聯(lián)合防護(hù)技術(shù)在偏壓淺埋隧道洞口加固中的應(yīng)用

陳志國(guó)

摘要：當(dāng)前國(guó)家精準(zhǔn)扶貧政策的進(jìn)一步優(yōu)化落實(shí)，尤其針對(duì)我國(guó)地理位置偏遠(yuǎn)，交通基礎(chǔ)建設(shè)薄弱地區(qū)，大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)，從而帶動(dòng)旅游資源開(kāi)發(fā)等經(jīng)濟(jì)惠民政策發(fā)展。水源村隧道工程為秀山縣境內(nèi)扶貧旅游通道工程的一部分。隧址區(qū)地質(zhì)復(fù)雜、存在淺埋、偏壓及軟弱圍巖等地質(zhì)危害，利用錨桿掛網(wǎng)錨噴、地表注漿及錨桿框架梁防護(hù)技術(shù)對(duì)隧道洞口洞頂進(jìn)行聯(lián)合加固，為安全進(jìn)洞施工及明洞施工提高了安全保證。

Abstract： In the current， as the national precision poverty alleviation policy is further optimized and implemented， especially for China's areas with remote geographical location and weak transportation infrastructure， it is necessary to vigorously develop infrastructure to drive the development of economic resources such as tourism resources. The Shuiyuan Village Tunnel Project is part of the poverty alleviation tourism corridor project in Xiushan County. The geology of the tunnel site is complex， there are geological hazards such as shallow burial， bias pressure and weak surrounding rock. The bolting and anchoring， surface grouting and bolt frame beam protection technology are used to jointly strengthen the tunnel hole roof for safety of safe tunnel starting construction and open-cut tunnel construction.

關(guān)鍵詞：精準(zhǔn)扶貧;旅游通道;淺埋偏壓;安全進(jìn)洞

Key words： precision poverty alleviation;tourism channel;shallow buried section with bias pressure;safe tunnel starting

中圖分類號(hào)：U455? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）35-0142-02

0? 引言

秀山縣乜敖社區(qū)至水源村農(nóng)村公路工程是連接秀山縣城與川河蓋景區(qū)重要旅游基礎(chǔ)設(shè)施，也是縣城至川河蓋到洪安旅游公路工程的重要組成部分。對(duì)于秀山縣扶貧政策落實(shí)起到重要基礎(chǔ)性作用。水源村隧道為本工程洞口地質(zhì)最復(fù)雜，進(jìn)洞最困難的隧道工程。水源村隧道位于秀山縣龍池鎮(zhèn)水源村，隧道為雙向行駛的單洞雙通淺埋短隧道。隧道凈寬10.0m，凈高5m。隧道起訖樁號(hào)為K11+420～K11+608，洞長(zhǎng)188m;設(shè)計(jì)路面標(biāo)高611.79（進(jìn)口）～607.8m（出口），進(jìn)、出口設(shè)計(jì)標(biāo)高高差3.99m;縱坡為單面坡，由小里程向大里程方向設(shè)計(jì)坡度為-2.7%的下坡，隧道小里程端洞口位于直線上，大里程端洞口位于曲線上，最大埋深約50m。兩端洞口形式均為端墻式。

1? 工程地質(zhì)概況

1.1 地形地貌

隧址區(qū)屬侵蝕低山地貌，縱向隧道橫向穿越小山丘，小山丘為構(gòu)造侵蝕低山地貌，切割深度約50m。區(qū)域地形整體北高南低，隧址區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)為里程K11+525山脊，海拔668m;最低點(diǎn)為隧道出口點(diǎn)，海拔618m，相對(duì)高差50m。

隧址區(qū)屬侵蝕低山地貌，發(fā)育縱向沖溝，切割深度60～100m，隧道橫向穿越一山脊。隧道進(jìn)口端位于山脊西側(cè)斜坡坡坡腳，進(jìn)洞左側(cè)為侵蝕沖溝堆積體、埋深14m，右側(cè)為山脊東側(cè)斜坡，進(jìn)洞左右側(cè)形成高67m高邊坡。

1.2 隧道水文地質(zhì)

