馬鞍山隧道出口段偏壓處理措施

彭雪峰

(四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司， 四川成都 610041)

?

馬鞍山隧道出口段偏壓處理措施

彭雪峰

(四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司， 四川成都 610041)

偏壓隧道在施工時(shí)易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)大變形甚至塌方事故，文章針對(duì)馬鞍山隧道出口段的施工，提出了避免大刷大挖，體現(xiàn)“零開(kāi)挖”的理念，采用“明洞暗挖”的方法，然后回填土方，進(jìn)行壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)反壓護(hù)拱的施工，最后進(jìn)行小導(dǎo)管注漿處理，收到了較好的施工效果。

偏壓隧道施工；回填壓實(shí)；小導(dǎo)管注漿

隨著交通事業(yè)的發(fā)展，隧道工程在公路中占的比例越來(lái)越高。有些隧道因?yàn)榈匦螚l件限制，必須在偏壓狀態(tài)下進(jìn)行施工。而當(dāng)施工隧道處于偏壓狀態(tài)時(shí)會(huì)因偏壓一側(cè)壓力大導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形，噴射混凝土開(kāi)裂掉塊，嚴(yán)重的會(huì)因圍巖不穩(wěn)定而發(fā)生塌方事故，運(yùn)營(yíng)隧道會(huì)因偏壓影響導(dǎo)致隧道襯砌結(jié)構(gòu)開(kāi)裂漏水，所以為了保障施工和運(yùn)營(yíng)的安全必須對(duì)偏壓進(jìn)行處理。

1　工程概況

1.1工程設(shè)計(jì)概況

馬鞍山隧道位于宜賓～敘永高速公路，為左右分離式雙行車隧道，隧道凈寬10.25 m，凈高5.0 m。

1.2地質(zhì)概況

隧道出口段位于斜坡中下部，斜坡坡向約為45°～80°，坡度呈上陡中部緩下陡(即陡緩相間)的特征，斜坡坡向與出口洞軸線一致，其傾向與巖層傾向呈大角度相交，即為反向坡，坡度約30°～40°，頂部為一寬緩平臺(tái)，大部分地段基巖裸露或者淺埋，總體上地勢(shì)呈上部緩下部稍陡的特點(diǎn)，出口寬緩平臺(tái)處多分布有居民點(diǎn)，進(jìn)出口附近及洞身斜坡部位植被發(fā)育，覆蓋層薄，基巖裸露，基巖以砂巖夾泥巖為主，強(qiáng)風(fēng)化厚度2.0～6.3 m之間，巖層產(chǎn)狀較陡，自然狀態(tài)下山體整體穩(wěn)定性好，未見(jiàn)有滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，斜坡穩(wěn)定性好。由于斜坡受結(jié)構(gòu)面切割和層面控制的影響，出洞口開(kāi)挖塹、仰坡存在局部塊體變形、失穩(wěn)可能。由于塹坡覆蓋第四系坡殘積粉質(zhì)黏土、含碎石粉質(zhì)黏土等，土體松軟，穩(wěn)定性差，開(kāi)挖后存在向臨空面滑塌的可能。

2　處理措施

2.1常用處理方法

洞口段地形為淺埋偏壓地形，目前工程施工中對(duì)于洞口段偏壓常采用以下方法進(jìn)行處理：

(1)削坡排水法。該方法通過(guò)削減偏壓側(cè)邊坡土體以減輕下滑力，降低了邊坡偏壓對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響。但是該方法會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成一定的影響，在受結(jié)構(gòu)面切割和層面控制的區(qū)域，使用該法會(huì)引發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

(2)支擋措施。在坡體具有潛在滑動(dòng)可能時(shí)，可以采用抗滑擋墻、抗滑樁、鋼管樁等支擋構(gòu)造物，對(duì)偏壓坡體進(jìn)行支擋處理，降低偏壓作用。但是該法成本較高，且影響隧道施工。

(3)減載與反壓措施。該方法通常同時(shí)采用施作明洞和反壓回填。施作明洞可以抵抗偏壓邊坡的下滑力，而且不會(huì)影響施工進(jìn)度。反壓回填能夠有效改變偏壓形態(tài)，提高隧道穩(wěn)定性，該法也是目前使用較為廣泛的方法。

