隧道洞口施工地表預加固技術分析與應用

尚高高

摘要：針對隧道洞口的圍巖的特征，分析了地表加固技術及其適用范圍和隧道洞口的施工原則，對隧道洞口地標預加固技術的進展狀況和應用情況進行了總結。通過在施工過程之中使用地表加固技術，提高隧道洞口圍巖的物理力學的性能，使圍巖的自身穩定性性能得到提高，減少圍巖松弛區域，將隧道口圍巖對初期支護的壓力降到最低。通過注漿管和錨桿等技術可以將巖土體懸掛起來，并運用超前注漿的技術使坍塌體得到加固，將地表水下滲的通道及時封堵。

關鍵詞：隧道口 地標預加固 分析與應用

在一些山嶺地區，隧道口所處地區的圍巖性能差，地面的橫坡陡峭，很容易受地下水和地表水的影響。隧道口的部位都是處于淺埋的狀態之下，地質條件和地形條件十分復雜，圍巖的性能十分不穩定，載拱在隧道開挖的過程之中很難形成。隧道在開挖的過程之中很容易引起圍巖的松弛，使地面發生崩塌、偏壓、地表下沉和滑動。特別是在施工條件不佳的狀態之下，例如：雨季施工、淺埋偏壓、軟巖和陡坡等，更應該注意進洞安全的問題，以免在施工的過程之中引起大滑坡的現象。一旦發生洞口車體滑坡，不僅會使施工周期延長，造成經濟上的嚴重損失，更會使人的生命財產安全遭受到巨大的損失。因此在隧道施工的各個細節之中，隧道口的穩定是其關鍵，它影響到了隧道能否順利的進行施工。當坡面發生滑動、嚴重偏壓、地表下沉或者崩塌時，一定要在隧道開挖之前就采取地表加固技術，保證隧道施工的安全。

1、地表預加固技術和施工原則

在對隧道進行設計時，要充分的考慮到進洞的方案和洞口的位置，由于隧道洞口經常受到地形、地物和路線走向的限制，所以對隧道洞口的選擇要符合以下三個特點。第一，隧道洞口的位置如果需要穿過山體。由于山體表層的巖石存在著穩定性差和嚴重風化的現狀，一旦隧道洞口開始施工，會使山體的坡面的平衡狀態受到嚴重的損害，引起滑坡現象的發生。崩塌也可能出現在懸崖或者山體的陡坡之上，洞口處于這樣的位置周圍，及時圍巖具有良好的條件，也要先對仰坡山體進行加固，然后再進洞。第二，如果洞口周圍的圍巖十分軟弱，處于淺埋的地段，并且圍巖破碎的狀態十分嚴重，那么隧道口的洞口形成十分困難。第三，巖石或者山體的走向和隧道軸線斜交，洞口會承受山體的巨大偏壓。傳統的隧道洞口的施工方式會破壞山體原有的自然平衡狀態，尤其是挖掘仰坡的巖石時，一旦洞口的水文條件和地質條件不理想，山體的穩定性差，在施工的過程之中很容易出現坍塌、滑動等危害，給隧道的施工帶來極大的困難，嚴重影響了施工的進行。在隧道洞口施工中遵循早進洞、晚出洞的原則對山坡的穩定是有很大好處的。在具體的施工過程之中，在早進洞、晚出洞的原則之下，綜合自然進洞的原則。即在洞口原有的自然坡面的條件之下，在一些輔助措施的條件之下使進洞提前。這些輔助的措施包括：減少在施工之中對原始坡面植被的破壞，最大限度的保持山體的穩定。第二，減少開挖的工作，特別是要減少山體清方等方面的開挖。第三，在施工過程之中，采取由下到上的方式，先對坡體進行加護，然后再進行挖掘，減少坡體會產生的危害。第四，在隧道洞口出現崩塌、泥石流或者滑坡的危害時，應該先對災害進行治理，然后再進洞。對于隧道洞口處于地質復雜的淺埋地段、雨季施工或者圍巖不穩定的不利條件之下，應該廣泛的在施工過程之中使用自然進洞的原則。解決隧道洞口的工程危害，可以針對洞口的特征和自然進洞的施工理念，借助地表注漿等輔助性質的措施使施工的進洞期提前。可以采用地標錨桿、深孔注漿和高壓噴射注漿的方式對洞口進行加固，減少在施工過程之中的防護成本，保護仰坡的穩定性。隧道施工地表預加固措施的優點有以下幾種。第一，減少工程的造價，使施工方便。第二，保證隧道在使用過程之中的安全性和穩定性。第三，減少地表水的下滲，防止地表水軟化周圍的圍巖。第四，提高圍巖的穩定性和自身的能力，使圍巖承受的初期支護的壓力降低。

