下獅提隧道穿越淺層溜塌體輔助施工技術

張曉亮

1 工程概況

下獅提隧道全長1 845m，埋深一般在 20m～100m，隧道進口段為160mⅤ級圍巖，斷面開挖寬度為14.38m，高度12.49m，斷面積為146.05m2，單面下坡，坡度為0.5%。溜塌體位于進口丘陵緩坡區，自然坡度為 10°～30°，植被較發育。溜塌體長約90m，寬20m～50m，后緣呈陡壁，高約3m～5m，中部為上陡下緩呈臺階狀平臺，后緣兩側各有一溝，溝深0.5m～2.0m，寬3m～5m，洞口左側山頂有基巖出露，為侏羅系流紋巖。溜塌體呈扇形，滑體厚 2m～7m，主要為粉質粘土夾雜碎塊石，滑動方向 36°，與線路方向夾角約為 37°。地表、地下水較發育，為孔隙潛水。

2 洞口施工方案

下獅提隧道進口段工程地質狀況復雜，進洞施工難度大，根據現場實際情況，采用樁板墻、坡面錨索加固、山頂坡面主動防護網、φ108大管棚注漿超前支護的綜合加固措施，三臺階七步法開挖，同時施工中以監控量測為依據及時對隧道支護參數及施工方法進行調整，確保隧道進洞安全。

3 施工技術

3.1 樁施工技術

施工前，清除坡面危石浮土，并做好必要的防護，鏟除松軟的土層，用平板夯實。挖掘程序視土層性質及樁孔布置而定。為保證施工安全，避免孔間間隔層太薄而造成坍塌，采用“跳樁”開挖，即先開挖 1號，3號，5號樁，后開挖 2號，4號樁。主要采用人工風鎬開挖，每開挖1m及時施作護壁，當需進行爆破施工時，相鄰樁孔爆破時間應相互錯開，嚴禁同時起爆。開挖過程中必須經常檢查樁孔尺寸和平面位置，樁位誤差不得大于50 mm;孔的傾斜度不得大于 0.5%。挖孔達到設計標高后，進行孔底處理。清除孔底松渣、污泥及沉淀等軟層，基樁嵌入基巖深度滿足設計要求，平整樁基底面，檢查樁基承載力，保證樁基承載力滿足設計要求。并且對樁基底面進行釬探，釬探深度不小于 4m。終孔檢查合格后放鋼筋籠，經檢查無誤，各項指標達到設計標準后，即可灌注混凝土。混凝土采用常規溜槽法灌注。為了保證樁基承載力及樁本身混凝土質量，對所有樁的樁身進行無破損檢測。

3.2 坡面錨索施工技術

3.2.1 錨索設置

對山頂坡面平整后垂直于溜塌主軸方向標高 70.0m，77.5m，85.0m，92.5m處隧道上方設置 4排錨索加固，錨索長度分別為23.0m，21.0 m，21.0 m，20.0 m，對應根數為12根，10根，9根，7根，錨索橫向間距 5.0m。錨固段進入流紋巖強風化層中不小于9.0m，每根錨索由3根15.2鋼絞線組成，設計錨固力400 kN，錨孔外采用邊長1.5m的C30鋼筋混凝土承壓板。

3.2.2 錨索鉆孔

根據現場實際地形及條件，錨索均位于坡度 30°左右的坡面上，因此施工時必須借助于腳手架，腳手架承載定額300 kg/m2。造孔采用氣動潛孔錘沖擊鉆進工藝，由于溜塌體內受多條裂縫的分割，巖體支離破碎，在鉆進過程中往往穿過多條裂縫形成的破碎帶及空縫區，遇破碎帶的標志主要表現在漏風、卡鉆、沖擊器工作不正常。當遇到這種情況時，要上下勤活動鉆具，避免卡死鉆頭，當穿過破碎帶后，如果破碎帶小于 1m或者破碎帶不太嚴重，可以不作堵漏處理，繼續鉆進。但當遇到寬大的破碎帶，由于鉆進反復活動鉆具，經多次沖擊，一般會形成齒狀破碎帶。這種情況如果不處理:1)會導致鉆孔彎曲，孔斜率無法保證;2)會造成下錨索困難;3)提鉆后容易塌孔。當遇到這種情況時，在鉆過裂縫后或鉆進確有困難即可停鉆，灌堵漏泥砂漿，用管材注入該段，注滿后待 24h后重新鉆孔。

3.2.3 錨索制作及安裝

錨索采用砂輪機切割下料，切口要整齊，無散頭現象。下料長度=實際孔深+外錨頭混凝土墊座高度+張拉千斤頂長度+工作錨具高 +錨墊板厚+工作錨具厚 +外余量。編索在專門的平臺上進行，平臺起伏差不得大于 5 cm。錨索進、回漿采用外徑25mm聚乙烯塑料制品;并要求塑料管耐壓值不低于設計壓力的1.5倍。采用了卷揚機吊籃將錨索吊上腳手架，然后用人工送錨索。

