1、滑坡體中隧道進洞施工工法1前言 滑坡體中隧道進洞施工工法以王家坪隧道出口滑坡段為載體，采用洞口地表及仰拱注漿，洞內增設臨時仰拱、加強初期支護和超前支護的施工方法實現了安全快速進洞，為類似工程施工提供了可借鑒的經驗。2工法特點本工法主要采取加強洞內支護的施工原則，以“管超前、嚴注漿、短進尺、少擾動、強支護、早封閉、勤量測”為指導思想進行施工。1）施工方法比較簡單，施工難度低，不需要大型機械設備。2）施工進度快，洞口滑坡段治理時間短，縮短了后續進洞施工工期。3）加強超前支護和初期支護措施，易保證施工質量，確保了隧道施工安全。3適用范圍 本工法適用于穿越滑坡堆積體地段的淺埋隧道工程，地質差、軟弱圍巖
2、、土層富含水、土地利用率低的環境下。4工藝原理 本施工方法采用加強超前支護穩固圍巖后，再加強洞內支護，增設臨時仰拱及時封閉初支成環的方法，減少因局部支撐強度不夠造成拱頂沉陷和周邊位移，增加結構整體受力的結構原理；采用洞口回填土方反壓，對滑坡體進行一定的抵制以減小滑坡體對隧道洞身的推力的基本原理。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程洞口管棚及明洞施工明洞回填施工洞口段邊仰坡刷坡及支護施工準備暗洞施工（加強超前支護及初期支護）二次襯砌施工洞口段滑移區地表深孔預注漿圖5.1 施工工藝流程示意圖5.2基本工藝過程及操作要點5.2.1施工準備首先根據施工圖紙準確進行測量放線，確定邊仰坡開挖范圍，然
3、后根據工程量大小確定挖掘機和運輸車數量，提前做好邊仰坡開挖準備。5.2.2洞口滑移區邊仰坡施工對洞口段滑移區邊仰坡進行刷坡，盡量增大邊仰坡坡率，開挖邊仰坡盡量要平順，成形好，不損壞開挖范圍外地表。 挖掘機開挖一級并修整平順后，即支護一級。支護采用錨、網、噴支護，根據現場實際情況增設鋼管作為泄水管。在噴射混凝土施工過程中適當調整外加劑的添加量，以加快噴射混凝土凝固速度，減少回彈量。5.2.3洞口段滑移區地表深孔預注漿 由于滑坡體較為松散，地質軟弱，且堆積體富含水，洞口段初期支護極容易發生沉降，導致初期支護侵限。另外，地質土層過于松散，極易誘發滑坡體失穩，將對隧道洞身區域施以很大的推力，故應對洞口
4、段開裂區域山體進行注漿加固，注漿方法為深孔地表注漿。注漿鋼管可采用89108mm無縫鋼管，注漿鋼管間距為200cm200cm，呈梅花形布置，橫向布置范圍為洞身兩側10m15m范圍，隧道兩側鋼管穿過滑動面嵌入基巖不小于2.0m。圖5.2 地表深孔注漿加固示意圖5.2.4洞口管棚及明洞施工1、洞口管棚施工1）施做管棚導向拱，預埋管棚導向管，導向管安裝角度可適當放大12，為管棚施鉆做好準備。2）洞口超前大管棚鉆進。鉆孔順序為從拱頂向兩側進行施工，成孔后經清孔驗孔合格后立即進行頂管施工。鉆孔過程中要始終注意鉆桿角度的變化，并保證鉆機不移位。 3）管棚注漿。根據實際情況可選擇以下兩種方式：邊裝管邊注漿；
5、先安裝完畢管棚后再依次從拱腳向拱頂注漿。如遇串漿或跑漿，則可間隔一孔或數孔灌注。2、明洞施工1）基礎處理。明洞基礎位于松散的坡積體上，地基承載力較低，視基底松散土體厚度情況，選擇基底換填或注漿加固基底。2）明洞襯砌。從洞內向洞外方向進行，明洞混凝土分為兩部分施工，先施工明洞仰拱及填充、邊墻基礎鋼筋混凝土及洞門基礎；混凝土達到規定強度后，即整體模筑施工上部拱墻及拱圈混凝土。5.2.5明洞回填施工明洞襯砌混凝土達到設計強度后，便進行兩側及洞頂回填施工。回填施工前必須做好明洞防排水施工，兩側應對稱進行回填，先由人工夯實回填至拱頂以上1m，方可采用機械回填。5.2.6暗洞施工1、洞身開挖1）視圍巖實際