隧址區(qū)內(nèi)未見(jiàn)井、泉出露。山體兩側(cè)發(fā)育的沖溝內(nèi)常年有水，為地下水沿沖溝線狀出露補(bǔ)給地表水。本次勘察對(duì)各施工鉆孔進(jìn)行簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)，施工鉆孔在勘察深度范圍內(nèi)無(wú)地下水。

隧道區(qū)地下水接受補(bǔ)給的來(lái)源單一，主要接受大氣降水補(bǔ)給，地下水的動(dòng)態(tài)變化與大氣降水密切相關(guān)，一般隨著降雨量的變化而變化，受大氣降水控制顯著。

隧區(qū)內(nèi)地表水、地下水按Ⅱ類環(huán)境水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕性;對(duì)砼結(jié)構(gòu)中鋼筋有微腐蝕。

1.3地質(zhì)構(gòu)造

隧址區(qū)位于三塊土向斜北西翼之次級(jí)褶皺南東翼，區(qū)內(nèi)無(wú)斷裂發(fā)育，地層產(chǎn)狀330°∠10°。據(jù)工程地質(zhì)測(cè)繪，隧址區(qū)主要發(fā)育兩組裂隙：①120°∠67°，裂面平直，張開(kāi)度閉合～1mm，局部粘土充填，延伸1.3～4.5m，間距為0.1～1m;②235°∠72°，裂面平直，張開(kāi)度閉合～1mm，局部粘土充填，延伸1.10～3.1m，間距為0.1～0.8m。據(jù)鉆探揭露情況，隧道區(qū)基巖裂隙傾角較陡，節(jié)理面較平直，裂面附褐色鐵質(zhì)膜，局部可見(jiàn)粘土，多見(jiàn)巖芯自層面分離現(xiàn)象，層間結(jié)合差。

1.4 氣象條件

隧道所處區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨量充沛，日照偏少。全年平均氣溫16℃。其中：一月最冷，月平均氣溫5℃;7月最熱，月平均氣溫為27.5℃。平壩、淺丘地帶平均氣溫在16℃至17℃之間;侵蝕中低山地區(qū)年平均氣溫在10℃至14℃之間;其余地區(qū)年平均氣溫在14℃至16℃之間。

常年平均降水量在1341.1mm。以5、6兩月最多，1月最少。從旬季看，5月上旬、6月下旬、7月上旬、9月中旬平均降雨量較大。從四季看，以夏季降水最多，春季為次，秋季再次，冬季最少。年日照時(shí)數(shù)占可照時(shí)數(shù)的28%，屬全國(guó)日照低值區(qū)之一。

2? 加固基本原理

因隧道左側(cè)為侵蝕沖溝堆積體，埋深僅有14m，右側(cè)為山脊東側(cè)斜坡，進(jìn)洞左右側(cè)形成高67m高邊坡。首先采取多級(jí)邊坡線路橫向刷坡卸載，清除軟弱層;對(duì)各級(jí)邊坡分別進(jìn)行錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)。其次針對(duì)左側(cè)淺埋地段進(jìn)行地表注漿加固，對(duì)侵蝕沖溝形成的軟弱堆積體采用水泥漿固結(jié)，增加其穩(wěn)定性。最后對(duì)進(jìn)洞方向邊仰坡采取錨桿框架梁技術(shù)永久加固措施，保障進(jìn)洞施工及運(yùn)營(yíng)安全。刷坡卸載、清除軟弱層、錨桿鋼筋網(wǎng)錨噴支護(hù)、地表注漿及錨桿框架梁等加固措施聯(lián)合使用，穩(wěn)固偏壓山體、加固淺埋堆積體、形成組合防護(hù)體系，保障洞口安全。

2.1 刷坡卸載，清除軟弱層

首先施工洞口邊仰坡外的截、排水溝，以避免對(duì)邊坡沖刷，導(dǎo)致邊坡落石、失穩(wěn)坍塌。截水溝設(shè)置在洞口仰坡和地面交接線5m以外，溝渠采用人工開(kāi)挖，基底夯實(shí)整平，再進(jìn)行砌體施工，截水溝采用M7.5漿砌片石。截水溝根據(jù)實(shí)際地形調(diào)整，將地表水引入路基邊溝。左側(cè)為侵蝕沖溝堆積體至右側(cè)為山脊東側(cè)斜坡，高差67m高邊坡，分8級(jí)邊坡，按1：1坡度逐層刷坡卸載，由上向下邊刷邊防護(hù)。山脊頂線路橫向位置32m高，4級(jí)邊坡采用錨桿鋼筋網(wǎng)噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)。余下高35m，4級(jí)邊坡順線路方向采用錨桿框架梁支護(hù)。

