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1、滑坡體中隧道進洞施工工法1前言 滑坡體中隧道進洞施工工法以王家坪隧道出口滑坡段為載體，采用洞口地表及仰拱注漿，洞內(nèi)增設(shè)臨時仰拱、加強初期支護和超前支護的施工方法實現(xiàn)了安全快速進洞，為類似工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗。2工法特點本工法主要采取加強洞內(nèi)支護的施工原則，以“管超前、嚴(yán)注漿、短進尺、少擾動、強支護、早封閉、勤量測”為指導(dǎo)思想進行施工。1）施工方法比較簡單，施工難度低，不需要大型機械設(shè)備。2）施工進度快，洞口滑坡段治理時間短，縮短了后續(xù)進洞施工工期。3）加強超前支護和初期支護措施，易保證施工質(zhì)量，確保了隧道施工安全。3適用范圍 本工法適用于穿越滑坡堆積體地段的淺埋隧道工程，地質(zhì)差、軟弱圍巖2、土層富含水、土地利用率低的環(huán)境下。4工藝原理 本施工方法采用加強超前支護穩(wěn)固圍巖后，再加強洞內(nèi)支護，增設(shè)臨時仰拱及時封閉初支成環(huán)的方法，減少因局部支撐強度不夠造成拱頂沉陷和周邊位移，增加結(jié)構(gòu)整體受力的結(jié)構(gòu)原理；采用洞口回填土方反壓，對滑坡體進行一定的抵制以減小滑坡體對隧道洞身的推力的基本原理。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程洞口管棚及明洞施工明洞回填施工洞口段邊仰坡刷坡及支護施工準(zhǔn)備暗洞施工（加強超前支護及初期支護）二次襯砌施工洞口段滑移區(qū)地表深孔預(yù)注漿圖5.1 施工工藝流程示意圖5.2基本工藝過程及操作要點5.2.1施工準(zhǔn)備首先根據(jù)施工圖紙準(zhǔn)確進行測量放線，確定邊仰坡開挖范圍，然3、后根據(jù)工程量大小確定挖掘機和運輸車數(shù)量，提前做好邊仰坡開挖準(zhǔn)備。5.2.2洞口滑移區(qū)邊仰坡施工對洞口段滑移區(qū)邊仰坡進行刷坡，盡量增大邊仰坡坡率，開挖邊仰坡盡量要平順，成形好，不損壞開挖范圍外地表。 挖掘機開挖一級并修整平順后，即支護一級。支護采用錨、網(wǎng)、噴支護，根據(jù)現(xiàn)場實際情況增設(shè)鋼管作為泄水管。在噴射混凝土施工過程中適當(dāng)調(diào)整外加劑的添加量，以加快噴射混凝土凝固速度，減少回彈量。5.2.3洞口段滑移區(qū)地表深孔預(yù)注漿 由于滑坡體較為松散，地質(zhì)軟弱，且堆積體富含水，洞口段初期支護極容易發(fā)生沉降，導(dǎo)致初期支護侵限。另外，地質(zhì)土層過于松散，極易誘發(fā)滑坡體失穩(wěn)，將對隧道洞身區(qū)域施以很大的推力，故應(yīng)對洞口4、段開裂區(qū)域山體進行注漿加固，注漿方法為深孔地表注漿。注漿鋼管可采用89108mm無縫鋼管，注漿鋼管間距為200cm200cm，呈梅花形布置，橫向布置范圍為洞身兩側(cè)10m15m范圍，隧道兩側(cè)鋼管穿過滑動面嵌入基巖不小于2.0m。圖5.2 地表深孔注漿加固示意圖5.2.4洞口管棚及明洞施工1、洞口管棚施工1）施做管棚導(dǎo)向拱，預(yù)埋管棚導(dǎo)向管，導(dǎo)向管安裝角度可適當(dāng)放大12，為管棚施鉆做好準(zhǔn)備。2）洞口超前大管棚鉆進。鉆孔順序為從拱頂向兩側(cè)進行施工，成孔后經(jīng)清孔驗孔合格后立即進行頂管施工。鉆孔過程中要始終注意鉆桿角度的變化，并保證鉆機不移位。 3）管棚注漿。根據(jù)實際情況可選擇以下兩種方式：邊裝管邊注漿；5、先安裝完畢管棚后再依次從拱腳向拱頂注漿。如遇串漿或跑漿，則可間隔一孔或數(shù)孔灌注。2、明洞施工1）基礎(chǔ)處理。明洞基礎(chǔ)位于松散的坡積體上，地基承載力較低，視基底松散土體厚度情況，選擇基底換填或注漿加固基底。2）明洞襯砌。從洞內(nèi)向洞外方向進行，明洞混凝土分為兩部分施工，先施工明洞仰拱及填充、邊墻基礎(chǔ)鋼筋混凝土及洞門基礎(chǔ)；混凝土達到規(guī)定強度后，即整體模筑施工上部拱墻及拱圈混凝土。5.2.5明洞回填施工明洞襯砌混凝土達到設(shè)計強度后，便進行兩側(cè)及洞頂回填施工。回填施工前必須做好明洞防排水施工，兩側(cè)應(yīng)對稱進行回填，先由人工夯實回填至拱頂以上1m，方可采用機械回填。