隧道下穿既有省道不穩(wěn)定坡體微擾動(dòng)施工技術(shù)研究*

李洋溢，虞 楊，秦鮮卓

(廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530000)

0 引言

隨著西部地區(qū)公路建設(shè)的高速發(fā)展，修建高速公路面臨的地形地質(zhì)、環(huán)境條件越來(lái)越復(fù)雜。特別是西南部山嶺重丘區(qū)，高速公路線位多需穿越崇山峻嶺，需修建隧道。受制于地形地質(zhì)條件，出現(xiàn)大量新建隧道工程與既有工程相互交叉的問(wèn)題，已引起參建方的廣泛關(guān)注。

特別的，當(dāng)公路隧道下穿地方道路或省級(jí)道路時(shí)，受限于道路等級(jí)較低、工程造價(jià)與建設(shè)用地有限等因素，多數(shù)省道邊坡較陡，且未設(shè)計(jì)專門的防護(hù)形式。在這種情況下，如果新建隧道工程與既有省道存在交叉，隧道施工較大的擾動(dòng)可能會(huì)引起坡體失穩(wěn)滑塌，從而威脅原有道路行車安全與隧道結(jié)構(gòu)安全，需采用合理可靠的隧道微擾動(dòng)施工技術(shù)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)不同地形地質(zhì)條件下的隧道下穿既有道路施工技術(shù)和施工參數(shù)控制等問(wèn)題進(jìn)行了研究，如石揚(yáng)釗等[1]以六盤水—六枝高速公路茨沖隧道下穿既有滬昆鐵路為例，詳細(xì)分析新建公路隧道下穿既有鐵路線施工技術(shù)與控制措施，并總結(jié)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)；周文[2]以新大力寺隧道下穿S208公路段工程為背景，利用數(shù)值模擬對(duì)上下臺(tái)階法、三臺(tái)階法、CD法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工擾動(dòng)情況展開(kāi)研究，從而得到最佳施工方案；王偉興等[3]以延崇高速公路河北段杏林堡隧道工程為依托，詳細(xì)分析隧道下穿S241省道面臨的技術(shù)難題，并總結(jié)相關(guān)施工技術(shù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)施工效果進(jìn)行評(píng)估；范昌杰[4]以杭州市第二水源千島湖配水工程為背景，結(jié)合隧道穿越S305省道工程特點(diǎn)，利用有限元軟件對(duì)隧道施工引起的圍巖、路面變形機(jī)理進(jìn)行研究，并根據(jù)研究成果優(yōu)化施工參數(shù)；林利安等[5]根據(jù)金門隧道下穿既有省道工程，詳細(xì)分析新建公路隧道下穿既有省道施工控制措施，并總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)；鄧啟華[6]以昆玉鐵路寶峰隧道下穿高速公路為研究背景，全面研究新建隧道下穿既有公路的施工控制措施，并總結(jié)下一步改進(jìn)和優(yōu)化的方向；張耀雙[7]以石黔高速公路杉樹(shù)坪隧道工程為例，研究了淺埋隧道下穿既有道路施工技術(shù)；侯曉鶴等[8]對(duì)梧州市207國(guó)道項(xiàng)目畢村分離式立交橋施工方案進(jìn)行分析，提出下穿既有高速公路分幅施工、強(qiáng)支護(hù)、淺開(kāi)挖技術(shù)。

國(guó)內(nèi)關(guān)于山嶺重丘區(qū)公路隧道下穿省道不穩(wěn)定坡體微擾動(dòng)施工技術(shù)的研究較少，因此，本文以西南地區(qū)南丹至天峨下老高速公路向陽(yáng)2號(hào)隧道下穿既有省道工程為例，對(duì)隧道下穿既有省道不穩(wěn)定坡體微擾動(dòng)施工技術(shù)與參數(shù)進(jìn)行分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析微擾動(dòng)施工技術(shù)的合理性。

