隧道洞口施工地表預(yù)加固技術(shù)及應(yīng)用

高 楊，史曉東

(1.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001；2.貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

?

隧道洞口施工地表預(yù)加固技術(shù)及應(yīng)用

高 楊1，史曉東2

(1.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001；2.貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

隧道洞口作為隧道施工的主要內(nèi)容，其本身涉及了很復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)和施工工藝，必須充分了解和掌握隧道施工的原則和地表預(yù)加固技術(shù)。因此，對(duì)隧道洞口的施工原則和地表預(yù)加固進(jìn)行分析，并以實(shí)際工程為例來(lái)探討地表預(yù)加固技術(shù)的應(yīng)用。

隧道洞口施工；地表預(yù)加固技術(shù)；應(yīng)用

1 隧道洞口施工的基本原則

要有效確保隧道洞口施工的順利進(jìn)行，施工原則一定要嚴(yán)格遵守。通常情況下，在未開挖隧道以前，其山坡大多趨向于穩(wěn)定狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候則需要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的施工原則進(jìn)行，即“早進(jìn)洞，晚出洞”，這種施工原則是目前最合理和科學(xué)的，同時(shí)，也要考慮到“自然進(jìn)洞”的施工原則來(lái)進(jìn)行，其主要是指在洞口原自然坡面的情況下，要提前進(jìn)洞，可以采取一些實(shí)用的輔助施工手段來(lái)進(jìn)行。比如：在施工過(guò)程中，要避免土體受到影響，保證穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)盡量減少或者避免破壞到原有地表植被。同時(shí)，在開挖洞口時(shí)，通過(guò)“從上往下”的施工方法來(lái)完成，其是為了避免周圍高邊坡對(duì)施工造成安全威脅。但是如果在施工環(huán)境較為復(fù)雜的情況下施工，其中所包括有，第一是周圍巖石不穩(wěn)定；第二是底層滑坡；第三是地質(zhì)條件復(fù)雜的時(shí)候，則需要在進(jìn)洞以前先進(jìn)行有效的治理，避免這些相關(guān)因素影響到施工進(jìn)度和施工安全。

2 隧道洞口施工地表預(yù)加固技術(shù)

2.1 地面錨桿

通常情況下，隧道洞口存在的危害都具有相應(yīng)的范圍，而在這個(gè)范圍內(nèi)設(shè)置地面錨桿，能夠讓它和其余土體形成一體，并對(duì)隧道巖土體的移動(dòng)起到有效的抑制作用。該方法在洞口預(yù)埋較淺時(shí)能夠具有很大的應(yīng)用效果，以及地面荷載因?yàn)椴粚?duì)稱而造成偏差時(shí)，其能解決幾種實(shí)際問(wèn)題，第一是避免滑動(dòng)；第二是避免出現(xiàn)邊、仰坡塌方。

2.2 聲波法注漿

物理形態(tài)的反應(yīng)是巖石中聲波的主要傳播特征，如果聲速在巖石內(nèi)部越高，巖石則會(huì)越加堅(jiān)硬和致密，這也能夠說(shuō)明該巖石性能比較良好。通過(guò)聲波法注漿，能夠填充巖體內(nèi)原本具有的一些空隙，使?jié){液在其中凝膠并固結(jié)，讓原本破碎的巖體在這個(gè)過(guò)程中逐漸形成一個(gè)整體。同時(shí)，基于大部分巖體周圍都會(huì)有氣體和地下水存在，而通過(guò)注漿以后，形成的水泥結(jié)石能夠有效的代替原本巖體裂隙中的水和其他相關(guān)充填物。這樣一來(lái)，便能夠有效提高巖石的密實(shí)度，保證洞口的有效加固。

2.3 高壓噴射

對(duì)于軟弱地層中含有較多水量的情況下，其比較適合地表高壓旋噴注漿法，該方法還能適合多種地層的應(yīng)用，第一是殘積層；第二是第四紀(jì)的沖積層等。如果在常規(guī)注漿時(shí)采用了黃土和砂粉糞土而影響堵水效果時(shí)，便能通過(guò)噴射注漿的方法來(lái)進(jìn)行堵水作用，其能夠具有很好的應(yīng)用效果。

