某公路隧道施工塌方處治方案的探討

金邦友

（貴州省公路工程集團(tuán)總公司，貴州 貴陽(yáng) 550008）

1 工程實(shí)例

國(guó)道某線通道改建工程是省干線公路改造重點(diǎn)項(xiàng)目，全長(zhǎng)39.324km，起于山嶺重丘二級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)行車速度40km/h，路基寬8.5m，路面寬7.0m。獨(dú)巖隧道地處大鎮(zhèn)，在A1標(biāo)合同段內(nèi)，起止樁號(hào)k1+685～k1+945，全長(zhǎng)260m，隧道主洞建筑限量?jī)?1.0m+0.5m+2×3.5m+0.5m+1.0m=10.0m(按 60km/h 預(yù)留)，隧道建筑凈高5m。隧道進(jìn)口端k1+685～k1+715地層為風(fēng)化板巖及亞粘土層。亞粘土層厚1.5～5m，全風(fēng)化板巖層厚2.5～6m，巖質(zhì)風(fēng)化較為嚴(yán)重，節(jié)理裂隙較發(fā)育，圍巖較弱、層間膠結(jié)差。參照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合鉆探及物探資料，該段圍巖設(shè)計(jì)評(píng)定為Ⅳ級(jí)。

2 長(zhǎng)管棚施工

2.1 長(zhǎng)管棚設(shè)計(jì)參數(shù)

鋼管規(guī)格:為熱軋無(wú)縫鋼管Φ108mm、壁厚6mm、節(jié)長(zhǎng)3m或6m；管距:環(huán)向間距50cm；傾角:仰角1°；方向:與路線中線平行；鋼管施工誤差，徑向不大于20cm；隧道縱向同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管的接頭至少錯(cuò)開(kāi)1m。

2.2 長(zhǎng)管棚施工

①配備xy-28-300電動(dòng)鉆機(jī)，鉆孔并頂進(jìn)長(zhǎng)棚鋼管；

②本方案采用C25鋼筋混凝土套拱作長(zhǎng)管棚導(dǎo)向墻，套拱在明洞外輪廓線以施作；

③管棚應(yīng)按設(shè)計(jì)位置施工，應(yīng)先打有孔鋼花管，注漿后再打無(wú)孔鋼管。鉆機(jī)立軸方向必須準(zhǔn)確控制，以保證孔口的孔向正確，每鉆完一孔便頂進(jìn)一根鋼管，鉆進(jìn)過(guò)程應(yīng)經(jīng)常采用測(cè)斜儀測(cè)鋼管鉆進(jìn)的偏斜度，發(fā)現(xiàn)偏斜超過(guò)設(shè)計(jì)要求，及時(shí)糾正；

④鋼管接頭采用絲扣連接，絲扣長(zhǎng)15cm，為使鋼管接頭錯(cuò)開(kāi)，編號(hào)為奇數(shù)的第一節(jié)管采用3m鋼管，編號(hào)為偶數(shù)的第一節(jié)管采用6m鋼管，以后每節(jié)均采用6m長(zhǎng)鋼管；長(zhǎng)管棚的長(zhǎng)度大于25m，越過(guò)隧道塌方區(qū)。

2.3 長(zhǎng)管棚注漿

長(zhǎng)管棚注漿按管棚周圍有限范圍內(nèi)土體設(shè)計(jì)，漿液擴(kuò)散半徑不小于0.5m，注漿采用分段注漿。其注漿順序?yàn)?先注內(nèi)圈孔，后注外圈孔，從拱頂向下順序進(jìn)行：

①注漿機(jī)械:BW-250/50型注漿泵2臺(tái)。

②灌注漿液:水泥-水玻璃漿液，漿液的濃度、膠凝時(shí)間應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，不得任意變更。

③注漿參數(shù):水泥漿水灰比1∶1、水玻璃濃度35波美度、水玻璃模數(shù)2.4。

④注漿壓力:初壓 0.5～1.0MPa、終壓2.0MPa。

⑤注漿前應(yīng)先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)修正注漿參數(shù)，以利施工。

⑥注漿結(jié)束后及時(shí)清除管內(nèi)漿液，并用M30水泥砂漿充填密實(shí)，增強(qiáng)管棚的剛度和強(qiáng)度。完成長(zhǎng)管棚注漿施工后，將長(zhǎng)管棚周圍破碎地層固結(jié)為整體，在長(zhǎng)管棚支護(hù)環(huán)的保護(hù)下，由地面向下逐步清理洞內(nèi)塌方。隨著塌方的逐漸清除，初期支護(hù)逐段推進(jìn)，初期襯砌快速成環(huán)，接著施工二次襯砌；在二次襯砌完成后，然后進(jìn)行明洞和洞門(mén)的施工，最后完成明洞洞頂回填。

3 隧道進(jìn)口端仰坡段塌方起因分析

為加快隧道施工進(jìn)度，施工單位決定由兩端同時(shí)向中間掘進(jìn)，隧道進(jìn)口端的施工始于2007年10月，仰坡刷坡處治完成之后，按著進(jìn)洞掘進(jìn)。施工開(kāi)挖時(shí)，圍巖坡碎、巖層為全強(qiáng)風(fēng)化板巖、節(jié)理裂隙十分發(fā)育，裂隙間軟弱夾層，開(kāi)挖后不能自穩(wěn)，極易發(fā)生塌方。由于地質(zhì)情況變化，為確保工程質(zhì)量及施工安全，結(jié)合有關(guān)監(jiān)控量測(cè)報(bào)告，該段初期襯砌由原設(shè)計(jì)S4b復(fù)合襯砌，調(diào)整S5復(fù)合襯砌，并加強(qiáng)超前支護(hù)。通過(guò)采取上述措施后，于2007年11月底掘進(jìn)到k1+710處，掘進(jìn)了25m。由于受到冰凍和今年春季長(zhǎng)時(shí)間雨水沖刷，已經(jīng)刷坡處治過(guò)的進(jìn)口端山體發(fā)生大面積塌方，洞口被封，已開(kāi)挖且已初期支護(hù)的25m隧道也同時(shí)發(fā)生塌方。

