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摘要:根據(jù)某隧道出口施工情況，由于山體滑坡造成淺埋地段的隧道在掘進(jìn)過(guò)程中的初期支護(hù)變形以及地表沉降、開(kāi)裂，通用分析原因，采用山體地表注漿對(duì)隧道周圈的巖體進(jìn)行固結(jié)、從而確保已開(kāi)挖段變形的初期支護(hù)周圈巖體以及后續(xù)洞身掘進(jìn)中巖體的穩(wěn)定，而且確保安全施工以及后續(xù)隧道的運(yùn)營(yíng)安全。

關(guān)鍵詞:地表;開(kāi)裂;注漿;安全;可行

1工程概況

某隧道隧址區(qū)屬于山嶺區(qū)地形，巖性為黃土呈淺黃～微紅色，半干硬至硬塑狀態(tài)，松軟結(jié)構(gòu)，邊坡土夾有礫石薄層，地下水主要為空隙水，出水方式為滴水狀，局部地方有泉眼，雨季期間，地表受地表水沖刷嚴(yán)重，易造成邊坡坍塌，影響邊坡穩(wěn)定性，且洞口局部有小范圍坍塌現(xiàn)象。隧道出口起訖樁號(hào)為K86+850～K89+307，全長(zhǎng)2457m。采用分離式隧道，隧道出口段300米左右覆蓋層層厚3～30m，為淺埋隧道。地質(zhì)條件差，土體為黃土，呈松散結(jié)構(gòu)，土壤顆粒間結(jié)合力差。

2施工情況及原因分析

隧道左右洞的出口段在開(kāi)工進(jìn)洞后，山體地表的裂縫不斷發(fā)現(xiàn)，同時(shí)洞內(nèi)的不斷產(chǎn)生位移，下沉，變形。經(jīng)過(guò)鉆探后發(fā)現(xiàn)出口段50米至150米范圍都處在一個(gè)古滑坡上，因開(kāi)挖施工使山體失去平衡，而使古滑坡重新復(fù)活，產(chǎn)生偏側(cè)向的滑動(dòng)，使已開(kāi)挖掘進(jìn)并完成了初期支護(hù)的120多米的左洞和右洞發(fā)生了側(cè)向位移并嚴(yán)重下沉，拱形骨架?chē)?yán)重變形，噴水混凝土開(kāi)裂，剝落。具體施工情況如下:

2．1左洞施工情況

開(kāi)挖至ZK89+187.7時(shí)，開(kāi)挖過(guò)程中的巖層變化為黃土—泥巖—泥巖夾礫巖，并出現(xiàn)滑動(dòng)層，洞內(nèi)施工過(guò)程中有著大量涌水。由于地質(zhì)圍巖及山體嚴(yán)重滑動(dòng)使洞內(nèi)拱頂下沉及擠壓嚴(yán)重并在ZK89+275—ZK89+240出現(xiàn)仰拱開(kāi)裂，其中ZK89+230.8位置拱頂下沉456.3毫米、收斂530.49毫米，已施工段侵入二襯最大為43cm。

2．2右洞施工情況

開(kāi)挖至K89+185.75，開(kāi)挖過(guò)程中的圍巖變化為黃土—泥巖—泥巖夾礫巖，并多次出現(xiàn)滑動(dòng)層，洞內(nèi)施工過(guò)程中有大量水涌出。洞內(nèi)拱頂下沉及擠壓嚴(yán)重，其中K89+239.8拱頂下沉423毫米、收斂486.54毫米，已侵入二襯最大值為35cm。

2．3地表開(kāi)裂

主要裂縫位置為三部分:(1)在K89+287－K89+250段，ZK89+287－ZK89+250段洞頂?shù)乇黹_(kāi)裂嚴(yán)重，裂縫寬5～70mm不等，主要大的裂縫有十幾條。主要表現(xiàn)為橫向發(fā)展，且有錯(cuò)臺(tái);(2)在ZK89+140路線方向左側(cè)35米附近有三條嚴(yán)重的裂縫，裂縫寬5～30mm不等;(3)在K89+200路線右側(cè)5米處一條裂縫表現(xiàn)為與隧道方向斜交45度，裂縫最大裂縫寬達(dá)1～5cm。