1 工程概況

南丹至天峨下老高速公路向陽(yáng)2號(hào)隧道位于天峨縣向陽(yáng)鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)為分離式隧道，隧道線位總體呈東西走向。隧道左線起止樁號(hào)為ZK80+085—ZK80+850，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為765m；隧道右線起止樁號(hào)為K80+103—K80+862，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為759m。向陽(yáng)2號(hào)隧道按雙向四車道高速公路隧道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，凈寬10.75m，凈高5.0m，進(jìn)口段設(shè)計(jì)為端墻式洞門形式，洞口地形偏壓嚴(yán)重。

隧道進(jìn)口段下穿既有省道，埋深2～4m。該省道是連接天峨縣與樂(lè)業(yè)縣的主要通道，道路交通不可中斷。隧道洞頂上方坡體自然坡度為35°～40°，無(wú)防護(hù)，不穩(wěn)定，且存在滑塌痕跡，坡體主要由雜填土和強(qiáng)風(fēng)化泥巖組成，自然斜坡穩(wěn)定性較差。在隧道施工擾動(dòng)、自然降雨等因素影響下，坡體有發(fā)生滑動(dòng)的可能，進(jìn)而影響省道與隧道洞內(nèi)結(jié)構(gòu)安全。隧道洞口下穿省道段周邊環(huán)境要素如圖1所示。

圖1 隧道洞口下穿省道段周邊環(huán)境

隧址區(qū)第四系覆蓋層為黃褐色硬塑狀殘積粉質(zhì)黏土，厚2.5～3.5m，地表植被較發(fā)育。下伏基巖為灰黃色強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、泥巖，巖體呈薄～中厚層狀，巖體較破碎，巖質(zhì)較軟。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)隧址區(qū)地層相關(guān)特性參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表1所示。

表1 土層物理力學(xué)參數(shù)

隧道進(jìn)口段主要穿越強(qiáng)～中風(fēng)化泥巖地層，呈淺灰色薄層狀，為泥狀結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)，層理傾角為20°～35°。巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，結(jié)構(gòu)可分辨節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙傾角為50°～60°，巖質(zhì)較軟，巖芯呈碎塊狀，個(gè)別呈短柱狀，鉆進(jìn)不穩(wěn)定，泥漿消耗量大。該地層開(kāi)挖暴露后，易發(fā)生軟化崩解，圍巖自穩(wěn)能力差，在隧道施工擾動(dòng)太大的情況下易引發(fā)拱頂塌方、大變形等問(wèn)題，從而引起洞頂上方坡體滑移。

2 不穩(wěn)定坡體微擾動(dòng)施工技術(shù)

隧道下穿既有省道不穩(wěn)定坡體時(shí)，采用抗滑樁與錨索防護(hù)+拱蓋法進(jìn)洞+機(jī)械開(kāi)挖與控制爆破+洞內(nèi)支護(hù)加強(qiáng)措施的微擾動(dòng)施工技術(shù)，以嚴(yán)格控制洞內(nèi)變形，減小對(duì)圍巖與坡體的擾動(dòng)，保證隧道洞內(nèi)結(jié)構(gòu)安全，從而確保省道結(jié)構(gòu)與行車安全。在隧道施工過(guò)程中，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)振動(dòng)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果，合理調(diào)整施工參數(shù)，為隧道安全施工提供參考。

微擾動(dòng)技術(shù)施工工序?yàn)椋孩僭诩扔惺〉琅耘R時(shí)改路；②施作洞口抗滑樁，對(duì)仰坡進(jìn)行防護(hù)；③利用拱蓋法明挖施工既有省道段，施工完成后回填洞頂混凝土至既有省道面底部標(biāo)高，恢復(fù)既有省道；④采用機(jī)械開(kāi)挖與控制爆破相配合的方式開(kāi)挖暗洞襯砌段。

2.1 抗滑樁與錨索防護(hù)施工

隧道進(jìn)口段坡體屬剝蝕中低山地貌，自然坡角為30°～45°，地表橫坡較陡，地表未見(jiàn)不良地質(zhì)發(fā)育，坡體主要由雜填土和強(qiáng)風(fēng)化泥巖組成，按土巖邊坡考慮，自然斜坡穩(wěn)定性較差，在暴雨季節(jié)地表水下滲及人工破壞等觸發(fā)因素影響下，有發(fā)生滑動(dòng)的可能。坡體巖層傾向總體向內(nèi)，屬于逆向邊坡，對(duì)邊坡穩(wěn)定性有利。巖體呈薄層狀且破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，軟弱夾層發(fā)育，對(duì)坡體穩(wěn)定性不利。邊坡為省道挖方路塹邊坡，整體高陡，坡面見(jiàn)局部滑塌。