4 坡面錨噴支護(hù)

4.1 從坡面頂開(kāi)始

由上至下施工，第1排布置長(zhǎng)400cm、間距100cm×100cm、42×3.5mm注漿小導(dǎo)管，管壁每隔20cm交錯(cuò)鉆孔，眼孔直徑為Φ8mm，第2排、第3排按梅花形布置長(zhǎng)400cm、間距100cm×100cm、Φ22水泥砂漿錨桿；以下按上述方法依次布置注漿小導(dǎo)管和水泥砂漿錨桿。

4.2 注漿小導(dǎo)管安裝

用xy-28-300電動(dòng)鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)定的孔位鉆至設(shè)計(jì)深度，孔口位置與設(shè)計(jì)位置的允許偏差為±10cm，鉆孔結(jié)束后應(yīng)掏孔檢查，在確認(rèn)無(wú)塌孔和探頭石時(shí)，然后頂進(jìn)注漿小導(dǎo)管，頂進(jìn)至設(shè)計(jì)深度，即完成注漿小導(dǎo)管安設(shè)。

4.3 注漿小導(dǎo)管注漿

注漿時(shí)采用全孔一次灌入，且速度由快到慢，單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)是用注漿量和注漿壓力控制，當(dāng)單孔注漿達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可結(jié)束本孔注漿。小導(dǎo)管注漿順序?yàn)?先注無(wú)水孔，后注有水孔，從上至下進(jìn)行。如果竄漿或跑漿，可間隔一孔或數(shù)孔灌注。注漿結(jié)束后，應(yīng)利用止?jié){閥保持孔內(nèi)壓力，直至漿液完全凝固。

4.4 水泥砂漿錨桿鉆孔

用xy-28-300電動(dòng)鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)定的孔位鉆至設(shè)計(jì)深度，孔口位置與設(shè)計(jì)位置的允許偏差±10cm，鉆機(jī)結(jié)束后應(yīng)掏孔檢查，在確認(rèn)無(wú)塌孔和探頭石時(shí)，用高壓風(fēng)將孔眼沖洗干凈，并用塞子塞緊孔口，以防止石渣或泥土掉入孔內(nèi)。

4.5 水泥砂漿錨桿注漿

①砂漿標(biāo)號(hào)不低于C20，砂漿配合比為水泥∶砂∶水=1∶10∶0.5，砂漿應(yīng)拌和均勻，調(diào)整好其和易性，隨拌隨用，應(yīng)在初凝前用完；

②先注漿后插桿時(shí)，注漿管應(yīng)先插到孔底，開(kāi)始注漿后，徐徐均勻地將注漿管往外抽出，并始終保持注漿管口埋在砂漿內(nèi)；

③注漿時(shí)應(yīng)堵塞孔口，隨水泥砂漿的注入，緩慢勻速拔出注漿管后，隨即迅速將錨桿插入，若孔口無(wú)水泥砂漿溢出，應(yīng)將錨桿拔出重新注漿；

④錨桿插入孔內(nèi)的長(zhǎng)度不得短于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%，桿體到位后，要用木楔或小石子在孔口卡住，防止桿體滑出。一般3d內(nèi)不得隨意碰撞和敲擊錨桿。

4.6 掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土

待整個(gè)坡面注漿小導(dǎo)管和水泥砂漿錨桿均安設(shè)完畢及注完漿后，由上至下掛20cm×20cmΦ6mm鋼筋網(wǎng)，噴射10mm厚C20混凝土，混凝土的和易性及配合比要滿足設(shè)計(jì)要求；至此坡面錨噴支護(hù)全面完成。

5 仰坡段塌方處理方案

隧道仰坡段塌方后，為保證施工安全和工程質(zhì)量，特邀請(qǐng)了有關(guān)專家和設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)地勘察，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)專題會(huì)議確定了詳細(xì)的處理方案，其施工工序?yàn)?施作截水溝-清除坡面松散土形成多級(jí)仰坡-每級(jí)仰坡坡腳設(shè)置排水溝-坡面由上至下錨噴支護(hù)-施作長(zhǎng)管棚-清理洞內(nèi)塌方-施作初期支護(hù)-施作二次襯砌-施作明洞-施作洞門(mén)-明洞洞頂回填。

6 坡面刷坡處治

在離坡面頂5m遠(yuǎn)的上方，設(shè)置一條截水溝，截水溝用水泥砂漿漿砌片石而成；在坡面由上至下清除坡面松散土，并形成多級(jí)仰坡；在每級(jí)仰坡坡腳處設(shè)置排水溝，排水溝用水泥砂漿漿砌片石而成，排水溝應(yīng)將水排至仰坡以外截水溝中。

[1]任會(huì)，趙明華，張進(jìn)華，等.土地坳隧道塌方段注漿方案綜述[J].

[2]公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].