2、地表加固技術的應用和發展

地表加固輔助施工方法使用較多的地段是洞口段的施工。一旦在滑動帶設置了出洞口，在開挖之后很可能會產生基石滑動的危害。為了減少在開挖之后基巖面的滑動危害，應該進行高壓噴漿注射對地表進行加固，防止坍塌和滑動的危害，為后期的隧道挖掘進行準備。在洞口施工的過程之中，地表注漿的使用也不斷增多。一旦隧道的洞口受到洞口淺埋或者地面的不對稱荷載的影響而產生偏壓，會使隧道的地面產生沉降，甚至使隧道的主體發生坍塌和滑移。在施工之前應該沿著隧道的方向，順著地面和拱頂的部位設置地面的垂直錨桿。地表注漿所使用的材料多數是水泥漿和水玻璃和水泥的雙液漿等小顆粒型的注漿用料。這些注漿使用的材料結石強度比化學漿液要大很多，不同于以往的材料，對環境和地下水的污染少，是一種綠色的注漿材料。

3、地表注漿工程的實例

某個隧道的全長為780m，是一個雙車道的單向隧道。在滑坡體的邊緣設置了隧道的出口。洞口的埋深有2.5m。滑坡體有明顯的周界，呈現出明顯的環谷地貌。隧道洞口前方的一些碎土石因為山溝水的沖刷作用，而被切割成為陡岸和狹溝。在中部和前部的滑坡體之中存在著很多水點，最終產生了具有軟塑狀的粘土。隧道和滑坡軸處于平行的狀態，隧道中部的寬度大約有60cm，隧道的厚度為9到15cm，隧道的下部寬度大致為60cm，是暫時穩定的中型滑坡。一旦從洞口向下挖掘15.9cm之后，很容易產生新的山體滑坡，加大山體滑坡的危害，經過勘察之后，選擇了地表鉆孔注漿的加固方案。使用地表鉆孔注漿的方式之后，使土體的物理學性能得到很大的改善，在經過了鉆孔的檢查之后，證明注漿已經填滿了土體的縫隙，大大降低了孔隙率，使圍巖強度提高了1到3倍。由洞口段向下挖掘之后，周圍圍巖的穩定性沒有變化，只發生了及其微弱的滲水，在隧道內部地表裂隙的滲水也有大幅度的減少。

4、結論

在隧道施工的各個細節之中，隧道口的穩定是其關鍵，它影響到了隧道能否順利的進行施工。當坡面發生滑動、嚴重偏壓、地表下沉或者崩塌時，一定要在隧道開挖之前就采取地標預加固技術，保證隧道施工的安全。通過在施工過程之中使用地表加固技術，提高隧道洞口圍巖的物理力學的性能，使圍巖的自身穩定性性能得到提高，減少圍巖松弛區域，將隧道口圍巖對初期支護的壓力降到最低。注漿桿和錨桿的使用可以有效的防止隧道的冒頂和塌方，對坍塌體和礦洞的加固，可以使圍巖的整體得到強化。對地表水下滲的通道加以封堵，可以有效減少圍巖的軟化。在使用了地表鉆孔注漿之后，隧道洞口地段的圍巖強度提高了1到3倍。使隧道工程在注漿加固之后獲得了經濟效益和技術效益的雙贏。

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