3 地表預(yù)加固技術(shù)的應(yīng)用

在隧道工程的施工過(guò)程中，想要提高圍巖自身的承載力和自穩(wěn)時(shí)間，可以通過(guò)地表預(yù)加固技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其還能對(duì)巖土體物理力學(xué)性能的改善，起到相應(yīng)的實(shí)際作用，甚至初期支護(hù)受到的圍巖壓力，也能得到有效降低。同時(shí)，地表預(yù)加固技術(shù)還能長(zhǎng)期的穩(wěn)定隧道，對(duì)其整體穩(wěn)定性起到支撐作用，從而避免安全隱患存在。當(dāng)期，因?yàn)榈乇眍A(yù)加固技術(shù)自身多方面的優(yōu)勢(shì)，其在我國(guó)很多隧道工程中，乃至國(guó)外的隧道洞口施工中都得到了廣泛的應(yīng)用。比如：某個(gè)截流隧道在施工時(shí)，其在隧道洞口施工中以盾構(gòu)法為主進(jìn)行，但在掘進(jìn)中因?yàn)榇嬖谛孤秹毫Φ那闆r，從而引起了坍塌情況。針對(duì)上述情況，其采取了地表預(yù)加固技術(shù)的方式來(lái)解決該實(shí)際問(wèn)題。其中，在地面塌陷處進(jìn)行的施工是秘排加固，主要采用的是5.5 m的旋噴樁來(lái)進(jìn)行，而實(shí)際布置的方法需要根據(jù)不同的位置進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，其累積施做的旋噴樁長(zhǎng)度需要達(dá)到8.5萬(wàn)m，才能加固起到有效作用。

在我國(guó)某高速公路工程的施工中，存在有一個(gè)隧道，其全長(zhǎng)大約為220 m，其中，暗洞大約為200 m，明洞大約為20 m，而整個(gè)暗洞幾乎被地表注漿所覆蓋，并形成梅花狀的注漿孔。同時(shí)，我國(guó)北部某隧道，其全長(zhǎng)大約為4 350 m，出口位置為表土順基巖面滑坡，滑坡的長(zhǎng)度大約為88 m，寬度為35 m左右，厚度為3～6 m之間，主軸與線路方向的夾角為40°，出口洞頂剛好存在滑動(dòng)帶10 m左右，因此，隧道在開工之后，很容易發(fā)生順基巖面滑動(dòng)的情況。同時(shí)，洞口段屬于易風(fēng)化剝落的泥夾砂巖，一碰水還會(huì)被立即軟化。所以，想要避免洞口因?yàn)殚_挖而出現(xiàn)滑坡失穩(wěn)的情況，必須在開挖進(jìn)行以前采取合適的處理措施，利用高壓噴射注漿加固洞口滑坡的地表土層，將坍滑體有效固結(jié)，再利用高壓噴射注漿的方法使注漿齡期滿足實(shí)際需求，然后進(jìn)行隧道開挖?？偠灾覈?guó)隧道施工中已經(jīng)廣泛運(yùn)用到了地表預(yù)加固技術(shù)，而隧道施工中的地表注漿技術(shù)也愈加成熟，并獲得了大量的運(yùn)用和認(rèn)可，其能實(shí)現(xiàn)良好的施工效果，加上其在施工中不會(huì)影響或者污染到環(huán)境和地下水，其被業(yè)界成為綠色注漿材料。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所訴，在隧道工程的施工過(guò)程中，隧道洞口施工是其中的一個(gè)重要部分，能夠?qū)φ麄€(gè)施工的造成嚴(yán)重影響。因此，在進(jìn)行隧道洞口施工以前，由于其存在的崩塌和坡面滑動(dòng)等多種情況，會(huì)可能出現(xiàn)地表下沉。所以，必須采取相關(guān)的加固措施來(lái)穩(wěn)定隧道洞口。同時(shí)，充分的了解和掌握隧道洞口施工地表預(yù)加固技術(shù)，確保工程的順利開展，以免影響到施工的正常周期，并在保證隧道施工質(zhì)量的同時(shí)，推動(dòng)我國(guó)公路建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。

[1] 趙繼龍,李潤(rùn)梅.隧道洞口施工地表預(yù)加固技術(shù)及其應(yīng)用淺述[J].大科技,2015,(11):151-151,152.

[2] 何信.抗滑樁對(duì)偏壓隧道洞口穩(wěn)定性的影響分析[J].湖北理工學(xué)院學(xué)報(bào),2016,32(6):35-38.

[3] 張沖,張建國(guó).隧道洞口施工地表預(yù)加固技術(shù)探索[J].交通世界(建養(yǎng)機(jī)械),2014,(12):94-95.

2017-03-22

高楊(1991-)，男，貴州岑鞏人，助理工程師，研究方向：工程水文地質(zhì)、巖土體穩(wěn)定性及工程環(huán)境效益。

U457+3

C

1008-3383(2017)05-0150-01