(4)地表注漿法。該方法可以對(duì)松散破碎的地層進(jìn)行加固，提高地層的穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)分析，左線洞口地質(zhì)嚴(yán)重偏壓，在施工時(shí)應(yīng)避免大刷大挖，體現(xiàn)“零開(kāi)挖”的理念，采用“明洞暗挖”的方法，然后回填土方，進(jìn)行壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)反壓護(hù)拱的施工，最后進(jìn)行注漿處理。

2.2本工程具體措施如下

(1)為了減小開(kāi)挖范圍，隧道外設(shè)置2 m明洞，同時(shí)采用環(huán)框式洞門。洞口土石方開(kāi)挖前，先清除邊仰坡上的浮土、危石，及時(shí)進(jìn)行分層進(jìn)行邊坡、仰坡臨時(shí)防護(hù)，明暗交界處采用錨噴掛網(wǎng)處理并增設(shè)錨桿的方式進(jìn)行支護(hù)，邊坡應(yīng)盡快進(jìn)行植草綠化，以穩(wěn)固邊坡穩(wěn)定，防止雨水的沖刷而造成的邊仰坡垮塌或塌方。

(2)對(duì)偏壓段(ZK61+325～ZK61+355)右側(cè)山溝進(jìn)行回填，對(duì)洞身穿越的順層山坡進(jìn)行反壓，邊回填邊分層碾壓密實(shí)，回填高度應(yīng)與地表原地面平齊，并應(yīng)保證回填土與原狀土能夠構(gòu)成一個(gè)整體，以減少隧道偏壓對(duì)山體的拉裂。回填土坡度為11 %；回填土表面依次鋪設(shè)50 cm厚黏土隔水層和50 cm厚腐殖土，并植草。同時(shí)沿回填土邊界設(shè)置M7.5漿砌片石截水溝，截排回填土區(qū)域流水，形成暢通的洞口排水系統(tǒng)，盡量將地表水、邊仰坡積水引離洞口。如圖1所示。

圖1　馬鞍山隧道出口段回填示意

(3)對(duì)洞身穿越的回填土區(qū)域進(jìn)行地表注漿加固處理，采用φ42注漿小導(dǎo)管，間距1.2 m×1.2 m，呈梅花型布置，注漿材料為水泥漿。在施工時(shí)應(yīng)先進(jìn)行最外側(cè)帷幕孔的注漿，然后進(jìn)行內(nèi)部孔的注漿，帷幕孔漿液應(yīng)摻加水泥漿重量的2 %～3 %的速凝劑，使孔內(nèi)注漿液盡快凝固，以形成帷幕防止?jié){液流失?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整帷幕孔的間距和漿液配比，以防止?jié){液漏失。如果出現(xiàn)漏漿嚴(yán)重的現(xiàn)象，應(yīng)采用水泥水玻璃雙液注漿。注漿過(guò)程如圖2、圖3所示。

圖2　馬鞍山隧道出口段注漿示意

(4)在結(jié)構(gòu)方面，加強(qiáng)超前支護(hù)及初期支護(hù)措施。通過(guò)設(shè)置不等厚度襯砌(二襯由拱頂至拱腰逐漸加厚20 cm)來(lái)改善隧道力學(xué)性能，并采用40 m管棚進(jìn)行超前支護(hù)。

圖3　馬鞍山隧道出口段注漿實(shí)況

(5)在施工時(shí)采用上下臺(tái)階環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土法施工以加強(qiáng)掌子面的自穩(wěn)能力。

(6)施工時(shí)應(yīng)按規(guī)范要求加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)了解和掌握隧道圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況，確保隧道施工的安全，避免出現(xiàn)施工事故。

3　結(jié)束語(yǔ)

在隧道施工后監(jiān)測(cè)了洞周收斂，如圖4所示?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)也表明洞周收斂情況較好，在施工21 d后基本達(dá)到了穩(wěn)定。

圖4　洞周收斂圖

通過(guò)采取上述措施，隧道在施工過(guò)程中未出現(xiàn)襯砌開(kāi)裂、塌方、大變形等問(wèn)題，說(shuō)明上述措施起到了較好的效果。

彭雪峰(1982～)，男，本科，道橋工程師，從事公路、橋梁、隧道施工技術(shù)工作。

U455.49

B

[定稿日期]2016-01-14