上寨隧道出口不良地質(zhì)洞口段處理

周 康 ，肖松濤

（陜西省公路勘察設(shè)計(jì)院，陜西 西 安 7 10068）

隨著高等級(jí)公路建設(shè)的發(fā)展，特別是近年來山區(qū)高速公路的修建，公路隧道得到了廣泛的應(yīng)用。但是在穿越山嶺時(shí)，由于受路線走廊帶的限制或者路線標(biāo)高等的控制，隧道不可避免的要穿越不良地質(zhì)體。同時(shí)由于施工管理的不規(guī)范，在施工時(shí)不可避免會(huì)出現(xiàn)一些問題。及時(shí)、合理處理這些問題對(duì)工程建設(shè)有著非常重要的意義。

1 地質(zhì)地貌及工程簡(jiǎn)介

隧址位于貴州省黔東南州丹寨縣雞照村境內(nèi)，隧道穿越區(qū)為構(gòu)造隆升低山工程地質(zhì)區(qū)，山體為南北走向，地勢(shì)總體北低南高，隧道與山脊近于直交，沿隧道軸向山體渾圓，兩側(cè)低，中部高。出口段地形較陡，坡角約37°。隧道采用分離式，左線總長(zhǎng)為2 760 m，右線總長(zhǎng)為2 727 m，隧道左線最大埋深370.0 m，右線最大埋深約368.0 m。

2 洞口處地質(zhì)地貌（洞口段地質(zhì)進(jìn)行了補(bǔ)勘）

隧道出口位于一崩坡積體，崩坡積體平面形態(tài)總體呈似舌型，軸向最長(zhǎng)175 m，橫向最寬100 m，地勢(shì)總體東高西低，坡體后緣基巖出露。據(jù)鉆探揭露，上部覆蓋塊石土最深處29.7 m，平均厚度約18 m。崩坡積體后壁似呈不規(guī)則的圈椅狀，局部為折線形，基巖出露，呈高約5 m～20 m、坡度55°～70°的陡坎，出露的巖性為泥灰?guī)r，呈青灰色，巖質(zhì)較新鮮。前緣隧道右線洞口兩側(cè)均有基巖出露，中后部為崩坡積塊石土。崩坡積體表層覆蓋0.5m~1.2m的崩坡積含碎塊石亞黏土，下部為含有亞黏土的碎石土及塊石土，結(jié)構(gòu)較疏松。從鉆探資料表明，孔隙較發(fā)育，貫通性較好較，鉆探過程中出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。塊石的母巖成份為泥灰?guī)r及砂巖。

圖1 坡積體全貌

3 原設(shè)計(jì)對(duì)該段的處理

原設(shè)計(jì)考慮到洞口段位于坡積體內(nèi)，且碎石成分相對(duì)較大，在該段襯砌采用洞口加強(qiáng)段襯砌及30 mφ108×9大管棚的基礎(chǔ)上，對(duì)該山體采用了地表注漿加固。注漿管采用φ50×4的鋼管，管壁每15 cm交錯(cuò)布置直徑為8 mm的孔，注漿漿液采用1∶1的水泥砂漿。注漿范圍為：橫向由隧道中心線向左、右側(cè)各13 m；縱向由左、右洞明暗交接處起向洞身方向分別為44 m和40 m；豎向注漿深度由原地表至弱風(fēng)化基巖至少3 m。

