洞口存在严重偏压以及滑坡体的隧道进洞方法研究论文_宋闻

成都轨道建设管理有限公司 四川成都市 610041

摘要:隧道洞口段施工一直以来都是隧道施工的重点,如果洞口段同时存在严重偏压和滑坡体就更是增加了进洞的难度,本文以重庆奉溪高速公路E6合同段岩头溪隧道右线进口为实例,对存在严重偏压的滑坡山体中完成洞口段施工进行探讨,为类似工程提供可借鉴经验。

关键词:隧道洞口段;严重偏压;滑坡;进洞方法

1工程概况

1.1隧道与滑坡的位置关系

小院子滑坡位于重庆奉节至巫溪高速公路工程RK19+645~RK19+773、LK19+573~LK19+698段,设计路线从该滑坡体前舌部位以路基(左线)和隧道(右线)形式通过。滑坡区属中低山深切侵蚀地貌,地势总体上北东高、南西低,其高程630.30~946.70m,相对高差316.50m,西南侧有一冲沟(岩头溪)。滑坡体后缘为一高约166.70m的土质斜坡,坡角55°~65°。隧道右线正好以暗洞形式穿越该斜坡,存在严重偏压(如下图所示)。

1.2地层岩性

岩头溪隧道进口坡体被第四系崩坡积碎、块石土所覆盖。土层厚度约25.00m,碎、块石土呈松散~稍密状。下伏基岩以泥质粉砂岩、砂岩为主,强风化层,岩体呈碎状,为黄褐色;弱风化层,呈块状和碎裂状。

1.3水文

该区域水资源丰富,雨量充沛。主要地表水为隧道进出洞口外两条冲沟中的季节性溪流。其流量分别为3.80L/s和5.80L/s。隧道进口外冲沟与路线斜交,沟底低于隧道设计高程10m左右,隧道出口处冲沟与路线近于直交,沟底低于隧道设计高程10m,洪水对隧道洞口及滑坡稳定性有一定影响。

1.4稳定性评价

根据设计院的计算结果表明,当高速公路路堑边坡及隧道开挖后,滑坡的稳定性降低,特别是当受暴雨或连续降雨作用时,滑坡将处于欠稳定状态,不满足高速公路设防要求,因此,须对滑坡进行治理。

2方案设计

①首先以减载与抗滑支挡相结合,对该滑坡进行综合治理。该边坡滑体体积巨大,边坡高度高达166.7m。设计采用如下方案:坡面整理+锚索抗滑桩(隧道靠山侧)+微型桩挡墙(隧道外侧)+截排水+喷锚支护

②然后采用帷幕注浆的方式对该滑坡体以及隧道仰拱底部进行注浆加固处理,以稳定桩前较厚的堆积体,保障在隧道开挖过程有一定自稳能力。

③接着采用60cmC20混凝土套拱+φ89超前管棚(L=20m)进行超前支护,并且施工偏压式明洞稳定洞口。

④暗洞开挖方法选用单侧壁导坑法,初期支护采用I20a工字钢@60cm+26cm厚C25喷射混凝土+φ25中空注浆锚杆+φ8@20cm*20cm钢筋网支护,超前系统使用φ32*5自进式锚杆。

3主要施工工艺

3.1滑坡治理

①坡顶截水沟:在滑体周界外侧5m处设置截水沟,拦截滑体外侧坡面汇水。由于滑体长度较大,在开挖边坡线外5m处设置截水沟,拦截滑体坡面汇水。截水沟断面采用底宽40cm、高60cm的梯形,采用M7.5号浆砌片石砌筑,厚度30cm。

②锚索抗滑桩:在隧道靠山侧设置一排(19根)抗滑桩,桩长为33m、30m,截面3.0×4.0m,桩中心距6m,采用C30钢筋砼浇筑。桩孔采用C20混凝土护壁、人工分节开挖。每桩2根锚索,直径130mm,每根锚索采用9根s15.2、标准强度为1860级的钢绞线制作。

③坡面整理在路线左线由路基边坡坡脚开始,向上设置分级减载边坡,一级边坡为8m高,坡率为1:0.5二级以后的边坡高度为10m,坡率1:0.75,共4级,在每两级边坡之间设置1m平台,平台设置排水沟。

