浅埋滑坡地段隧道方案对比.doc

浅埋滑坡地段隧道方案对比 王延松 (中铁十八局集团有限公司　天津市　300222) 摘　要：隧道浅埋滑坡地段施工方案的确定，通过对几种处理方案的分析及综合比较, 提出采用隧道内部径向注浆，加强支护，同时加强辅助措施的方案。施工期间，不仅安全、稳定的通过浅埋地段，监控量测数据表明, 洞周初期支护收敛稳定。 关键词：隧道 浅埋 滑坡 径向注浆 辅助措施 1 工程概况及地质条件 云南蒙新高速公路湾田4号隧道位于云南省蒙自县红河峡谷北岸山区。隧道采用左、右幅分离的双洞单向行车双车道隧道，有效净宽为9.75m , 有效净高5m ,右线全长为850 m，左线为953m，洞身段最大埋深约148.57 m。 根据地质调查和钻孔资料，该隧道所处山体基岩为三迭系白云质灰岩，隧 道出口段为绢云母板岩，出口段上覆残坡积亚粘土、碎石土，厚度变化大，为0~38米。其中右幅出口洞身K42+ 400+260段（掘进方向为小桩号）穿越地层为褐黄色~紫红色含碎石亚粘土，亚粘土呈可塑状, 碎石成份为强风化绢云母板岩、灰岩，开挖后围岩为角砾、碎石状松散结构，节理发育，稳定性差。属于II类围岩，其中最大埋深33米，最小埋深2.8米，见图1 所示。  图1　隧道浅埋段示意 进洞施工期间，洞口、明洞地段以亚粘土为主，土体松散，自稳能力极差，为此，我方将边坡开挖坡度调整至1：1.5，在掘进至K42+400时，洞右侧边坡出现滑移，滑坡体边缘地表开裂，裂缝深8~9米，影响隧道正线范围越40米，此段范围内隧道埋深5~15米，威胁隧道结构安全，因此，保证既有结构，穿越此段已出现滑坡的浅埋地段，施工前必须要对既有结构加固处理，还要制定严密的掘进支护方案。 2　处理方案比较 针对隧道工程此种浅埋滑坡地段，处理的实例较多。一般洞口段处理方式常采用加长明洞；设置锚索、抗滑桩等方案，针对本工程特点, 提出以下3种方案： A 方案：滑坡体段隧道仰拱下斜向设置预应力锚索，隧道施工按正常设计进行。 B 方案：对该浅埋段开挖路堑, 滑坡体侧施做抗滑桩。 C 方案：进行隧道内部径向注浆，加强一次支护与二次衬砌，同时加强辅助措施。 A 方案 由于该浅埋段上覆残坡积亚粘土、厚度变化大，为0~38米。洞内设置预应力锚索时锚固端必须在基岩内，这样以来，穿越亚粘土层距离太长；且亚粘土层内锚索成孔难度大，洞内施工机具布场地狭小，难度太大。 B 方案 由于路堑的开挖, 形成三面土质高边坡, 不仅增大边坡开挖面积、和边仰坡临时防护，同时增加防护难度；且隧道明、暗洞衔接施工也较为艰难，又有违隧道“早进洞晚出洞”的原则；抗滑桩施工在土体中成孔不易，又临近滑坡体裂缝，施工安全存在隐患，且雨季临近，所以该方案对隧道结构稳定和施工非常不利。 C 方案 由于隧道主线范围无开裂现象，加强超前辅助措施，增强掌子面前方围岩自稳能力，加大初期支护强度与预留变形范围，径向钢花管注浆，增强围岩承载力，二衬紧跟掌子面，保证整个隧道结构稳定。各方案比较见表1。  表1　各处理方案比较 项目 A 方案 B 方案 C 方案 施工工艺 锚索、正常隧道施工 开挖、抗滑桩、边坡防护 增强超前、初期、二次支护，径向注浆，其他按正常隧道施工 施工难度 施工工艺较高 较为复杂 较为简单 工程量 工程量较大 工程量大 工程量较大 工期要求 较长 较长 较短 外部因素影响 受雨季影响较小 受雨季影响较大 受雨季影响较小 综合考虑上述各方案的优缺点, 结合相关类似工程的处理措施以及本工程的特点, 最终采用C方案。 3　加强辅助措施及一次支护与二次衬砌，洞内径向注浆方案设计。 3.1　辅助措施（超前支护）设计 考虑到此段围岩松散破碎，仅仅采用喷射混凝土等一般人工支护方法不能保证坑道稳定时，还需要采取辅助措施如超前钢管等超前支护，结合本隧道此段浅埋地形，如果超前支护强度不足，则很容易出现塌方、冒顶。所以为提高围岩自稳能力，保证施工能够稳中求快，确定在K42+ 400+260段长140米加强超前支护，横向支护范围1520cm，采用6米长Ф42×4mm钢花管，每隔8榀钢支撑（4.8米）安设78根，40×40cm梅花型布置，考虑双排布置密度较大故第一排（下层）辐射角7。，水平搭接116cm，第一排（上层）辐射角15。，水平搭接100cm，注浆材料采用水泥浆液，水灰比0.5：1~1：1，注浆压力为0.6~1MPa，具体布置范围见图2、图3 所示。  图2　超前小导管布设图 3.2初期支护（一次支护）设计 隧道结构体系最大的特点即为围岩既是施加荷载者，同时又与支护结构一样是荷载的承受者，形成了隧道中荷载、结构、材料三位一体的重要力学特征，在本段围岩松散、自支护能力极差的浅埋隧道中，降低坑道的不稳定性即提高围岩自身支护能力就显得极为重