綜上所述，隧道洞口仰坡坡體整體穩(wěn)定性較差，邊坡易發(fā)生折線型滑動(dòng)破壞或局部滑塌，且坡腳位置為既有省道，重要性等級(jí)高，為避免隧道施工過(guò)程中坡體擾動(dòng)引發(fā)滑塌，首先需考慮對(duì)坡體進(jìn)行預(yù)加固。

結(jié)合坡體情況、施工場(chǎng)地、成本與工期等因素[9]，在省道邊坡坡腳位置設(shè)置暗埋式圓形錨拉抗滑樁，抗滑樁直徑2.2m，中心間距2.7～4.0m，樁頂設(shè)冠梁，并輔以預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固，錨索長(zhǎng)25m，對(duì)應(yīng)的抗拔力設(shè)計(jì)值為450kN，錨索入射角設(shè)計(jì)為20°，以形成整體性預(yù)加固支護(hù)體系，從而有效應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，保證坡體穩(wěn)定。坡腳抗滑樁與預(yù)應(yīng)力錨索防護(hù)體系如圖2所示。

2.2 拱蓋法進(jìn)洞施工

本工程隧道洞口處于偏壓斜交地形，如果采用常規(guī)進(jìn)洞方式，將不可避免地對(duì)洞頂不穩(wěn)定坡體產(chǎn)生較大擾動(dòng)。為減小偏壓地形對(duì)隧道洞口的影響，遵循“零開(kāi)挖”原則，在最大限度上避免擾動(dòng)坡體，充分適應(yīng)地形，在隧道左、右線進(jìn)口段均采用拱蓋法進(jìn)洞技術(shù)，即預(yù)留核心土開(kāi)挖后，首先施作9m長(zhǎng)斜交正作擴(kuò)大型套拱及管棚，然后施作5m長(zhǎng)正常段擴(kuò)大型護(hù)拱，最后回填洞頂混凝土至既有省道面底部標(biāo)高。

需注意，隧道左、右線須分開(kāi)開(kāi)挖，避免交叉施工相互干擾，待一側(cè)回填完成且強(qiáng)度滿足要求后開(kāi)挖另一側(cè)，待左、右線洞頂混凝土均回填完成且強(qiáng)度滿足要求后出洞。

斜交正作段利用支擋結(jié)構(gòu)平衡坡體下滑力的水平分力，將常規(guī)套拱調(diào)整為臨山體端近平行于等高線的梯形套拱，以充分適應(yīng)地形，在最大限度上減少山體開(kāi)挖量，從而保證隧道洞頂坡體穩(wěn)定。擴(kuò)大型套拱內(nèi)型鋼按照扇形布設(shè)(見(jiàn)圖3)，并采用I14加強(qiáng)套拱內(nèi)型鋼間的縱向連接，從而形成整體性強(qiáng)的格構(gòu)體系，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體受力性能。斜交正作段施工工序如下。

圖3 擴(kuò)大型套拱內(nèi)型鋼拱架立面

1)沿坡體等高線方向?qū)ζ麦w進(jìn)行修整，形成隧道暗洞進(jìn)洞立面，并進(jìn)行坡面防護(hù)，沿?cái)U(kuò)大型套拱結(jié)構(gòu)邊緣平行于隧道軸線方向開(kāi)挖套拱基礎(chǔ)，并澆筑支擋結(jié)構(gòu)。

2)將隧道暗洞進(jìn)洞立面走向與隧道軸線的夾角作為起始角(可微調(diào))，按扇形均勻布設(shè)擴(kuò)大型套拱內(nèi)型鋼拱架，直至全部型鋼拱架均垂直于隧道軸線。根據(jù)設(shè)計(jì)方案參數(shù)，一側(cè)型鋼水平間距大，另一側(cè)型鋼水平間距小。

