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總公司，貴州 貴陽 550008）

1 工程實例

國道某線通道改建工程是省干線公路改造重點項目，全長39.324km，起于山嶺重丘二級公路技術標準，設計行車速度40km/h，路基寬8.5m，路面寬7.0m。獨巖隧道地處大鎮，在A1標合同段內，起止樁號k1+685～k1+945，全長260m，隧道主洞建筑限量凈:1.0m+0.5m+2×3.5m+0.5m+1.0m=10.0m(按 60km/h 預留)，隧道建筑凈高5m。隧道進口端k1+685～k1+715地層為風化板巖及亞粘土層。亞粘土層厚1.5～5m，全風化板巖層厚2.5～6m，巖質風化較為嚴重，節理裂隙較發育，圍巖較弱、層間膠結差。參照有關設計規范，結合鉆探及物探資料，該段圍巖設計評定為Ⅳ級。

2 長管棚施工

2.1 長管棚設計參數

鋼管規格:為熱軋無縫鋼管Φ108mm、壁厚6mm、節長3m或6m；管距:環向間距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的接頭數不大于50%，相鄰鋼管的接頭至少錯開1m。

2.2 長管棚施工

①配備xy-28-300電動鉆機，鉆孔并頂進長棚鋼管；

②本方案采用C25鋼筋混凝土套拱作長管棚導向墻，套拱在明洞外輪廓線以施作；

③管棚應按設計位置施工，應先打有孔鋼花管，注漿后再打無孔鋼管。鉆機立軸方向必須準確控制，以保證孔口的孔向正確，每鉆完一孔便頂進一根鋼管，鉆進過程應經常采用測斜儀測鋼管鉆進的偏斜度，發現偏斜超過設計要求，及時糾正；

④鋼管接頭采用絲扣連接，絲扣長15cm，為使鋼管接頭錯開，編號為奇數的第一節管采用3m鋼管，編號為偶數的第一節管采用6m鋼管，以后每節均采用6m長鋼管；長管棚的長度大于25m，越過隧道塌方區。

2.3 長管棚注漿

長管棚注漿按管棚周圍有限范圍內土體設計，漿液擴散半徑不小于0.5m，注漿采用分段注漿。其注漿順序為:先注內圈孔，后注外圈孔，從拱頂向下順序進行：

①注漿機械:BW-250/50型注漿泵2臺。

②灌注漿液:水泥-水玻璃漿液，漿液的濃度、膠凝時間應符合設計要求，不得任意變更。

③注漿參數:水泥漿水灰比1∶1、水玻璃濃度35波美度、水玻璃模數2.4。

④注漿壓力:初壓 0.5～1.0MPa、終壓2.0MPa。

⑤注漿前應先進行現場試驗修正注漿參數，以利施工。

⑥注漿結束后及時清除管內漿液，并用M30水泥砂漿充填密實，增強管棚的剛度和強度。完成長管棚注漿施工后，將長管棚周圍破碎地層固結為整體，在長管棚支護環的保護下，由地面向下逐步清理洞內塌方。隨著塌方的逐漸清除，初期支護逐段推進，初期襯砌快速成環，接著施工二次襯砌；在二次襯砌完成后，然后進行明洞和洞門的施工，最后完成明洞洞頂回填。

3 隧道進口端仰坡段塌方起因分析

為加快隧道施工進度，施工單位決定由兩端同時向中間掘進，隧道進口端的施工始于2007年10月，仰坡刷坡處治完成之后，按著進洞掘進。施工開挖時，圍巖坡碎、巖層為全強風化板巖、節理裂隙十分發育，裂隙間軟弱夾層，開挖后不能自穩，極易發生塌方。由于地質情況變化，為確保工程質量及施工安全，結合有關監控量測報告，該段初期襯砌由原設計S4b復合襯砌，調整S5復合襯砌，并加強超前支護。通過采取上述措施后，于2007年11月底掘進到k1+710處，掘進了25m。由于受到冰凍和今年春季長時間雨水沖刷，已經刷坡處治過的進口端山體發生大面積塌方，洞口被封，已開挖且已初期支護的25m隧道也同時發生塌方。

4 坡面錨噴支護

4.1 從坡面頂開始

由上至下施工，第1排布置長400cm、間距100cm×100cm、42×3.5mm注漿小導管，管壁每隔20cm交錯鉆孔，眼孔直徑為Φ8mm，第2排、第3排按梅花形布置長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管和水泥砂漿錨桿。

4.2 注漿小導管安裝

用xy-28-300電動鉆機對準標定的孔位鉆至設計深度，孔口位置與設計位置的允許偏差為±10cm，鉆孔結束后應掏孔檢查，在確認無塌孔和探頭石時，然后頂進注漿小導管，頂進至設計深度，即完成注漿小導管安設。

4.3 注漿小導管注漿

注漿時采用全孔一次灌入，且速度由快到慢，單孔注漿結束標準是用注漿量和注漿壓力控制，當單孔注漿達到設計要求，可結束本孔注漿。小導管注漿順序為:先注無水孔，后注有水孔，從上至下進行。如果竄漿或跑漿，可間隔一孔或數孔灌注。注漿結束后，應利用止漿閥保持孔內壓力，直至漿液完全凝固。

4.4 水泥砂漿錨桿鉆孔

用xy-28-300電動鉆機對準標定的孔位鉆至設計深度，孔口位置與設計位置的允許偏差±10cm，鉆機結束后應掏孔檢查，在確認無塌孔和探頭石時，用高壓風將孔眼沖洗干凈，并用塞子塞緊孔口，以防止石渣或泥土掉入孔內。

4.5 水泥砂漿錨桿注漿

①砂漿標號不低于C20，砂漿配合比為水泥∶砂∶水=1∶10∶0.5，砂漿應拌和均勻，調整好其和易性，隨拌隨用，應在初凝前用完；

②先注漿后插桿時，注漿管應先插到孔底，開始注漿后，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；

③注漿時應堵塞孔口，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，若孔口無水泥砂漿溢出，應將錨桿拔出重新注漿；

④錨桿插入孔內的長度不得短于設計長度的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內不得隨意碰撞和敲擊錨桿。

4.6 掛鋼筋網噴射混凝土

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

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量，特邀請了有關專家和設計單位設計人員對現場進行了實地勘察，經現場專題會議確定了詳細的處理方案，其施工工序為:施作截水溝-清除坡面松散土形成多級仰坡-每級仰坡坡腳設置排水溝-坡面由上至下錨噴支護-施作長管棚-清理洞內塌方-施作初期支護-施作二次襯砌-施作明洞-施作洞門-明洞洞頂回填。

6 坡面刷坡處治

在離坡面頂5m遠的上方，設置一條截水溝，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，并形成多級仰坡；在每級仰坡坡腳處設置排水溝，排水溝用水泥砂漿漿砌片石而成，排水溝應將水排至仰坡以外截水溝中。

[1]任會，趙明華，張進華，等.土地坳隧道塌方段注漿方案綜述[J].

[2]公路隧道施工技術規范[S].