3處理方案

地表注漿施工:施工準(zhǔn)備→孔位的測(cè)定→鉆孔、驗(yàn)孔→安裝導(dǎo)管和止?jié){塞→注漿→封孔。

3．1地表注漿孔的布置范圍

地表注漿范圍為左洞ZK88+915－ZK89+133長(zhǎng)218m，右洞K88+878－K89+092長(zhǎng)214m，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，為了保證注漿質(zhì)量同時(shí)節(jié)約造價(jià)，山體注漿采用兩種材質(zhì)注漿管，分別為隧道洞身兩側(cè)兩排導(dǎo)管采用ф89鋼管，壁厚8mm，洞頂及兩側(cè)外面采用ф100PVC花管，鉆孔深度為15－40m之間。注漿寬度為隧道的洞頂及隧道的兩側(cè)10m范圍內(nèi)，管道注漿有效段為開(kāi)挖拱頂以上7m到仰拱底面以下2m。注漿孔按橫向2.5m，縱向3m間距布置。

3．2鉆孔

本次鉆孔使用十臺(tái)ZQS－100型地質(zhì)鉆機(jī)鉆機(jī)，每臺(tái)鉆機(jī)準(zhǔn)備4人，在施工前時(shí)，由測(cè)量人員布設(shè)注漿孔位置，測(cè)出地面高程并計(jì)算好每根注漿孔的鉆進(jìn)深度，注漿孔梅花型布置，隧道橫斷面方向間距2.5m，隧道路線方向間距3m。在鉆進(jìn)過(guò)程中做好記錄并做好土體變化情況及異常情況。鉆孔的直徑根據(jù)注漿管大小分為130mm及150mm，鉆孔施工順序先隧道兩側(cè)，然后隧道拱頂上方，先大孔后小孔，在同一斷面的鉆孔采用跳孔施工，避免在施工中距離過(guò)近影響鉆進(jìn)，鉆孔鉆進(jìn)設(shè)計(jì)要求的孔底標(biāo)高且驗(yàn)孔合格后，立即安裝注漿管，避免塌孔無(wú)法安裝。

3．3安裝注漿管和止?jié){塞

在孔位鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保注漿管可以一次到位，如發(fā)現(xiàn)塌孔或者孔位縮孔無(wú)法安裝導(dǎo)管，需用鉆機(jī)重新掃孔并檢查合格后才可以安裝注漿管。鉆孔完成后經(jīng)檢驗(yàn)合格后，立即安裝注漿導(dǎo)管。同時(shí)在有效注漿段與無(wú)效注漿段需安裝止?jié){塞，并無(wú)效段注漿管的外部填入約1至2米高砂漿或黏土填塞密實(shí)，確保注漿孔注漿只在有效段進(jìn)行注漿;注漿管安裝時(shí)在孔口位置用砂漿填塞約1m，使注漿導(dǎo)管與孔壁密實(shí)，避免注漿時(shí)漿液從導(dǎo)管與孔壁之間冒出。安裝好注漿管并檢驗(yàn)合格后，注漿管管需進(jìn)行保護(hù)，避免孔口被堵塞或雜物進(jìn)入。