④微型桩挡土墙沿该滑坡体坡脚设置挡土墙以稳定抗滑桩前段较厚的堆积体,长96m,顶宽2.6m,高度9.5m,墙趾宽1.0m,墙趾高1m,墙面坡率1:0.25,墙背破率1:0.15,基底破率0.2:1;微型桩设置于挡墙底部,直径为150cm,长度为12m,共设4排,梅花形布置,微型桩沿路线间距1.5m,垂直路线间距0.7m。3.2测控量测

采取信息化施工,以监控量测成果反馈修正设计和指导施工。主要进行如下量测项目:

①地表沉降监测;②桩位及挡墙偏移监测;③洞内拱顶下沉监测;④洞内水平收敛监控;⑤临时支撑应力量测;⑥中隔墙应变量测;⑦钢拱架拱脚内力量测。

地表沉降量测和拱顶沉降量测采用精密水准仪(精度达0.01mm)及铟钢尺进行监测,收敛量测采用数显式坑道收敛计进行量测。监测数据输入计算机绘制成曲线并进行分析。

4施工控制重点及注意事项

①截排水措施是滑坡治理的重点,必须做在所有工序之前,而且要规划合理,保证排水通畅。因为滑坡治理工程不是短时间内就可以完成的,如果截水功能没有实现,或者排水不通畅,一旦发生降水,如此巨大的汇水面积,加上长时间的雨水的冲刷下,将使整个滑坡体处于一个及其不稳定的状态。

②洞外支挡和加固措施必须在进洞之前完成,所有的洞外措施都是在围绕安全进洞这个核心进行,所以支挡工程的强度必须要足够,并且经过相关单位验收合格。

③监控量测数据必须从施工初期就开始布置,而且必须贯穿于整个施工过程中,坚持用数据指导施工。

④帷幕注浆的的质量,是关系到围岩是否得到改良的关键,施工时应先进行低山侧帷幕孔的注浆,然后进行高山侧的注浆,帷幕孔浆液应掺加水泥重量的2-3%的速凝剂,使孔内注浆液尽快凝固,以形成帷幕防止浆液流失。可根据现场试验适当调整帷幕孔的间距和浆液配比,以防止浆液的漏失。建议安排专人进行全程旁站,并且做好注浆记录。

⑤超前支护与注浆加固相辅相成,由于帷幕注浆的质量的确难以控制,肯定会存在加固不到位部分。在这些区域块石土、碎石土没有任何自稳能力,如果采用小导管及其容易卡钻,自进式锚杆的优势此时便得以体现。对于薄弱部分每榀钢架都打设自进式锚杆,掉块严重的地方甚至可以采用双排自进式锚杆加固,注浆后数量众多的锚杆在未开挖的土体中形成一个小型棚洞,安全依然可以得以保证。

⑥监控数据一旦出现异常,必须立刻停止掘进,如果是沉降数据超标就立刻施工临时仰拱,如果是收敛数据超标就立刻施工临时护拱,绝对不能冒险掘进。隧道一定要尽快成环和施工仰拱,以保证安全。

5结束语

重庆奉溪高速公路E6合同段岩头溪隧道右线已经于2012年底安全贯通,其各项指标如下:

技术指标:隧道最大沉降114mm,最大收敛74mm。

工期比较:与具有相同情况而没有采取治理措施的E5标闵家隧道(洞口段多次发生坍方,最后依然对滑坡体采取了治理方顺利贯通)相比较工期提前了约10个月。

岩头溪隧道现在已经运营近1年,并且经历了2个雨季的考验,运营期间一切情况正常,在施工过程中也没有发生坍方冒顶现象。这说明本工程采用的抗滑支挡+帷幕注浆+加强洞内支护强度的方案安全可行的。通过对本工程的分析,可以对以后类似工程有一定的借鉴作用,但是具体问题要具体分析,与设计院共同确定适合自己的支挡及治理措施。

参考文献

[1]《公路工程施工工艺标准》[s].中交第一公路工程局有限公司(2007.12第一版)2008年7月第二次印刷;

[2]《公路隧道施工技术规范》[s].弓天云.中交第一公路工程局有限公司2009年9月第一版;

[3]《竹林坪隧道出口滑坡段施工技术》.温泉1,张杰1,陈斌2.1重庆高速公路发展有限公司垫利分公司2贵州公路工程总公司;

[4]《公路路基设计规范》(JGJD30-2004);中交第二公路勘察设计研究院2005年1月

[5]《奉溪高速公路两阶段施工图设计》第四册

论文作者:宋闻

论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期

论文发表时间:2019/10/16

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