6、情況選擇采用交叉中隔壁法（CRD法）、隔壁法（CD法）或環形開挖預留核心土法開挖。每次開挖進尺盡量控制在0.50.75m，并盡量采用挖掘機開挖。開挖過程中根據圍巖穩定情況在上部初支設置臨時仰拱，以盡早使支護封閉成環。2）洞口段地質松軟，為滑坡堆積體，施工中極容易發生變形沉降，故預留沉降變形量應在在原設計放大的基礎上適當放大1015cm（施工中根據監控量測反饋信息進行動態調整）。在每次開挖進尺結束后，視圍巖穩定情況，可對掌子面采取噴混凝土進行封閉，防止滑塌。施工過程中要加強地表、洞內支護等的監控量測，并及時反饋分析量測結果，根據監控量測數據動態調整開挖方法。2、采用完善的超前支護體系1）為減小隧
7、道初期支護荷載，防止隧道掌子面發生坍塌和涌砂突泥等現象的發生，應沿著隧道開挖輪廓施做斜向的超前小導管進行注漿加固和起到堵水的作用。2）若經鉆探揭示及現場調查發現地下水較豐富，為提高施工安全，應在掌子面處設置注漿止水措施。在部分涌水量較大的段落應先進行適量的排放，待水流穩定后再進行注漿封堵。施工期間根據地下水發育情況及時調整掌子面注漿方案，確保施工安全。圖5.3 掌子面預注漿立面示意圖圖5.4 掌子面預注漿剖面示意圖注：圖中尺寸除直徑以毫米計外，其余均以厘米為單位。 3、根據圍巖實際情況加強支護隧道在洞口滑坡體段所承受的荷載很大，并且其荷載在開挖后初期即已形成，隨著時間的推移該荷載還將繼續加大，
8、所以需根據圍巖實際情況增強支護強度和剛度。1）初期支護滑坡體段隧道初支鋼架采用I20aI22b工字鋼，間距4060cm；系統錨桿采用注漿導管，若土體含水率較高，注漿漿液采用水泥水玻璃雙液漿；噴射混凝土強度和厚度均應適當提高。為防止隧道變形過大侵入二次襯砌，隧道開挖預留變形量應適當比設計加大1015cm，在施工過程中結合現場監控量測情況進行動態調整。圖5.5 滑坡段隧道洞身支護結構示意圖注：本圖數字單位除特殊說明或已標注外，其余均以厘米為單位。2）二次襯砌由于隧道所承受的壓力巨大，二次襯砌應采用不低于50cm厚的鋼架混凝土結構，為增強結構的強度，混凝土標號不低于C25。二次襯砌環向主筋不小于22
9、,內外雙層布置。5.2.7二次襯砌施工 因洞口段處于滑坡體內，將在施工中承受巨大壓力，應盡快施工仰拱及二襯，二襯與掌子面間距控制在5060m內，以盡早封閉成環，改善結構受力，提高洞體結構承載力。6材料與設備 本方法施工簡易，機械使用較少，使用材料和機械設備為隧道施工常用，主要材料和設備見表6-1。表6-1 施工材料與設備配備表序號材料名稱規格型號序號設備名稱型號數量性能1噴射混凝土C251挖掘機PC2002臺良好2鎖腳錨桿22螺紋鋼，L-3.5m2裝載機ZL50C2臺良好3鋼筋網6盤條，網格2020cm3空壓機VY206臺良好4混凝土C25防水混凝土4自卸汽車東風15 t4輛良好5鋼架I20a
10、型鋼5噴漿機TK9614臺良好6鋼板d-14mm6鉆機12臺良好7系統錨桿255mm，L-3.5m7型鋼冷彎機GZ22型1套良好8注漿鋼管424mm，L-3.5m8潛孔鉆機yMK-74臺良好9895mm，L-20m9注漿機2TGZ 60/2102套良好10水泥P.0 4257質量控制 本工法在質量上，遵照國家和部頒有關隧道施工、質量驗收規范，依據公路工程質量檢驗評定標準JTG F80/1-2004驗收文件進行驗收，依據公路隧道施工技術規范JTG F60-2009進行技術指導，現場安排隧道工程師和質檢工程師現場指導施工，重點檢查注漿效果、初期支護拱架安裝質量、超前支護質量等，檢查操作成果。8安全
