备本方法施工简易，机械使用较少，使用材料和机械设备为隧道施工常用，主要材料和设 备见表6-1表6-1施工材料与设备配备表序号材料名称规格型号序号设备名称型号数量性能1喷射混凝土C251挖掘机PC2002台良好2锁脚锚杆22螺纹钢，L-3.5m2装载机ZL50C2台良好3钢筋网6盘条，网格20 X2 0cm3空压机VY206台良好4混凝土C25防水混凝土4自卸汽车东风15 t4辆良好5钢架120a型钢5喷浆机TK9614台良好
10、6钢板d-14mm6钻机12台良好7系统锚杆2 5X 5mm L-3.5m7型钢冷弯机GZ- 22 型1套良好8 42X 4mm L-3.5m8潜孔钻机yMK-74台良好9注浆钢管 89X 5mm L-20m9注浆机2TGZ60/2102套良好10水泥P.0 4257质量控制本工法在质量上，遵照国家和部颁有关隧道施工、质量验收规范，依据公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-2004验收文件进行验收，依据公路隧道施工技术规范JTGF60-2009进行技术指导，现场安排隧道工程师和质检工程师现场指导施工，重点检查注浆效果、初期支护拱架安装质量、超前支护质量等，检查操作成果。8安全控制除遵守国家
11、及部颁有关隧道施工安全操作规程外，还应特别注意以下几点：1）设专人对滑坡地段地表进行地面观察，采取定量观测和定性分析相结合，发现地表 裂缝或变形异常立即停止开挖，采取可靠措施处理后方可继续开挖。2） 施工中安排有经验管理能力强的安全和管理人员进行现场管理，做到技术指导合理 到位，能根据实际情况合理安排工序，调整施工方法，同时密切关注洞身支护和掌子面的 稳定情况。3）在恶劣天气条件下，如下暴雨、涨洪水等，停止施工，撤出人员和机械设备。4）做好监控量测工作，在隧道进洞阶段，加大监测力度，提高监测频率。尤其是对滑 坡体地表进行位移监测，掌握施工期间滑坡的动态信息，指导施工，保证施工人员安全， 同时也
12、为今后安全运营提供数据保证。5）注浆、喷射混凝土工人作业时，必须佩戴防护眼镜，以防高压喷射造成人身伤害。9环保措施在环境保护方面，尽量减少植被破坏，废弃的砂、石、土必须运至指定的弃碴土场堆 放，做好挡护和绿化。工程完工后，对弃土场及施工便道等，按照当地水土保持主管部门 的要求进行复耕或绿化，同时修建好排水系统，防止水土流失。10效益分析以王家坪隧道为例，设计提供了两种安全进洞方案：一种是在洞口设置抗滑桩+增强洞 内支护，另外一种是洞口滑移区地表及仰拱注浆 +增强洞内支护是即本工法。王家坪隧道采 用本工法实现了隧道从滑坡体中安全进洞。该工法施工方法简单，易保证安全质量，保证 了隧道总体工期，节约
13、了工程造价。目前隧道洞口及地表经监控量测数据反馈处于稳定状 态，很好地保证了安全。从下表 10-1效益分析可见洞口滑移区地表及仰拱注浆 +增强洞内 支护（本工法）具有较好的效益性。表10效益分析表项目地表及仰拱注浆+增强洞内支护设置抗滑桩+增强洞内支护工程造价地表及仰拱注浆造价约232万元。抗滑桩工程造价约503.5万元。施工设备潜孔钻机4台，双浆液注浆机1台， 普通咼压注浆机1台，投入约需10.8 万元。提升机6台，直螺纹车丝机1台投入 约需3.5万元。施工便道及加工场地不需要修筑专门便道及加工场，约 需1万元内。需要修筑专门施工便道和材料加工 场，约10万元。弃渣无弃渣约3488m3工期6
14、0天150天安全质量易保证施工安全和质量人工挖桩施工安全威胁大11应用实例王家坪隧道从一古滑坡前缘进洞，隧道走向近似与滑坡主滑方向平行，隧道左右线分 别约有95m的洞身纵穿滑坡体。因此，隧道建设必然破坏该滑坡体的平衡，弓I起滑体位移, 对滑坡稳定性造成不利影响，危及隧道施工及后期运营安全，同时对滑坡体上当地村民生 命财产安全也造成隐患。王家坪隧道采用本方法实现了安全快速进洞，洞口段施工仅用了 60天时间。施工过程中未发生任何安全事故，施工质量及工期得到了保证，并且多次得到重庆市交委、业主及监理等的好评。施工照片1王家坪隧道出口进洞安全的滑坡全貌图2王家坪隧道洞口边仰坡开挖3导向拱施工4管棚施工5王家坪隧道洞口段采用挖掘机开挖6钢拱架安设7超前小导管施工8防水板施工9二次衬砌施工10明洞施工11施工后的明洞12隧道洞口