5.2.6暗洞施工1、洞身開挖1）視圍巖實際6、情況選擇采用交叉中隔壁法（CRD法）、隔壁法（CD法）或環(huán)形開挖預(yù)留核心土法開挖。每次開挖進尺盡量控制在0.50.75m，并盡量采用挖掘機開挖。開挖過程中根據(jù)圍巖穩(wěn)定情況在上部初支設(shè)置臨時仰拱，以盡早使支護封閉成環(huán)。2）洞口段地質(zhì)松軟，為滑坡堆積體，施工中極容易發(fā)生變形沉降，故預(yù)留沉降變形量應(yīng)在在原設(shè)計放大的基礎(chǔ)上適當(dāng)放大1015cm（施工中根據(jù)監(jiān)控量測反饋信息進行動態(tài)調(diào)整）。在每次開挖進尺結(jié)束后，視圍巖穩(wěn)定情況，可對掌子面采取噴混凝土進行封閉，防止滑塌。施工過程中要加強地表、洞內(nèi)支護等的監(jiān)控量測，并及時反饋分析量測結(jié)果，根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整開挖方法。2、采用完善的超前支護體系1）為減小隧7、道初期支護荷載，防止隧道掌子面發(fā)生坍塌和涌砂突泥等現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)沿著隧道開挖輪廓施做斜向的超前小導(dǎo)管進行注漿加固和起到堵水的作用。2）若經(jīng)鉆探揭示及現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)地下水較豐富，為提高施工安全，應(yīng)在掌子面處設(shè)置注漿止水措施。在部分涌水量較大的段落應(yīng)先進行適量的排放，待水流穩(wěn)定后再進行注漿封堵。施工期間根據(jù)地下水發(fā)育情況及時調(diào)整掌子面注漿方案，確保施工安全。圖5.3 掌子面預(yù)注漿立面示意圖圖5.4 掌子面預(yù)注漿剖面示意圖注：圖中尺寸除直徑以毫米計外，其余均以厘米為單位。 3、根據(jù)圍巖實際情況加強支護隧道在洞口滑坡體段所承受的荷載很大，并且其荷載在開挖后初期即已形成，隨著時間的推移該荷載還將繼續(xù)加大，8、所以需根據(jù)圍巖實際情況增強支護強度和剛度。1）初期支護滑坡體段隧道初支鋼架采用I20aI22b工字鋼，間距4060cm；系統(tǒng)錨桿采用注漿導(dǎo)管，若土體含水率較高，注漿漿液采用水泥水玻璃雙液漿；噴射混凝土強度和厚度均應(yīng)適當(dāng)提高。為防止隧道變形過大侵入二次襯砌，隧道開挖預(yù)留變形量應(yīng)適當(dāng)比設(shè)計加大1015cm，在施工過程中結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控量測情況進行動態(tài)調(diào)整。圖5.5 滑坡段隧道洞身支護結(jié)構(gòu)示意圖注：本圖數(shù)字單位除特殊說明或已標(biāo)注外，其余均以厘米為單位。2）二次襯砌由于隧道所承受的壓力巨大，二次襯砌應(yīng)采用不低于50cm厚的鋼架混凝土結(jié)構(gòu)，為增強結(jié)構(gòu)的強度，混凝土標(biāo)號不低于C25。二次襯砌環(huán)向主筋不小于229、,內(nèi)外雙層布置。5.2.7二次襯砌施工 因洞口段處于滑坡體內(nèi)，將在施工中承受巨大壓力，應(yīng)盡快施工仰拱及二襯，二襯與掌子面間距控制在5060m內(nèi)，以盡早封閉成環(huán)，改善結(jié)構(gòu)受力，提高洞體結(jié)構(gòu)承載力。6材料與設(shè)備 本方法施工簡易，機械使用較少，使用材料和機械設(shè)備為隧道施工常用，主要材料和設(shè)備見表6-1。表6-1 施工材料與設(shè)備配備表序號材料名稱規(guī)格型號序號設(shè)備名稱型號數(shù)量性能1噴射混凝土C251挖掘機PC2002臺良好2鎖腳錨桿22螺紋鋼，L-3.5m2裝載機ZL50C2臺良好3鋼筋網(wǎng)6盤條，網(wǎng)格2020cm3空壓機VY206臺良好4混凝土C25防水混凝土4自卸汽車東風(fēng)15 t4輛良好5鋼架I20a10、型鋼5噴漿機TK9614臺良好6鋼板d-14mm6鉆機12臺良好7系統(tǒng)錨桿255mm，L-3.5m7型鋼冷彎機GZ22型1套良好8注漿鋼管424mm，L-3.5m8潛孔鉆機yMK-74臺良好9895mm，L-20m9注漿機2TGZ 60/2102套良好10水泥P.0 4257質(zhì)量控制 本工法在質(zhì)量上，遵照國家和部頒有關(guān)隧道施工、質(zhì)量驗收規(guī)范，依據(jù)公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1-2004驗收文件進行驗收，依據(jù)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTG F60-2009進行技術(shù)指導(dǎo)，現(xiàn)場安排隧道工程師和質(zhì)檢工程師現(xiàn)場指導(dǎo)施工，重點檢查注漿效果、初期支護拱架安裝質(zhì)量、超前支護質(zhì)量等，檢查操作成果。