3)靠近山體側(cè)的型鋼拱架拱腳采用鎖腳鋼管或錨桿進(jìn)行固定，相鄰型鋼拱架肋采用環(huán)向等間距布置的型材進(jìn)行焊接，以形成型鋼拱架格構(gòu)體系，并在型鋼拱架外表面圓弧上等間距固定不同長(zhǎng)度的導(dǎo)向套管，導(dǎo)向套管末端伸至山體成洞面。

4)架設(shè)套拱模板支架，拼裝套拱模板，并采用拉桿固定，從而保證模板穩(wěn)定。自兩端向中心分層澆筑套拱，與混凝土支擋結(jié)構(gòu)形成整體。澆筑完成后，對(duì)套拱混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

5)施作等長(zhǎng)管棚并注漿加固，管棚嵌入山體長(zhǎng)度與導(dǎo)向管內(nèi)長(zhǎng)度之比宜≥1。套拱及長(zhǎng)管棚注漿加固效果達(dá)設(shè)計(jì)要求后，按照常規(guī)隧道暗洞施工方式進(jìn)行開(kāi)挖、初期支護(hù)和二次襯砌施工。

2.3 機(jī)械開(kāi)挖與控制爆破施工

隧道懸臂銑挖機(jī)主要由截割頭、鏟板、輸送帶、機(jī)載除塵系統(tǒng)、履帶行走系統(tǒng)組成，可集開(kāi)挖、出渣、除塵、行走等多種功能于一體，實(shí)現(xiàn)隧道“冷開(kāi)挖”掘進(jìn)施工，具有對(duì)周邊環(huán)境擾動(dòng)小、掘進(jìn)效率高的特點(diǎn)，在淺埋軟弱圍巖段的應(yīng)用效果較好[10-11]。同時(shí)，為提高隧道掘進(jìn)效率，降低施工對(duì)坡體的擾動(dòng)，將機(jī)械開(kāi)挖與微差控制爆破技術(shù)相結(jié)合。

2.3.1機(jī)械開(kāi)挖

優(yōu)先采用兩臺(tái)階法施工，設(shè)備單次截割成型最大高度為6.2m。將隧道懸臂銑挖機(jī)移至掌子面定位，沿著隧道開(kāi)挖輪廓線，通過(guò)掘進(jìn)機(jī)前端切割機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)及切割頭旋轉(zhuǎn)破巖，破碎巖體通過(guò)設(shè)備前端鏟板吸入洞渣輸送系統(tǒng)，并通過(guò)輸送系統(tǒng)直接卸落至自卸車，由自卸車運(yùn)輸至洞外。當(dāng)懸臂銑挖機(jī)在上臺(tái)階推進(jìn)1個(gè)循環(huán)后，可立即進(jìn)行初期支護(hù)施工。施工過(guò)程中還可根據(jù)隧道內(nèi)巖層及粉塵情況，采用截割頭噴嘴噴射水霧，采用自帶的通風(fēng)除塵系統(tǒng)除塵。

綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素等，本設(shè)備主要用于隧道IV～V級(jí)圍巖開(kāi)挖，為適應(yīng)機(jī)械化施工并提高效率，開(kāi)挖工法均改為短臺(tái)階法。對(duì)于隧道進(jìn)口段V級(jí)圍巖，首先切削環(huán)向周邊圍巖，然后預(yù)留核心土。進(jìn)入暗洞段IV級(jí)圍巖后，首先切削掌子面中心位置圍巖，掏槽形成臨空面，然后擴(kuò)挖至周邊輪廓。