4 隧道施工情況

在洞口大管棚（30 m）及邊、仰坡施工完成的情況下（此時(shí)原設(shè)計(jì)的地表注漿未實(shí)施），2008年7月20日，上半斷面采用環(huán)形開挖留核心土法開始暗洞部分的施工。2008年8月17日，因截水溝、邊仰坡地表開裂嚴(yán)重，洞內(nèi)出現(xiàn)多道環(huán)向裂縫，停止洞內(nèi)施工。2008年8月22日開始施做地表注漿。2008年9月7日恢復(fù)洞身開挖，截至2008年9月17日左洞累計(jì)進(jìn)洞30m，右洞32.5m。此時(shí)隧道洞頂出現(xiàn)了多道縱、橫向裂縫，同時(shí)洞內(nèi)噴射混凝土也多處出現(xiàn)開裂。根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)顯示，左右洞地表下沉累計(jì)分別達(dá)58 mm、56 mm，洞內(nèi)拱頂下沉最大值分別為34 mm、62 mm。通過量測(cè)單位對(duì)近期數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)變形還在持續(xù)，且有加速的跡象。另外邊坡咨詢單位在洞頂布設(shè)的深孔位移監(jiān)測(cè)樁數(shù)據(jù)顯示洞口處仰坡出現(xiàn)明顯的異常帶，分析認(rèn)為在距孔口深20.5 m處有形成華東面的趨勢(shì)，據(jù)此邊坡咨詢單位發(fā)出了二級(jí)預(yù)警報(bào)告。針對(duì)該情況，2008年9月18日，業(yè)主約請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、咨詢單位、監(jiān)控量測(cè)單位等現(xiàn)場(chǎng)勘察。

5 問題分析及處理方案

對(duì)該隧道出現(xiàn)的地表裂縫、拱頂下沉及噴射混凝土開裂現(xiàn)象，分析認(rèn)為主要是以下兩方面的原因：（1）隧道所處山體圍巖破碎，且原設(shè)計(jì)的地表注漿加固也未讓實(shí)施，這樣就未能有效發(fā)揮和利用圍巖的自承能力，導(dǎo)致洞內(nèi)開挖后圍巖的塑性變形過大。（2）隧道開挖后應(yīng)力的重分配和開挖爆破的影響。雖然邊坡進(jìn)行了防護(hù)處理，但由于坡體地下水狀況變化較大，開挖必然會(huì)引起邊坡應(yīng)力調(diào)整，加上坡體巖體松散、施工爆破的影響等，從而導(dǎo)致山體的開裂和下沉。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)問題成因的分析，首先要求施工單位立即停止掌子面開挖，并噴射10 cm厚的混凝土封閉掌子面。對(duì) ZK173+618（明暗交接處）~ZK17+585、YK173+634（明暗交接處）~YK173+600采取以下措施：（1）洞內(nèi)采取臨時(shí)鋼支撐，對(duì)以開挖上半斷面采取臨時(shí)仰拱封閉。（2）上半斷面拱腳每側(cè)增設(shè)2根4 m長(zhǎng)的φ22的鎖腳錨桿。（3）洞內(nèi)采用6 m長(zhǎng)的φ50×4的小導(dǎo)管進(jìn)行徑向注漿加固。（4）隧道下導(dǎo)坑落底后，在坡積體范圍內(nèi)加固隧道仰拱基礎(chǔ)。（5）加密二襯混凝土鋼筋間距，及時(shí)施作二襯。根據(jù)隨后的施工情況，在臨時(shí)支撐的保護(hù)下，施作了洞內(nèi)徑向小導(dǎo)管注漿后就已基本控制的圍巖變形，從監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)來看地表開裂和拱頂下沉都得到了有效的抑制。最終在實(shí)施完以上所定的措施后，隧道成功的穿越了該段不良地質(zhì)段。

6 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)和體會(huì)

（1）洞口處的地勘一定要盡可能的詳細(xì)準(zhǔn)確，因?yàn)檫M(jìn)洞及洞口段的施工是隧道施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)，在準(zhǔn)確的地勘前提下，工程設(shè)計(jì)人員才能做出合理的設(shè)計(jì)，施工員才能做出合理、安全的施工方案。

（2）控制和節(jié)約投資是我們對(duì)國家和人民負(fù)責(zé)的態(tài)度，但這些必須建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上、建立在安全的基礎(chǔ)上，不可盲目的一味考慮節(jié)省投資。否則的話會(huì)事與愿違。

（3）在解決突發(fā)問題時(shí)，時(shí)間上一定要快。各方一定要及時(shí)趕赴現(xiàn)場(chǎng)，第一時(shí)間掌握現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況，這樣不僅利于我們工程人員做出正確的方案，更重要的可是以避免人員傷亡、減少財(cái)產(chǎn)損失。