8安全11、控制除遵守國家及部頒有關(guān)隧道施工安全操作規(guī)程外，還應(yīng)特別注意以下幾點：1）設(shè)專人對滑坡地段地表進行地面觀察，采取定量觀測和定性分析相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)地表裂縫或變形異常立即停止開挖，采取可靠措施處理后方可繼續(xù)開挖。2）施工中安排有經(jīng)驗管理能力強的安全和管理人員進行現(xiàn)場管理，做到技術(shù)指導(dǎo)合理到位，能根據(jù)實際情況合理安排工序，調(diào)整施工方法，同時密切關(guān)注洞身支護和掌子面的穩(wěn)定情況。3）在惡劣天氣條件下，如下暴雨、漲洪水等，停止施工，撤出人員和機械設(shè)備。4）做好監(jiān)控量測工作，在隧道進洞階段，加大監(jiān)測力度，提高監(jiān)測頻率。尤其是對滑坡體地表進行位移監(jiān)測，掌握施工期間滑坡的動態(tài)信息，指導(dǎo)施工，保證施工人員安全，同時12、也為今后安全運營提供數(shù)據(jù)保證。5）注漿、噴射混凝土工人作業(yè)時，必須佩戴防護眼鏡，以防高壓噴射造成人身傷害。9環(huán)保措施 在環(huán)境保護方面，盡量減少植被破壞，廢棄的砂、石、土必須運至指定的棄碴土場堆放，做好擋護和綠化。工程完工后，對棄土場及施工便道等，按照當(dāng)?shù)厮帘３种鞴懿块T的要求進行復(fù)耕或綠化，同時修建好排水系統(tǒng)，防止水土流失。10效益分析以王家坪隧道為例，設(shè)計提供了兩種安全進洞方案：一種是在洞口設(shè)置抗滑樁+增強洞內(nèi)支護，另外一種是洞口滑移區(qū)地表及仰拱注漿+增強洞內(nèi)支護是即本工法。王家坪隧道采用本工法實現(xiàn)了隧道從滑坡體中安全進洞。該工法施工方法簡單，易保證安全質(zhì)量，保證了隧道總體工期，節(jié)約了工程造13、價。目前隧道洞口及地表經(jīng)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)反饋處于穩(wěn)定狀態(tài)，很好地保證了安全。從下表10-1效益分析可見洞口滑移區(qū)地表及仰拱注漿+增強洞內(nèi)支護（本工法）具有較好的效益性。表10 效益分析表項 目地表及仰拱注漿+增強洞內(nèi)支護設(shè)置抗滑樁+增強洞內(nèi)支護工程造價地表及仰拱注漿造價約232萬元。抗滑樁工程造價約503.5萬元。施工設(shè)備潛孔鉆機4臺，雙漿液注漿機1臺，普通高壓注漿機1臺，投入約需10.8萬元。提升機6臺，直螺紋車絲機1臺投入約需3.5萬元。施工便道及加工場地不需要修筑專門便道及加工場，約需1萬元內(nèi)。需要修筑專門施工便道和材料加工場，約10萬元。棄 渣無棄渣約3488m工 期60天150天安全質(zhì)量14、易保證施工安全和質(zhì)量人工挖樁施工安全威脅大11應(yīng)用實例王家坪隧道從一古滑坡前緣進洞，隧道走向近似與滑坡主滑方向平行，隧道左右線分別約有95m的洞身縱穿滑坡體。因此，隧道建設(shè)必然破壞該滑坡體的平衡，引起滑體位移，對滑坡穩(wěn)定性造成不利影響，危及隧道施工及后期運營安全，同時對滑坡體上當(dāng)?shù)卮迕裆敭a(chǎn)安全也造成隱患。王家坪隧道采用本方法實現(xiàn)了安全快速進洞，洞口段施工僅用了60天時間。施工過程中未發(fā)生任何安全事故，施工質(zhì)量及工期得到了保證，并且多次得到重慶市交委、業(yè)主及監(jiān)理等的好評。施工照片 1 王家坪隧道出口進洞安全的滑坡全貌圖 2王家坪隧道洞口邊仰坡開挖 3 導(dǎo)向拱施工 4 管棚施工 5 王家坪隧道洞口段采用挖掘機開挖 6 鋼拱架安設(shè) 7 超前小導(dǎo)管施工 8 防水板施工 9 二次襯砌施工 10 明洞施工 11 施工后的明洞 12 隧道洞口- 12 -