2.2 錨桿鋼筋網(wǎng)噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)

左側(cè)為侵蝕沖溝堆積體至右側(cè)為山脊東側(cè)斜坡，山脊頂線路橫向位置32m的4級(jí)邊坡采用錨桿鋼筋網(wǎng)噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)。洞口工程施工前，先檢查邊、仰坡以上的山坡穩(wěn)定情況，清除懸石、處理危石。施工期間實(shí)施不間斷監(jiān)測(cè)和防護(hù)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形，邊、仰坡及早做好坡面防護(hù)。隧道開(kāi)挖應(yīng)力求早進(jìn)洞，避免出現(xiàn)深路塹或高邊坡，盡量減少對(duì)山體的破壞，防止水土流失。

邊仰坡刷坡坡率1：1，開(kāi)挖完成后對(duì)邊坡采用C20噴錨防護(hù)，掛網(wǎng)采用HPB300@200×200鋼筋網(wǎng)片，錨桿采用？準(zhǔn)22砂漿錨桿，長(zhǎng)度6m，間距1.5m×1.5m，梅花形布置?；炷羾娚浜穸?0cm。必須分級(jí)開(kāi)挖，分級(jí)防護(hù)，開(kāi)挖一級(jí)，防護(hù)一級(jí)。避開(kāi)雨季，完成高32m的4級(jí)邊坡的防護(hù)。

2.3 洞頂左側(cè)淺埋地表注漿加固

洞口左側(cè)淺埋段里程K11+435～+450為保證施工安全，對(duì)該范圍進(jìn)行注漿加固，加固范圍為K11+435～+450，注漿寬度為隧道結(jié)構(gòu)外各4m，注漿深度為地表至隧道邊墻底，注漿材料為水泥單液漿，水灰比0.6：1～1：1。隧道開(kāi)挖前，應(yīng)對(duì)注漿效果進(jìn)行檢查，檢查孔不少于5%，鉆孔取芯率不小于80%，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.8MPa，達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)必須用測(cè)斜儀測(cè)定鋼管偏斜度，發(fā)現(xiàn)偏斜有可能超限，應(yīng)及時(shí)糾正，以免影響開(kāi)挖和支護(hù)。

2.4 線路方向邊仰坡錨桿框架梁加固

進(jìn)洞方向35米高邊坡，分4級(jí)開(kāi)挖防護(hù)。防護(hù)采用錨桿框架施工加固。錨桿采用Φ32螺紋鋼筋鉆孔孔徑50mm，向下傾角25度，框架梁豎肋、梁的高度和寬度均為30cm，梁頂面為設(shè)計(jì)坡面，梁體全部嵌入坡面內(nèi)，框架內(nèi)掛網(wǎng)植草。框架梁橫向每隔12m，設(shè)置一道伸縮縫，縫寬2cm，縫內(nèi)用瀝青木板填塞;伸縮縫應(yīng)設(shè)在橫梁中部。鉆孔深度應(yīng)超過(guò)錨桿的設(shè)計(jì)深度0.5m。植生袋綠化的主要組件由植生袋、聯(lián)結(jié)扣及扎扣帶組成。植生袋采用抗紫外線土工袋，以聚丙烯為主要原料，用無(wú)紡?fù)凉げ伎p制而成，具有抗紫外線、透水不透土等功能，單個(gè)土工袋長(zhǎng)度不小于800mm，寬度不小于440mm。聯(lián)結(jié)扣將植生袋單體聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，必須保持植生袋之間聯(lián)結(jié)牢固。植生袋的填充物采用現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖的礫質(zhì)粘性土，并參入肥料及綠化種子。植生袋綠化，采用插播和噴播相結(jié)合方式。灌木可采用插播，草本和木本采用噴播，草本可采用草熟禾、黑麥草及狗牙根，木本可采用銀合歡及山毛豆。植被養(yǎng)護(hù)期必須保證足夠的澆水量和澆水次數(shù)。植生袋的填筑應(yīng)在有實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行。