現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，本工程隧道開(kāi)挖施工速率平均可達(dá)25～30m3/h，上臺(tái)階開(kāi)挖進(jìn)尺3m，需耗時(shí)7～9h，僅需2，3名施工人員，可有效避免大量人員聚集在掌子面，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。與傳統(tǒng)鑿巖爆破工法相比，機(jī)械開(kāi)挖無(wú)須使用炸藥，避免爆破振動(dòng)對(duì)隧道周邊圍巖的擾動(dòng)，開(kāi)挖后臨空面完整穩(wěn)定，無(wú)須施工人員清除拱頂危巖，施工安全高效，對(duì)于隧道超欠挖控制具有較好的效果，可節(jié)省50%以上濕噴料，綠色環(huán)保，更好地貫徹了綠色施工理念。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)山嶺重丘區(qū)公路隧道機(jī)械開(kāi)挖施工關(guān)鍵要素進(jìn)行總結(jié)：①需結(jié)合工程地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)與環(huán)境特點(diǎn)等，選擇相匹配的機(jī)械設(shè)備、型號(hào)與工藝，必要時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備及工藝進(jìn)行改進(jìn)；②須配備嫻熟的機(jī)械操作人員與技術(shù)勞務(wù)團(tuán)隊(duì)，做好現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底工作，并采用合適的勞務(wù)合作模式；③對(duì)混凝土、機(jī)制砂等材料配合比進(jìn)行改進(jìn)，選擇合適的外加劑，更好地支持機(jī)械化作業(yè)；④合理制定機(jī)械設(shè)備所需配套設(shè)施與應(yīng)急預(yù)案，如動(dòng)力供應(yīng)、配件供應(yīng)、搶修應(yīng)急措施等。

2.3.2微差控制爆破

為解決傳統(tǒng)掏槽爆破產(chǎn)生的振動(dòng)較強(qiáng)問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)采用微差控制爆破技術(shù)降低爆破振動(dòng)強(qiáng)度。首先在掌子面兩側(cè)采用銑挖機(jī)預(yù)掏槽，預(yù)留大直徑空孔；然后將周邊眼布置在大直徑空孔兩側(cè)，以有效增大周邊眼爆破臨空面面積，使炸藥起爆后的大部分能量可通過(guò)大直徑空孔消散，減弱隧道爆破地震波傳入地層中的強(qiáng)度，從而將隧道爆破地震波峰值速度有效控制在目標(biāo)范圍內(nèi)。

隧道爆破過(guò)程中，通過(guò)減少每次裝藥量，合理控制每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺，并適當(dāng)增加空孔數(shù)量與相鄰炮孔延時(shí)時(shí)間，有效改善周邊眼臨空面條件，從而減弱隧道爆破地震波傳播強(qiáng)度。

2.3.3爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)

為探明機(jī)械開(kāi)挖與控制爆破施工對(duì)隧道洞頂坡體的擾動(dòng)是否超出風(fēng)險(xiǎn)可控范圍，在隧道爆破過(guò)程中進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)。按照GB 6722—2014《爆破安全規(guī)程》有關(guān)要求，分析洞口上方坡體可承受的爆破振動(dòng)強(qiáng)度，確定隧道爆破振動(dòng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)。本工程按永久性巖石高邊坡標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)主振頻率≤10Hz，選取隧道爆破安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為5～9cm/s，當(dāng)主振頻率為10～50Hz時(shí)，選取隧道爆破安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為8～12cm/s，當(dāng)主振頻率>50Hz時(shí)，選取隧道爆破安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為10～15cm/s。

根據(jù)隧道與坡體的位置關(guān)系，在坡體附近與既有省道連接良好的位置處布設(shè)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行必要的保護(hù)。另外，測(cè)點(diǎn)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，確保當(dāng)爆破地震波通過(guò)該點(diǎn)時(shí)不發(fā)生明顯的衰減。隧道爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由拾震器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。拾震器需安裝在較平整的混凝土表面，使用黏性較好的材料將拾震器與混凝土黏結(jié)密實(shí)。

首先采集并提取計(jì)算機(jī)記錄的爆破地震波監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，然后識(shí)別不同頻率段的爆破地震波振幅最大值，最后分析隧道爆破振幅是否在允許范圍內(nèi)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)爆破振幅將要超過(guò)或已超過(guò)相關(guān)的控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)優(yōu)化隧道每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺，并對(duì)裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)等爆破參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