3.2.4 注漿、承壓板施工

從預埋的注漿孔中壓注膠凝材料。膠凝材料根據設計采用M 40水泥砂漿。注漿漿液應攪拌均勻，隨攪隨用。承壓板采用C30鋼筋混凝土，應保證承壓板的承壓面平整，并與錨索的軸線方向垂直。承壓板采用鋼筋混凝土現場立模澆筑，施工預制件時應預埋錨具及穿束鋼管。

3.2.5 錨索張拉

1)張拉控制應力。設計的張拉控制應力σk是指錨下控制應力，已包括預計的預應力損失，但不包括錨頭摩阻損失。因此張拉時鋼絞線中的實際張拉控制應力必須加上錨頭摩阻引起的應力損失。根據已知條件計算得錨下控制應力取σk=0.5Ryb=930MPa，考慮OVM錨具，錨具部分摩阻損失按2.5%計，千斤頂的摩阻損失為2%，地層壓縮等綜合因素，實際張拉力為:

2)理論伸長值的計算(按計算公式計算):

其中，Pp為預應力筋的平均張拉力，N;L為預應力筋的長度，mm;Ay為預應力筋的截面面積，取420mm2;Ey為預應力筋的彈性模量，N/mm2(取1.93×105MPa)。

3)張拉施工。a.預應力采用引伸量與張拉力雙控，以張拉噸位為主，引伸量修正。b.預應力張拉程序。錨索張拉分五級進行，各級張拉力分別為設計張拉力的25%，50%，75%，100%及110%，每級間隔2min～5m in，最后一級間隔30min，同時記錄每級張拉時鋼絞線的伸長量。第一次張拉鎖定后 30 d左右，進行一次補償張拉，然后鎖定，切除多余鋼絞線，用混凝土封錨。c.實際伸長值計算。鋼絞線的實際伸長值ΔL按下式計算:

其中，ΔL1為從初應力至最大張拉力間的實測伸長值，mm; ΔL2為初應力以下的推算伸長值，mm，采用相鄰級的伸長值，即采用由 50%張拉到 25%的伸長值。錨索荷載鎖定作業必須嚴格執行規范，錨索鎖定后，發現有明顯預應力損失時進行補償張拉。補償張拉后，為確保整個注漿效果及對鋼絞線的有效包裹，須再次進行補漿，同時對錨具孔封孔。最后采用 C15混凝土將外露鋼件封死，以作永久防護。

3.3 AS-02型主動防護網施工

3.3.1 主動防護網的原理

主動防護系統通過錨桿和支撐繩固定方式將鋼繩網覆蓋在有潛在崩塌落石災害的坡面上，從而通過阻止崩塌落石發生或限制崩巖運動范圍來實現防止崩塌落石危害的目的。

3.3.2 主動防護網的施工

1)對溜塌體坡面的部分危石、浮土進行清除;2)從防護區域下沿中部開始向上和兩側放線測量確定錨桿孔位，并在每一孔位處鑿深度不小于錨桿外露環套長度的凹坑，一般口徑 20 cm，深15 cm;3)按設計深度鉆錨桿孔并清除孔內粉塵，孔深應比設計錨桿長度長5 cm以上，孔徑不小于48;當受鑿巖設備限制時，構成每根錨桿的兩股鋼繩，可分別錨入兩個孔徑不小于 35的錨孔內，形成人字形錨桿，兩股鋼繩間夾角為 15°～30°，以達到同樣的錨固效果。鉆孔完成后注漿并插入錨桿;4)安裝縱橫向支撐繩，張拉緊后兩端各用兩個繩卡與錨桿外露環套固定連接;5)從上向下鋪掛格柵網，格柵網間重疊寬度不小于5mm，兩張格柵網間的縫合以及格柵網間與支撐繩間用 φ8縫合繩進行扎結;6)格柵鋪設的同時，滯后格柵網4.5m～9.0m(1排～2排)從上向下鋪設鋼繩網并縫合，縫合繩為 φ8鋼繩，每張鋼繩網均用一根長的縫合繩與四周支撐繩進行縫合并預張拉，縫合繩兩端各用兩個繩卡與網繩進行固定聯結;7)用 φ1.2鐵絲對鋼繩網和格柵網間進行相互扎結，扎結點縱橫間距為1m左右。

4 監控量測

監控量測主要以洞口溜塌體、抗滑樁、隧道進口地表及洞身為主要監測對象，通過對測量數據的整理分析，繪制位移—時間曲線來判斷圍巖的穩定情況，并對初期的數據進行回歸分析，預測可能出現的最大值和變化速度。判斷溜塌體處置后的穩定性及隧道支護參數的合理性，并將分析處理的監測信息反饋于施工，指導變更設計及施工。

5 結語

下獅提隧道進口段淺層溜塌體不良地質地段采用綜合加固措施及常規的三臺階七步法施工技術，順利、安全的完成洞口段的施工，距離貫通里程還有98m，施工安全有序可控，上述措施為此類隧道工程施工提供了一些經驗。

[1] GB 50330-2002，建筑邊坡工程技術規范[S].

[2] 李小剛.隧道穿越流砂層坍塌施工技術[J].山西建筑，2009，35(9):304-305.