3? 施工工藝

隧道洞口邊坡刷坡卸載，錨桿掛網(wǎng)錨噴支護(hù)地表注漿等技術(shù)及錨桿框架防護(hù)技術(shù)，在洞口防護(hù)工程中引用較為普遍，且技術(shù)成熟。本文中不再就其施工工藝展開(kāi)論述。本文主要針對(duì)錨桿框架梁施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)論述。

4? 加固效果

水源村隧道洞頂?shù)乇斫?jīng)過(guò)注漿加固，橫向斜坡經(jīng)過(guò)錨桿掛網(wǎng)錨噴支護(hù)防護(hù)，進(jìn)洞方向邊坡采用錨桿框架梁支護(hù)等一系列加固、防護(hù)措施聯(lián)合防護(hù)施工。進(jìn)洞采取了施作截面尺寸為1m×1m的C20混凝土導(dǎo)向墻，預(yù)埋間距為40cm的Φ133導(dǎo)向管，打設(shè)長(zhǎng)度25m的長(zhǎng)管棚，采用人工環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土的方法進(jìn)洞。進(jìn)洞后立即在洞頂處布設(shè)一組貼有紅外線反光片的測(cè)點(diǎn)，用全站儀量測(cè)，回歸法分析數(shù)據(jù)，通過(guò)后續(xù)的不間斷量測(cè)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)高壓旋噴樁預(yù)加固后，首次洞頂下沉測(cè)量9mm，周累計(jì)下沉15.6mm，推算出最終沉降值Umax=23.4mm，30天后洞頂累計(jì)下沉31.2mm，30天回歸沉降率為93.14%，符合規(guī)范大于80%的要求。

進(jìn)洞后及時(shí)埋設(shè)了地表沉降觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)共設(shè)A、B、C、D、E五個(gè)斷面，每個(gè)斷面5個(gè)點(diǎn)，持續(xù)觀測(cè)30天，最大下沉速度11mm/d，最小下沉速度0.6mm/d，累計(jì)下沉量只有28mm。完全可以承受明洞施工和線路運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的相關(guān)荷載。

5? 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，高速公路、快速路網(wǎng)已基本成型。為了響應(yīng)國(guó)家精準(zhǔn)扶貧政策，基礎(chǔ)建設(shè)逐步向我國(guó)最偏遠(yuǎn)、基礎(chǔ)建設(shè)最薄弱地區(qū)推進(jìn)。往往這些最偏遠(yuǎn)地區(qū)，山大溝深，地質(zhì)發(fā)雜，施工困難巨大，所以我們必須重視這些地區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)。不但要考慮施工過(guò)程中的安全，更加要考慮貧困區(qū)老百姓使用方便及運(yùn)營(yíng)安全。尤其是這種利用扶貧資金的基礎(chǔ)建設(shè)，在保障優(yōu)質(zhì)的施工質(zhì)量前提下，盡量以最經(jīng)濟(jì)、最科學(xué)、最合理的施工方案，完成艱巨任務(wù)。本文對(duì)于這種常見(jiàn)的淺埋、偏壓，外加侵蝕堆積體，沒(méi)有統(tǒng)一采用費(fèi)用較高的的鋼管樁注漿、帷幕注漿或者需要修筑施工便道高壓旋噴、水泥攪拌樁等措施。而是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，分級(jí)采用錨桿掛網(wǎng)錨噴、局部地表注漿、部分邊坡錨桿框架加固等聯(lián)合防護(hù)措施。保障了施工及運(yùn)營(yíng)期間的安全，施工過(guò)程工藝簡(jiǎn)單，方法成熟，質(zhì)量可控，更為重要的是節(jié)省了投資，更合理、更節(jié)約地利用好了來(lái)之不易的扶貧資金。對(duì)后續(xù)利用扶貧資金的基礎(chǔ)建設(shè)具有借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTGF-90，公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范[S].人民交通出版社，2015.

[2]JTG/T F06，公路隧道施工技術(shù)細(xì)則[S].人民交通出版社，2009.

[3]肖辰裕.偏壓淺埋隧道洞口的施工技術(shù)研究[J].江西建材， 2017（15）.