11、控制除遵守國家及部頒有關隧道施工安全操作規程外，還應特別注意以下幾點：1）設專人對滑坡地段地表進行地面觀察，采取定量觀測和定性分析相結合，發現地表裂縫或變形異常立即停止開挖，采取可靠措施處理后方可繼續開挖。2）施工中安排有經驗管理能力強的安全和管理人員進行現場管理，做到技術指導合理到位，能根據實際情況合理安排工序，調整施工方法，同時密切關注洞身支護和掌子面的穩定情況。3）在惡劣天氣條件下，如下暴雨、漲洪水等，停止施工，撤出人員和機械設備。4）做好監控量測工作，在隧道進洞階段，加大監測力度，提高監測頻率。尤其是對滑坡體地表進行位移監測，掌握施工期間滑坡的動態信息，指導施工，保證施工人員安全，同時
12、也為今后安全運營提供數據保證。5）注漿、噴射混凝土工人作業時，必須佩戴防護眼鏡，以防高壓噴射造成人身傷害。9環保措施 在環境保護方面，盡量減少植被破壞，廢棄的砂、石、土必須運至指定的棄碴土場堆放，做好擋護和綠化。工程完工后，對棄土場及施工便道等，按照當地水土保持主管部門的要求進行復耕或綠化，同時修建好排水系統，防止水土流失。10效益分析以王家坪隧道為例，設計提供了兩種安全進洞方案：一種是在洞口設置抗滑樁+增強洞內支護，另外一種是洞口滑移區地表及仰拱注漿+增強洞內支護是即本工法。王家坪隧道采用本工法實現了隧道從滑坡體中安全進洞。該工法施工方法簡單，易保證安全質量，保證了隧道總體工期，節約了工程造
13、價。目前隧道洞口及地表經監控量測數據反饋處于穩定狀態，很好地保證了安全。從下表10-1效益分析可見洞口滑移區地表及仰拱注漿+增強洞內支護（本工法）具有較好的效益性。表10 效益分析表項 目地表及仰拱注漿+增強洞內支護設置抗滑樁+增強洞內支護工程造價地表及仰拱注漿造價約232萬元。抗滑樁工程造價約503.5萬元。施工設備潛孔鉆機4臺，雙漿液注漿機1臺，普通高壓注漿機1臺，投入約需10.8萬元。提升機6臺，直螺紋車絲機1臺投入約需3.5萬元。施工便道及加工場地不需要修筑專門便道及加工場，約需1萬元內。需要修筑專門施工便道和材料加工場，約10萬元。棄 渣無棄渣約3488m工 期60天150天安全質量
14、易保證施工安全和質量人工挖樁施工安全威脅大11應用實例王家坪隧道從一古滑坡前緣進洞，隧道走向近似與滑坡主滑方向平行，隧道左右線分別約有95m的洞身縱穿滑坡體。因此，隧道建設必然破壞該滑坡體的平衡，引起滑體位移，對滑坡穩定性造成不利影響，危及隧道施工及后期運營安全，同時對滑坡體上當地村民生命財產安全也造成隱患。王家坪隧道采用本方法實現了安全快速進洞，洞口段施工僅用了60天時間。施工過程中未發生任何安全事故，施工質量及工期得到了保證，并且多次得到重慶市交委、業主及監理等的好評。施工照片 1 王家坪隧道出口進洞安全的滑坡全貌圖 2王家坪隧道洞口邊仰坡開挖 3 導向拱施工 4 管棚施工 5 王家坪隧道洞口段采用挖掘機開挖 6 鋼拱架安設 7 超前小導管施工 8 防水板施工 9 二次襯砌施工 10 明洞施工 11 施工后的明洞 12 隧道洞口- 12 -
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