3．4注漿施工

本次注漿使用雙液FBY－60型注漿機(jī)五臺(tái)，每臺(tái)機(jī)器準(zhǔn)備四人，操作機(jī)械一人，一人記錄漿液配合比、注漿壓力、注漿量、跑漿、串漿等情況，兩人制備水泥漿，雙液注漿機(jī)功率為大于60L每分鐘，工作壓力為1.0兆帕至3.0兆帕。具體如下:(1)注漿材料。注漿材料為水泥、水玻璃、緩凝劑。設(shè)計(jì)配合比:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求單漿液灰水比為1∶0.5－1∶1;水玻璃和單漿液摻和比例為1∶20，凝結(jié)時(shí)間不小于25min;(2)壓水試驗(yàn)。在隧道最外側(cè)第一個(gè)鉆孔作為壓水試驗(yàn)孔，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的注入量、終止壓力來(lái)確定設(shè)現(xiàn)場(chǎng)注漿施工參數(shù)的，同時(shí)與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比照，不符合設(shè)計(jì)圖紙要求時(shí)，找出原因并調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù);(3)漿液配制。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)后施工配合比確定為:單漿液灰水比為1∶0.8，水玻璃與水泥漿液摻和比為1∶20。采用高速拌合機(jī)進(jìn)行制備水泥漿液，水泥漿液制備過(guò)程中:先加水再加緩凝劑最后加入水泥進(jìn)行高速攪拌。最后通過(guò)兩管吸入至注漿機(jī)混合后注入注漿管內(nèi);(4)注漿:①地表注漿順序。按隧道邊線向隧道中心的順序進(jìn)行，先隧道洞身兩側(cè)、后隧道拱頂?shù)乇恚鹊吞帲蟾咛幍倪M(jìn)行注漿。在同一斷面，為避免竄漿或者跑漿，采用間隔3孔灌注，從而確保注漿的質(zhì)量。跳孔注漿間距為3孔，即:每次從最外側(cè)往中線隔三孔注漿，下一次在從最外側(cè)倒數(shù)第二孔往中線隔三孔注漿，如此反復(fù)，直到同一斷面注漿完畢;②注漿壓力控制。由于注漿終壓力較大，為保證注漿質(zhì)量采用逐級(jí)加壓方式，根據(jù)設(shè)計(jì)要求注漿終壓力為1.5兆帕至3.0兆帕之間，注漿終壓選擇根據(jù)鉆孔深度選取，孔深小時(shí)取小值，在孔深大時(shí)取大值。

4施工結(jié)果

山體注漿一共鉆了65520m，設(shè)計(jì)注漿量為34847.71m3，實(shí)際注漿量為34892.02m3，注入率為101.13%，并在28后取芯，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了鉆了20個(gè)不同注漿深度的檢查孔，取芯進(jìn)行試壓，抗壓強(qiáng)度的平均值為5.55兆帕，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的5兆帕。同時(shí)在后續(xù)施工中的監(jiān)控量測(cè)得知，在開(kāi)挖及換拱處理通過(guò)時(shí)的地表總沉降量為3.5cm，洞內(nèi)周邊收斂基本在50mm左右，均在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，同時(shí)山體地表不在產(chǎn)生裂縫，此段山體已趨于穩(wěn)定;經(jīng)檢測(cè)驗(yàn)證和監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)表面此次地表注漿在隧道施工中效果良好，有效處置了山體的滑動(dòng)。

5本次施工的不足

通過(guò)本次施工中發(fā)現(xiàn)，本次山體注漿在無(wú)效段的止?jié){效果不是很明顯，個(gè)別孔會(huì)出現(xiàn)注漿壓力大時(shí)漿液從注漿導(dǎo)管與孔壁之間冒出，后來(lái)通過(guò)實(shí)踐，我們采用在止?jié){盤(pán)至孔口段之間用砂漿或者黏土進(jìn)行回填，止?jié){效果顯著，因此我們建議:在鉆孔后安裝注漿管時(shí)立即設(shè)置止?jié){盤(pán)并及時(shí)在無(wú)效段導(dǎo)管與孔壁之間填入砂漿或黏土，然后對(duì)孔口進(jìn)行夯實(shí)封閉。

6結(jié)語(yǔ)

本次隧道出口地表注漿耗時(shí)45天，在注漿結(jié)束對(duì)山體注漿深度不同的地方采用檢查孔進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)取樣觀測(cè)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，土體顆粒間結(jié)合增強(qiáng)，山體裂隙已被漿液注滿(mǎn)，滑動(dòng)面的裂隙已充滿(mǎn)漿液，在后續(xù)洞身開(kāi)挖及洞身?yè)Q拱過(guò)程中，土體已穩(wěn)性，地表不在出現(xiàn)裂縫，初期支護(hù)不在變形，出口段的開(kāi)挖順利通過(guò)，且開(kāi)挖方式由原來(lái)的雙側(cè)壁改為單側(cè)壁施工，大大縮短了開(kāi)挖時(shí)間，節(jié)約了投資，同時(shí)使隧道在后續(xù)的開(kāi)挖及換拱處理均在安全中施工，也使得隧道在通車(chē)后始終保持穩(wěn)定安全。

參考文獻(xiàn)

［1］公路隧道施工技術(shù)規(guī)范［S］．

［2］福建省高速公路隧道施工標(biāo)準(zhǔn)化指南．福建省交通運(yùn)輸廳，2004．

作者:陳秋城 單位:福建華通路橋建設(shè)有限公司