隧道左洞ZK80+092—ZK80+094段洞頂距省道僅為2m，此段采用上臺(tái)階懸臂銑挖機(jī)掏槽預(yù)留核心土+周邊眼爆破的方式施工。爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該段隧道爆破振動(dòng)信號(hào)頻率主要為10～50Hz，爆破最大振動(dòng)速度峰值約為3.13cm/s，遠(yuǎn)小于爆破安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，滿足規(guī)范要求。為安全起見(jiàn)，后續(xù)施工過(guò)程中仍采用短進(jìn)尺的方式，控制每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺≤2m，且不加大爆破量，每循環(huán)周邊眼裝藥量控制在8.0kg左右。

2.4 洞內(nèi)支護(hù)加強(qiáng)措施

根據(jù)隧道進(jìn)口段泥質(zhì)軟弱圍巖特點(diǎn)，在受施工擾動(dòng)的情況下易引發(fā)洞內(nèi)拱頂塌方、大變形等問(wèn)題。為有效配合機(jī)械開(kāi)挖，需采取相關(guān)措施，嚴(yán)格控制洞內(nèi)變形。

超前大管棚具有較強(qiáng)的超前支撐能力和控制沉降能力[12]，通過(guò)與型鋼拱架、末端基巖連接，形成可靠的支護(hù)體系，對(duì)洞內(nèi)變形的控制效果較明顯。隧道左、右線進(jìn)洞前，在暗洞樁號(hào)位置施工套拱超前支護(hù)，套拱超前大管棚長(zhǎng)36m；進(jìn)入暗洞后，洞內(nèi)采用9m長(zhǎng)超前短管棚進(jìn)行支護(hù)，套拱管棚與洞內(nèi)超前短管棚搭接長(zhǎng)度≥10m。

控制隧道洞內(nèi)變形的關(guān)鍵還在于兩側(cè)拱腳位置的鎖腳支護(hù)。選用控制沉降能力較強(qiáng)的鎖腳鋼管樁進(jìn)行支護(hù)，即在起拱線、邊墻拱腳位置左、右側(cè)各打設(shè)2根φ89mm×6mm注漿鋼管，縱向間距與鋼架間距相同，外插角為45°～60°，長(zhǎng)9m(可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整)，確保鋼管樁嵌入中風(fēng)化巖層的厚度≥50cm，鋼管樁與型鋼拱架焊接。洞內(nèi)加強(qiáng)超前支護(hù)與鎖腳支護(hù)立面如圖4所示。

圖4 洞內(nèi)加強(qiáng)超前支護(hù)與鎖腳支護(hù)立面

3 結(jié)語(yǔ)

本文以西南地區(qū)南丹至天峨下老高速公路向陽(yáng)2號(hào)隧道下穿既有省道工程為例，對(duì)不穩(wěn)定坡體微擾動(dòng)施工技術(shù)與參數(shù)進(jìn)行分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析微擾動(dòng)施工技術(shù)的合理性。

1)隧道下穿既有省道不穩(wěn)定坡體時(shí)，采用抗滑樁與錨索防護(hù)+拱蓋法進(jìn)洞+機(jī)械開(kāi)挖與控制爆破+洞內(nèi)支護(hù)加強(qiáng)措施的微擾動(dòng)施工技術(shù)后，既有省道交通未出現(xiàn)中斷，洞頂坡體未發(fā)生滑移，表明微擾動(dòng)技術(shù)施工效果較好。

2)隧道洞口仰坡坡體整體穩(wěn)定性較差，邊坡易發(fā)生折線型滑動(dòng)破壞或局部滑塌，進(jìn)洞前首先應(yīng)施工可靠的坡體預(yù)加固支護(hù)措施(抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索)，有效應(yīng)對(duì)后續(xù)施工突發(fā)狀況，切實(shí)保證坡體安全、穩(wěn)定。

3)針對(duì)隧道洞口處于偏壓斜交地形的特點(diǎn)，為減小偏壓地形對(duì)隧道洞口的影響，基于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)場(chǎng)施工方便、易于推廣等，提出拱蓋法進(jìn)洞工法，以充分適應(yīng)地形，在最大限度上避免擾動(dòng)坡體。

4)針對(duì)隧道圍巖特點(diǎn)、斷面尺寸和周邊環(huán)境等，采用機(jī)械開(kāi)挖與控制爆破技術(shù)，并在隧道爆破過(guò)程中進(jìn)行爆破振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，達(dá)到良好施工效果。